universidad de jaén viabilidad de la integración de una

UNIVERSIDAD DE JAÉN
ESCUELA POLITÉCNICA
SUPERIOR DE JAÉN
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
ELÉCTRICA
TESIS DOCTORAL
VIABILIDAD DE LA INTEGRACIÓN DE UNA
PLANTA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA
PRESENTADA POR:
JOSÉ ANTONIO LA CAL HERRERA
DIRIGIDA POR:
DR. D. FRANCISCO JURADO MELGUIZO
DR. D. BLAS OGÁYAR FERNÁNDEZ
JAÉN, 11 DE MARZO DE 2013
ISBN 978-84-8439-731-1
UNIVERSIDAD DE JAÉN
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
TESIS DOCTORAL
Viabilidad de la integración de una planta de
gasificación de biomasa
José Antonio La Cal Herrera
Directores
Dr. D. Francisco Jurado Melguizo
Dr. D. Blas Ogayar Fernández
2013
AGRADECIMIENTOS
Quiero expresar mi más profundo agradecimiento a mis dos Directores de
Tesis, el Catedrático Francisco Jurado Melguizo y el Doctor Blas Ogayar
Fernández. El primero, Paco, por sus sabias orientaciones y consejos, siempre
raudos y precisos. El segundo Blas, por su infatigable y constante estímulo y
empuje, sin el cual este trabajo nunca habría concluido.
También quiero manifestar la mayor de las gratitudes a mi familia. En
primer lugar a mi mujer Isabel, que siempre estuvo a mi lado desde la
discreción y el respeto, mostrándome en todo momento su total complicidad; y,
en segundo lugar, a mis padres, los cuales siempre creyeron en mí y, me
animaron y apoyaron para que nunca abandonara el camino del Estudio y de la
Biomasa, a lo que por cierto, siempre he hecho caso.
Hay también un conjunto de personas de distintos ámbitos (empresarial,
institucional y universitario), que me han servido de guía y de referencia y que
han contribuido a que mi interés por las energías renovables en general y por la
biomasa en particular sea cada vez mayor.
Quisiera citar a algunos como Paco Bas, referente andaluz desde la Sociedad
para el Desarrollo Energético de Andalucía, primero y desde la Agencia
Andaluza de la Energía después. Tampoco quisiera olvidarme de María José
Colinet, otra firme “creyente” de la biomasa en Andalucía.
En el ámbito empresarial me gustaría agradecer la experiencia de Emilio
López Carmona, hoy Consejero Delegado de una multinacional dedicada a la
ejecución, entre otras cosas, de proyectos de biomasa. Tampoco quisiera olivar a
Agustín Aragón, con el que tuve el honor de trabajar en mi periplo por tierras
manchegas, desde la Agencia de Gestión de la Energía de Castilla-La Mancha,
AGECAM.
1
No quisiera tampoco olvidarme de dos profesores que me han acompañado
en este largo viaje. Son el Catedrático de Ingeniería Química de la Universidad
de Jaén Sebastián Sánchez Villasclaras con el que empecé esta andadura allá por
el año 1999, el Doctor Jorge Aguilera Tejero, Profesor Titular del área de
Ingeniería Electrónica y Automática de la Universidad de Jaén; y el Catedrático
de Máquinas y Motores Térmicos de la Universidad de Castilla-La Mancha,
Magín Lapuerta Amigo.
A todos ellos dedico este trabajo, especialmente a mis hijos Román, que
cuenta ahora con cuatro añitos, y Olivia que nació hace unos meses y, que como
dicen, vino con un pan debajo del brazo, para que si es posible disfruten en un
futuro no muy lejano de un sistema energético donde las energías renovables
constituyan la base del mismo, y no quede residuo o subproducto agrario y
forestal sin valorizar.
