manual de cultivos para energía

MANUAL DE CULTIVOS PARA ENERGÍA
Proyecto: “Promoción de la producción y utilización de cultivos
energéticos a nivel europeo (ENCROP)”
Madrid, Octubre 2008
EL MANUAL DE CULTIVOS PARA ENERGIA, ENCROP HANDBOOK, es
una guía temática editada por ESCAN S.A. sobre la producción y utilización de
los cultivos energéticos. Su objetivo es la difusión y promoción de estas biomasas
en el mercado de las energías renovables.
El Manual forma parte del proyecto ENCROP, en el marco del Programa Europeo
de Energía Inteligente. En el proyecto participan empresas e instituciones de
Alemania, Austria, Italia, España, Finlandia, Suecia y la Asociación Europea de la
Biomasa, AEBIOM.
Avda. Ferrol, 14, 28029 Madrid
escan@escansa.com
www.escansa.com/encrop
www.encrop.net
El contenido de esta publicación sólo compromete a su autor y no refleja necesariamente la opinión de las
Comunidades Europeas. La Comisión Europea no es responsable de la utilización que se podrá dar a la información
que figura en la misma.
AGRADECIMIENTOS
La presenta publicación ha sido posible gracias a la importante colaboración de las instituciones
y empresas que con sus aportaciones directas o bibliográficas han contribuido a su redacción.
El agradecimiento se hace extensivo a las siguientes entidades:
CIEMAT. Juan Carrasco, Coordinador del proyecto singular estratégico On
Cultivos.
EGL Group. Frederic Joursten, Experto en legislación y comercio de emisiones.
VALORIZA. Juan Luís Casimiro. Director de la Planta de Energía en Puente
Genil.
INIA. Hortensia Sixto. Experta en establecimiento y cultivo del chopo.
ITGN. Alberto Lafarga. Experto en establecimiento y cultivo de Brassica.
SALIXPHERE. Rodolfo Lindqvist. Consultor y experto en maquinaria de
cultivos.
KWB. Alexander Weissenger. Director técnico de fabricación.
UNIV. DE VIGO. Luís Ortiz. Director de la Escuela de Ing. Forestales de Vigo.
ESCAN, S.A. Margarita Salve. Responsable de logística.
AENOR. Documentación Enernova – 2007.
MICYT. Real Decreto 661/2007.
NORDEN-08. Storing&handling of solid biofuels.
IDAE. Folletos sobre la Energía de la biomasa. Madrid, Mayo 2008.
3
ÍNDICE
0.-
Introducción ..................................................................................................7
1.-
Situación actual .............................................................................................8
2.-
Chopo y otras variedades leñosas como cultivo energético .......................18
3.-
Cultivo energético herbáceo: Brassica carinata ..........................................24
4.-
Transporte y almacenamiento .....................................................................29
5.-
Peletización y briquetado............................................................................33
6.-
Producción de energía a partir de biomasa .................................................37
7.-
Calidad de la biomasa e impacto en la vida útil de las calderas. ................40
5
0.- Introducción
Los cultivos energéticos, o sea cultivos destinados específicamente a la producción de energía,
son actualmente un complemento a las biomasas tradicionales (residuos agrícolas y forestales).
La presente publicación esta orientada a potenciales agricultores, inversionistas y usuarios de
agrobiomasa (plantas eléctricas, cogeneración, redes de calor centralizadas, etc. ).
Se desarrollan de forma resumida los siguientes aspectos:
-
Situación actual, destacando la producción de cultivos energéticos en España dentro del
proyecto On Cultivos, y en el entorno operacional (legislación, comercio de emisiones,
contrato de suministro).
Producción y cosecha de los cultivos energéticos en España. Se refiere a los cultivos con
mayor potencial: el chopo en corta rotación, colza, carinata, así como a la maquinaria
para cosecha de chopo.
Transporte y almacenamiento para pacas y astillas. Se ocupa de las empresas de
distribución y aspectos de la rentabilidad en el transporte, así como de los tipos de
almacenes y sugerencias para almacenar.
Peletización, incluye el proceso de peletizado, las principales características de los
pélets y la situación del sector.
Producción de energía trata un ejemplo de interés sobre el uso de cultivos energéticos en
la planta eléctrica de Puente Genil, así como los aspectos relacionados con la calidad de
la biomasa y su influencia en la vida útil de las calderas.
Se espera que esta publicación contribuya al desarrollo de la cadena bioenergética de los cultivos
en España, lo que redundará en la mejora del balance económico, energético y ambiental del
país.
7
1.- Situación actual
Producción actual y objetivos futuros en España.
Los cultivos energéticos son cultivos destinados específicamente a la producción de energía y
pueden ser herbáceos o leñosos. Estos cultivos deberían tener un alto rendimiento, no contribuir
a la degradación del suelo, presentar un balance energético positivo, adaptarse en lo posible al
uso de maquinaria común agrícola o forestal y permitir una fácil recuperación de las tierras
cuando cese la producción de dicho cultivo.
En el año 2007 la superficie destinada a este tipo de cultivos en Europa fue de 2,84 millones de
hectáreas. En el año 2004 fue de 310.000 hectáreas, 570.000 hectáreas en el 2005 y 1.230.000
hectáreas en el 2006. El presupuesto comunitario para ayudas en el año 2008 es de 90 millones
de euros. La prima a la obtención de los llamados “cultivos energéticos” está ligada a un contrato
entre el agricultor y la Empresa Transformadora. Esto supone una ayuda definitiva de 31,6 euros
por hectárea para el 2008, poco más del 70 por ciento de la ayuda prefijada en 45€/ha.
En el año 2005 se inició en España un Proyecto Singular Estratégico denominado On Cultivos,
cofinanciado por el Ministerio de Educación y Ciencia y coordinado por el CIEMAT. Su
objetivo es promocionar el desarrollo de los cultivos energéticos durante el periodo 2005-2012.
En los trabajos intervienen numerosos participantes(1), de los que unos son empresas privadas y
organizaciones agrícolas y otros son organizaciones de I+D y universidades con gran experiencia
en el tema.
La superficie estimada para la demostración de los cultivos es de unas 10.000 ha y las
Comunidades Autónomas involucradas se extienden por el Norte (Navarra, Aragón, Cataluña,
Castilla y León), el Centro (Castilla la Mancha, Madrid) y por el Sur y Este (Andalucía,
Extremadura).
El objetivo principal de dicho proyecto es promover la obtención de energía a escala comercial a
partir de cultivos energéticos, para posibilitar su implantación sostenible, así como la difusión de
las posibilidades del recurso y de las alternativas viables para su penetración en el mercado
En la parte de demostración se contemplan los siguientes cultivos: cereales para la producción de
bioetanol, colza (Brassica napus), carinata (Brassica carinata), chopo (Populus spp) y sorgo
forrajero (Sorghum bicolor).
1
Lista de participantes: Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat); Abengoa-Bioenergy S.A.; AbengoaBioenergy, Ecoagrícola S.A.; Abengoa Bioenergía Nuevas Tecnologías S.A.; Acciona Biocombustibles, S.A.; Acciona Energía S.A.;
Aplicaciones Biotecnológicas Avanzadas SyS S.L.; Asociación de Jóvenes Agricultores-Granada; Asesoría Industrial Zabala; BioEbro S.L.
Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Instituto de Agricultura Sostenible; Ecoproductos Ibéricos S.A.; Endesa Generación S.A.; Escan
S.A.; Fundación SoriaActiva; Guascor S.A.; Guascor I+D S.A.; Instituto Nacional de Investigaciones de Tecnología Agraria y Alimentaría;
Institut de Recerca i Tecnología Agroalimentàries; Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León; Lasián Tecnología de calor S.L.; Molinos
del Ebro S.A.; TAIM TFG, S.A.; Transportes Urbanos de Sevilla SA M; Universidad Politécnica de Madrid; Universidad Pontificia de Comillas;
Universidad de Zaragoza; Valoriza Gestión, S.A.; Vicedex Europa,S.L.
8
Figura 1. Áreas de demostración de los cultivos, año agrícola 2006-2007
Fuente: Ciemat.web: www.oncultivos.es
.
Las aplicaciones previstas en el proyecto se refieren a: producción de calor para calefacción,
generación eléctrica, elaboración de biocarburantes y gasificación.
El 40% de los objetivos contemplados sobre biomasa en el Plan de Energías Renovables es para
cultivos energéticos. Según el PER, éstos deben suponer 1,9 MTEP/año en aplicaciones térmicas
y eléctricas en 2010 y 2,2 MTEP/año como biocarburantes.
De cara al futuro, la Comisaría de Agricultura, Marianne Fischer, ha puesto en duda la
continuidad de la ayuda destinada a cultivos energéticos y ha afirmado que ya se ha dinamizado
el mercado y que se deben alcanzar los objetivos de producción de biocarburantes previstos. Son
producciones todavía alejadas de los mínimos necesarios para garantizar los compromisos
bioenergéticos adoptados por la Unión Europea. De acuerdo con el Plan Español de Energías
Renovables (PEER), la aspiración es el uso del 5,75 por ciento de biocarburantes en el 2010.
9
Legislación. Venta de la energía eléctrica: (RD 661/2007)
Hay dos opciones a la hora de vender energía eléctrica procedente de renovables:
• Mediante una tarifa regulada: la componente principal del precio es fija y denominada
tarifa base (Ptr), a la que se aplican una serie de complementos.
• Por medio del mercado de energía eléctrica: el precio va oscilando según el precio de
la energía eléctrica en el mercado, incrementando en una determinada prima y una
serie de complementos. La retribución principal es, en este caso, la suma del precio de
mercado diario (PMD) más una prima (P).
La “tarifa regulada” para cultivos energéticos (b.6.1) en plantas con potencia ≤2MW, primeros
15 años es de 15,8890 c€/kWh, después de los 15 años pasa a 11,7931 c€/kWh. Si la planta tiene
una Potencia > 2MW, los primeros 15 años es de 14,659 c€/kWh, y después de 15 años pasa a
12,3470 c€/kWh.
Si se va a “mercado”, para cultivos energéticos en plantas con Potencia ≤2MW, primeros 15
años, la prima de referencia es de 11,5294 c€/kWh, con límites superior (16,63 c€/kWh) e
inferior (15,41 c€/kWh). Si la planta tiene Potencia >2 MW, los primeros 15 años la Prima de
referencia es 10,0964 con límites 15,09 c€/kWh y 14,27 c€/kWh respectivamente.
