Daphnia 25: Biomasa. Una fuente de energía

Biomasa. Una fuente de energía

«El desarrollo de la biomasa para la producción de electricidad aparece como una tarea difícil porque no siempre se dispone de volumen de biomasa suficiente y el coste de recogida puede sobrepasar sensiblemente el que se puede pagar para hacer viable la generación eléctrica»

La biomasa es un combustible renovable. Se incluyen en esta denominación todas las materias de tipo vegetal, residuales o procedentes de cultivos que tienen carácter renovable, así como las deposiciones animales con valor energético. La biomasa ha sido la base del suministro energético de la Humanidad durante muchos siglos: la leña y la paja en el ámbito rural, el carbón vegetal para la siderurgia o la madera para las calderas de los barcos de vapor o del ferrocarril.

Hoy volvemos a la biomasa, como energía renovable, por dos razones básicas. En primer lugar, un menor impacto ambiental que el derivado del uso de los combustibles fósiles, ya que la biomasa suele ser un combustible más limpio en azufre y en metales; y además, el CO2 procedente de la biomasa se fija de forma natural en el proceso de renovación de esta. En segundo lugar, los combustibles fósiles, en particular los hidrocarburos, tienen un límite cercano en el tiempo para que se agoten sus reservas y se estima que a mediados de este siglo XXI descenderá fuertemente la capacidad de extracción de petróleo y gas natural.

En la recuperación de la biomasa como vector energético hay tres formas básicas de uso:

  1. Combustible para pequeñas o medianas demandas de calor. Es el caso de cocinas o sistemas de calefacción. Es un uso que se mantiene en el mundo rural y que se trata de potenciar aplicando equipos de combustión de mayor eficiencia energética que los tradicionales. Es una línea de tecnología sencilla e inversiones moderadas, pero que tiene una imagen pobre ligada a la sencillez y al entorno rural, aunque conlleva un rendimiento energético bueno, por encima del 50%. La planta de calefacción promovida por el Ayuntamiento de Cuéllar (Segovia) y el IDAE es un ejemplo muy interesante.

  2. Generación de electricidad. Son en general plantas de pequeña potencia, bien con combustión de la biomasa en caldera para producir vapor y con este accionar un grupo turboalternador, o bien mediante algún proceso de gasificación y combustión del gas en un motor diesel que arrastra un motor eléctrico. Es la alternativa de utilización de la biomasa que se contempla en general con mayor interés, pero que en su conjunto tiene un bajo rendimiento energético, (20 a 30%), ya que la generación térmica de electricidad es un proceso de baja eficiencia energética; además, requiere un volumen importante de biomasa para hacer viable la operación de una planta eléctrica.

  3. Combustibles de automoción. Producción de biodiesel o bioalcohol que sustituyen al gas oil o a la gasolina. El primero se obtiene de semillas oleaginosas y el segundo de granos de cereal, tubérculos y otros materiales con azúcares. Brasil es el país pionero en esta línea con su programa de bioalcohol a partir de caña de azúcar que le permite suplir la mitad de su demanda de gasolina; Estados Unidos es también un importante productor, en gran medida a partir de maíz

La biomasa es una materia heterogénea y dispersa, cuya recogida es un trabajo laborioso que puede hacer no viable su empleo. Un repaso a los diferentes tipos de biomasa da una idea de ello:

