BALANCE DE LA BIOMASA CON FINES ENERGÉTICOS

BALANCE DE LA BIOMASA
CON FINES ENERGÉTICOS
Jaime Gianella
Monder S.A.C.
Lima, mayo 2007
1
DEFINICIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES
„
Se define como biomasa, para propósitos energéticos, los componentes
orgánicos de origen vegetal y animal, en condición de materia virgen o
residuo/desecho, que pueden ser convertidos en combustibles sólidos,
líquidos o gaseosos. Esta clasificación comprende los productos químicos
que se obtienen a partir de los componentes indicados y se utilizan como
combustibles.
„
La biomasa de origen vegetal, para ser usada como combustible, puede
derivar de: cultivos para alimento humano y/o animal, cultivos industriales,
plantaciones forestales, bosques naturales, áreas arbustivas/plantaciones
de corta rotación, residuos sólidos y líquidos de procesos industriales y
contenidos en los efluentes de las ciudades.
„
Dependiendo de la naturaleza, composición y grado de humedad , los
combustibles de biomasa vegetal pueden tratarse de diversas formas:
quemarse directamente para obtener energía como calor, convertirse en
combustible por acción de micro organismos, o ser tratados por una acción
conjunta de altas temperaturas y agentes químicos. Esta conversión da
origen a un gran número de productos tales como: metano, mezclas
gaseosas de bajo y medio poder calorífico, etanol, metanol, sustancias
oleaginosas, productos carbonosos, etc.
2
ENERGÍA PRIMARIA
„
„
„
„
A inicios de la presente década el consumo global de
energía primaria se estimo en el orden de 10,000 millones
de TEP.
El 80% se basó en fuentes de origen fósil
El suministro a partir de fuentes renovables representó
cerca 13.8 del total. La biomasa aportó el 11%, la
hidroenergía el 2.3% y otras (solar, eólica, geotermia,
mareas) el 0.5% (IEA 2003).
Consumo de energía a partir de la biomasa equivale a 25
millones de barriles día y representa entre 30% - 35% de la
energía primaria utilizada por los países no desarrollados.
3
FOTOSÍNTESIS Y DISPONIBILDAD DE
ENERGÍA PRIMARIA
„
„
„
„
„
Globalmente se observa que el proceso de fotosíntesis produce
ocho veces más recursos de energía en comparación a la capacidad
de consumo del hombre sobre las diversas fuentes disponibles.
1% de absorción de energía solar representa una buena
fotosíntesis en la agricultura. A nivel de laboratorio se alcanza
hasta 5%. Sin embargo, existen cultivares como los C4 (caña de
azúcar, sorgo dulce) que registran coeficientes de fotosíntesis de
3% - 4% .
10% de eficiencia en fotosíntesis permitiría satisfacer el
suministro energético de toda la humanidad con sólo utilizar el 3%
de los territorios que se emplean para la producción de alimentos.
Se constata que la reposición de los bosques es menos rápida que
la extracción de madera que de ellos se obtiene con fines de
transformación o para uso como combustible.
Salvo escasas excepciones los residuos agrícolas y forestales no se
consideran combustibles comerciales. Se carece de apropiada
infraestructura y tecnología para asegurar su eficiente y sostenible
acopio para su suministro como energía primaria competitiva.
