Feria nacional de Clubes de Ciencia. Liceo Nº1 “En busca de la soberanía energética” Categoría: Chajá Área: Social Departamento: Tacuarembó. Año: 2007 Resumen. En nuestro trabajo planteamos la posibilidad de utilizar los residuos forestales, los cuales están disponibles en abundancia en la zona de influencia de Tacuarembó para generar energía de forma rentable. Motivados por la situación actual de Uruguay de déficit energético; pero sobre todo por las consecuencias que ya estamos viviendo sobre el calentamiento global por el uso de combustibles fósiles para generación de energía como en las Centrales Batlle y La Tablada; los cambios que están sucediendo en todo el mundo debido a este fenómeno, y la necesidad y responsabilidad que tenemos de encontrar nuevas energías renovables que no contribuyan a dicho efecto. Teniendo en cuenta estos dos puntos encontramos un recurso renovable que propende el desarrollo local, dentro del Mecanismo de Desarrollo Limpio del Protocolo de Kyoto. Utilizando este tipo de energía obtenida a partir de los residuos forestales lograríamos acercarnos a la soberanía energética, dejaríamos de usar otros tipos de energía no renovables, que son costosas y contribuyen al cambio climático. Introducción Sensibilizados por la situación actual del mundo, viviendo los cambios que ya están sucediendo, y temiendo más aún los que vendrán decidimos analizar los recursos que nos rodean, intentamos buscar una solución a un problema diario, como el de la crisis energética. Al mundo no se le están agotando las fuentes de energía y materias primas no renovables que se comercializan, pero si están adquiriendo caracteres preocupantes los efectos relacionados con su extracción y consumo. En el caso de los combustibles fósiles, el verdadero problema no es su posible escasez, sino las consecuencias ambientales de su uso, en particular la contaminación del aire y las emisiones de dióxido de carbono (CO2). La contaminación del medio ambiente se ha ido agravando hasta adquirir enormes proporciones en cuanto a intensidad y extensión, se inició con aglomeraciones humanas en las ciudades, se intensificó con el desarrollo industrial y posteriormente con la explosión demográfica. Todo proceso de crecimiento económico involucra un aumento de la actividad Industrial y ésta a su vez conlleva a un mayor uso energético. Cuando estos parámetros marchan en forma aislada, sin ningún control, conducen a un desarrollo económico con devastadoras consecuencias para el medio ambiente. Se ha establecido en el Protocolo de Kyoto consideraciones del cambio climático; “investigación, promoción, desarrollo y aumento del uso de formas Nuevas y renovables de energía, de tecnologías de secuestro del Dióxido de carbono y de tecnologías avanzadas y novedosas que sean Ecológicamente racionales” Uruguay ha avanzado en la creación de normas sobre cambio climático, principalmente ratificando el Protocolo de Kyoto el 5 de Febrero de 2001. Dicha Convención establece que "…las partes deberían tomar medidas de precaución para prever, prevenir o reducir al mínimo las causas del cambio climático y mitigar sus efectos adversos…" De acuerdo al Inventario Nacional de GEI (Gases con Efecto Invernadero, o sea aquellos gases que causan la polución y el calentamiento de la atmósfera) de Uruguay (MVOTMA 2001), la mayor parte de las emisiones de dióxido de carbono, que contaminan al ambiente en nuestro país, provienen de las actividades del sector energético. A su vez, el sector cambio en el uso de la tierra y la silvicultura capturó más del 66% de las emisiones de dióxido de carbono del sector energético y procesos industriales. El PK ha sido el primer acercamiento para poder llevar a cabo medidas de mitigación del cambio climático, aspirando a promover el desarrollo sustentable, la eficiencia energética, la utilización de energía renovable y el aumento de los sumideros y reservorios de carbono. El