8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
1/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
“IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZENERGÉTICA DEL ECUADOR”
JOSÉ SERRANO C.
Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE, Centro de Posgrados Maestría enEnergías Renovables.
1. JustificaciónEn el Ecuador es necesario el desarrollo de energías renovables no convencionales diferentes
de la energía hidroeléctrica que está muy desarrollada y representa el 81% de la generacióntotal del país (CELEC, 2014). Si analizamos el potencial que se tiene, como por ejemplo en el
uso de tecnologías (combustión, gasificación, pirolisis, fermentaciones alcohólicas y
metanogénicas, etc.) a partir de biomasa para generación de electricidad o energía útil
aprovechable y de alto impacto en la matriz energética del país, considerando que la energía
total generada por CELEC en el 2014 fue 16706.08 GWh (CELEC, 2014), mientras que el
potencia de generación eléctrica efectiva que se puede obtener anualmente con residuos de
biomasa seria 18902.8 GWh, para el mismo año. Se tendría la capacidad de cubrir el 100% de
la producción hidroeléctrica del país, y esto representaría el 84% de la producción energética
total del Ecuador, con un ingreso neto de aproximadamente 380 millones de dólares por este
concepto.
2. IntroducciónLas energías renovables en el Ecuador son muy diversas (Hidráulica, Solar, Eólica, Geotérmica y
Biomasa) y existe gran posibilidad de desarrollarlas. La Biomasa es uno de los recursos menos
aprovechados y con mayor potencial en nuestro territorio, dado que Ecuador es un país con
gran dedicación a la producción agrícola. (Bustamante Molina, 2013; CONELEC, 2013).
La biomasa se define como cualquier residuo de origen orgánico que es una fuente de energía
renovable. Según la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588 cataloga la biomasa como
“todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados enformaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización”.
3. Clasificación de la biomasaDe acuerdo al Atlas Bioenergético del Ecuador (2014), la biomasa se puede clasificarse en:
Biomasa natural: Biomasa producida en forma espontánea en los ecosistemas
naturales, por ejemplo bosques.
Biomasa residual: Son los subproductos derivados de las actividades agrícolas,
ganaderas, humanas y forestales. Puede ser:
Biomasa residual seca: Aquella procedente de recursos generados por actividadagrícola, forestal, industria agroalimentaria e industria maderera.
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
2/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
Biomasa residual húmeda: La constituyen los vertidos biodegradables, tales comoaguas residuales e industriales incluidos los residuos agrícolas.
4. Composición de la biomasaEn general la biomasa se considera como un residuo ligno-celulósico (porción fibrosa de las
plantas), puesto que la lignina y la celulosa son sus principales componentes y son insolubles
en agua y además resistentes a hidrolisis acidas, además se encuentra como parte constitutiva
de la misma la hemicelulosa que es generalmente soluble. Otros componentes como
almidones, azucares y grasas o ácidos grasos forman parte de frutos de algunos tipos de
biomasa (Klass, 1998).
Los porcentajes de composición de cada uno de estos constituyentes varían de acuerdo a la
naturaleza y el tipo de biomasa.
5. Tecnologías de conversión energética de la Biomasa.Las características de la biomasa son preponderantes en la selección de las tecnologías a
manejar para su correcta explotación. Por ejemplo la relación Carbono/Hidrógeno (C/H) y
Oxígeno/Carbono (O/C) intervienen en el poder calorífico de la biomasa, además otras
propiedades relevantes son los contenidos de humedad, de cenizas, y material volátil.
5.1. Clasificación de las tecnologías.
Existen diversas tecnologías que permiten realizar la conversión energética de los distintos
tipos de biomasa y están condicionados de acuerdo al porcentaje de humedad que esta
contenga, así se puede categorizar estos procesos en dos grandes grupos:
CLASIFICACION DE TECNOLOGIAS PARA LA CONVERSION ENERGETICA DE BIOMASA
PARA BIOMASA SECA
TERMOQUÍMICOSCombustión
Carbonización
GasificaciónPirolisis
PARA BIOMASA HUMEDA
QUÍMICOS Y BIOLÓGICOSFermentación alcohólica
Trasesterificación y esterificación
Digestión anaerobiaTabla 1. Clasificación de las tecnologías para el aprovechamiento de biomasa. Atlas Bioenergético del Ecuador(2014).