Jaén, Enero de 2013
2
A mi padre, In Memorian
3
“La vida es un largo peregrinar por el sendero de la perfección. Tratamos de alcanzar
el final y no nos damos cuenta de que lo importante se encuentra en el recorrido. He
conocido a muchos que se sienten infelices por no haber alcanzado sus sueños. Su
ambición les ha cegado tanto que ya no ven las bondades que el propio camino les ofrece”
Gonzalo Giner
“El sanador de caballos”
“Biomasa, viento y corrientes de agua son como ruedas impulsadas por el motor del
Sol, que pueden girar eternamente siempre y cuando el hombre no modifique el
equilibrio global que viene de fábrica”
Junta de Andalucía
“Andalucía Renovable”
4
SUMARIO
El objetivo de la presente Tesis Doctoral es proponer y validar un nuevo
modelo de gestión de los subproductos del olivar basado en la conversión termoquímica
de los restos de poda mediante la tecnología de gasificación; y en el secado del
orujo graso y húmedo generado durante la producción del aceite de oliva en la
almazara, aprovechando para ello la energía térmica generada en el proceso de
cogeneración termoeléctrica utilizando como energía primaria el gas generado
mediante la gasificación [1] [2].
De esta forma se consigue, por un lado, valorizar energéticamente una
fuente de biomasa, como son los restos de la poda del olivar, la cual es o
quemada a cielo abierto o fragmentada y depositada en el suelo como aporte
orgánico; y, por otro, un incremento del valor añadido de un subproducto
considerado como residuo para la almazara, y una materia prima para la
extractora de aceite de orujo, como es el denominado “alperujo”.
A nivel práctico, el modelo consiste en la integración en una almazara de una
instalación de cogeneración termoeléctrica alimentada con el gas generado en
una planta de gasificación de restos de poda de pequeña potencia (< 100 kWe).
El calor generado por los motores, tanto en el escape como en la refrigeración
de los mismos, será aprovechado para el secado del orujo producido o, para
cualquier otra aplicación, siempre y cuando se aproveche la totalidad del
mismo para incrementar la eficiencia energética global del proceso. Por otra
parte, la energía eléctrica producida será inyectada a red y, en función de la
legislación vigente, facturada a la compañía distribuidora, o consumida por la
propia almazara.
Para que dicho modelo sea aceptado por el sector oleícola e implementado
en las almazaras, tiene que ser evaluado en términos técnico-energéticos,
económico-financieros, estratégicos, ambientales y socio laborales. Esto es lo
que se pretende con el desarrollo de la presente Tesis Doctoral.
5
Una vez evaluado tiene que ser validado por el sector, para ello se ha
diseñado una encuesta que será distribuida entre las almazaras de la provincia
de Jaén en colaboración con organismos de investigación, asociaciones
profesionales, instituciones, etc.
El actual modelo de gestión de estos subproductos se basa en la eliminación
de los restos de podas mediante incineración a cielo abierto o, en el mejor de los
casos, su fragmentación mecánica y deposición sobre el suelo como aporte
orgánico y de nutrientes; y en el traslado del orujo húmedo y graso generado
durante la elaboración del aceite de oliva hasta las industrias de extracción de
aceite de orujo u orujeras para la obtención, previo secado, del denominado
aceite de orujo de oliva crudo1, el cual posteriormente es enviado a la refinería
para la obtención de aceite de orujo de oliva refinado.
Este modelo de explotación conlleva unos costes para el agricultor
derivados, por un lado, de las tareas de eliminación o astillado de los restos de
las podas, y por otro, de la manipulación del orujo generado en las almazaras,
principalmente transporte hasta la extractora. El precio de mercado para este
orujo suele ser estipulado por el sector extractor en función de la cosecha de
aceituna.
Por tanto, este modelo que puede ser considerado como “tradicional” no solo
contribuye de una manera negativa al precio final del aceite de oliva, sino que
además otorga al sector una mala imagen en términos de sostenibilidad y
eficiencia energética.
El nuevo modelo, en cambio, presenta una serie de ventajas para el
agricultor tales como las siguientes:
Aceite obtenido a partir del orujo de oliva mediante tratamiento con disolventes o con medios
físicos (Fuente: Agencia para el Aceite de Oliva. Ministerio de Agricultura, Alimentación y
Medio Ambiente)
1
6
•
La supresión del coste de eliminación de los restos de poda y su
transformación en un ingreso por la venta de la biomasa a la almazara
donde se ubique la instalación.
