Entrevista a Julio de la Peña Lezcano, director general de NC Service

El departamento de energías renovables de la empresa ha centrado su actividad en el desarrollo de nuevas tecnologías en el campo del aprovechamiento de las energías renovables desde 2005. Se trata de lograr el desarrollo tecnológico de la empresa, investigando y ejecutando proyectos en busca de la eficiencia energética, la reducción de emisiones de CO₂, el desarrollo sostenible, la protección del medio ambiente, la generación de empleo y el impulso de zonas menos favorecidas.

Como consecuencia de esta actividad, han surgido diversos proyectos de I+D en el ámbito de las energías renovables y, uno de ellos, es el proyecto Biocom, que finalizó con éxito con la planta Biocom, la primera en España que, mediante la combustión de biomasa, genera energía eléctrica a pequeña escala (125 kWe), empleando un ciclo orgánico de Rankine o ciclo ORC, así como energía calorífica. Para la realización de este proyecto se llevó a cabo una primera fase consistente en la ejecución de análisis, pruebas y ensayos en laboratorio, para llegar finalmente al diseño, construcción y puesta en marcha de la planta Biocom en junio del año pasado.

La amplia experiencia en el sector de bienes de equipo, y su vinculación con el Grupo Nicolás Correa, capacitan a NC Service para abordar con fiabilidad la introducción en el mercado de plantas de biomasa como la planta Biocom.

Quiero destacar que el proyecto Biocom ha contado para su ejecución con el apoyo de la Administración Pública a través del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio (MITYC), del Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), de la Agencia de Inversiones y Servicios de Castilla y León (ADE) y cofinanciado con fondos Feder.

Una de las grandes innovaciones de la planta es el equipo de generación eléctrica conocido como Clean Cycle, que ha sido desarrollado por la división de General Electric GE Energy. Se trata de uno de los primeros módulos ORC de esta potencia que son comercializados con éxito en el mundo. Este módulo ORC genera 125 kWe, sin complejidades técnicas, de fácil operación y bajo coste de mantenimiento, presenta una alta fiabilidad y alta rentabilidad con un diseño modular y escalable. Las principales innovaciones del módulo ORC incluyen una turbina de alta velocidad, con cojinetes magnéticos y sin sistemas de aceite, una sofisticada electrónica de potencia que suministra potencia útil a la red eléctrica y un fluido orgánico de trabajo de nueva generación sin impacto ambiental negativo.

Además, en el desarrollo del proyecto Biocom también ha colaborado un centro tecnológico de Valladolid y dos empresas de la provincia de Burgos.

La planta Biocom construida por NC Service es la primera planta en España que mediante la combustión de biomasa genera energía eléctrica a pequeña escala (125 kWe) y energía calorífica. El proceso llevado a cabo en la planta Biocom parte de la generación de calor mediante la combustión de astillas de madera en un horno y la transmisión de ese calor hasta un módulo ORC que lo emplea para la producción de energía eléctrica. Además de electricidad, en el proceso se genera calor útil que puede ser aprovechado para otros usos como agua caliente, procesos de secado, calefacción, centros deportivos, etc.

En un principio, el proceso de combustión de biomasa no está considerado como una novedad tecnológica ni un proceso innovador, ya que en el aprovechamiento de biomasa a pequeña escala la generación de calor se ha logrado desde hace tiempo mediante calderas de biomasa de probada eficiencia y uso extendido. Sin embargo, la incorporación de una tecnología de generación de calor a partir de biomasa como es el caso de la combustión, a un ciclo orgánico de Rankine de pequeña potencia para generar electricidad, es una tecnología sin precedentes en España. De ahí que la planta Biocom haya sido la primera de estas características construida y funcionando en España con los estándares de calidad y fiabilidad exigidos por la industria.

La instalación presenta un gran número de ventajas como su modularidad, su rápida instalación, la diversidad de combustibles para usar como materia prima, la fiabilidad y el fácil manejo, etc. Además, se generan 125 kW eléctricos que pueden ser directamente autoconsumidos por el propietario de la planta en sus instalaciones o vendidos a la red eléctrica, con el consiguiente ahorro energético. Y permite el uso de la energía térmica generada en el proceso, que puede resultar de gran utilidad en procesos industriales tales como el secado de madera u otros productos, la calefacción de instalaciones, etc.