5.2. Descripción de las tecnologías de aprovechamiento de biomasa.
En esta sección se pretende hacer una breve descripción de las tecnologías señaladas en la
tabla 1.
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
3/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
5.2.1.
Para biomasa seca
5.2.1.1. Combustión
La combustión es la secuencia de reacciones químicas exotérmicas entre un combustible y un
oxidante acompañado por la producción de calor y la conversión de las especies químicas.
Durante la combustión de biomasa lignocelulósica, el calor se genera debido a la reacción de
oxidación, donde el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre, combustible contenido
en la biomasa reacciona con aire u oxígeno. Por mucho el medio más común de la conversión
de biomasa en energía térmica utilizable es a través de la combustión directa, y esta produce
alrededor del 90% de toda la energía que se obtiene de la biomasa.(http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technolog
y.htm).Contribuye más del 97% de la producción de bioenergía en el mundo. La combustión es
un proceso ampliamente probado y de bajo costo, tecnología altamente fiable, relativamente
desarrollada y disponible comercialmente. Hay tres etapas principales que se producen
durante la combustión de biomasa: secado, pirolisis y reducción, y la combustión de los gases
volátiles y carbón sólido.
Normalmente, la biomasa contiene alta humedad y alto contenido de oxígeno, lo cual ocasiona
que esta tenga poderes caloríficos muy bajos. El alto contenido de humedad es una de las
desventajas características durante la conversión termoquímica de la biomasa comobiocombustibles, es por esto que se recomienda que la biomasa tenga contenidos muy bajos
de humedad para aplicar este proceso. Aunque las reacciones de combustión son exotérmicas,
la evaporación de agua es endotérmica. Como el contenido de humedad aumenta, tanto el
poder calorífico superior (HHV) y poder calorífico inferior (LHV) disminuyen. HHV y LHV se
utilizan para describir la producción de calor de la unidad de cantidad de combustible durante
su combustión completa. Para determinar el HHV y LHV valores de combustible, las fases
líquidas y vapor de agua son seleccionados como los estados de referencia, respectivamente.
Existe una relación lineal negativa entre el contenido de humedad y el poder calorífico.
Incrustaciones (alcalinos y otros elementos) y la corrosión (álcali, azufre, cloro, etc.) de la
cámara de combustión son problemas comunes asociados con la combustión de biomasa.
Estos se consideran perjudiciales debido a la reducción resultante en la transferencia de calor
en la cámara de combustión.
Hay una serie de métodos y tecnologías de combustión/reactores disponibles para la
combustión de biomasa y los principales pueden clasificarse en dos categorías: sistemas de
combustión de lecho fijo y sistemas de combustión de lecho fluidizado. Pandey, A. (Ed.). (2011
5.2.1.2. Gasificación
La gasificación es la conversión de material bruto o sólido en gas combustible gas comomateria prima química, también denominada como gas de síntesis, que puede convertirse a
http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htmhttp://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htmhttp://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htmhttp://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htmhttp://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htmhttp://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/0607/Biomass/HTML/combustion_technology.htm
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
4/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
combustibles líquidos (gasolina y diésel) por síntesis Fischer-Tropsch. La gasificación debiomasa es el proceso que convierte la biomasa en combustibles carbonosos y gases (por
ejemplo, H2, CO, CO2 y CH4) con determinados poderes caloríficos, con presencia parcial de
oxígeno (O2) de alimentación (normalmente el 35% de la demanda de O2 para una
combustión completa) o de oxidantes adecuados como el vapor de agua y CO2.