Según el RD 661/2007 publicado en Mayo 2007 y modificado en Diciembre 2007, la “tarifa
regulada” y el “Mercado” para la venta de electricidad grupo b.6 son:
Grupo
Subgrupo
b.6.1
Cultivos
energéticos
b.6
b.6.2
Residuos
agrícolas y
jardines
b.6.3
Residuo
forestal y
operaciones
selvícolas.
10
Potencia
P≤2MW
2MW≤ P
P≤2MW
2MW≤ P
P≤2MW
2MW≤ P
Plazo
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Primeros 15 años
A partir de
entonces
Tarifa
regulada
C€/kW/h
15,8890
Prima de
referencia
C€/kW/h
11,5294
11,7931
0,0000
14,6590
10,0964
12,3470
0,0000
12,5710
8,2114
8,4752
0,0000
10,7540
6,1914
8,0660
0,0000
12,5710
8,2114
8,4752
0,0000
11,8294
7,2674
8,0660
0,0000
Mercado
Limite
superior
C€/kW/h
16,6300
Limite
inferior
C€/kW/h
15,4100
15,0900
14,2700
13,3100
12,0900
11,1900
10,3790
13,3100
12,0900
12,2600
11,4400
Contrato de suministro.
Uno de los requisitos para la sostenibilidad de una Planta (eléctrica, CHP, peletizado) en el
tiempo, es el aseguramiento del suministro de biomasa a Planta. Un ejemplo de pre-contrato de
suministro de biomasa entre productor y consumidor se incluye a continuación.
Precontrato para suministro de residuos forestales o agrícolas
Requerimientos:
De una parte: Don ________ con DNI ________, en nombre de la empresa ________, como
representante legal, desde ahora COMPRADOR.
De la otra parte: Don ________ con DNI ________, desde ahora SUMINISTRADOR.
Admitiendo ambas partes la necesaria capacidad legal para llegar a un acuerdo en los términos
del presente contrato.
DECLARAN:
El objetivo del COMPRADOR es la generación de energía renovable, haciendo uso del poder
calorífico de los residuos forestales y otras formas de biomasa, y que dicha empresa va a
construir una planta de producción eléctrica en la Región.
El SUMINISTRADOR tiene la suficiente cantidad de residuos para cumplir con sus obligaciones
de acuerdo al presente contrato
El COMPRADOR está interesado en la adquisición de los residuos y el SUMINISTRADOR en
suministrar el residuo de acuerdo a los siguientes:
REQUISITOS
UNO. Objetivos del contrato
El PROVEEDOR se compromete a suministrar los residuos ubicados en el aserradero o
explotación forestal al COMPRADOR en las cantidades acordadas en la sección 4.1, y sin
incurrir en las condiciones establecidas en el Anexo I * firmado, que se adjunta a este contrato,
siendo una parte de ella.
DOS. Condiciones de suministro.
2.1. Las características de los residuos, el contenido de humedad y las condiciones establecidas
en el Anexo I.
2.2. El COMPRADOR, en los plazos establecidos en la sección 4,1 y en las condiciones del
Anexo I, retirará los residuos a través de un transportista especializado.
2.3. El SUMINISTRADOR podrá transportar los residuos directamente a la planta por sus
propios medios, de acuerdo a las condiciones del Anexo I.
(*) Nota: En el Anexo I se harán constar las condiciones específicas y concretas para cada contrato.
11
TRES. Duración del contrato.
3.1. El presente contrato entrará en vigor el día de su firma y los compromisos establecidos se
requerirán desde el momento en que la planta empiece a trabajar, sin embargo el
COMPRADOR podrá retirar los residuos en el momento que haya un lugar adecuado para
almacenarlo, y obtenga las oportunas autorizaciones administrativas, informando al
SUMINISTRADOR con treinta días de anticipación.
Si la actividad de la planta o la retirada de los residuos no tiene lugar dentro de dos años a partir
de la fecha de hoy, este contrato será resuelto.
3.2. El presente contrato tendrá una duración de diez (10) años a partir del comienzo de
generación de electricidad por la planta, y se prorrogará por períodos sucesivos de cinco
años de duración a menos que cualquiera de las partes manifieste su voluntad en contra de
ella, por lo menos un año antes de la próxima fecha de renovación.
CUATRO. Obligaciones del SUMINISTRADOR.
4.1. El SUMINISTRADOR se compromete a suministrar (cada mes) ________m3 de residuos,
lo que equivale a _________Kg., por mes, que es ______Tn / año. Las anteriores
cantidades se medirán en meses de producción y años, admitiendo una variación de más menos un 20% cada mes de producción y de más - menos un 10% cada año.
4.2. El SUMINISTRADOR afirma que no ha suscrito un contrato o acuerdo preferencial que
podría ser incompatible con el presente contrato y, en consecuencia, está obligado,
irrevocablemente, y con preferencia a cualquier tercero, a suministrar al COMPRADOR en
las cantidades y calidades de residuos establecidos en presente contrato.
4.3. Sistema de suministro: El SUMINISTRADOR se pondrá en contacto por teléfono con EL
COMPRADOR, a fin de suministrar los contenedores necesarios para este fin. Los
contenedores serán suministrados dentro de los siguientes dos días como máximo.
4.4. Una vez que los contenedores están llenos, el SUMINISTRADOR se pondrá en contacto
por teléfono con el COMPRADOR para su retirada, que se llevará a efecto en un plazo de
dos días como máximo.
4.5. El SUMINISTRADOR suministrará la totalidad de los residuos disponibles.
4.6. En caso de que, en cualquier momento y por razones de fuerza mayor, el
SUMINISTRADOR demuestre la imposibilidad de cumplir cualquiera de sus compromisos
en virtud del presente contrato, tendrá que comunicarlo al COMPRADOR, con un mínimo
de treinta días antes de la fecha de entrega acordada en la sección 4.3.
4.7. El SUMINISTRADOR tendrá que presentar todos los permisos administrativos exigidos
por la actividad, con los seguros y los recursos técnicos necesarios para cargar y retirar los
residuos, para su depósito y almacenamiento, así como un espacio para el almacenamiento,
carga y descarga de los contenedores sin ningún tipo de riesgo para el COMPRADOR.
12
4.8. El SUMINISTRADOR enviará al COMPRADOR una factura por el importe total mensual,
derivado de la ESTIPULACIÓN mencionada en la sección 5.4 del presente contrato, en los
primeros quince días de cada mes.
CINCO. Obligaciones del COMPRADOR.
5.1. El COMPRADOR emitirá una nota de entrega con respecto a cada entrega, indicando el
peso y las condiciones aparentes de cada suministro. Esta nota de entrega se firmará por el
PROVEEDOR y el transportista, y se entregará al COMPRADOR con el fin de ser firmado
y devuelto.
5.2. En el caso de que el PROVEDOR elija transportar los residuos directamente por sus
propios medios, de acuerdo con lo estipulado en la sección 2.3, el COMPRADOR pagará
_____ € / Tn entregada.
5.3. El COMPRADOR mantendrá las instalaciones disponibles permanentemente para la
entrega de los residuos.
5.4. El COMPRADOR pagará al SUMINISTRADOR___________, una cantidad fija por
residuo, que se ha fijado para esta fecha en la cantidad asignada en el presente contrato en 3
c€ / th (incluido el transporte), lo que equivale a ___ € / tn de una biomasa con un PCI =
9400 kJ / kg.
5.5. El COMPRADOR pagará al SUMINISTRADOR ___________, en representación de la
suma total facturada en la segunda quincena del mismo mes, el PROVEEDOR enviara la
factura, realizándose el pago a través de transferencia bancaria.
SEIS. Incumplimiento del contrato por parte del suministrador.
6.1. Si el SUMINISTRADOR no cumple su principal obligación, es decir, si la cantidad de
residuos no se suministra en las cantidades especificadas en la sección 4.1, se traducirá en la
aplicación de una penalización de 0,02 € / Kg. no suministrado. El importe total será
facturado a partir de la fecha de incumplimiento y la penalización económica se pagará en
efectivo.
6.2. Si el incumplimiento del contrato se debe a circunstancias ajenas, que el PROVEEDOR no
pueda controlar y él comunica la situación al COMPRADOR, éste no podrá reclamar una
compensación económica.
SIETE. Conclusión.
Los reiterados incumplimiento del contrato por cualquiera de las partes, de conformidad con el
presente contrato, autorizará a la otra parte a disolver el contrato y/o a la demanda de una
compensación económica. Se entiende que un repetido incumplimiento del contrato se alcanza
cuando la situación ocurre en 2 meses consecutivos o 3 meses alternos en un plazo de doce
meses.
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El COMPRADOR podrá resolver el contrato debido a las dificultades económicas en la
explotación del proyecto mencionado en la sección I en el presente contrato, sin ninguna
penalización económica, si la situación se comunica con 3 meses de antelación.
OCHO. Notificaciones.
Ambas partes indican que sus domicilios legales son los indicados en la cabecera del presente
documento, con el fin de recibir las notificaciones previstas en el presente contrato.
NUEVE. Toma de muestras
El SUMINISTRADOR tiene derecho a estar presente en la toma de muestras y, en caso de
desacuerdo o discrepancia, puede tomar una muestra para ser examinada por un laboratorio
autorizado dentro de las siguientes 48 horas, que establecerá si las propiedades de los residuos
cumplen o no las condiciones indirectamente establecidas en el Anexo I, enviando a las dos
partes el resultado de este análisis.
DIEZ. Cambio de la legislación.
Cualquier modificación en la legislación (ambiental o de cualquier otro tipo) que pueda aplicarse
al presente contrato, que pueda producir o produzca un cambio sustancial en los compromisos
establecidos entre las partes, autorizará a la revisión del contrato siempre que ninguna parte se
vea afectada con los cambios mencionados.
Las modificaciones de carácter imperativo deberán incluirse en un nuevo Anexo del presente
contrato, sin perjuicio de las obligaciones de cada parte para continuar con el cumplimiento del
contrato.
ONCE. Transferencias y cambios en las partes y garantías.