TIPOS DE BIOMASA

  • Residuos forestales, procedentes de la limpieza del bosque y de la industria maderera (estos últimos: serrín, astillas, costeros, etc. tienen usos comerciales). La limpieza de monte es en muchos casos una actividad útil para prevenir incendios, pero supone una amplia dedicación de horas de trabajo que deben ser valoradas tanto energética como ambientalmente. Son combustibles interesantes para atender demandas de calor en aplicaciones diversas, o en ciertos casos para generación eléctrica.
  • Residuos agrícolas. Desde paja a residuos de las almazaras, pasando por el verde de los invernaderos. La primera tiene un mercado en descenso, por lo que puede ser aplicable a la generación eléctrica. Los segundos son contaminantes cuya utilización en generación eléctrica es conveniente. El verde de los invernaderos es una opción para la producción conjunta de compost y electricidad. Con esta electricidad, en algunos casos (Almería o Cartagena) se puede desalar agua de mar.
  • Residuos ganaderos. El gallinazo de las granjas de pollos es un residuo contaminante que por otro lado tiene un aceptable poder calorífico; en Gran Bretaña se utiliza en varias instalaciones para generación de electricidad. Los residuos de ganado vacuno o lanar pueden tener la misma aplicación si se dispone de ellos concentrados. Otra alternativa es fermentar el residuo y quemar el gas en usos diversos.
  • Cultivos energéticos. Concepción de la agricultura o de la silvicultura para producir biomasa energética en cantidades significativas, que pueden ser utilizadas en obtención de biocombustibles líquidos o de electricidad. Es una actividad que puede mantener el trabajo en el campo en aquellas tierras que abandonan las producciones agrícolas. Es una opción de gran interés laboral, pero que es preciso analizar en cada caso para evitar problemas ambientales: agresiones a la biodiversidad o excesivo consumo de plaguicidas, de fertilizantes o de agua.

Aunque en algunos ámbitos se considera que los residuos urbanos son biomasa, las razones ambientales les quitan esa valoración, así como el que la incineración sea la solución más adecuada. Sí es una actuación más limpia la recuperación de gases de vertedero, que se utilizan para generación eléctrica, y en este sentido podría considerarse una energía renovable. Tampoco son biomasa aquellos residuos ganaderos de alto contenido en agua, purines de cerdos, que no tienen valor energético neto y se han de desecar para su deposición, pero que no se basan en energías renovables para las actividades energéticas conexas.

BIOMASA Y GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

Hay varios ejemplos de instalaciones, en operación o en proyecto, en las cuales se utiliza la biomasa para generación de electricidad. Se incluyen como tales las plantas de celulosa que emplean residuos de la propia industria. Aquí vamos a analizar otros ejemplos con breves referencias técnicas y económicas:

  • Residuos de almazaras. Son materiales concentrados, lo que significa que los costes de combustible sólo son los correspondientes a su manipulación. El volumen en cada almazara es importante, por lo que en una comarca olivarera se puede instalar una planta de media potencia, se necesitan 10.000 t/a por cada MW. Ese nivel de potencia y el valor nulo en origen del combustible hace que la opción sea muy competitiva.

    La primera instalación de este tipo se construyó en El Tejar (Córdoba) impulsada por la cooperativa olivarera VETEJAR, las empresas Sevillana de Electricidad y ABENGOA. Es una planta de 12 MW de potencia, que cuenta con una caldera de lecho fluido para realizar la combustión; los humos se limpian de partículas en filtros de mangas.

    Se están construyendo dos nuevas instalaciones en Villanueva del Arzobispo (Jaén) y en Villarta de San Juan (Ciudad Real) cada una de una potencia de 16 MW. La inversión total se estima en 6.700 millones de ptas. En los proyectos participan ENDESA Cogeneración y Renovables y varias empresas olivareras.

  • Residuos forestales. Se han propuesto varias instalaciones de media potencia, pero hasta ahora sólo se dispone de pequeñas instalaciones en Allariz (Ourense) y Helechosa de los Montes (Badajoz). La primera es un caso interesante. Fue promovida por el Gobierno del Concello como una opción de desarrollo local para aprovechar las aportaciones económicas destinadas a prevenir incendios forestales; la previsión original era limpiar fincas de retama y otras malezas para obtener la mayor parte del combustible necesario.

