Posibilidades de generación distribuida de energía eléctrica mediante gasificación de las principales biomasas residuales de Tucumán, Argentina

Parte de los datos de este trabajo fueron presentados en VI Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica (CAIM 2018), y XXX Congreso International de la Caña de Azúcar (ISSCT 2019).

Resumo

El empleo de fuentes renovables para generación de energía eléctrica viene incrementándose constantemente en los últimos años a nivel mundial, debido principalmente a políticas ambientales para reducir los impactos del cambio climático. La biomasa puede considerase una fuente renovable para la obtención de energía eléctrica “limpia”. La provincia de Tucumán, en razón de su actividad agroindustrial, ofrece buenas perspectivas para su aprovechamiento. Para ello, en función del tipo de biomasa, es necesaria una tecnología adecuada para convertirla en energía en forma eficiente, y una alternativa promisoria es la gasificación. Esta tecnología podría implementarse de manera relativamente sencilla para generación de energía eléctrica en forma descentralizada, a diferentes escalas, en lugares con disponibilidad de biomasas adecuadas. Empleando el software de simulación Cycle Tempo 5.0 para resolver balances de materia y energía teniendo en cuenta un modelo de equilibrio termodinámico (Modelo 0-D), se evaluó el potencial de generación de energía eléctrica en motores de combustión interna, a partir de gas pobre obtenido mediante gasificación de las principales biomasas residuales de Tucumán sin aprovechamiento: los residuos agrícolas de cosecha de caña de azúcar y residuos de poda y renovación de citrus. Con estos residuos, que suman en conjunto 1.229.208 toneladas en base seca por año, se podrían generar anualmente 774 GWh de energía eléctrica, un 27% de la energía eléctrica total consumida en la provincia. Esto daría valor económico a estos residuos lo que favorecía a evitar su quema a cielo abierto, y la energía así generada, podría reemplazar parte de la proveniente de combustibles fósiles,  aumentando la participación de renovables en la matriz energética, con beneficios sociales, ambientales y económicos.

ABSTRACT

Possibilities of distributed power generation through gasification of residual biomasses in Tucumán, Argentina

In recent years, the use of renewable sources for electric power generation has been steadily increasing worldwide, mainly due to environmental policies to reduce climate-change impacts. Biomass can be considered a renewable source for generating “clean” energy. The province of Tucumán, due to its agroindustrial activity, offers good prospects for the use of biomass. Appropriate technology is needed to convert biomass efficiently, and a promising alternative is gasification. This technology could be implemented in a relatively simple way to generate electricity in a decentralized manner, at different sizes of installations, in places with enough biomass available. Using the Cycle Tempo 5.0 simulation software to solve matter and energy balances by taking into account a thermodynamic equilibrium model (Model 0-D), the potential power generation in internal combustion engines was evaluated from the gas obtained by gasification of the main residual biomass in Tucumán without substantial current use: sugarcane harvest residues, and citrus pruning and renewal residues. With 1.229.208 t dry weight basis per year of this residual biomass, 774 GWh of electric energy could be generated annually, 27% of the total electric energy consumed in the province. This would give economic value to these wastes, which would help to avoid their in-field burning. The energy generated by means of gasification could partly replace that generated from fossil fuels, which would increase the participation of renewables in the energy matrix, and generate social, environmental and economic benefits.