El COMPRADOR podrá transferir este contrato a un tercero o contribuir como parte de la
constitución de una nueva sociedad, con el fin de facilitar el desarrollo de los objetivos descritos
en la sección I del presente contrato, y, en cualquier caso, asegurarse de que los intereses del
SUMINISTRADOR están garantizados en las condiciones acordadas.
El SUMINISTRADOR no podrá transferir los residuos a un tercero, y si lo hace, incurrirá en la
responsabilidad legal y, además, tendrá que compensar económicamente al COMPRADOR en
______Euros, sin excluir la posibilidad de que el COMPRADOR puede resolver el contrato.
El SUMINISTRADOR no podrá transferir la explotación de la industria a un tercero, a menos
que acredite que el tercero es solvente y que ha aceptado subrogar en los términos del presente
contrato. En este caso, con 30 días de antelación antes de la transferencia el SUMINISTRADOR
entregará al COMPRADOR los datos exactos de la transferencia y una carta con la firma
autentificada, reconociendo que ha aceptado a subrogar el presente contrato. El
SUMINISTRADOR o el cesionario proporcionarán los documentos justificativos de la solvencia
del cesionario, independientemente de que la empresa adquiera la información por su propia
cuenta.
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Si el cesionario no tiene suficiente solvencia - económica o profesional para garantizar la
continuidad de la empresa, el COMPRADOR podrá oponerse a la transmisión, a menos que el
comprador presente una garantía bancaria, por ________Euros, que garantice las obligaciones de
este contrato de 10 años o la duración restante del contrato, de conformidad con la estipulación
que se describe en la sección 3.
El incumplimiento de esta obligación se traducirá en la responsabilidad jurídica y, además, el
COMPRADOR recibirá una compensación económica de _______Euros, teniendo el derecho a
resolver el contrato.
El SUMINISTRADOR declara que no tiene intención de cancelar su explotación y, si la cancela
dentro de los siguientes 10 años, tendrá que indemnizar al SUMINISTRADOR con _______
Euros por año pendiente, con ________Euros mínimo.
Si los asociados del SUMINISTRADOR deciden continuar con la actividad dentro de ______
km y en los siguientes 12 meses después de cerrar la explotación anterior, interpuesta, reiniciada,
tendrán que compensar con _______Euros al COMPRADOR, sin perjuicio de otras
responsabilidades que puedan incurrir. Los administradores de la empresa suministradora serán
los responsables en una actitud de solidaridad.
La necesidad de estas garantías está en la enorme inversión que está asumiendo el
COMPRADOR, ________, con el fin de llevar a cabo la construcción de la planta para la
producción de energía, en la confianza de que será suministrado con el necesario residuo, de
acuerdo con los términos del presente contrato. De modo que si estos términos no pueden ser
cumplidos debido a circunstancias fuera del control de cada parte, el SUMINISTRADOR
comprenderá y aceptará su responsabilidad y tendrá que indemnizar con el equivalente
económico de las cantidades no suministradas.
DOCE. Leyes aplicables y jurisdicción.
Las partes del presente contrato se cumplirán con la legislación Española. Con renuncia expresa
a cualquier otra jurisdicción, se someterán a las leyes de la Región ______.
Ciudad,
, de año
Representando al COMPRADOR.
Firmado........................
Representando al SUMINISTRADOR
Firmado.........................
15
Comercio de emisiones/ MDL/ JI
Según el protocolo de Kyoto existen diversos mecanismos de flexibilidad para mitigar el efecto
de los gases de efecto invernadero: Mecanismo de Desarrollo Limpio, MDL (Art.12), Acción
Conjunta (JI) (Art. 6) y Comercio de Derechos de Emisión. (Art. 17).
Comercio de emisiones
El comercio de emisiones se define como un instrumento de mercado, mediante el que se crea un
incentivo o desincentivo económico que persigue un beneficio medioambiental: que un conjunto
de plantas industriales reduzcan colectivamente las emisiones de gases contaminantes a la
atmósfera mediante la asignación inicial de un cupo de emisiones, en forma de Derechos de
Emisión, a toda la UE y el posterior libre comercio de Derechos de Emisión entre las plantas
contaminantes que tengan exceso de Derechos de Emisión y las que sufran déficit. El reparto de
los derechos de emisión entre las diferentes industrias y plantas se acogen a un PNA (Plan
Nacional de Asignación), establecido por cada estado miembro y aceptados por la UE.
En España se han realizado dos PNA, el primero, PNA I para el periodo 2005-2007 y el segundo
PNA II para el periodo 2008-2012, siendo este último más exigente que el previo, reduciendo la
cantidad asignada en un 16,4% respecto del anterior. El sector eléctrico es el sector al que se le
aplica una mayor reducción de derechos de emisión, pasando de 85,4 a 54,42 MtCO2/año
(descenso de un 36,28% respecto al PNA I).
Aunque en el año 2006 el nivel de emisiones registrado descendió levemente (aproximadamente,
un 2,6%), las estimaciones más recientes indican que en 2007 volvieron a aumentar las
emisiones de GEI, con lo que sigue quedando patente el esfuerzo que debe realizar España para
poder cumplir con sus compromisos al finalizar el nuevo PNA II en 2012.
Mecanismo de desarrollo limpio (MDL)
Los proyectos MDL provienen de empresas privadas, administración, ONGs de países
industrializados, que necesitan alcanzar sus compromisos con el Protocolo de Kioto. Estos
proyectos se desarrollan en países en vías de desarrollo para ayudarles a alcanzar un Desarrollo
Sostenible. De esta manera todos salen con algún tipo de beneficio. Estos países en vías de
desarrollo tienen una línea base de emisiones, de manera que cuando se realiza un proyecto
MDL hará reducir la línea base del país. Esta reducción de emisiones debida a la actividad del
Proyecto, se denominan CERs (reducción de emisiones certificada). Con estos CERs, el país
industrializado que los haya conseguido, podrá cumplir su compromiso de emisiones.
España tiene una gran oportunidad potencial para desarrollar proyectos MDL, por ejemplo en
América Latina, mediante la realización de instalaciones con energías renovables, incluidos los
cultivos energéticos.
16
Aplicación Conjunta (JI)
La aplicación conjunta es un programa previsto en el Protocolo de Kyoto que permite a los
países industrializados cumplir parte de sus obligaciones de recortar las emisiones de gases de
efecto invernadero pagando proyectos que reduzcan las emisiones en otros países
industrializados.
En la práctica, ello significará probablemente la construcción de instalaciones en los países de
Europa oriental y de la antigua Unión Soviética “economías en transición” pagadas por países de
Europa occidental y América del Norte. También aquí se pueden incluir las instalaciones de
energías renovables con inclusión de los cultivos energéticos.
Experiencia en comercio de emisiones.
Las emisiones comprobadas en los últimos años, publicadas por las autoridades europeas revelan
que en los años 2005-2007 hubo muchas menos emisiones que las asignadas: en 2005 se
emitieron 95 Mio de toneladas, en 2006 el valor fue de 36 Mio de toneladas, y en 2007 se
alcanzaron 20 Mio de toneladas. La previsión de precios de la tonelada de CO2 es compleja y
depende de una serie de factores: políticos, precios de los combustibles fósiles, emisiones
verificadas, emisiones previstas, costes de abatimiento, así como actores del mercado.
En la fase 1 (2005-2007) las condiciones climáticas extremas dieron como resultado que el total
asignado estuviera por encima de las emisiones reales. Como consecuencia, los precios de la
tonelada de CO2 se acercaron a cero.
La fase 2 (2008-2012) presenta ciertas características. El “banking” no está permitido entre las
dos fases, las emisiones publicadas en 2007 son mayores que las de 2006. O sea que hay una
tendencia alcista de emisiones (sector industrial principalmente), hay muchas incertidumbres en
el mercado de los CERs y estos CERs serán necesarios para cubrir la posición corta de la fase 2,
la tendencia bajista en el mercado de combustibles desde junio 2008 también se vio reflejada en
los derechos de emisión.
Durante la fase 2 se prevé un promedio de 240 Mt/a de posición corta, participación asimétrica
de compradores y vendedores. En casos de invierno frío, los derechos pueden subir por encima
de 30 €/tonelada de CO2.
La figura del representante.
La figura del representante o agente que conoce el mercado eléctrico y vende la energía sirve de
ayuda para el productor en régimen especial. Se puede mencionar que existen empresas, como
por ejemplo EGL, que disponen de un servicio de gestión de cartera para terceros, así los
productores de energía pueden acceder a este servicio que incluye:
• Red de acceso a las bolsas y brokers europeos.
• Intermediación sencilla.
• Gestión de cartera dinámica con establecimiento de un perfil de riesgo para
cualquier instalación española.
• Presencia en España durante varios años y numerosas transacciones ya realizadas.
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2.- Chopo y otras variedades leñosas como cultivo energético
A continuación se reseñan las principales ventajas y los retos para el cultivo del chopo en corta
rotación para la producción de biomasa con fines energéticos.
Figura 2. Plantación de chopo
En Europa, los cultivos energéticos forestales se basan principalmente en el empleo de especies
de Salix sp. y Populus sp., así como también Eucaliptus sp. o Robinia pseudoacacia L.,
encontrándose en fase experimental otras especies arbóreas como Paulownia sp., Platanus sp. o
Ulmus pumilla L., creciendo en un sistema de alta densidad y corta rotación de cultivo. En
conjunto, representan un grupo de especies de potencial interés en la ocupación de terrenos
agrícolas excedentarios, cuya rentabilidad para ser atrayente, debe basarse en la utilización de un
material genético sobresaliente, la utilización de planta de calidad y aplicación de una
selvicultura capaz de expresar el potencial del sitio y de la especie.
Las ventajas de la utilización de Salicáceas (Salix y Populus) se podrían concretar, entre otras,
en:
-
La facilidad para el establecimiento de la plantación (vegetativamente a partir de
estaquillas, con bajo coste de producción y fácil capacidad de arraigar).