Cuando el aire u oxígeno es empleado, la gasificación es similar a la combustión, pero no se
considera un proceso de combustión parcial. En general, la combustión se centra en la
generación de calor, mientras que el propósito de la gasificación es crear valiosos productos
gaseosos que pueden utilizarse directamente para la combustión, o almacenarse para otras
aplicaciones. Además, se considera que la gasificación es un proceso más respetuosos con elmedio ambiente debido a las bajas emisiones de gases tóxicos a la atmósfera y el uso más
versátil de los subproductos sólidos (Rezaiyan y Cheremisinoff, 2005).
La gasificación puede verse como una forma especial de la pirolisis, teniendo lugar a altas
temperaturas para lograr mayores rendimientos de gas. La gasificación de biomasa ofrece
varias ventajas, como la reducción de las emisiones de CO2, los requisitos de equipo compacto
con una superficie relativamente pequeña, control preciso de la combustión, y una alta
eficiencia térmica (Marsh et al., 2007; y Rezaiyan Cheremisinoff, 2005). La gasificación se
realiza normalmente a temperaturas por encima de ( 727 °C) 1000 K, pero recientemente se ha
demostrado que el H2 y CO pueden ser producidos a través de la reforma de la fase acuosa delglicerol a bajas temperaturas
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
5/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
La biomasa lignocelulósica típica, de materiales tales como madera, pajas, y tallos son malosconductores de calor,por lo que para manejar una tasa de calentamiento adecuada se requiereque el tamaño de las partículas que se calienta sea bastante pequeño. De lo contrario, cuandose maneja materiales sin estas características, la tasa de calentamiento será muy lenta, y estodetermina el rendimiento de los productos de la pirolisis. Dependiendo de la temperaturaambiente y la temperatura final, la pirolisis producirá principalmente carbón a bajastemperaturas, 800 °C, con velocidades de calentamientorápidas. Con temperaturas intermedias y menores tasas de calentamiento, el principalproducto es un bio-oil líquido, un descubrimiento relativamente reciente, que está siendoconvertido en aplicaciones comerciales. Existen 3 fases en el proceso de pirólisis: La primera
fase, prepirolisis, se produce entre 120 y 200 °C con una ligera pérdida de peso, por algunosreordenamientos internos, tales como la rotura de enlaces, la aparición de radicales libres, y laformación de grupos carbonilo, con la correspondiente liberación de pequeñas cantidades deagua (H2O), el monóxido de carbono (CO), y CO2. La segunda etapa es el principal proceso depirolisis, durante los cuales se produce la descomposición de sólidos, acompañado por unasignificativa pérdida de peso de la biomasa alimentada inicialmente. La última etapa es ladesvolatilización constante de carbón causada por la destrucción continua de los enlaces C-H yC-O.
En sistemas químicos de reacción, el término severidad se utiliza para capturar la idea de laduración de calefacción y la temperatura final, que influyen en los productos químicos de lapirolisis. Muy baja severidad, son tratamientos de corta duración a una temperatura máxima
de 250 °C conocido como torrefacción y resultan en un producto que ha perdido algo de H2O yCO2 a partir de la pirolisis mientras conserva casi todo el valor de calor. La carbonizaciontradicional es un proceso de severidad media, mientras que la producción de bio-aceites es unproceso de corta duración de severidad alta, y si la duración a alta temperatura se mantiene,todo se convertiría en gas y el hollín.
Dependiendo de la temperatura de reacción y el tiempo de residencia, la pirolisis puededividirse en pirolisis rápida, intermedia y lenta. Normalmente, pirolisis rápida tiene un muycorto tiempo de residencia (1 s); la temperatura de reacción es de aproximadamente 100 ° Cmás alta que la de pirolisis lenta (por ej. 500 C vs. 400 C). Tiempos de reacción cortoscombinados con una elevada temperatura generalmente resultan en un mayor rendimiento de
producto líquido. Un proceso convencional o lento de pirolisis moderada, con un tiempo deresidencia de vapor relativamente larga y baja tasa de calentamiento, se ha utilizado paraproducir carbón vegetal durante miles de años (Zhang et al., 2010).
5.2.2.
Para biomasa húmeda
5.2.2.1. Fermentación alcohólica
El etanol es uno de los principales productos deseables de procesos de fermentación. El etanol
se usa comúnmente como un aditivo directo a la gasolina. Tiene un valor de 129 octanos y el
contenido energético es de aproximadamente el 70% del de la gasolina.