•
La reducción de un coste de manipulación del orujo puesto que al
contener menor humedad su manejo es más fácil y, por ende, más
económico, incluso pudiendo llegar a obtener un ingreso por su venta al
extractor.
•
La generación de un ingreso adicional por la venta de la energía eléctrica
generada en virtud del denominado Régimen Especial según el Real
Decreto 661/2007, de 25 de mayo (BOE núm. 126 de 26 de mayo de
2007); o, en su defecto, su autoconsumo en virtud del Real Decreto
1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de
instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia
(BOE núm. 295 de 8 de diciembre de 2011).
•
La independencia del sector extractor, al disponer ahora la almazara de
una fuente de calor para el secado del orujo.
Este nuevo modelo innovador, además de contribuir a la competitividad del
sector en términos económicos, también le proporciona una nueva imagen más
comprometida con la sostenibilidad, puesto que no requiere de la utilización de
ninguna fuente de energía de origen fósil, y de mejora de la eficiencia en
términos energéticos, tal y como ya se ha apuntado.
Otra premisa fundamental del modelo es que debe ser viable en términos
económico-financieros, por lo que han de determinarse las condiciones de
contorno que marcan su rentabilidad. Para ello, se analizará un caso base y se
estudiaran una serie de casos alternativos modificando las variables que
pueden ser consideradas críticas: el precio de la biomasa a pie de planta, el coste
específico de inversión y el porcentaje de aprovechamiento del calor residual
generado en el proceso.
7
Además de lo anterior, la Tesis contiene un desarrollo exhaustivo de la
biomasa generada por el sector oleícola, un análisis del actual modelo
energético de la provincia de Jaén, así como de las principales políticas y
programas de impulso al sector de la biomasa a distintos niveles. Incorpora
también un completo recorrido por las diferentes tecnologías de gasificación de
biomasa de pequeña potencia, con sus ventajas e inconvenientes, para concluir
con la propuesta final de modelo de gestión, desde las vertientes técnica,
económica y financiera, incluyendo también todas las externalidades que
puedan contribuir a potenciar el modelo, tales como grado de innovación
tecnológica, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, la
generación de empleo inducido y la diversificación productiva, etc.
En definitiva, la Tesis introduce un nuevo modelo de gestión basado en una
tecnología como la gasificación, la cual presenta innumerables ventajas desde
un punto de vista operativo y estratégico en relación a otras como la
combustión, además de energético (generación distribuida) y medioambiental;
y establece bajo qué circunstancias este modelo debe ser implementado por el
sector oleícola para, de esta forma, contribuir a mejorar su competitividad y
también la imagen del propio aceite de oliva, reforzando su posicionamiento en
la mente de los consumidores como un producto obtenido de una manera
completamente sostenible en su acepción más global, respetando en todo
momento el entorno en el que se genera.
Es, en definitiva, una propuesta para el sector oleícola basada en la
tecnología y bajo un enfoque de sostenibilidad global.
Palabras clave: gasificación, restos de poda de olivar, orujo graso y húmedo o
alperujo, Secado, cogeneración
8
SUMMARY
The current model for olive cultivation is based on the farmer picking the
fruit, transport them to the mill to produce extra-virgin olive oil, burn or chip
the pruning debris and send the olive pomace from the mill to the extractor to
obtain olive pomace oil. A sustainable technological option is the model shown
in this Ph.D. It is based on gasification technology for energy valorisation of
pruning debris and the use of heat generated for drying olive pomace.