desarrollo forestal en Uruguay El desarrollo de la forestación promovido por la Ley 15939, durante los últimos años hizo que en Uruguay exista una mayor captura de dióxido de carbono en el balance nacional de GEI. Dicha masa forestal además de aumentar el reservorio de carbono en forma sustentable, generará una cantidad considerable de residuos de manejo y de la industria que actualmente no son utilizados. Principalmente la biomasa forestal juega un doble rol en la mitigación de GEI en relación a los objetivos de la CMNUCC, como fuente de energía sustitutiva de combustibles fósiles y como reservorio de carbono en el largo plazo (IEA 1998). Existen diversos obstáculos para el aprovechamiento de residuos forestales como fuente de energía ya que estos están generalmente más dispersos que los combustibles fósiles, incrementando los costos (cosecha y transporte). Sin embargo, las opciones modernas de transformación de energía tienen el potencial de generar empleo e ingresos adicionales en las zonas rurales, y lo que es aún más significativo, incrementar la autosuficiencia energética del país (IEA, 1998). Además de generar residuos aprovechables, la forestación genera productos de larga vida útil que pueden: (i) sustituir productos intensivos en el uso de energía como el hierro o cemento; (ii) aumentar el stock de carbono al aumentar el uso de dichos productos; (iii) ser utilizados como fuente de energía al final de su vida útil. Distribución de la forestación en Uruguay (Fuente: Dirección Forestal, MGAP). Como se desprende de la Figura, el departamento de Tacuarembó y sus ciudades aledañas, se encuentran en una región con un gran desarrollo forestal por lo que el aprovechamiento de los desechos de esta actividad es viable, dejando a nuestra región en condiciones ventajosas para el aprovechamiento de los mismos y la producción sustentable de energías limpias. La forestación existente manejada de manera de obtener un flujo de productos forestales sustentable, es probable que contenga menos carbono que los bosques protegidos como reservorio de carbono. Sin embargo, el desplazamiento sostenido del uso de combustibles fósiles repetidamente, ofrece beneficios netos en el correr del tiempo, combinando el uso del suelo para una actividad económica como lo es la forestación con la producción de energía limpia. Los lineamientos del Protocolo de Kyoto relacionados con proyectos forestales podrían llegar a ser otro incentivo para mantener el stock de carbono presente en las masas forestales del país y a su vez suministrar una fuente continua de energía sustitutiva de combustibles fósiles para el futuro. La utilización de residuos forestales permitirá contribuir al desarrollo sustentable de la región, generar empleo, incorporar tecnologías limpias y eficientes, reducir emisiones de gases de efecto invernadero, aumentar la autosuficiencia energética del país. Las Energías Renovables Se conocen como Energías Renovables aquellas que se producen de forma continua y que son inagotables a escala humana. Son además, fuentes de abastecimiento energético respetuosas con el medio ambiente. Existen diferentes fuentes de energía renovables, dependiendo de los recursos naturales utilizados para la generación de energía. Protocolo de Kyoto. El objetivo del Protocolo de Kioto es conseguir reducir un 5,2% las emisiones de gases de efecto invernadero globales sobre los niveles de 1990 para el periodo 20082012. Este es el único mecanismo internacional para empezar a hacer frente al cambio climático y minimizar sus impactos. Para ello contiene objetivos legalmente obligatorios para que los países industrializados reducan las emisiones de los 6 gases de efecto invernadero de origen humano como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6). FUENTE DE INFORMACION: http://archivo.greenpeace.org/Clima/Prokioto.htm Experiencias en el Mundo En el mundo existen diversas experiencias que demuestran la factibilidad de realización de proyectos de generación de energía a partir de residuos forestales. Ejemplo: ALEMANIA:(Altenstadt-Alta Baviera) 1. CENTRAL DE BIOMASA - Producción de energía 80.000 megavatios anual(35Megavatio/hora) de electricidad. 