La primera generación de biocombustibles son combustibles producidos a partir de cultivos
agrícolas tradicionales, representados principalmente por el maíz, caña de azúcar y remolacha
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
6/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
azucarera. La caña de azúcar y remolacha de azúcar son la materia prima con mayor potencialpara la producción de bioetanol (Conferencia de las Naciones Unidas sobre Comercio y
Desarrollo, 2006), ya que son fuentes de sacarosa, un disacárido compuesto de glucosa y
fructosa. La sacarosa es hidrolizada por la enzima invertiza, que es producida por la mayoría de
las especies de Saccharomyces, así que no es necesario pre hidrolizar el sustrato. Esto hace
que la producción de etanol a partir del azúcar (sacarosa) sea un proceso muy factible en
comparación con el etanol producido de maíz. Dos tercios de la producción mundial de azúcar
proviene de la caña y una tercera parte es a partir de la remolacha azucarera (Linoj et al.,
2006). La caña de azúcar se cultiva en los países tropicales y subtropicales, mientras que la
remolacha azucarera sólo se cultiva en los países con clima templado.
Aunque existe un gran número de fuentes de almidón, sólo unos pocos de ellos tienen
importancia industrial: el maíz, la yuca, la papa y el trigo. La fécula de maíz, por ejemplo, es
responsable de más del 80% del mercado del almidón en todo el mundo y la mayor producción
en los Estados Unidos (Jobling, 2004). En los países tropicales, otros cultivos amiláceos como
tubérculos (por ejemplo, la yuca) puede usarse para la producción comercial de etanol
combustible (Cardona y Sánchez, 2007). Para producir etanol a partir de almidón, es necesario
romper las cadenas de este carbohidrato para obtener el jarabe de glucosa, el cual puede ser
convertido en etanol por Saccharomyces cerevisiae. Esta pre hidrólisis generalmente se realiza
con enzimas almidón-hidrolizantés y representa un costo adicional en el proceso.
El proceso de producción de etanol de primera generación consta de los siguientes pasos: Pre
tratamiento (de ser necesario), Fermentación, Destilación.
5.2.2.2. Transesterificación y esterificación
Recientemente, el biodiesel ha surgido como una chispa de esperanza en el ámbito de las
energías renovables. Esto es debido a que el biodiesel tiene estrecha similitud con diesel fósil
convencional en términos de su estructura química y contenido de energía. Aparte de eso, la
modificación de un motor diesel no es necesaria, ya que el biodiesel es compatible con los
motores existentes y ha sido comercialmente mezclados con gasóleo como combustible para
el transporte en muchos países europeos (Lam et al., 2009b). Además, una significativa
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero ha sido probada por la quema de
biodiesel, y este resultado refleja directamente el beneficio único del uso de biodiesel (Basha
et al., 2009). Además, el biodiesel es un combustible alternativo no tóxico y fácilmente
biodegradable en agua dulce y el suelo, lo que sin duda es muy bueno para el medio ambiente
(Pasqualino et al., 2006). En general, el biodiesel puede ser producido a través de la reacción
de transesterificación, en la que los triglicéridos de aceite vegetal reacciona con alcoholes de
cadena corta (por ejemplo, el metanol,) en presencia de catalizador, como se muestra en la
imagen (1). La soja, colza, girasol y aceites de palma se encuentran entre los aceites vegetales
comunes que se utilizan en la producción de biodiesel. Sin embargo, dado que estos aceitesson comestibles, muchas organizaciones no gubernamentales en el mundo han planteado la
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
7/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
problemática "alimentos versus combustible" y, por lo tanto, la producción de biodiesel se hadesplazado a otras materias primas alternativas, tales como residuos de aceite de fritura
(WFO) y aceites no comestibles (p. ej., aceite de Jatropha curcas, karanja, pongamia pinnata, y
microalgas). El uso de WFO y aceites no comestibles tiene su cuota de problemas,
principalmente debido al excepcionalmente alto contenido de ácidos grasos libres (FFA)
contenido que complica el conjunto de pasos de procesamiento de biodiesel. La formación de
jabonen se da fácilmente (reacción de saponificación) si se utiliza una base de catalizador y, en
consecuencia, aumenta la dificultad de la purificación en el producto final.
