3. INTRODUCCIÓ
• L’Energia és una necessitat bàsica de la societat
actual, i la població augmenta, per tant hi ha un
augment del consum.
• La principal font d’energia són els combustibles
fòssils. Contaminants, majoritàriament CO2.
• Alternativa: biomassa i hidrogen entre altres.
• Diversificar les fonts d’energia reduir el consum
energètic.
4. BIOMASSA
Què és?
Material orgànic d'origen
vegetal i animal que pot ser
transformat per a generar
energia elèctrica,
combustibles i productes
orgànics.
Tipus:
• Biodièsel
• Bioalcohols
• Biogàs
5. BIODIÈSEL
• Què és? Biocombustible obtés de olis i greixos.
Característiques semblants a les del gasoil. És una alternativa
als combustibles fòssils.
• Obtenció: A partir de èsters metílics i de àcids grassos unit a un
alcohol (metanol), en presència de catalitzador.
• Procés: transesterificació. Hi ha excés de triglicèrids i
glicerina. S'acceptarà el biodièsel que s’ajuste a la norma
ASTM PS 121.
6. BIODIÈSEL
Tipus de biodièsel segons la matèria prima
utilitzada:
• SME (soya methyl ester): éster metílic de oli
de soja o gira-sol.
• RME (rape methyl ester): éster metílic de oli
de colza.
• PME (palm methyl ester): éster metílic de oli
de palma.
• FAME (fatty acid methyl ester): éster metílic de
àcids grassos.
7. BIODIÈSEL
Producció i aplicacions
• Producció extensa per la UE
per a l’automoció, creant gasoil
BD-5, BD-30. Utilitzem una
mescla ja que el BD-100 es
perjudicial per als productes
plàstics dels automòbils.
• A més de l’ús com a
combustible, també s’utilitza en
la industria de lubricants i
química orgànica.
8.
9. BIODIÈSEL
•
•
•
•
•
•
Avantatges
Menys emissions de
gasos contaminants
Biodegradable, no tòxic,
lubricant.
Compatible amb la majoria
de motors dièsel.
Obtingut a partir de font
renovable.
Cultius com matèria prima
evita la erosió del sòl.
Millora l’abastiment de
energia regional.
•
•
•
•
•
Inconvenients
Menor quantitat d’energia
que el gasoil. Motors no
adaptats.
Es necessari el metanol,
derivat del petroli.
Producció més cara.
Requereix grans
superfícies de cultius.
Cultius de biodièsel poden
competir amb cultius
d’alimentació.
10. BIOALCOHOL
METANOL (CH3OH)
• S’obtenia mitjançant la destil·lació de la fusta. Actualment
s’obté mitjançant el gas de síntesi (tema d’alcohols, èters i
epòxids)
• S’utilitza en cel·les de combustible i com a combustible
alternatiu en vehicles
• Menor ΔH que la gasolina
• Alcohol molt tòxic. La seua utilització en vehicles es deguda
al seu alt índex d’octà
• Poques emissions de gasos d’efecte hivernacle
BIOETANOL (C2H5OH)
• S’obté a partir de la fermentació de la glucosa
• Líquid inflamable i incolor. Alt índex d’octà.
• Millors característiques que el metanol (menys tòxic, més
soluble en la gasolina)
11. BIOALCOHOLS - BIOETANOL
Aplicacions més importants
• Mescla gasolina + bioetanol (10%) = GASOHOL
• Mescla gasolina + bioetanol (15%) = E-85
• ETBE (etil ter-butil èter), additiu de la gasolina (IO = 120)
• Mescla amb additius per a millorar la ignició del dièsel
Avantatges
• Una forma d’energia
obtinguda a partir de fonts
renovables
• Alt índex d’octà.
• Amb gasolina, menors
emissions de gasos
contaminants
Inconvenients
• Poc rendiment en un
motor d’explosió
• Balanç energètic negatiu
• Encariment dels cultius
Desforestació
12. BIOALCOHOLS - BIOGÀS
Mescla de gasos que es generen en la descomposició de
la matèria orgànica (en condicions anaeròbiques)
S’obté de:
• Residus d’explotacions ramaderes
• Part orgànica dels residus urbans
• Residus industrials biodegradables
• Fangs de depuració de aigües residuals urbanes
Composició
• CH4 (55-70%)
• CO2 (35-40%)
• N2 (0,5-5%)
• H2S (0,1%)
• H2 (1-3%)
13. AVANTATGES I INCONVENIENTS
DEL ÚS DE LA BIOMASSA
Inconvenients:
• Processos costosos y
poc competitius en el
mercat.