La oferta abundante de material genético mejorado
El tratarse de especies de crecimiento rápido con elevadas producciones potenciales
Producir un rebrote vigoroso después de la corta
Presentar balances energéticos positivos
La baja necesidad de agroquímicos, en comparación con especies agrícolas
La posibilidad de otros usos medioambientales en paralelo
En relación al cultivo, los principales retos a plantear de tal forma que se generen los
conocimientos científico-técnicos necesarios para conseguir una producción sostenible, pueden
concretarse en:
18
i) la necesidad de una selección clonal especifica para esta finalidad productiva, prestando
atención a la interacción genotipo/ambiente y teniendo en consideración aspectos no
ligados directamente a la producción, como es la eficiencia en la utilización de los
recursos y principalmente el agua, la respuesta a plagas y enfermedades, la arquitectura
del clon, aptitud hacia el recepe etc.
ii) Será igualmente importante optimizar la producción en función del diseño del cultivo,
considerando espaciamientos y turnos, lo que además estará vinculado a la logística de
recogida.
iii) Las prácticas de manejo constituyen otro de los aspectos que posibilitan conseguir
aumentos de producción siempre que estén justificados en términos económicos y
medioambientales, existiendo una necesidad de cuantificar los impactos ambientales que
se producen tanto en positivo, valorando el efecto real como sumidero, el grado de
protección del suelo, etc., como en negativo, consecuencia de establecer plantaciones en
zonas inapropiadas, sin dimensionar adecuadamente, sin introducir variabilidad en las
mismas, o sin realizar una gestión adecuada de los aportes de insumos que se realizan.
iv) La caracterización energética dará finalmente la medida de la adecuación de la biomasa
producida para sus posibles usos.
v) El desarrollo adecuado del recurso pasa por atender una de las principales debilidades
actuales como es la necesidad de alta mecanización del sistema de producción así como
el desarrollo de una logística apropiada.
vi) Por último es necesario poder conocer el ciclo de vida del cultivo de tal forma que
posibilite una visión realista del balance energético y económico bajo criterios de
sostenibilidad.
Con el objetivo de aportar conocimientos que permitan dar respuesta a alguno de estos retos
planteados, de tal forma que la implementación de los cultivos energéticos y entre ellos el cultivo
de chopo en corta rotación, se realicen de la manera mas eficiente posible, los programas
nacionales y sectoriales de investigación están financiando proyectos encaminados al logro de
los objetivos planteados y de manera específica, desde la administración se ha impulsado un
Proyecto Singular Estratégico de ámbito nacional sobre cultivos energéticos (On-cultivos).
En el año 2006 se inicio la instalación de una red de parcelas de ensayo con clones de especies e
híbridos del género Populus, en distintas zonas potenciales de la geografía nacional. La red de
ensayos cuenta con parcelas experimentales, que incluyen ensayos de selección clonal,
aplicación de diferentes tratamientos culturales, diferentes densidades de plantación, o diferentes
turnos de corta, así como con parcelas de demostración de selección clonal, que por ocupar una
mayor extensión, permiten proporcionar información relativa al crecimiento y producción a
escala real.
La evaluación de la información generada en la red de ensayos que se realiza desde el Centro de
Investigación Forestal (CIFOR) del INIA, atiende al estudio de variables relacionadas de manera
directa con el crecimiento y la producción, así como de otras que ejercen una influencia
indirecta, como son parámetros relacionados con arquitectura de planta, fenología, respuesta a
plagas y enfermedades o estudio de variables funcionales que permiten la valoración de la
eficiencia en la utilización de los recursos.
19
Igualmente se abordan tareas relativas a la modelización de la producción, de tal forma que se
disponga de ecuaciones a partir de las cuales predecir la biomasa en pie mediante parámetros
fácilmente evaluables, para los clones más significativos.
Desde el punto de vista del impacto ambiental asociado al manejo de las plantaciones se realizan
valoraciones relativas a la de la extracción de nutrientes del suelo, adecuación de caudal de riego
versus producción, eficiencia de los materiales para el uso del agua, o introducción de
variabilidad en las plantaciones mediante diversificación clonal.
Desde el Centro de Investigaciones Energéticas y Medioambientales, CIEMAT, se aborda la
caracterización energética como combustible de los distintos materiales que están sometidos a
evaluación.
En relación con el protocolo de desarrollo del cultivo de chopo para la producción de
biomasa, es fácil deducir de lo expuesto, que aun a pesar de tratarse de un cultivo del que ya se
dispone de material genético mejorado y del que se conocen muchos de los aspectos
relacionados con su manejo así como de tratarse de un género bien conocido y extendido en
buena parte de nuestra geografía para otros usos productivos, existiendo una Comisión Nacional
del Chopo cuyo fin último es el fomento racionalizado del cultivo y el estimulo de su
aprovechamiento, transformación y comercialización, la mejora y optimización del cultivo como
productor de biomasa desde el punto de vista económico y medioambiental pasa por obtener
información de buena parte de la investigación en curso en el corto y medio plazo.
La eficiencia en el manejo pasa por atender los siguientes aspectos:
Elección del sitio de plantación, tanto relativa a la ubicación que permita el desarrollo y la
mecanización del cultivo como aquella relativa a las exigencias propias de las especies.
Preparación del terreno, atendiendo al acondicionamiento del suelo, el control de la
vegetación competidora y el estado de fertilidad del mismo.
Adquisición y conservación adecuada del material a plantar, de tal forma que se garanticen
el éxito en la instalación
Instalación de la plantación a la densidad óptima y con el diseño apropiado, procediendo a
un replanteo previo de la parcela y realizado preferentemente de forma mecanizada
Aplicación de los tratamientos culturales necesarios tales como:
Control de la vegetación, a realizar en preemergencia de las malas hierbas y antes de la
brotación del cultivo
Riego, aplicado preferentemente mediante sistemas de alta eficiencia y adecuado a las
características del sitio y del material vegetal utilizado.
Fertilización, realizada de manera preferente en base a análisis de suelo y hoja.
Control de plagas y enfermedades, realizando tratamientos cuando el umbral de daño así lo
aconseje y procurando en cualquier caso la elección de material genético resistente.
Corta a hecho a una altura aproximada de 5 cm. del suelo, en rotaciones con un turno
estimado entre dos y siete años en función de la densidad, el material vegetal y las
características de sitio, con establecimiento previo del tallar al finalizar el 1º periodo
vegetativo, si así lo aconseja la evolución del primer periodo vegetativo.
Manejo del recepe para un posterior ciclo de cultivo, valorando la conveniencia de un
nuevo tratamiento de control de hierba así como de la aplicación de fertilización.
20
La viabilidad del cultivo desde el punto de vista económico está condicionada por el binomio
costes/ beneficios. En este sentido, las producciones esperadas, fundamentalmente dependientes
del material vegetal utilizado, del manejo y de las características de sitio, abarcan un rango muy
amplio si se revisa la bibliografía existente (en Sixto et al, 2007), estando comprendidas en una
horquilla entre 15 y 45 t ms/año. Igualmente los costes de producción están sujetos a factores
locales, como el precio del suelo o del agua, al empleo de mecanización en el desarrollo del
cultivo así como a las ayudas para su fomento a nivel europeo, nacional o local.
A pesar de que el cultivo de chopo en corta rotación para la producción de biomasa con fines
energéticos es factible en el corto plazo, la inversión en investigación y desarrollo presente y
futura permitirá optimizar producciones y racionalizar los costes, de tal manera que la
viabilidad económica sea cada vez más eficiente en un contexto de manejo sostenible.
Maquinaria para cosecha de cultivos leñosos
Para producir cultivos energéticos herbáceos se utiliza la maquinaria habitual empleada en
cultivos para alimentación, sin embargo en el caso de cultivos energéticos leñosos se utiliza
maquinaria específica.
En la cosecha de chopo en rotación corta y muy corta existen diferentes posibilidades. Se
describen brevemente algunas maquinarias sin pretender ser exhaustivos porque existe una
amplia lista de opciones.
CLAAS Jaguar 900 + Cabezal HS-2 (corta + astilla)
Salixphere Bender VI (corta + astilla),
Spapperi Trainata RT (corta + astilla)
Salixphere Buldler (corta + empaca)
1,5
0,75
Sistema CLAAS (Alemania)
Figura 3. Cabezal CLAAS
Es una cosechadora de forraje al que se ha sustituido el cabezal por el HS-2 apropiado para
cultivos leñosos. Cada unidad puede cosechar unas 300 ha/año.
El sistema se basa en una CLAAS y 2- 4 tractores con remolque, que reciben las astillas y las
trasladan a un punto de recolección. Posteriormente las astillas son cargadas en vehículos de
transporte y movidas hasta la planta.
21
Las “principales ventajas” esperadas del sistema CLAAS Jaguar + HS-2 serian: alta capacidad
productiva propia de un sistema industrial, flexibilidad de uso debido a que el cabezal de
biomasa puede ser sustituido por otro convencional sin mayores complicaciones, y la fiabilidad
ya que en un marco de trabajo adecuado los tiempos muertos parecen ser pequeños.
Salixphere Bender VI (Suecia)
Figura 4. Cabezal Salixphere Bender VI
Maquinaria complementaria de la CLAAS, más apropiada para pequeños agricultores, ya que
podría realizar 50-100 ha por año, según indica el fabricante.
El sistema corta y astilla, esta acoplado a una máquina base (tractor). El dispositivo de corte es
una sierra de cadena sobre bastidor flotante, el marco tiene 220 cm. de ancho, y es non-rowspecific, o sea puede cortar al hilo o al través, el ancho entre las filas no es un limitante.
Las “principales ventajas” esperadas del sistema Bender según el fabricante son: adaptabilidad a
cualquier marco de plantación, mantenimiento sencillo y bajo consumo energético, mayor rango
de diámetro a la altura de corte que CLAAS.
Sistema Spapperi Trainata RT (Italia)
Figura 5. Cabezal Spapperi
22
Este es un apero de reciente aparición (prototipo año 2006), consecuencia de la modificación de
una cosechadora-astilladora de disco, a la que se han incorporado dos sierras circulares frente a
la boca de alimentación, necesita un tractor de al menos 150 CV, preferiblemente de conducción
bi-direccional. Produce una astilla de 2-3 cm.
Las “principales ventajas” esperadas en el sistema Spapperi son: bajo coste en comparación con
CLAAS, flexibilidad de uso, ya que el apero se retira y el tractor se usa con otro apero.
Salixphere Bundler (Suecia)
Figura 6. Salixphere Bundler
El sistema Bundler es un conjunto formado por un apero que corta y empaca colocado sobre el
remolque de un tractor y acoplado a este, que cosecha, empaca y deposita las pacas en el suelo
de la explotación agrícola.