Ilustración 1. Proceso de Transesterificación, Pandey, A. (Ed.). (2011
5.2.2.3. Digestión anaerobia
El metano producido a partir de la digestión anaeróbica de desechos orgánicos y cultivos
energéticos representa una elegante y económica vía para generar biocombustible renovable.
La digestión anaerobia es una tecnología madura y ya se utiliza para la conversión de la
fracción orgánica de los residuos municipales y el exceso de lodo primario y secundario de
plantas de tratamiento de aguas residuales. Alto rendimiento de metano hasta 0,45 m3 STP
CH4/kg de sólidos volátiles (VS) o 12 390 m3/Ha. de CH4 de STP puede lograrse con el azúcar y
el almidón de cultivos, aunque estas prácticas compiten con los cultivos alimenticios y
forrajeros de alta calidad de la tierra. La siembra de cultivos lignocelulósicos en tierras
marginales y retiradas es una opción más respetuosa con el medio ambiente y sostenible para
la producción de energía renovable. El rendimiento obtenido de metano a partir de estoscultivos es más bajo, 0,17 a 0,39 m3 STP CH4 / kg VS o 5400 m3/Ha. de CH4 de STP, es esto lo
que hace que la producción de metano se enfrente a la misma barrera inicial que la producción
de etanol, como es la hidrólisis de los cultivos. Un intenso trabajo de investigación y desarrollo
sobre un eficiente de pre-tratamientos se da permanente para optimizar la producción de
energía neta, que es potencialmente mayor para el metano que para los biocombustibles
líquidos, ya que todo el sustrato excepto la lignina es convertible. (Frigon, et al., 2010).
6. Evaluación técnico – económica.La disponibilidad de biomasa en el Ecuador es elevada, si consideramos los datos del Atlas
Bioenergético del Ecuador (2014), en el cual se refleja las siguientes cifras de biomasaestratificada por tipo de cultivo:
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
8/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
PRODUCCION TOTAL DE RESIDUOS DE BIOMASA EN EL ECUADORCacao(t/año)
Banano(t/año)
Plátano(t/año)
Arroz(t/año)
Caña(t/año)
Maíz(t/año)
Forestales(t/año)
1.935.496,49 4.891.143,61 276.473,29 2.101.948,94 787.885,93 346.001,96 136.547,55Ilustración 2. Producción de biomasa en el Ecuador, por tipo de cultivo, en toneladas por año. Elaboración propiaa partir de los datos del Atlas Bioenergético del Ecuador (2014),
Teniendo en cuenta estas cifras y si analizamos los valores de poder calorífico inferior de cada
una de las principales biomasas:
PIC POR RESIDUO (MJ/kg)
Cacao Banano Plátano Arroz Caña de Azúcar Maíz Forestales
12,00 12,63 12,63 12,00 19,85 12,55 12,26
PIC POR RESIDUO (kcal/t)
Cacao Banano Plátano Arroz Caña de Azúcar Maíz Forestales
286.806,88 301.744,74 301.744,74 286.806,88 474.402,49 299.952,20 292.997,13Ilustración 3. Poder calorífico inferior de los distintos tipos de biomasa. Elaboración propia a partir de los datosdel Atlas Bioenergético del Ecuador (2014),
Con estos datos se puede calcular la energía bruta que se podría obtener de estos residuos
como se muestra en la ilustración 4.