• Grans superfícies de
terreny per al cultiu.
• Al potenciar
monocultius intensius
-> desequilibri ecològic.
14. PERSPECTIVES FUTURES PER A LA
OBTENCIÓ DE BIOCOMBUSTIBLES
• Per a no interferir el sector alimentari, utilitzar cultius
energètics com plantes oleaginoses (Jatrofa).
• Jatrofa: creix en terres àrides, necessitat de poca aigua,
suporta temperatures fins els 40ºC.
• Cel·lulosa, molt abundant en la natura, per a la obtenció
de etanol.
• Fonts de obtenció de cel·lulosa: residus agrícoles, sòlids
urbans, residus forestals…
• Algues: altra font de obtenció de biocombustibles.
• Les algues: creixen en aigües residuals o en el mar,
utilitzen CO2 y llum solar per a créixer.
• Transformar la biomassa en gas de síntesis: mescla de
hidrocarburs similars a la gasolina.
15. HIDROGEN
Què és?
• Gas molt abundant en la terra
(H2O, hidrocarburs, biomassa, etc.)
• No font primària → s’ha d’obtindre.
• Gas incolor, inodor, altament inflamable i no
tòxic.
Característiques
Hidrogen
Gasolina
Metà
Poder cal. (KJ/g)
120
43
50
Densitat g (Kg/Nm³)
0,09
-
0,20
Densitat liq (Kg/L)
0,07
0,73
-
0
80
55
Emisions CO2 (mg/kg)
16. OBTENCIÓ DEL HIDROGEN
• Reformat gas natural + vapor d’aigua (76%)
CH2(g) +H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)
CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g)
• Electròlisi de l’aigua
2H2O(l) + Energia → 2H2(g) + O2
• Producció en automòbil (3 formes):
1. CH3OH + ½ O2 → CO2 + 2H2
2. CH3OH + H2O → CO2 + 3H2
3. CH3OH → CO + 2H2
17. PRODUCCIÓ I APLICACIONS DE
L’HIDROGEN
Matèria prima per a l'industria:
•
•
•
•
Amoníac
Àcid nítric
Metanol
Industria del refinament
Combustible
•
2+ ½ O2 → H2O (l) + Calor
• Molta energia
• Viable
18. HIDROGEN
Avantatges
• Combustible mes net ja
que desprèn aigua.
• És el combustible amb
mes energia per unitat de
pes.
• Hidrogen i Oxigen
produeixen electricitat
directament a les cel·les
de combustible.
• No és tòxic, ni
contaminant.
Inconvenients
• No es troba de forma
•
•
•
•
•
directa.
Balanç energètic negatiu.
Obtenció liquida molt
costosa (-253ºC).
Mes difícil de transportar
mitjançant gasoductes que
altres gasos.
Emmagatzematge i
transport complicat.
Altament inflamable.
19. CEL·LES DE COMBUSTIBLE
Dispositius on l’energia alliberada en la combustió es
converteix en energia elèctrica.
Cel·la de combustible
hidrogen- oxigen.
• Baixa temperatura
• Genera un voltatge de 1V
20. CEL·LES DE COMBUSTIBLE
Altres cel·les de combustible
• PEM (polimèrica): Temperatures baixes, oxidació del
hidrogen en el ànode, reducció del oxigen en el càtode.
• DMFC ( metanol).
21. MESURES PER REDUIR GASOS
D'EFECTE HIVERNACLE
•
•
•
•
•
•
•
•
Reemplaçar carbó per gas natural.
Augment de la producció energètica que prové de les
instal·lacions solars.
No desforestació mundial.
Augment de la producció de biocombustibles.
Més us de la energia nuclear per a energia elèctrica.
Augment del rendiment dels automòbils.
Adoptar sistemes de captura i emmagatzenament de
diòxid de carboni.
Optimitzar el consum energètic i disminuir l’efecte
hivernacle.
22. BIBLIOGRAFIA
• Química orgànica: Principals aplicacions industrials.
Ed. Universitat Politècnica de valència
• Imatges de Google