Por otra parte, su reducido tamaño (100 metros cuadrados) permite situarla cerca del origen de la materia prima, sin coste extra de transporte de ésta, ni emisiones de CO₂ derivadas de dicho transporte, presentando una gran facilidad de manejo y logística de abastecimiento, al consumir unos 350 kg/h de astillas de madera. Estas pequeñas necesidades de abastecimiento de biomasa se convierten en una gran ventaja, ya que suponen un ahorro en el transporte del combustible hasta la planta y se facilita la logística de suministro de biomasa.

Este aspecto, y el hecho de que permitan la autogeneración a pequeñas potencias, convierten a estas plantas de generación eléctrica con biomasa en un producto muy útil para todos aquellos usuarios (pequeños y medianos productores de biomasa, como agricultores o pequeñas empresas agrarias o forestales, empresas madereras, etc.) que presenten una demanda de energía, ya sea térmica o eléctrica y que, además, se encuentran en zonas con disponibilidad de biomasa.

Con ello, creo que es importante destacar que la planta Biocom ayuda al desarrollo sostenible y contribuye a la conservación del medio ambiente: Dado su bajo contenido en azufre y nitrógeno, con la biomasa se producen menos emisiones contaminantes que con los combustibles fósiles, y su contribución al efecto invernadero es nula por la emisión de la misma cantidad de CO₂ en la combustión que la que han consumido previamente las plantas durante su crecimiento.

Asimismo, con instalaciones como la planta Biocom se pretende contribuir al cumplimiento de los objetivos marcados por las normativas medioambientales actuales. Hay que tener en cuenta también que el empleo de la biomasa forestal procedente de los tratamientos selvícolas en los montes podría contribuir en la lucha contra los incendios forestales al mantener los montes más limpios y dificultar el avance y propagación de dichos incendios. Por último, disminuye la dependencia energética con el exterior y fomenta el desarrollo local y rural por ser una fuente de energía autóctona que genera más puestos de trabajo por volumen de negocio que las convencionales.

Se pueden distinguir además, una serie de ventajas directas para el usuario de una instalación como la de la planta Biocom de biomasa:

• Bajo coste de mantenimiento y fácil limpieza.
• No requiere de personal cualificado para su operación y manejo.
• Ausencia de altas presiones y eliminación de problemas de corrosión al no emplearse agua.
• Fácil puesta en marcha y elevada fiabilidad.
• Larga vida útil de la instalación, superior a los 20 años.

Además, las principales innovaciones tecnológicas que incorpora esta instalación son:

• Su carácter modular permite que sea fácilmente ampliable.
• Planta de pequeño tamaño con funcionamiento automático y contínuo.
• Adaptación de la tecnología ORC a cualquier tipo de biomasa.
• Eliminación de costosos y muchas veces contaminantes sistemas de limpiezas de gases y efluentes líquidos.
• Posibilidad de telemonitorizar y telediagnosticar plantas situadas en zonas aisladas.
• Mayor flexibilidad de operación, con distintas cargas y combustibles: la planta puede funcionar carga parcial, presentando un buen funcionamiento incluso a bajas temperaturas.

Por otra parte, fuera del ámbito de la biomasa, el equipo Clean Cycle permite un claro ahorro energético ya que una empresa que esté desaprovechando calores residuales en su proceso, puede con este equipo obtener un beneficio económico usando el calor residual para generar 125 kW eléctricos que la empresa pude usar directamente para autoconsumo en sus instalaciones o para venta.

En líneas generales se pueden distinguir dos ámbitos de aplicación.
En primer lugar, dentro del ámbito del aprovechamiento de biomasa, la planta Biocom es adecuada para un organismo, propietario forestal, pequeño productor, empresa, industria, etc., que disponga de residuos forestales u otras biomasas y que pretenda utilizar estos restos para obtener un beneficio económico. El calor generado por el sistema puede aprovecharse bien en forma de aire o agua caliente, para el secado de madera u hortalizas, el calentamiento del agua industrial, calefacción en instalaciones o complejos deportivos, etc.

Esto permite el aprovechamiento de un modo local, utilizando los recursos de las zonas cercanas a la instalación, favoreciendo el empleo local, el desarrollo rural, y contribuyendo al ahorro energético y al uso de las energías renovables.