ENERGIA BRUTA (TJ/año)Cacao Banano Plátano Arroz Caña de Azúcar Maíz Forestales
23.225,96 61.750,69 3.490,48 25.223,39 15.638,75 4.342,32 1.673,94
Ilustración 4. Energía bruta que se puede obtener de la biomasa producida en el país. Elaboración propia a partirde los datos del Atlas Bioenergético del Ecuador (2014),
Además podemos avaluar el potencial de energía eléctrica efectiva que se podría producir a
partir de estos residuos mediante la siguiente ecuación:
POTENCIAL DE ENERGÍA ELÉCTRICA EFECTIVA (kWh) =TR x PCI / FC x RGP (1)
Dónde:TR: Toneladas de ResiduosPCI: Poder Calorífico Inferior en kcal/tFC: Factor de conversión: 859,95 kcal/kWhRGP: Rendimiento Global de la Planta: 0,199
Aplicando la ecuación 1 se obtiene:
POTENCIA DE ENERGIA ELECTRICA EFECTIVA QUE SE PUEDE OBTENER DE LOS RESIDUOS (kwh)
Cacao Banano Plátano Arroz Caña de Azúcar Maíz Forestales
3243812038,6 8624299867,0 487491022,4 3522779449,8 2184157870,7 606463038,5 233787353,8
Ilustración 5. Potencial de energía eléctrica efectiva que se puede obtener de la biomasa producida anualmenteen el país. Elaboración propia a partir de los datos del Atlas Bioenergético del Ecuador (2014),
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
9/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
Si analizamos el costo de producción de energía eléctrica a partir de recursos energéticosrenovables no convencionales para nuestro país, observamos que aplicando tecnologías
basadas en biomasa los valores oscilan alrededor de 9 cUSD/kwh , para el territorio
continental ecuatoriano y si lo comparamos con los costos de generación empleando recursos
hídricos el costo alcanza 6.2 cUSD/kwh. (Regulaciones CONELEC., 2013).
En este contexto y considerando que la tarifa actual por concepto de energía eléctrica ennuestro país para el sector industrial se encuentra alrededor de 11cUSD/kwh, se observa quese podría obtener una utilidad neta de 2cUSD/kwh empleando la generación de electricidad apartir de biomasa, lo cual significaría:
POTENCIAL ECONIMICO POR PRODUCCCION DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOMASA (USD)Cacao Banano Plátano Arroz Caña de Azúcar Maíz Forestales
64876240,8 172485997,3 9749820,4 70455589,0 43683157,4 12129260,8 4675747,1
Ilustración 6. Potencial económico por producción de electricidad a partir de biomasa. Elaboración propia.
Lo cual representaría unos 380 millones de dólares anuales en total si se consideran estos 7residuos que se producen en el país.
7. ConclusionesEl impacto que tendría el uso e implementación de tecnologías de generación de electricidad a
partir de biomasa en la matriz energética del país, es muy alto, si consideramos que la energía
total generada por CELEC en el 2014 fue 16706.08 GWh, mientras que el potencia de
generación eléctrica anual con residuos de biomasa seria 18902.8 GWh, (Ilustracion 5) para el
mismo año. Se tendría la capacidad de cubrir el 100% de la producción hidroeléctrica del país,
y esto representaría el 84% de la producción energética total del Ecuador.
En cuanto al impacto económico, se tendría un ingreso neto de aproximadamente 380
millones de dólares por año, (Ilustración 6), lo cual es un aporte significativo para el país.
Si analizamos estos datos desde el punto de vista privado, la implementación de proyectos de
generación eléctricos a partir de biomasa, serían una opción muy convenientes para las
empresas que disponen de este tipo de recursos, por la actividad a la que se dedican(bananeros, cacaoteros, las industrias de arroz, ect.), significándoles un ahorro sustancial a sus
costos de operación y adicionalmente tendrían la posibilidad de vender la energía generada
remanente.
De los residuos analizados, los que más potencial de desarrollo presentan son, los residuos de
banano en primer lugar, con una producción cercana a los 5 millones de toneladas por año,
seguido de los residuos del arroz y del cacao, dejando a la caña de azúcar en un cuarto lugar.
Además hay que considerar que el desarrollo de la biomasa en nuestro país es muy bajo
tecnológicamente hablando lo cual encarece los costó de producción (9 cUSD/kwh), sinembargo y si se llegara a madurar la tecnología y alcanzar el precio de generación promedio a
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
10/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
nivel mundial con este tipo de tecnologías que fluctúa entre 5 y 6cUSD/kwh, podrimos hablarde un futuro provisorio para el desarrollo de estas tecnologías que representarían réditos
mucho mayores a los anteriormente expuestos, para quienes las apliquen en el Ecuador.