The gasification at small scale is able to introduce improvements from both,
economic profits and sustainability within the olive oil sector. For that purpose
it is necessary to modify the current management model of by-products, such as
pruning debris and olive pomace, generated during the process of olive oil
production, which nowadays means a cost for farmers in the removal, drying
and transport, and transform it into a new model which allows to recovery the
energy from the solid biomass through gasification technology and, at the same
time, reduce pomace moisture to optimise its handling obtaining, this way, an
additional income by commercialising it to the pomace oil extractor sector. To
be able to make this model be accepted and implemented by the olive oil sector,
it has to be feasible in economic terms, as its means carrying out new
investments such as installing
gasification system, storing-reservoirs, and
pruning debris pre-treatments.
9
ÍNDICE GENERAL
Relación de Figuras ……………………………………………………………………………
14
Relación de Gráficos…………………………………………………………………………
17
Relación de Cuadros…………………………………………………………………………...
21
Relación de Fotografías …………………………………………………………….................
26
1.- INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 29
1.1.- Planteamiento inicial ...................................................................................... 29
1.2.- Motivación y contexto de la investigación .................................................. 45
1.3.- Objetivos de la investigación ......................................................................... 54
1.4.- Organización de la Tesis ................................................................................ 56
2.- EL OLIVAR COMO GENERADOR DE BIOMASA .......................................... 58
2.1.- Introducción ..................................................................................................... 58
2.2.- La importancia del sector oleícola ................................................................ 67
2.3.- La biomasa del olivar: potencial energético ................................................ 73
2.3.1.- Los restos de las podas de olivar ........................................................... 81
2.3.2.- Subproductos de la industria olivarera............................................... 107
2.4.- El actual modelo de gestión de subproductos: costes .............................. 116
2.5.- Conclusiones .................................................................................................. 123
3.- COYUNTURA ENERGÉTICA DE LA PROVINCIA DE JAÉN .................... 127
3.1.- Introducción ................................................................................................... 127
3.2.-Parque provincial de generación de energía eléctrica .............................. 130
3.3.- Balance de energía eléctrica de la provincia de Jaén ................................ 144
3.4.- Consumo energético final y primario......................................................... 146
3.4.1.-Consumos finales .................................................................................... 146
3.4.2.-Demanda de energía primaria............................................................... 152
3.5.- Producción interior y autoabastecimiento energético ............................. 155
3.6.- Intensidad energética .................................................................................... 162
3.7.- Generación térmica con renovables ............................................................ 163
3.8.- Otras infraestructuras energéticas .............................................................. 165
3.9.-Princiapales magnitudes energéticas .......................................................... 166
3.10.-Conclusiones y propuestas de actuación futuras .................................... 170
3.11.-Indicadores energéticos 2005-2011............................................................. 173
4.- SITUACIÓN ACTUAL Y POLÍTICAS DE APOYO A LA BIOMASA ......... 185
4.1.- Introdución ..................................................................................................... 185
4.2.- Situación de la biomasa a nivel mundial ................................................... 189
4.3.-Situación de la biomasa en la Unión Europea............................................ 191
4.4.-La biomasa en España ................................................................................... 198
10
4.5.- La biomasa en Andalucía ............................................................................. 207
4.6.-Instrumentos de carácter político................................................................. 222
4.7.-Instrumentos legislativos y normativos ...................................................... 226
4.8.-Instrumentos de carácter económico ........................................................... 235
5.- CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA. LA GASIFICACIÓN ... 240
5.1.- Introducción ................................................................................................... 240
5.1.1.-Procesos de conversión física ................................................................ 246
5.1.2.-Procesos de conversión termoquímica ....................................................... 252
5.1.3.-Procesos de conversión biológica.......................................................... 257
5.1.4.-Procesos de conversión bioquímica ...................................................... 260
5.2.-La gasificación de la biomasa residual ........................................................ 264