2. Cantidad de operarios = 20 empleados + 1 Gerente. 3. Usuarios = 27.000 hogares tamaño medio 4. Fecha de inicio de producción : Setiembre de 1.999 5. Materia prima :80.000 toneladas /año(85% de RESIDUO de madera +15% de Heno o pasto) 6. Cenizas: se usa como abono industrial y en la construcción por ejemplo: para losas alivianadas. 7. Futuro de ESTAS CENTRALES DE BIOMASA: Proyectan colocar 50 centrales en toda Alemania. 8. Fuente de información: revista NEW WORLD 4/99 Ejemplo España: 1. Lugar: Ayuntamiento de Cuellar(SEGOVIA) 2. Habitantes: 9.200 hab. 3. Fecha: 5/7/2000 4. Inversión: U$U:1.152.941(El Ayuntamiento :Gestiona la Planta de BIOMASA, paga el combustible, cobra la energía a los usuarios y devuelve la inversión a 20 años) 5. Beneficio para los Usuarios: Baja del 10% en el monto que pagaban con la anterior fuente de ENERGIA(hoy tienen electricidad y calefacción cada vivienda ) 6. Materia prima: 14.000 Ha. De monte comunitaria 7. Deposito: 30tn de biomasa(corteza de pino y cáscara de piña). NOTA: Si los Españoles generan Electricidad y calefacción con 14.000ha. de monte para 9.200 habitantes . Cuanto tendríamos que Generar nosotros con 100000 ha en el área de influencia de Tacuarembo? FUENTE DE INFORMACION: www.habitat.aq.upm.es Ejemplo Chile Planta Termoeléctrica .Lugar: CONSTITUCION LA LAJA Potencia instalada: 9.200kW 9.200KW .Generación media anual 56GWh 51GWh . Suministro desecho madera .160.000m3/año 130.000m3/año Fecha de Inicio: abril 1.995 Agosto de 1.995 Fuente de información: www.fao.org Planteo de Hipótesis - Identificación del problema 1) Necesidad de fuentes de energía alternativas con el fin de cumplir con los objetivos de la Convención Marco da las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) y el Protocolo de Kyoto (PK). 2) Necesidad de identificar proyectos de bioenergía que participen en el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), que permitan la comercialización de créditos de carbono entre países desarrollados y en vías de desarrollo. 3) Existe una clara dependencia del país de fuentes de energía no renovable (petróleo y gas natural), que no han sido sustituidas en forma total por energía hidroeléctrica y que actualmente se encuentran en situación de crisis dentro de la región. 4) Quema de residuos forestales (energía renovable en forma de leña) se realiza en forma ineficiente. 5) Existencia de importante volumen de residuos forestales no comercializables que generan un impacto ambiental negativo. Objetivo general Estudiar la viabilidad económica que tendría la instalación de una planta generadora de energía a partir de residuos forestales en Tacuarebó. Objetivos específicos 1) Estimar las cantidades de residuos forestales que tenemos en el área de influencia de Tacuarembó. 2) Estimar el potencial energéticoque lograríamos con las cantidades de residuos que tenemos. 3) Estimar los beneficios de la utilización de residuos y los daños ambientales evitados. 4) Determinar la cantidad de perdonas que trabajarían en la planta. 5) Determinar la ganancia líquida que tendríamos por mes. Metodología. La investigación para el logro de los objetivos utilizara los siguientes métodos y técnicas: Recopilar información necesaria para estudiar la viabilidad económica para el funcionamiento de una planta generadora de energía. Resultados. Resumen de los volúmenes de biomasa en el área de influencia de Tacuarembó Tipo de Residuos (m3) o toneladas Residuos industriales Madera de plantaciones 2,000,000 6,000,000 Residuos Industriales: Residuos provenientes del procesamiento de la forestación (Fuente Colonvade) Madera de plantaciones: Se refiere a madera (leña) que no tiene destino