    Es una instalación de 2,3 MW, que precisa unas 20.000 t/a de astillas procedentes del picado de la retama. La práctica ha mostrado que en el mejor de los casos sólo se consiguen 4.000 t/a de astillas, lo que obliga a comprar cáscara de pino en aserraderos del entorno. La inversión ha sido de algo más de 600 millones de ptas., dos tercios de los mismos corresponde a un préstamo que hay que devolver en diez años.

    La planta ha funcionado dos turnos al día, de lunes a viernes, más alguna semana completa; con esto se consigue un precio más alto para la electricidad producida, 14 ptas/kWh. Se facturan unos 100 millones de ptas. anuales, con los que se paga la compra de combustibles, los gastos de mantenimiento y el salario de las siete personas que trabajan en la instalación. Pero los excedentes generados no son suficientes para pagar la devolución del crédito de construcción.

    En la actualidad se propone que la planta funcione de forma continuada unas 8.000 horas al año, lo que permitiría facturar unos 140 millones de ptas./a, e incrementar el excedente de operación para conseguir pagar el crédito, que se ha de renegociar a más largo plazo. Para este planteamiento es preciso conseguir una mayor recuperación de combustible en el monte. En paralelo ha de aumentar la plantilla en la instalación. Aunque el proyecto pase por momentos difíciles, ha mostrado que una gestión local unida a los intereses de los ciudadanos es una buena opción de desarrollo y que la biomasa es compatible con el cuidado ambiental. El pequeño tamaño de la planta pesa negativamente en la rentabilidad económica.

  • Paja y cultivos energéticos. Se está construyendo una instalación de 25 MW de potencia en Sanguesa (Navarra) promovida por la Empresa Hidroeléctrica de Navarra, EHN. La demanda de paja será de unas 250.000 t/a, que parece muy alta incluso para un entorno cerealista como ese, pero evidentemente se busca la rentabilidad de la inversión, que sobrepasa los 6.000 millones de ptas.

    Otras dos instalaciones más pequeñas, de 12 MW de potencia cada una, se proponen en Villalbilla de Burgos (Burgos) y en Alcalá de Gurrea (Huesca) la inversión unitaria sería de 2.700 millones de ptas. Se alimentarían de paja y de cardo, este segundo procedente de cultivos energéticos en tierras de secano.

El profesor Jesús Fernández, de la Escuela de Ingenieros Agrónomos de Madrid, lleva quince años trabajando para promover el cultivo de la cynara cardunculus, que se adapta bien a nuestras condiciones climáticas, necesita poco agua (unos 400 mm anuales entre otoño y primavera) y resiste bien los fríos del invierno; tiene una pervivencia de unos diez años. A mediados de la década de los 90, el sindicato COAG hizo una campaña de ensayos en tierras de Valladolid consiguiendo productividades de 12 a 15 t/Ha.

A modo de conclusiones

El desarrollo de la biomasa para la producción de electricidad aparece como una tarea difícil, no siempre se dispone de volumen de biomasa suficiente y el coste de recogida puede sobrepasar sensiblemente el que se puede pagar para hacer viable la generación eléctrica. Pero esta actividad es interesante por su volumen de creación de empleo, y en ciertos casos, por razones medioambientales.

Para que el desarrollo de la biomasa avance es preciso que los proyectos no se traten como un todo uno homogéneo, sino que se diferencien según tipologías y cada una tenga el trato económico que le deba corresponder. Las administraciones estatales y autonómicas deben emplazarse en esa tarea de análisis y valoración si se quiere que la biomasa se desarrolle.

BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS

La introducción de biocombustibles líquidos en el mercado de automoción hoy parte de la base de obtener productos cuyo coste sea inferior al que pagamos por el gas oil o la gasolina. En los precios de estos combustibles una parte importante, del orden de dos tercios, corresponde a los impuestos que aplica la administración española, como las otras europeas. En la promoción de los biocombustibles líquidos se establece que a ellos no se les aplique, de forma total o parcial, esos impuestos, es decir que estén detasados.