La “principal ventaja” del sistema es que las pacas se almacenan de forma económica, se pueden
secar al aire mejorando su poder calorífico.
Para la cosecha de chopo en rotación media, pueden adaptarse las maquinarias y las tecnologías
forestales. Aunque el tamaño de los fustes es pequeño si se compara con la capacidad de una
maquina forestal estándar, las unidades ligeras podrían ser utilizadas.
23
3.- Cultivo energético herbáceo: Brassica carinata.
Las principales claves para este cultivo se analizan a continuación.
Elección de la parcela: Evitar suelos de textura fuerte para conseguir nascencias uniformes.
Variedad: elegir variedades recomendadas por su productividad forrajera, tolerancia al
encamado y vigor de nascencia. La baja oferta de variedades de brassica carinata puede suplirse
con brassica napus (colzas) de aptitud forrajera. En zonas frías, con riesgo de heladas de
invierno (temperaturas inferiores a -4ºC), preferir brassica napus sobre brassica carinata por su
baja tolerancia al frío.
Siembra
-
Fecha: de mediados de octubre a mediados de noviembre.
Labor: intentar conseguir tierra fina en superficie y buena estructura en profundidad.
Funciona bien la siembra directa y el laboreo mínimo.
Profundidad de siembra: no más de 2 cm.
Marco: la distancia entre líneas óptimas es de 25 - 30 cm. (tapar 1 de cada 2 botas de la
sembradora), aunque puede ser mayor.
Dosis de siembra: 70 – 100 sem/m2
Fertilización: aportar en fondo 50-80 UFP2O5 y 30-60 UFK2O
La fertilización nitrogenada se puede realizar con un 20 % menos que el cereal, trigo o cebada
cultivada en la misma zona. Los aportes principales deben realizarse pronto, algunos días antes
que para el cereal.
Herbicida: ante infestaciones altas principalmente de gramíneas, utilizar un antigramíneo.
Normalmente no es necesario el uso de otros herbicidas.
Plagas: tratar posibles ataques tempranos de limaco o pulguillas en el periodo de nascencia.
Vigilar y actuar en caso de apariciones posteriores de gorgojos y pulgones en primavera.
Recolección: se realiza la siega de la totalidad del cultivo cuando las silicuas se encuentran
formadas y antes de que se sequen para evitar la pérdida de grano. Tras el secado en campo se
rastrilla y empaca.
Análisis de la rentabilidad del cultivo
-
El coste de producción actual (julio-08) se sitúa entre los 80 y 100 €/tms de biomasa
puesta en planta, aunque la mejora de las técnicas de recolección podrá permitir ahorros
significativos.
- Otras producciones de biomasa con avenas y triticales permiten reducir este coste de
producción a los 60-80 €/tms por su menor demanda de fertilizantes.
- El cultivo de brassicas para biomasa mejora la productividad de los dos cereales siguientes
en un 15 y 10% respectivamente y permite una reducción del uso de fitosanitarios en esos
cereales.
24
Experiencias de un proyecto europeo
La experimentación en campo de un proyecto de carácter europeo se ha desarrollado durante las
campañas 97, 98 y 99. Para la realización de los ensayos de campo se eligieron dos zonas agroclimáticas diferentes, y representativas de amplias zonas productivas cerealistas de secano en
Navarra:
Secanos Frescos: representa secanos húmedos de alto potencial productivo, con una media
pluviométrica anual entre 600 y 800 mm.
Zona Intermedia: representa secanos con una media pluviométrica anual de 400-500 mm.
La parcela experimental se ubicó en La Sarda (Tafalla).
Para estudiar cada uno de los objetivos globalmente planteados se realizan ensayos en
microparcelas con distintas variables de estudio:
La viabilidad económica del cultivo a través de mejorar la productividad y la adaptación
ambiental, con ensayos de variedades y técnicas de siembra.
Sostenibilidad del cultivo, a través de ensayos de rotaciones de cultivo con los cereales.
Balances energéticos positivos, a través de ensayos de reducción de inputs, en particular
la fertilización.
Los principales parámetros del diseño experimental se muestran a continuación.
Evaluación de adaptabilidad y productividad:
Parcela elemental: 14 m2 (4 líneas x 0.35 m entre líneas x 10 m largo).
Nº de repeticiones por ensayo: 3.
Dosis de siembra: 200 semillas/m2 (8 kg/ha) salvo variantes de densidades.
Herbicida en presiembra: Trifluralina 2,5 l/ha.
Fertilización, salvo variantes de fertilización, en presiembra NPK (50-60-70) y a la salida
del invierno sólo N.
Evaluación de genotipos:
Cada año se realizaron dos ensayos (uno por cada área agroclimática) de evaluación de genotipos
para producción de biomasa.
Evaluación de técnicas de siembra:
Cada año se analizaron dos fechas de siembra, otoño y primavera, en ambos, el testigo el
genotipo para producción de biomasa (BRK-13), fue analizada en tres dosis de siembra, 100, 150
y 200 semillas/m2.
Análisis de sistemas de producción con bajos inputs:
Se analizó el testigo para producción de biomasa (BRK-13), en cuatro niveles de abonado
nitrogenado, testigo (sin aporte nitrogenado), 50 UF, 100 UF, y 150 UF.
Evaluación de cosecha y transporte de la biomasa:
Durante el proyecto se han realizado evaluaciones de costes de recolección y mecanización sobre
parcelas demostrativas de BRK-13 de una hectárea.
25
Esta parte del proyecto europeo se refuerza con el programa de trabajo del año 2001.
Evaluación de B.Carinata como cultivo precedente
En la campaña 98 se analizó la interacción del cultivo precedente con los niveles de fertilización
nitrogenada, sobre cultivo de trigo. Los ensayos se localizaron en Beriain y Eneriz, ambos en
zona de secanos frescos.
En la campaña 99 se realizó la evaluación de cultivos precedentes sobre cebada en zona
semiárida, La Sarda.
Evaluación del efecto de fertilización con azufre
Se realizaron tests de fertilización con azufre en las campañas 98 y 99 en secanos frescos, para
evaluar el efecto del azufre en la calidad de la biomasa, para su uso en cogeneración. Los
tratamientos utilizados fueron el testigo sin azufre, 60 UF y 100 UF.
Resultados
A continuación se presentan únicamente los resultados más significativos habidos en el proyecto
en Navarra. Otros muchos ensayos se han realizado en otros puntos de España, Grecia e Italia,
que nos han permitido conocer más a fondo las posibilidades de desarrollo de esta especie.
Resultados de producción de los genotipos de B. Carinata ensayados en Navarra en el
periodo 1997-1999
Producción de biomasa (kg/ha)
0% humedad
Brassica carinata.
Secanos frescos (800 mm/año)
24000
20000
99
16000
98
12000
97
8000
4000
0
LIBRAVO
BRK-13
BRK-147a
BRK-112
BRK-73
Figura 7: Rendimiento de variedades de B.Carinata en los secanos frescos
26
Producción de biomasa (kg/ha)
0% humedad
Brassica carinata.
Zona Semiárida (450 mm/año)
16000
12000
99
98
8000
97
4000
0
LIBRAVO
BRK-13
BRK-73
BRK-112
BRK-147a
Figura 8: Rendimiento de variedades de B.Carinata en los secanos semiáridos
La primera variedad utilizada como testigo de B.Carinata para su aprovechamiento en la
producción de biomasa ha sido la llamada BRK-13 procedente de los programas de selección de
Koipesol Semillas.
Como vemos en las figuras 7 y 8, después de tres años de trabajo, la mejora varietal está
suponiendo incrementos significativos del potencial productivo de esta especie, como puede
verse en variedades como BRK112 y la BRK 147a. Podemos pensar que esta evolución seguirá
produciéndose unos años, al tratarse de una especie nuevas con poca presión de mejora en esta
línea de aprovechamiento.
En cuanto a técnicas de siembra, los ensayos realizados han permitido comprobar que
B.Carinata para aprovechamiento de su biomasa se adapta mejor a siembras tempranas, de
finales de septiembre o primeros de octubre, con dosis de semilla bajas, desde 4 Kg./ha. (50
semillas por m2) en buenas condiciones de siembra hasta 8 Kg./ha en situaciones menos
favorables. Dado el pequeño tamaño de las semillas es conveniente utilizar sembradoras de
precisión, sembrando en líneas espaciadas entorno a los 30 cm., localizando las semillas entre 23 cm. de profundidad.
Respecto al uso del nitrógeno, aunque las crucíferas son plantas consumidoras de este nutriente,
el cultivo ha respondido bien a dosis bajas de este fertilizante (50-100 Kg./ha. de nitrógeno) dado
que al tener raíces pivotantes explora gran cantidad de suelo, utilizando mejor el nitrógeno
disponible. Tampoco ha habido respuesta a la fertilización con azufre en los ensayos realizados,
pero este elemento será necesario aportarlo en suelos que hayan mostrado carencias en años
anteriores.
Técnicas de cultivo: B.Carinata como cultivo precedente.
Para el agricultor es muy importante que el nuevo cultivo propuesto entre bien en alternancia con
los cereales, dado que estos cultivos son la base de las explotaciones de secano actualmente
existentes.
27
CULTIVO ANTERIOR A CEBADA
Semiárido, campaña 98/99
Trigo
Lino
Guisante
Carinata
Cebada
Barbecho
46
48
50
52
54
56
58
60
62
Qm/ha
Figura 9: Rendimiento de cebada según el cultivo precedente en secanos semiáridos
Interacción Nitrógeno y c. precedente
Interacción Nitrógeno y c. precedente
En trigo en la zona húmeda.
En trigo, en zona húmeda.
60
kg/
ha
70
Barbecho
55
Carinata
50
Guisante
45
Trigo
65
kg/
ha
Barbecho
Carinata
60
Lino
Lino
40
Trigo
55
50
60
110
160
Dosis de Nitrógeno
210
60
120
180
240
Dosis de Nitrógeno
Figura 10: Interacción del abonado nitrogenado y el cultivo precedente en la campaña 1997 y 1998.
Como puede verse en las figuras 9 y 10 la B.Carinata es un cultivo muy interesante en la
rotación cerealista, pues posibilita el que el siguiente cereal sembrado se beneficie de
incrementos significativos de producción, tanto en el caso de la cebada como del trigo. Su papel
como cultivo precedente es comparable en cierto modo al del barbecho.