a la industria de la madera (papel, tablas, etc.) y que actualmente se utiliza para calefacción domestica. Estimación del potencial energético de los residuos estimados en el área de Tacuarembó. De acuerdo al planteo inicial se recurrió a la ayuda de expertos para la estimación del potencial energético. Se enviaron los datos a la Ing. Agr. (Dra.) Isabel Loza-Balbuena de la Cantebury University de Nueva Zelanda. Las estimaciones se plantean en la siguiente tabla: Tipo de residuo Toneladas MW Potenciales MW/Hora Residuos industriales Madera de plantaciones 2,000,000 1,009,3750 168.23 6,000,000 3,028,125 504.69 Estimación de costos de funcionamiento de una planta generadora de energía a partir de residuos forestales. La planta funcionaría por medio de calderas que a partir de la quema de residuos forestales generan vapor de agua, para luego transformarlo en energía, con un procedimiento similar a lo que sucede en una represa hidroeléctrica. Un caldera de este tipo produciría 44 toneladas de vapor por hora, con un costo de US$ 8 la tonelada de vapor. Se generaría 31680 toneladas mensualmente. Esto generaría un costo de US$253440 aproximadamente para mantenerla funcionando. Vendiéndole a UTE solamente 10MW/H tal como lo dice su licitación, obtendríamos U$S 90 por MW/H, U$S21600 por día, y U$S648000 por mes. Con 24 obreros de planta, 3 electricistas, 3 mecánicos, 1 foguista, 1 gerente, 1 contador y una secretaria, tendríamos un gasto en personal de U$S 22251. (Incluido cuota mutual, BPS y Seguro.) Por lo tanto mensualmente nos quedaría una ganancia líquida de U$S 372309 mensualmente, aproximadamente. Adjuntamos el siguiente fragmento de un artículo publicado en el diario La República. “A un costo de U$S 200 mil diarios, se encendió la sexta unidad de la central Batlle. En los próximos días, activarían la quinta unidad.” http://www.larepublica.com.uy/lr3/larepublica/2006/01/05/politica/199113/la-uteactivo-la-central-batlle-para-no-perder-reserva-hidrica/ Por lo tanto sabemos que lo que gastaría la caldera en un mes es lo que gasta una unidad de la Central Batlle a diario. Conclusiones: Luego de haber realizado todos los cálculos necesarios, tales como el costo de personal, de funcionamiento, y de mantenimiento pudimos concluir que se obtendrían U$S 373602 de ganancias, debido a que UTE nos compra solamente 10MW/H, a un precio de U$S 90 cada MW/H. En épocas de crisis energéticas podríamos aumentar las ganancias, (debido que UTE en lugar de comprarnos 10MW/H nos compararía 20MW/H), a U$S 1043202. Observando estos datos, concluimos que sería viable instalar una planta generadora de energía a partir de residuos forestales en Tacuarembó. Nos acercaríamos a una soberanía energética, tendríamos, sobre todo una estabilidad energética importante, ya que la materia prima esta y no tendríamos problemas en acceder a ella, pero sobre todo, estaríamos usando una energía limpia que no contamine nuestro ambiente. Bibliografía: Dirección Forestal, MGAP http://archivo.greenpeace.org/Clima/Prokioto.htm www.habitat.aq.upm.es www.fao.org http://www.larepublica.com.uy/lr3/larepublica/2006/01/05/politica/199113/laute-activo-la-central-batlle-para-no-perder-reserva-hidrica/ Agradecimientos: o Sr. Leonardo Ríos (Ingeniero Químico, Frigorífico Tacuarembó) o Sr. Hugo Quay (Fuguista, Frigorífico Tacuarembó) o Sr. Luis Llanes (Encargado de personal) o Personal UTE Tacuarembó. o Gerente Nuevo Banco Comercial Tacuarembó. o Sra. Isabel Loza-Balbuena (Ingeniera Agrónoma, Cantebury University de Nueva Zelanda.) o Sr. Pablo Almeida (Profesor de Química, Liceo Nº1) o Sr. Bernardo Freitas (Ingeniero Agrônomo, Forestal Oriental) o Personal de Colonvade. o Sr. Washinton Perez, BPS. o Sra. Nelsi Alvarez (Gerenta BSE Tbó) o Sr. Ricardo Barreto. o Personal Ministério de Trabajo y Seguridad Social, Tbó. o Personal Subgerencia UTE Grandes Clientes, Mdeo. o José Botaza. (UTE Tbó) o Nestor Pochelu (UTE Tbó)