5.3.- Tecnologías de gasificación.......................................................................... 272
5.3.1.- Gasificador en corrientes paralelas (“downdraft”) ........................... 272
5.3.2.- Gasificador en contracorriente (“updraft”) ........................................ 274
5.3.3.- Gasificadores de lecho fluidizado ........................................................ 275
5.3.4.- Gasificador de lecho arrastrado ........................................................... 276
5.4.-Condicionantes técnicos de la gasificación ................................................. 281
5.4.1.-Factores dependientes de la biomasa ................................................... 281
5.4.2.-Factores dependientes de las condiciones de operación ................... 283
5.4.3.-Factores dependientes del diseño de los equipos ............................... 284
5.5.-Sistemas de acondicionamiento del syngas................................................ 286
5.5.1.-Materia particulada ................................................................................. 286
5.5.2-Compuestos orgánicos............................................................................. 287
5.5.3-Compuestos de nitrógeno, azufre, cloro y metales alcalinos ............. 289
5.6.-Balances de masa y energía........................................................................... 291
6.- LA GASIFICACIÓN DE BIOMASA EN ESPAÑA .......................................... 295
6.1.- Introducción ................................................................................................... 295
6.2.- Principales tecnologías españolas ............................................................... 299
6.2.1.-Tecnología “ENAMORA-GUASCOR BIONERGÍA”......................... 299
6.2.2.-Tecnología “TAIM WESER”. ................................................................. 303
6.2.3.-Tecnología “INERCO”............................................................................ 307
6.2.4.-Tecnología “CIDAUT”. .......................................................................... 308
6.2.5.- Otras tecnologías. ................................................................................... 311
7.- EL NUEVO MODELO DE GESTIÓN DE SUBRPRODUCTOS ..................... 313
7.1.- Introducción ................................................................................................... 313
7.2.-Análisis comparativo de alternativas .......................................................... 316
7.2.1.-Secado tradicional ................................................................................... 316
7.2.2.-Secado con cogeneración ........................................................................ 318
7.2.3.-Secado con gasificación .......................................................................... 320
7.3.-Descripción y alcance del modelo. Caso base ............................................ 321
7.4.-Viabilidad económica. Condiciones de contorno ...................................... 324
7.4.1.-Análisis del caso base ............................................................................. 325
7.4.2.-Determinación de las condiciones de contorno .................................. 328
7.5.-Modelos de explotación................................................................................. 334
7.6.-Externalidades ................................................................................................ 336
11
8.- CONCLUSIONES ................................................................................................. 338
8.1.-Principales conclusiones................................................................................ 338
8.2.-Líneas de investigación futuras .................................................................... 345
9.- APORTACIONES CIENTÍFICAS ...................................................................... 346
9.1.- Aportación científica ..................................................................................... 346
10.- ANEXOS .............................................................................................................. 350
10.1.- Modelo de Encuesta .................................................................................... 350
10.2.- Direcciones webs de interés ....................................................................... 355
11.- CURRÍCULUM DEL AUTOR .......................................................................... 358
11.1.- Breve Currículum Vitae del Autor ........................................................... 358
12.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................. 361
12.1.- Referencias bibliográficas........................................................................... 361
12
RELACIÓN DE FIGURAS
NUMERACIÓN
DENOMINACIÓN
PÁGINA
1.1.
CICLO DE RANKINE
38
1.2.
1.3.
ESQUEMA DE UNA INSTALACIÓN DE
GASIFICACIÓN DE BIOMASA
MODELOS DE EXPLOTACIÓN DEL OLIVAR
TRADICIONAL Y PROPUESTO
41
47
2.1.
BIOMASA GENERADA POR EL OLIVAR
66
2.2.
ZONAS OLIVARERAS DE ESPAÑA
68
2.3.
MAPA DEL OLIVAR DE ANDALUCÍA
71
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
PROCESOS DE CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA
BIOMASA
DISTINTAS ETAPAS PARA LA EXTRACCIÓN DE LOS
RESTOS DE LA PODA DEL OLIVAR DEL CAMPO
RELACIÓN PCI, HUMEDAD Y PRECIO PARA LOS
RESTOS DE PODAS DE OLIVAR
MÉTODOS ACTUALES DE OBTENCIÓN DE
BIOCOMBUSTIBLES
PROCESOS DE 2ª GENERACIÓN
ESQUEMA DE OBTENCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE
RESTOS DE PODA DE OLIVAR
ESQUEMA DE OBTENCIÓN DE BIODIESEL DE 2ª
GENERACIÓN
DIAGRAMA PROCESO EXTRACTORA DE ACEITE DE
ORUJO
ESQUEMA DE SECADERO ROTATIVO DE ORUJO
13
80
86
94
99
101
102
103
109
112
2.13.