Conclusiones
Brassica Carinata como cultivo no alimentario para aprovechamiento de su biomasa se adapta
bien a los secanos frescos e intermedios de Navarra, con producciones que se sitúan entorno a las
5-8 t/ha de biomasa.
Tanto el cultivo como la recolección de la biomasa de B.Carinata puede hacerse con maquinaria
convencional, sin que sean necesarias inversiones extraordinarias por parte del productor
Los márgenes económicos del cultivo de B.Carinata para biomasa, a partir de las tarifas
eléctricas actuales, no ofrecen un marco de rentabilidad muy atractivo, especialmente si se
comparan con los márgenes de los cereales en el contexto actual.
Para que los cultivos de biomasa destinados a la generación eléctrica sean rentables e interesantes
para el agricultor los precios del cereal a sustituir no deberían situarse por encima de dos veces el
precio de la biomasa puesta en destino. Por lo tanto son los cereales menores, como triticales o
avenas, los que tienen mayores posibilidades de sustituirse por cultivos de biomasa. Si se
produce una bajada en el precio de mercado de los cereales, los cultivos energéticos dentro de
una rotación cerealista pueden ser muy interesantes.
28
4.- Transporte y almacenamiento
Los cultivos energéticos generalmente son distribuidos por compañías locales en el entorno
geográfico de la planta de conversión de energía y utilizarán los mismos sistemas de transporte
que los ya existentes para otras biomasas (herbáceas o leñosas).
En el conjunto de suministradores españoles existen empresas con diferente capacidad de acopio
y distribución. Se pueden mencionar, como ejemplo, algunas de las empresas con mayor
capacidad en el mercado:
Compañía General de Carbones (CGC): El Grupo Compañía General de Carbones
(Grupo CGC) viene desarrollando actividades como empresa suministradora de productos
energéticos en España y Portugal, desde 1916. En los últimos años, el enfoque de un
crecimiento sostenible y la concienciación medioambiental, han llevado al Grupo a
invertir en mercados relacionados con las energías renovables y el reciclaje. De esta
forma, el Grupo se ha constituido como uno de los principales suministradores de
biomasa.
http://www.grupo-cgc.com/
García Munté S.L.: Su actividad se centra en el suministro de recursos energéticos al
sector industrial, así como el asesoramiento técnico ambiental a sus clientes. Distribuye
diversos tipos de biomasa y es especialista en la fabricación y distribución de “biocoque”
(mezcla de biomasa y coque de petróleo micronizado).
http://www.garciamunte.com/
Factor Verde S.L.: Es una empresa especializada en aprovisionamiento, logística y
sistemas de acondicionamiento de combustibles biomásicos, que continúa apostando
firmemente por la promoción de plantas de biomasa. Distribuye astillas de madera,
astillas de sarmiento y de olivo (poda) y otras biomasas.
http://www.factorverde.com/
ASERMA (Asociación Española de Recuperadores de Madera): Es una asociación
que cuenta con treinta y tres empresas asociadas distribuidas por toda la geografía
española y que son Gestores Autorizados de Residuos de Madera, dedicándose a la
recuperación y/o comercialización de residuos y subproductos de la madera.
http://www.aserma.org/
Eur-Uribor S.L.: Entre sus actividades en el sector energético destaca como
suministrador de biomasa derivada del olivo y la industria del aceite. También distribuye
cáscara de almendra, astillas y residuos forestales.
correode@jesusurietacasaos.com
29
Rentabilidad del transporte.
En general el transporte a larga distancia de biomasa puede realizarse por carretera, ferrocarril o
barco. Los cultivos energéticos se suelen situar en localizaciones próximas a la Planta
consumidora, a distancias menores de 50 Km. a fin de reducir los costes de transporte, y el modo
de transporte utilizado es carretera.
Son factores relevantes en relación con la productividad del transporte: tipo de vehículo,
comprado/alquilado, distancia (Km.), capacidad de carga (m3/viaje, t/viaje, MWh/viaje), tiempos
de carga/descarga, situación de las infraestructuras (que afecta a la velocidad Km./h).
De acuerdo al uso final (Planta eléctrica, CHP, Planta de peletizado), existirá un mayor o menor
precio de la biomasa puesta en planta. Este factor junto con la productividad permiten encontrar
las condiciones de rentabilidad.
Almacenamiento
Los cultivos energéticos (por ejemplo la brassica y el chopo) presentan patrones estacionales de
producción, es decir, las fechas de cosecha son durante un periodo fijo, mientras que el consumo
de una planta eléctrica se realiza durante todo el año (demanda constante), debido a esta principal
razón será necesario almacenar la producción entre 0 y 12 meses. El almacenamiento es
relevante sobre todo cuando es por un largo periodo de tiempo, pues afectará a los costos, a la
calidad (Poder calorífico, humedad, mohos, cenizas) o pérdida de materia seca entre otros.
Tipos de Almacenamiento.
El almacenamiento se puede realizar en diferentes localizaciones (próximas al área de
producción, próximas a la planta, en un lugar intermedio entre ambos), existiendo diferentes
opciones.
En pequeñas pilas en la parcela ( 3m de largo x 2m alto) (sin pre-tratar)
En grandes pilas al lado del camino (20-30 m de largo x 4 m alto)(sin pre-tratar)
Almacenamiento al aire
En grandes pilas de trozas/astillas
Pilas de pacas
Pilas de balas
Marquesina (semicerrado)
Nave cerrada y ventilada
Almacenamiento
espacio cerrado
en
Marco_A
Silo
Tabla 1. Opciones de almacenamiento
30
Problemas y riesgos.
Deterioro de la calidad de biocombustibles sólidos
•
•
Astilla verde y húmeda
o La astilla verde-húmeda apilada, induce procesos biológicos, físicos y químicos.
o Estos procesos causan problemas de almacenamiento importantes: pérdida de
materia seca, deterioro de calidad, acumulación de calor (potencial auto ignición).
Pélets y briquetas
o Son sensibles a la Humedad y daño físico
o El aumento de Humedad reduce la durabilidad e incrementa los finos
o La Humedad puede facilitar el incremento de Tª y auto-ingnición.
o Los pélets de madera y corteza almacenados largo tiempo (2 años) pierden PCI
(11% - 14% en eucalipto).
Riesgo de fuego y explosiones
Ignición espontánea
•
Combustibles húmedos (astillas de madera, corteza y otros) almacenados al aire.
o La ignición espontánea arranca debido a la pirolisis en el interior de la pila,
cuando el ratio de producción de calor es mayor que el ratio de disipación del
mismo.
•
Combustibles secos (pélets de madera y serrín seco < 10% Hbh)
o Mantener su bajo contenido en H.
o La producción de calor es debida probablemente a la oxidación de ácidos grasos
insaturados por la baja Tª de oxidación. Ej. serrín de pino verde.
Fuentes de ignición externas
•
Fuentes de ignición externas incluyen:
o Elevada Tª local por sobrecarga de motores eléctricos
o Electricidad estática
o Mecheros, cerillas, puntos calientes
Riesgo de explosión
•
Existe riesgo de explosión de polvo cuando se manejan y procesan biocombustibles
sólidos en espacios cerrados (ej. pélets en un silo, pacas de paja en nave cerrada)
Riesgos para la salud
Emisiones de gas durante almacenamiento y transporte
•
Emisiones de aldehídos, terpenos en almacenes cerrados de pélets y madera a granel.
•
Emisiones de CO en almacenes de pélets y en barcos. Este es un gas venenoso.
Mohos y otros microorganismos
•
Almacenamiento de biomasa sólida verde y astillada en una pila produce el
crecimiento de bacterias y hongos.
31
Polvo orgánico
•
Cuando se manejan combustibles secos de biomasa siempre hay algún polvo.
•
El polvo orgánico del biocombustible consiste en bacterias y hongos vivos o muertos,
componentes de microbios y probablemente fibras de plantas.
Sugerencias para almacenar
Mejoras en el “Almacén al aire”.
•
El almacenamiento en forma de pacas presenta menos problemas que las astillas.
•
Evitar en lo posible el deterioro de la calidad, como es el incremento de H y
contaminación con polvo, tierra.
•
Localización en lugar seco, próximo a la carretera.
•
Suelo libre de obstáculos. Suelo en planta y terminal cubierto con superficie
bituminosa. Suelo no-arcilloso. Terreno nivelado cuando se almacenan pilas de pacas
en el campo.
•
El almacén debe situarse más alto que las vías de circulación del agua de lluvia.
Algunos agricultores realizan un pequeño montículo de arena con 10 cm. de altura.
•
Para prevenir que una pila de pacas tomen humedad del suelo, colocar una base seca
debajo (pallets, pacas viejas, troncos viejos). Para evitar que se humedezca por la
parte superior cubrir la pila con un protector (film agrícola, pacas viejas, marquesina).
•
Los pélets no deben almacenarse al aire debido al daño por humedad.
•
Almacenamiento al aire de combustibles de madera para minimizar el
autocalentamiento:
o Evitar el crecimiento de microbios (H<20% bh).
o Evitar las mezclas de diferentes calidades si después van a almacenarse.
o Preferible pequeñas pilas y corto tiempo.
o Utilizar la regla FIFO, reduciendo el tiempo de almacenamiento tanto como sea
posible.
o Evitar compactar el material.
o Pilas de agrupaciones alargadas con base ancha, doble de la altura
o Alturas máximas recomendable: astilla de madera pura sin corteza 15 m; astilla de
residuo forestal 7 m; corteza 7 m, serrín 6 m.
Mejoras en “Almacenes cerrados”
• Espacio de almacenamiento bien ventilado.
• Si no existe buena ventilación, sistemas de monitoreo de CO por asuntos de salud
laboral
32
5.- Peletización y briquetado
Una de las mayores limitaciones que presenta el aprovechamiento energético de biomasas
residuales es la baja densidad de los materiales, lo cual plantea problemas en el almacenaje,
transporte. En el caso de los subproductos generados en las industrias de transformación y
elaboración secundaria de la madera, estos residuos pueden llegar a suponer volúmenes de hasta
el 20-25% de la materia prima utilizada.