Así, los principales sectores de aplicación pueden venir representados mayoritariamente por:

• Instalaciones con necesidades eléctricas: pequeños empresarios o usuarios, con altos costes de electricidad, o incluso sin acceso a la red eléctrica, en regiones y países emergentes como Sudamérica, China, India, etc.
• Instalaciones con necesidades de calor o frío: Industrias (madera, mueble, papelera, etc.) hoteles, hospitales, explotaciones agrícolas y ganaderas, invernaderos, etc.
• Administraciones públicas: Ayuntamientos, polideportivos, centros feriales y de convenciones, etc.
• Pequeñas comunidades de vecinos: Sistemas “District Heating”, comunidades aisladas, etc.
• Gestores de residuos: Recolectores de maderas provenientes de podas y desbroces, limpieza y mantenimiento de montes públicos y privados, etc.

En segundo lugar, se encontrarían los sectores de aplicación para el módulo ORC Clean Cycle, el cual presenta una gran aplicación en empresas que tengan calores residuales en sus procesos y quieran utilizar este calor que están desaprovechando para obtener un beneficio económico. Se trata, por tanto, de aplicaciones en el campo del aprovechamiento de calores residuales de procesos industriales, de motores, vertederos, biogás, etc.

NC Service ofrece la posibilidad de instalar este tipo de plantas, para pequeños productores, ofreciendo una tecnología robusta, de fácil manejo y control, de bajo mantenimiento, reducida necesidad de espacio para su instalación, con necesidades de obra civil mínimas, trabajando a bajas presiones y temperaturas y libre de sustancias tóxicas y peligrosas.

Planta Biocom: de residuo a beneficio

Gracias al proyecto Biocom Nicolás Correa Service, S.A. ha construido la primera planta en España que mediante la combustión de biomasa genera energía eléctrica a pequeña escala (125 kWe) y energía calorífica.

En dicha planta, los equipos instalados son un sistema de alimentación y una caldera de biomasa de 1.000 kW térmicos, un módulo ORC de 125 kW eléctricos, y un sistema de aprovechamiento o condensación de los 850 kW térmicos generados en el proceso. Su coste de inversión y su periodo de retorno convierten a estas plantas de pequeña generación en un proyecto perfectamente abordable para un pequeño productor.

El proceso llevado a cabo en la planta Biocom parte de la generación de calor mediante la combustión de astillas de madera en un horno y la transmisión de ese calor hasta un módulo ORC que lo emplea para la producción de energía eléctrica. Además de electricidad, en el proceso se genera calor útil que puede ser aprovechado para otros usos como agua caliente, procesos de secado, calefacción de instalaciones, etc.

En la figura 1 pueden verse los tres procesos que integran la instalación:

1- Generación de calor

Para la generación de calor se parte de astillas de madera almacenadas en un silo y transportadas mediante sinfines hasta un horno para ser quemadas. En la parte superior del horno existe una caldera cilíndrica por donde pasan los humos calientes generados en la combustión antes de salir hacia la chimenea. Esta caldera está recorrida por una serie de tubos por los que circula aceite térmico, que durante su recorrido por la caldera se calientan, saliendo a la temperatura deseada por la parte superior. Una vez cedido el calor, los humos de combustión salen también por la parte superior, pasan por un ciclón donde se retienen las partículas sólidas y, finalmente, libres de partículas salen por una chimenea al exterior.

2- Transmisión de calor

El aceite caliente sale de la caldera a la temperatura establecida y adecuada para el funcionamiento del módulo ORC. Este aceite caliente circula por un sistema de tuberías hasta llegar a un intercambiador para ceder su calor al fluido de trabajo del equipo de generación eléctrica. El aceite térmico y el fluido no entran en contacto directo, pero recorren una serie de tubos y placas por el intercambiador de modo que el aceite cede calor y el fluido de trabajo gracias a este calor se evapora y sale del intercambiador en forma de gas. Tras ceder el calor, el aceite sale frío del intercambiador y es impulsado por la acción de una bomba, volviendo nuevamente a la caldera donde reanuda su recorrido por la misma, tomando de nuevo el calor cedido por los humos de la combustión.

3 - Generación de electricidad: módulo ORC

Lo más novedoso de la instalación es el equipo de generación eléctrica, Clean Cycle, módulo ORC de 125 kWe que trabaja mediante al aprovechamiento de fuentes de calor de diversos tipos. El proceso consiste en calentar el fluido de trabajo hasta el punto de evaporación para posteriormente hacerlo pasar en forma de gas por una microturbina de alta velocidad. El gas, al pasar, acelera la microturbina y produce electricidad a través de un generador conectado a la turbina. Finalmente el fluido se condensa y es impulsado mediante una bomba para aumentar su presión y comenzar de nuevo el ciclo.