La producción de biodiesel avanza lentamente, una primera razón para ello es que sustituye al gas oil, que hasta hace pocos meses ha tenido un precio moderado. Por otra parte, las normativas para su detasación exigen la presentación de un proyecto específico de utilización, que ha de coordinar a los productores de materia prima, al transformador y a los usuarios finales. Se ha construido una planta piloto en Euskadi a partir de aceite de girasol, y más recientemente otra a partir de aceites de freiduría usados en Cataluña. En nuestro país la producción de aceite de girasol tiene delante una previsible crisis en la medida que desaparezcan las ayudas públicas a este cultivo, como está previsto en la PAC (Política Agraria Común). Esto situaría al campo y a muchos trabajadores en una situación precaria que debería analizarse ante la nueva posibilidad de una producción alternativa de biodiesel, que compitiera con un gas oil previsiblemente cada vez más caro.

La producción de bioetanol se está desarrollando con más facilidad. Hay razones técnicas para ello. Las gasolinas están sustituyendo las sales de plomo, que proporcionan el adecuado octanage, por un compuesto de metanol, MTBE, que hace la misma función; pero el metanol es un producto que evapora a temperaturas bajas, del orden de 35 ºC, sus vapores son tóxicos y afectan a los órganos de la vista. Por ello se busca otro alcohol que no introduzca problemas, es el caso del etanol, que sólo se obtiene de la materia vegetal.

El etanol, en nuestro esquema actual de uso del bioetanol, tiene que sustituir al metanol al precio de compra de éste. En el precio del metanol se incluye su coste de producción, a partir del gas natural, más los impuestos correspondientes, lo que le sitúa en un valor en torno a las 100 ptas/litro. La no aplicación de impuestos al bioetanol permite su producción a costes competitivos.

Pero el bioetanol puede mezclarse directamente con gasolina, hasta proporciones del 20% de alcohol en el combustible. En este supuesto el precio aplicable al etanol sería sensiblemente más alto. Es una práctica que ya se aplica en Suecia, y que bien estructurada daría una mayor viabilidad al desarrollo de la biomasa y los cultivos energéticos en nuestro país.

En España se ha construido una planta de bioetanol en Cartagena para utilizar grano de cereal, mezcla de trigo y cebada. Ha sido promovida por la empresa ABENGOA para producir 100 millones de litros anuales, con una inversión de 1.800 millones de pesetas, que se suministran a las refinerías de petróleo para su posterior transformación en aditivo de la gasolina, ETBE.

El esquema productivo de una instalación como esta es sencillo. El grano se muele, a continuación se somete a hidrólisis para extraer los azúcares y estos se fermentan para dar etanol. Se precisan unos tres kilos y medio de grano para producir un litro de alcohol. Además se obtiene un subproduc to sólido, DDGS, 1,2 kg por litro de etanol, que sirve como alimento al ganado, el cual, con la actual crisis de la vacas locas y la eliminación de las harinas cárnicas, ha incrementado sensiblemente su precio en el mercado, pasando de 7 a 20 ptas/kg.

Se propone la construcción de una segunda instalación en la provincia de Coruña, y también en otras zonas más cerealistas como Castilla León. Todas ellas pensando en producir etanol que sólo se utilizaría como aditivo, ETBE. Ese paso, a usar el bioetanol como mezcla directa con gasolina, permitiría conseguir otros precios para este alcohol y así pagar más de las actuales 20 ptas/kg de cereal al agricultor, haciendo viable su cultivo.

Otras alternativas de cultivos son posibles y se deben estudiar con interés. El profesor Jesús Fernández ha experimentado el cultivo de pataca, un tubérculo de la familia de la patata con el cual se consigue una elevada productividad, hasta 60 t/Ha en tierras de regadío de León. Se precisan 12 kg de pataca por litro de etanol, lo que incrementa la capacidad de producción de alcohol por superficie cultivada, en este caso 5.000 l/Ha, el triple que la correspondiente al cereal de secano.