En el caso de aprovechamiento energético de estos materiales, su baja densidad hace necesarios
grandes volúmenes de almacén y encarece notablemente el transporte y el manejo por lo que,
para evitar este inconveniente, se procede a compactarlos obteniéndose productos elaborados
como las briquetas y los pélets que presentan ventajas adicionales como la limpieza,
homogeneidad y facilidad de manejo, a la vez que se reducen considerablemente las pérdidas por
degradación durante períodos de almacenaje prolongados.
Figura 11. Prensa granuladora KAHL
En función de las características de los materiales a manejar, el proceso de acondicionamiento
previo a la densificación se realiza parcial o totalmente, dependiendo de la naturaleza de la
materia prima residual.
33
Para obtener productos compactados de calidad es preciso que el contenido en humedad no
supere valores del 15% B.H. y que esté por encima de valores del 8%, puesto que por debajo de
este nivel no se obtiene una adecuada aglomeración, ya que el agua en determinadas
proporciones actúa como sustancia termoplástica favoreciendo la autoaglomeración y, por tanto,
si no alcanzan esos porcentajes mínimos la compactación es defectuosa.
En cuanto al factor granulometría, puede decirse que existe gran diversidad de criterios, ya que si
bien en España se emplean materiales finos de granulometrías medias entre 0,1 y 1cm y, en
ocasiones, superiores. Lo que sí es evidente es que una cierta uniformidad estructural es
importante para obtener densificados de elevada calidad y, por tanto, comercializable en
mercados más sofisticados, donde se alcanzan las mayores cotizaciones.
A la vista de lo expuesto, puede decirse que un proceso completo de peletizado/briquetado a
partir de un material tipo residuo agrícola o forestal astillado / cultivo energético astillado
constaría de varias etapas previas como:
eliminación de materiales indeseables.
reducción granulométrica.
secado.
En cuanto a los materiales indeseables como piedras, palos, elementos metálicos, etc., diremos
que en general, los elementos terrígenos se eliminan mediante sistemas de aspiración forzada que
absorben las piezas de madera segregando las piedras por diferencia de densidad. Los elementos
gruesos o de difícil manejo se eliminan mediante sistemas de cribado por vibración y los
metálicos empleando uno o varios imanes o electroimanes situados estratégicamente.
En cuanto a la reducción granulométrica, es de señalar que si el producto viene astillado o
molido, basta una simple molturación de acondicionamiento empleando las mallas adecuadas
para dar una cierta homogeneidad al producto si bien, la presencia de ciertos materiales fibrosos
o de distinta forma favorece la aglomeración, al llenarse los poros del producto con materiales de
distinto tamaño. En general, se emplean los molinos de martillos para esta etapa de refinado.
En cuanto al secado, se suelen emplear secaderos rotatorios (trommel), donde los gases secantes
se generan a partir de la combustión de los materiales que no tienen otro aprovechamiento más
noble.
En algunas ocasiones, se recurre a columnas de secado, si bien este método se usa sólo cuando la
reducción higrométrica ha de ser pequeña.
En algunos casos, en que se manejan serrines o virutas obtenidos al elaborar maderas
comerciales previamente secadas, estos tienen un contenido en humedad del 5-7% B.H., por lo
que es preciso humedecerlos antes de compactarlos. En estos casos lo más lógico sería mezclar
estos productos ultrasecos con otros más húmedos hasta conseguir una dosificación adecuada.
34
Peletizado
Su fundamento operativo se basa en la presión ejercida por una serie de rodillos (de 1 a 5) sobre
los residuos situados sobre una matriz metálica dotada de orificios de calibre variable (0,5 a 2,5
cm.). Los pélet de biomasa residual se fabrican a partir de un producto base con una humedad
comprendida entre el 8 y 15% B.H. y un tamaño de partícula del orden de 0,5 cm., tienen forma
cilíndrica con diámetros de 0,5 a 2,5cm y de 1 a 3cm de longitud. La densidad aparente a granel
es del orden de 800 Kg./m3.
Como principal ventaja respecto a las briquetas, los pélet pueden ser alimentados y dosificados
mediante sistemas automáticos, lo cual amplia sus posibilidades de utilización en instalaciones
de mayor envergadura y en la industria.
En cuanto a tecnologías de fabricación se distinguen: PELETIZADORAS DE MATRIZ
ANULAR y PÉLETIZADORAS DE MATRIZ PLANA, en función de la forma de la placamatriz empleada.
Como equipos adicionales se emplean enfriadores de pélet que pueden ser verticales u
horizontales, siendo estos últimos más adecuados para reducir el volumen de piezas defectuosas
y producción de finos debidos al golpeteo
Características físicas y químicas de pélets a partir de cultivos energéticos
Las características de los cultivos energéticos chopo y brassica antes de densificar y después
(peletizado), según un estudio de Ciemat-2008, indican los siguientes valores:
Forma y
Forma y
Densidad
Densidad
% Hbh
tamaño % Hbh
tamaño
3
(Kg./m )
Kg./m3
(antes)
péletizado
ø= 6 cm
Balas
10,4
600
10-15
125
Brassica
L= 15 - 25 cm
grandes
ø= 6 cm
9,7
670
Astilla
40-55
140
Chopo
L= 15 - 25 cm
Materia
prima
PCI
MJ/Kg
15,3
16,8
Tabla 2. Parámetros anteriores y posteriores al peletizado
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Situación del sector de fabricación de pélets
En Galicia existen plantas de peletización en Bastabales (Pontevedra), Vimianzo (Coruña) y
Coruña. Asimismo, están en fase de construcción fábricas en A Estrada (Pontevedra) y Santa
Comba. En otras comunidades existen plantas en Mocejón y Villacañas (Toledo), en
Extremadura, Córdoba, Cataluña, Asturias, País Vasco, Navarra, etc.
Por otra parte, existen nuevos proyectos, entre otros, en Galicia (4), Burgos (2), País Vasco,
Cantabria (2), Asturias (2), Granada, Cataluña, Navarra, etc. En Galicia empresas como
ECOWARM—RESIFOR (Pontevedra), suministran pélets no solo al mercado nacional sino que
se exportan a países como Francia, Alemania, Italia, etc.
Por tanto, en unos años España prácticamente puede llegar a cuadruplicar su capacidad de
producción, que actualmente se sitúa en torno a las 150.000 t/año; de las cuales prácticamente el
80% se dedica a la exportación.
El sistema más habitual de envasado de los pélets en España es el ensacado en unidades de 15-50
kg. En otros países donde existe una red de comercialización importante el material se suele
manejar a granel o en grandes bolsas de 1 m3 de capacidad.
Actualmente, existen plantas en fase de puesta a punto, proyecto avanzado y/o construcción, al
menos, en País Vasco (3), Cantabria (1), Asturias (1), Pontevedra (1), etc. Por tanto, a corto y
medio plazo la capacidad de producción se verá incrementada en más de un 500% con respecto a
la producción actual
En España el mayor consumo se registra en el sector doméstico, utilizándose principalmente en
estufas equipadas con sistemas automáticos de alimentación. Por este motivo el sistema más
usual de venta de los pélets es en sacos de pequeño tamaño. En otros países, donde es muy
común el uso de los pélets en sistemas de calefacción y producción de agua caliente sanitaria,
tanto en viviendas unifamiliares como en edificios y en calderas industriales, es muy normal que
el material sea manejado a granel y se suministre directamente desde las fábricas, lo cual permite
reducir sensiblemente los costes.
En estos momentos se está desarrollando una norma europea de estandarización de
biocombustibles (CEN TC335 Solid biofuel standard), dentro de los cuales se incluyen los
pélets.
36
6.- Producción de energía a partir de la biomasa.
En la localidad cordobesa de Puente Genil, Valoriza Energía, empresa del grupo Sacyr
Vallehermoso, con la colaboración de Álvaro Espuny S.L., ha construido y puesto en marcha un
complejo industrial pionero dedicado a la gestión integral de la industria oleícola, que supone un
verdadero escaparate de aprovechamiento energético de la biomasa del olivar, y de aplicación de
tecnologías de máxima eficiencia energética, con la utilización de un ciclo combinado de
cogeneración para el secado del orujo de la aceituna y una planta de generación de energía
eléctrica con la biomasa residual, y cultivos energéticos.
Con un presupuesto para el proyecto de 46 millones de euros y 18 meses para la construcción y
puesta en marcha, la planta, que ocupa una extensión de 16 Ha, está explotada de forma conjunta
por tres sociedades distintas en las que Valoriza Energía es socio mayoritario, y que realizan
actividades diferenciadas; contando con el apoyo de la Junta de Andalucía a través de los fondos
FEDER y FEOGA.
Figura 12. Instalación de Valoriza con biomasa.
Secaderos de Biomasa, S.A. (SEDEBISA) es la compañía que desarrolla las actividades
relacionadas con la obtención de aceite de orujo de oliva, de una parte el almacenamiento de
alperujo en balsas y de otra la obtención de dos tipos de aceite de orujo de oliva: uno obtenido
por centrifugación física y otro obtenido por extracción química, optimizando la calidad del
producto obtenido.
Compañía Energética Pata de Mulo, S.L. (CEPALO) es la compañía explotadora de una planta
de tratamiento y reducción de lodos oleícolas con cogeneración. La planta de cogeneración es un
ciclo combinado equipado con una turbina de gas de 13 MW, una caldera de recuperación y una
turbina de vapor de 4,4 MW. Los gases de combustión de la turbina de gas se utilizan en los
secaderos de alperujo referidos anteriormente, siendo éste el nexo de unión entre las dos
actividades descritas hasta el momento. Esta tecnología, frente al secado tradicional, evita la
formación de benzopirenos en el aceite producido.
37
Por último, Biomasas de Puente Genil, S.L. es la empresa dedicada a la explotación de una
planta de valorización energética de biomasa, y en concreto al aprovechamiento de orujillo
(residuo del proceso de extracción del aceite de orujo de oliva), podas de olivar, cultivos
energéticos y otras biomasas disponibles en el entorno. Esta planta está compuesta básicamente
por una caldera de biomasa y una turbina de vapor de 9,8 MW.
El alperujo es un residuo que se genera en grandes cantidades en las almazaras, y desde allí es
transportado y almacenado en las balsas que SEDEBISA tiene al efecto. El proceso de
producción se inicia con el deshuesado, generando hueso de aceituna, un producto muy
solicitado para su uso como combustible en calderas domésticas. A continuación, el alperujo sin
hueso se conduce a una nave de proceso en la que mediante métodos físicos se obtiene el aceite
de orujo por centrifugación. El alperujo continúa hacia la nave de secado, donde se reduce su
contenido en agua. Por último se conduce a una planta de extracción química donde se obtiene el
aceite de orujo por extracción, generando orujillo como subproducto.