8. Referencias
Basha, S.A., Gopal, K.R., Jebaraj, S., 2009. A review on biodiesel production,
combustion, emissions and performance. Renew. Sustain. Energy Rev. 13, 1628 –1634.
Bustamante Molina, M. (2013). Grandes Hitos y Desafíosen la Operación del Sistema
Nacional Inter conectado. En CENACE, Testimonios de Sueños y Realidades (págs. 69,
94). Quito: CENACE.
Cardona, C.A., Sanchez, O.J., 2007. Bioresour. Technol. 98, 2415 –2457.
CELEC EP. (2014). Informe de rendición de cuentas 2014. Ecuador.
CONELEC. (2013). Plan Maestro de Electrificación 2013 - 2022. Quito: CONELEC.
Frigon, J. C., & Guiot, S. R. (2010). Biomethane production from starch and
lignocellulosic crops: a comparative review. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 4(4),
447-458.
INP. (2014). Atlas Bioenergético del Ecuador . Ecuador : ESIN .
Jobling, S., 2004. Plant Biotechnol. 7, 210 –218.
Klass DL. Biomass for Renewable Energy: Fuels and Chemicals. San Diego, CA:Academic Press; 1998.
Lam, M.K., Tan, K.T., Lee, K.T., Mohamed, A.R., 2009b. Malaysian palm oil: surviving
the food versus fuel dispute for a sustainable future. Renew. Sustain. Energy Rev. 13,
1456 –1464.
Manuel Raúl Peláez Samaniego, PhD. Juan Leonardo Espinoza Abad, PhD. Varios
autores.. (2015). Energías renovables en el Ecuador. Situación actual, tendencias y
perspectivas. Ecuador : Universidad de Cuenca,.
Marsh, R., Hewlett, S., Griffiths, T., Williams, K., 2007. Advanced thermal treatment for
solid waste—awastemanager’s guide. In: Proceeding of the 22nd International
Conference on Solid Waste Management and Technology, Philadelphia (USA).
Pandey, A. (Ed.). (2011). Biofuels: alternative feedstocks and conversion processes.
Academic Press.
Pasqualino, J.C., MontaneI`, D., SalvadoI`, J., 2006. Synergic effects of biodiesel in the
biodegradability of fossil-derived fuels. Biomass. Bioenergy. 30, 874 –879.
Rezaiyan, J., & Cheremisinoff, N. P. (2005). Gasification technologies: a primer for
engineers and scientists. CRC press.
Rezaiyan, J., Cheremisinoff, N.P., 2005. Gasification Technologies—a Primer for
Engineers and Scientists. CRC Press Taylor & Francis Groups, Boca Raton (FL).
8/18/2019 IMPACTO ECONÓMICO DE LA APLICACIÓN DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR.pdf
11/11
IMPACTO ECONÓMICO DEL EMPLEO DE BIOMASA EN LA MATRIZ
ENERGÉTICA DEL ECUADOR
Maestría en Energías Renovables IV
Ing. José Serrano C.
Simonetti, D.A., Rass-Hansen, J., Kunkes, E.L., Soares, R.R., Dumesic, J.A., 2007.Coupling of glycerol processing with Fischer Tropsch synthesis for production of liquid
fuels. Green Chem. 9, 1073 –1083.
Soares, R.R., Simonetti, D.A., Dumesic, J.A., 2006. Glycerol as a source for fuels and
chemicals by low temperature catalytic processing. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 3982 –
3985.
United Nations Conference on Trade and Development, 2006. Challenges and
Opportunities for Developing Countries in Producing Biofuels. UNCTADpublication,
UNCTAD/DITC/COM/2006/15, Geneva, November 27.
Zhang, L., Xu, C., Champagne, P., 2010. Overview of recent advances in thermo-
chemical conversion of biomass. Energy Convers. Manage. 51, 969 –982.