La producción de bioetanol es un reto para muchos países. Estados Unidos a través de su Department of Energy (DOE), desarrolla un programa de investigación para obtenerlo de diferentes tipos de biomasas, en particular todas aquellas materias de tipo celulósico o hemicelulósico, es decir, cultivos o residuos leñosos, más abundantes y fáciles de obtener que otros productos vegetales. En nuestro país, el CIEMAT tiene una significativa actuación en esta línea de trabajo.

BIOMASA, PROMOCIÓN Y EMPLEO

En el nº 21 de DAPHNIA, se presenta un dossier sobre energías renovables y en él ya se hace referencia al Plan de Fomento de las Energías Renovables en España y a la posible generación de empleo con esta alternativa energética. Este Plan, elaborado por el IDAE, fue aprobado en Consejo de Ministros en diciembre de 1999.

El IDAE es el organismo de la administración española que promueve el desarrollo de las energías renovables, participa en varios de los proyectos antes citados. El Plan propone objetivos para el año 2010; en el caso de la biomasa estos se resumen en conseguir:

  • Alcanzar 1.700 MW de potencia instalada en generación de electricidad.
  • Producir medio millón de toneladas equivalentes de petróleo (tep) de biocombustibles El primer objetivo, que supondría un 5% de la demanda de electricidad para ese año 2010, parece muy difícil de cumplir tal cual son los esquemas de fomento de la biomasa. El segundo es muy modesto, se podría plantear llegar a una producción de 2 millones de tep, es decir, situarnos en el 5% de nuestro consumo de combustibles de automoción.

En la actualidad la utilización de la biomasa supone en España un empleo equivalente a unos 4.000 puestos de trabajo directos, que incluyendo los indirectos sobrepasan los 10.000. En el total de las energías renovables se estiman 12.000 empleos directos y unos 40.000 incluyendo los indirectos.

Si se cumpliesen los objetivos del Plan de Fomento de las Energías Renovables se estima que se podría llegar, en el total de las energías renovables, a unos 40.000 empleos directos. Si fuéramos más ambiciosos en la obtención de biocombustibles líquidos se podrían alcanzar los 60.000 empleos directos, siempre que la materia prima para esos biocombustibles líquidos se produzca en nuestro país. El número total de empleos, directos e indirectos, podría sobrepasar los 150.000.

Estas previsiones están de acuerdo con los análisis de la Comisión Europea, Programa ALTENER, que evalúa que los empleos que el desarrollo de las energías renovables en la Unión Europea podría generar serían unos 900.000, de los cuales unos 500.000 corresponderían a la biomasa si esta se desarrollara de forma intensa.

Todo ello nos pone delante de un reto importante para nuestro país. Podríamos revitalizar el mundo rural, creando empleo y valor añadido, a la vez que se obtiene una energía limpia y autóctona; no olvidemos que somos uno de los países europeos con mayor dependencia exterior en el suministro de energía, ya que las tres cuartas partes de nuestro consumo proviene de terceros países.

Habría que desarrollar la biomasa evitando agresiones ambientales significativas. Es decir preservando la biodiversidad en nuestro campo, no introduciendo consumos excesivos de fertilizantes, plaguicidas o agua; en una palabra, adecuándonos al entorno.

Conseguir el desarrollo de una energía tan heterogénea en las formas en que se presenta o se utiliza, implica un tratamiento diversificado para cada línea de trabajo, es decir, una aplicación intensa de las administraciones estatal y autonómicas al análisis de los proyectos y sus requisitos de desarrollo.

Entre esos requisitos está la aplicación de ayudas económicas de carácter y valoración: energética, social o ambiental, adecuadas al desarrollo de los proyectos que se consideren más adecuados a nuestras necesidades.

Más información:

Emilio Menéndez Pérez
ISTAS-CC.OO.
C/Modesto Lafuente, 3
28010 Madrid
Tel: 91- 5913616
Email: emenendez@istas.ccoo.es

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