4
FUENTES DE BIOMASA VEGETAL PARA
ENERGÍA I
„
Bosques Naturales
„
„
„
„
Plantaciones para fines de contención,
industriales y/o energéticos
„
„
„
Para explotación con manejo
Reservas biodiversidad + parqueaderos de
carbono
Contención/preservación contra la erosión
Arbóreas
Arbustivas
Residuos
„
„
Forestales
Agrícolas
5
FUENTES DE BIOMASA VEGETAL PARA
ENERGÍA II
„
Largo Plazo
„
„
Mediano Plazo
„
„
„
utilización de raleo y podas de plantaciones arbóreas
plantaciones arbustivas (nativas)
plantaciones de cultivares energéticos de corta
rotación (adaptaciones / manejo)
Corto Plazo
„
„
„
residuos agrícolas
Residuos forestales por raleo y podas de bosques y
plantaciones existentes
Residuos de la industria de transformación de la
madera
6
PERÚ: Energía Comercial (2004)
Fuente
Petróleo
Reserva
Probada (TJ)
Producción
(TJ)
Oferta Interna
Bruta (TJ)
2,196,486
169,338
306,274
Gas Natural +
LGN
15,048,491
63,367
63,367
Carbón Mineral
1,700,811
652
31,236
Hidroenergía
5,965,666
98,532
98,532
331,889
499,409
Uranio
TOTAL
878,639
25,790,093
7
Perú: Energía no Comercial (2004)
Fuente
Reserva
Probada (TJ)
Producción
(TJ)
Oferta Interna
Bruta (TJ)
Leña
-
78,712
78,712
Bagazo
-
13,294
13,294
Bosta & Yareta
-
10,682
10,682
Energía Solar
-
2,351
2,351
TOTAL
-
105,039
105,039
8
Perú: Cuadro resumen 2004
Fuente
Energía
Comercial
Energía no
Comercial
TOTAL
Reserva
Probada
(TJ)
Producción
(TJ)
Oferta
Interna Bruta
(TJ)
25,790,093
331,889
499,409
0
105,039
105,039
25,790,093
436,928
604,448
9
LIMITACIONES PARA EL USO EFICIENTE DE LA
BIOMASA CON FINES DE ENERGÍA EN EL PERÚ
„
„
„
„
„
Carencia de infraestructura y tecnología para acopio,
transporte y almacenamiento
Carencia de tecnología - equipos para conversión primaria
Uso masivo a niveles de baja eficiencia (5% - 7%)
Ausencia de programas y legislación para fomentar su uso
eficiente e incorporación al Balance Nacional de Energía
como combustible comercial
Falta de conocimiento por parte de agentes económicos
sobre posibilidades para su uso competitivo frente a otras
fuentes de energía renovable y no renovable
10
DISTRIBUCIÓN DE TIERRAS DE ACUERDO A
SU CAPACIDAD DE USO MAYOR
4,902
4%
54,300.56
42%
2,707
2%
17,916
14%
48,696
38%
Cultivo en limpio
Cultivo permanente
Pastos
Producción forestales
Protección
11
DISTRIBUCIÓN DE TIERRAS DE ACUERDO A SU
CAPACIDAD DE USO MAYOR POR REGIONES
(Miles de ha)
„
Costa
Producción forestal: 172
„ Protección: 10,207
„ Pastos. 1,622
„
„
Sierra
Producción forestal: 2,092
„ Protección: 25,169
„ Pastos. 10,576
„
„
Selva
Producción forestal: 46,432
„ Protección: 18,925
„ Pastos: 5,718
„
12
CAPACIDAD DE USO DEL SUELO Y ESPECIES
FACTIBLES DE INSTALAR
„
„
La superficie potencial para implementar plantaciones
energéticas es amplia, las tierras de protección requieren
mayor cuidado ya que no soportan una extracción intensiva.
Una alternativa de manejo para estas tierras sería mediante
la utilización de pastos que soporten una cosecha periódica
en asociación con especies arbóreas.
Las especies maderables se pueden dividir en arbustos
nativos de porte bajo; como “Tola” (Baccharis tricuneata),
“Eupula-tola” (Parastrephia lepidophylla), “Chasla”
(Escallonia sp.); y especies forestales exóticas o nativas,
destacando los pinos y los eucaliptos como las especies
exóticas, mientras que entre las especies nativas, se
encuentran: “Yaro o faique” (Acacia macracantha), “Aliso”
(Alnus jorullensis), “C´olle”(Buddleia spp), “Tara”
(Caesalpinea spinoza), “Q´eñual” (Polylepis spp.), “Molle”
(Schinus molle), “Sauce” (Salix humboldtiana) “Capuli”
(Prunus serotina var. Salisifolia).
13
ESTIMACIÓN POTENCIAL
ENERGÉTICO I
„
„
„
Las plantaciones con especies exóticas tienen una ventaja
muy significativa contra las especies nativas, la velocidad
de crecimiento es mayor, llegando a ser de 10-12 m3/año,
mientras que las especies nativas alcanzan a ser de 2
m3/año.
El poder energético de la materia leñosa es del orden de 2
MW de energía primaria por ton a 55% de humedad, de 4
MW a 20% de humedad y 4.7 MW con 8% - 10% de
humedad.
Si se considera una producción de especies arbustivas
nativas y/o especies exóticas de corta rotación en un rango
de 4 ton/ha/año de materia seca, la energía primaria que
podría obtenerse sería equivalente a 18.8 MW por ha/año.
14
ESTIMACIÓN POTENCIAL
ENERGÉTICO II
„
Si se proyecta utilizar el 20% del área de
vocación forestal de la costa y sierra ello
representa alrededor de 460,000 ha,
extensión que permitiría obtener 8.5 MM
de MW de energía primaria, en base a lo
cual es factible operar una potencia
térmica de 370 MWe por un período de
7,000 horas/año.
15