El orujillo pasa a la planta de generación eléctrica de biomasa donde, junto con otras biomasas,
incluyendo cultivos energéticos, se transforma en energía eléctrica que se vierte a la red.
Descripción técnica de la caldera
La caldera es de tipo acuotubular, vertical, de paredes de tubos membranados. Las paredes
membranadas están confeccionadas por tubos lisos y pletinas soldadas longitudinalmente por
procedimientos automáticos, confiriendo al cuerpo de caldera una gran resistencia mecánica,
estanqueidad y refrigeración de las áreas de transferencia de calor. En este caso particular, la
caldera es de tipo radiante. Es decir, no existe ningún haz evaporador antes de los haces
sobrecalentadores. Toda la evaporación se produce mediante transferencia de calor por radiación
y convección sobre las paredes membranadas de la caldera. Estas cavidades forman un hogar
principal de 5 m x 5,8 m x 16 m de altura y dos pasos radiantes vacíos de sección 1,5 m x 5 m y
16 m de altura. Este diseño reduce el ensuciamiento de la caldera al minimizar los haces
tubulares en el interior de la misma.
La sección del haz sobrecalentador está formada por cuatro bancos de tubos con un atemperador
intermedio tipo spray para mantener constante la temperatura del vapor sobrecalentado a turbina.
Los primeros bancos están diseñados a contracorriente del flujo de vapor respecto a los gases de
combustión y el último banco, de alta temperatura, está a equicorriente. Con ello se garantiza que
las temperaturas de metal de los tubos no sobrepasen cierto límite y así se evitan corrosiones por
alta temperatura.
En la parte de baja temperatura de gases el haz economizador formado por ocho bancos. Todos
los flujos de gases a través de los bancos son descendentes, con lo que la eficiencia de los
sopladores de hollín se acrecienta, minimizando el ensuciamiento de la caldera. La totalidad de
tubos utilizados son de superficie lisa y las temperaturas de gases y velocidades de los mismos
adecuadas para prevenir ensuciamientos y depósitos sobre la superficie de los mismos.
El sistema de combustión es a base de una parrilla móvil de tipo oscilante, accionada
hidráulicamente en conjunto con un sistema de spreaders alimentadores de biomasa que lanzan el
combustible en suspensión produciéndose una combustión uniforme, quemándose sobre parrilla
aquellas partículas de mayor granulometría y humedad.
38
La distribución del aire de combustión en la caldera es óptima y dispone de cuatro ventiladores
centrífugos diferentes para este fin. También dispone de un potente ventilador de tiro inducido,
dando una enorme flexibilidad de funcionamiento y de control sobre las temperaturas de los
gases en cada zona. Todos estos ventiladores van controlados por variadores de frecuencia, lo
que optimiza tanto el punto de trabajo de los mismos como el autoconsumo de la instalación.
La extracción de escorias se realiza de forma automática por la parte inferior de la parrilla y
pasos de gases siguientes. El recogedor es de tipo redler, con cámara inundada de agua que
permite el enfriamiento de las cenizas y la estanqueidad del sistema con el hogar. Está construido
íntegramente en acero inoxidable.
La caldera lleva incorporado un sistema de control Siemens Simatic S7 + Scada que controla la
carga de caldera, control de nivel, temperatura de vapor sobrecalentado etc., además de
visualizar en pantalla todas las indicaciones de presión y temperatura tanto de gases como de
vapor.
Combustible
Orujillo
Poda de olivar
Matas de algodón
Cultivos energéticos
Prestaciones
41,6 T/H netas de vapor en marcha continua
42 Bar (a) presión de vapor sobrecalentado
403º C temperatura de vapor sobrecalentado
Toma auxiliar para proceso: 2 T/H
Disponibilidad: 7800 H/AÑO a plena carga
Promotor
BIOMASAS DE PUENTE GENIL S.A. (Grupo SACYR-Vallehermoso)
Contratista principal
IBERESE S.A.
Función
Generación eléctrica 10 MWhe
Tanto la gran amplitud del hogar como los dos pasos vacíos que se encuentran tras él, confieren
a la caldera una estabilidad de trabajo óptimas, tanto en presión como en temperatura. La
instalación incluye un sistema de medición y monitorización continua de emisiones de partículas,
CO y O2. En conjunto la instalación supone una solución fiable, generosamente dimensionada y
técnicamente avanzada para conseguir las cotas de disponibilidad anual requeridas a plena carga.
39
7.- Calidad de la biomasa e impacto en la vida útil de las calderas.
RETOS
El desarrollo de un creciente mercado para sistemas de calefacción con biomasa necesita cumplir
con algunos criterios de éxito. La necesidad básica es obtener la aceptación de los siguientes
criterios en el mercado de la calefacción y el agua caliente para viviendas y edificios:
• Confort
• Economía (coste del ciclo de vida)
• Seguridad y fiabilidad
Estos criterios no sólo son válidos para el cliente, sino también para los participantes en la
cadena de suministro.
El reto será que todos los participantes en la cadena de distribución trabajen en estrecha
colaboración para desarrollar un mercado y producir una calidad constante en términos de
combustible, calderas, entrega y almacenamiento estándar, con el objetivo de alcanzar el mismo
alto nivel de confort para el cliente que con las calderas de pélets actuales.
La cuestión clave es la calidad del combustible biomásico en un amplio proceso de
normalización en toda Europa. La normalización de la calidad del combustible y de
aseguramiento de la calidad será la base del éxito. Para diseñar y operar calderas con un alto
nivel de rendimiento en relación a la comodidad del cliente, se deben especificar y poner límites
de emisión bajos y costes del ciclo de vida económicos para los combustibles biomásicos. Las
características respecto al comportamiento de la combustión y la reducción de emisiones deben
ser bien conocidas, así como las demandas de almacenamiento.
La solución es la normalización, la calidad y el aseguramiento de la calidad de los combustibles
en toda la cadena de distribución.
Un conjunto de parámetros y límites básicos deben ser determinados, estandarizados y
controlados para dar al mercado la oportunidad de desarrollarse.
En una primera aproximación es necesario alcanzar una calidad constante de los combustibles
utilizados, no importa si se trata de un alto estándar de calidad como los pélets o en un bajo nivel
de calidad como los residuos agrícolas. El objetivo principal en esta etapa es que el
comportamiento sea predecible.
Especialmente para las biomasas agrícolas y los cultivos energéticos, existe una gran cantidad de
factores que influencian la calidad, que podrán decidir si puede ser usado como combustible o
no. Factores de influencia son: suelos, fertilizantes, periodo de cosecha, método de cosecha,
proceso de producción, la contaminación durante el proceso de producción y probablemente
otros que han de considerarse según la cadena de producción.
40
Los parámetros fundamentales son: tamaño, contenido de humedad, poder calorífico, contenido
en cenizas, el comportamiento de las cenizas en fusión, la composición del combustible.
Los componentes Cl, S, K y N son parámetros que pueden afectar directamente a las emisiones y
los fenómenos de corrosión en las calderas. El Silicio es, junto a K, Ca y Mg un parámetro que
influye en la temperatura de fusión de las cenizas y los efectos de aglomeración durante la
combustión. Se trata de un indicador sobre contaminación inorgánica que puede originarse
durante el proceso de desarrollo vegetal y cosecha, dependiendo por ejemplo del suelo, el humus,
etc.
Una visión general sobre la influencia de los principales parámetros se indica en la siguiente
tabla:
Parámetros clave
Tamaño
Fusibilidad
Composición
de las
del fuel
cenizas
Humedad
Poder
calorífico
Contenido
en cenizas
x
x
x
x
Criterios de éxito
Confort
Economía
x
x
x
x
x
Seguridad y
Fiabilidad
x
x
x
x
x
Tabla 3. Matriz de influencia de los parámetros clave
CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS
El desarrollo de los mercados de combustibles de biomasa residual leñosa, biomasas herbáceas y
de los cultivos energéticos, necesita una estrecha cooperación entre los fabricantes de calderas,
los productores de combustible y los distribuidores de combustible para cumplir con los
principales criterios de éxito: Confort, Economía y Seguridad y Fiabilidad.
Un factor importante para el desarrollo del mercado será la creación de normas para la calidad de
los combustibles y de aseguramiento de la calidad de los mismos.
Los diferentes tipos de combustibles se adaptan con diferentes velocidades en el desarrollo del
mercado. El desarrollo más rápido tendrá lugar para combustibles de madera, como pélets de
madera y astillas, ya que estos combustibles han alcanzado un alto nivel de la normalización y de
comercialización.
Para otros combustibles esto dependerá de la disponibilidad de normas que se basan en
experiencias de combustión de test de funcionamiento y fases de monitoreo. La experiencia a
largo plazo es el primer paso importante después del aseguramiento de la calidad del
combustible y el segundo criterio de éxito es que el combustible llegue a cumplir las normas.
En el tercer paso el fabricante de las calderas será capaz de diseñar la caldera para el combustible
elegido. En el proceso de diseño será necesario un equilibrio entre economía de la producción y
las cuestiones técnicas para cumplir los requisitos.
41
Una visión general sobre los impactos previsibles para diferentes combustibles biomásicos se
muestra en la siguiente tabla:
Combustible
Potencial de
producción
Astillas de
madera
Alto
Pélets de
madera
Alto
Piñas de pino
Impacto de las
emisiones
Depende del tipo de
madera y de la
cantidad de corteza
Impacto en
Impacto en
costes de
la vida útil
inversión
de la
de la
caldera
caldera
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo (local)
Bajo
Bajo
Bajo
Hueso de
aceituna
Medio
Partículas, NOx
Medio
Medio
Paja
Alto
Partículas, NOx
Alto
Alto
Tabla 4. Oportunidades y retos para los combustibles
Se prevé que habrá una decisión para los combustibles de calefacción doméstica y otra para los
combustibles a ser utilizados en el sector industrial. La decisión, puede venir tanto por parte de
los fabricantes debido a retos técnicos, como limitaciones logísticas o por la aceptación del
consumidor.
42