3.1.
ESQUEMA DEL MODELO ACTUAL DE GESTIÓN DE
LOS SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR
BALANCE DE GENERACIÓN DE ENERGIA
ELÉCTRICA EN LA PROVINCIA DE JAÉN
117
145
PRODUCCIÓN PRIMARIA DE ENERGÍA,
4.1.
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y CALOR
197
CONSUMIDO. Año 2010
4.2.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
MAPAS DE POTENCIAL DE BIOMASA DE
ANDALUCÍA
PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA
RESIDUAL
ESQUEMA GENERAL DEL PROCESO DE
PELETIZACIÓN
IGNICIÓN DE UNA CERRILLA
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS CICLOS DE
POTENCIA BASADOS EN TURBINAS DE VAPOR
DIAGRAMA DE LAS FASES EXISTENTES EN LOS
PROCESOS DE GASIFICACIÓN
111
242
252
253
254
256
5.6.
CLASIFICACIÓN POR OBJETIVOS DE PIRÓLISIS
258
5.7.
ESQUEMA DE LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL
261
5.8.
ESQUEMA DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL
263
5.9.
ETAPAS DEL PROCESO DE GASIFICACIÓN
265
5.10.
5.11.
GASIFICADORES “UPDRAFT”, “LECHO
FLUIDIZADO” y “DOWNDRAFT
ESQUEMA GLOBAL DEL MODELO. BALANCE
ENERGÉTICO
278
292
5.12.
ESQUEMA DEL PROCESO DE GASIFICACIÓN
293
5.13.
BALANCE ENERGÉTICO DEL PROCESO
294
14
6.1.
6.2.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
ESQUEMA DE UN GASÓGENO DE AUTOMOCIÓN
ESQUEMA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE
CIDAUT
SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO SIN
COGENERACIÓN
SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO CON
COGENERACIÓN
SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO CON
PLANTA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL NUEVO MODELO DE
GESTIÓN DE SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR
15
296
309
318
319
320
323
RELACIÓN DE GRÁFICOS
NUMERACIÓN
DENOMINACIÓN
PÁGINA
1.1.
CONSUMO MUNDIAL DE ENERGÍA. Año 2011.
31
1.2.
DISTRIBUCIÓN POR PAISES DEL CONSUMO
32
MUNDIAL DE ENERGÍA. Año 2011
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
2.1.
INTENSIDAD ENERGÉTICA MUNDIAL. EVOLUCIÓN
1990-2010
EMISIONES MUNDIALES DE CO2. EVOLUCIÓN 11902011
ESTRUCTURA DE LAS EMISIONES DE CO2 EN 2011
CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA. Año
2011
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN ESPAÑA. Año
2011
PRODUCCIÓN NACIONAL DE ENERGÍA. Año 2011
COMPOSICIÓN TÍPICA DE LOS RESTOS DE LAS
PODAS DE OLIVAR
32
33
33
34
35
35
62
DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE
3.1.
ENERGÍA ELÉCTRICA. RÉGIMEN ORIDINARIO Y
RÉGIMEN ESPECIAL. JAÉN, ANDALUCÍA Y ESPAÑA.
131
AÑO 2011.
DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE
3.2.
ENERGÍA ELÉCTRICA. RÉGIMEN ORDINARIO. JAÉN
131
Y ANDALUCÍA. AÑO 2011.
DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE
3.3.
ENERGÍA ELÉCTRICA. RÉGIMEN ESPECIAL. JAÉN Y
ANDALUCÍA. AÑO 2011.
16
132
DISTRIBUCIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA
3.4.
INSTALADA EN LA PROVINCIA DE JAÉN POR
134
TECNOLOGÍAS
DISTRIBUCIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA CON
3.5.
ENERGÍAS RENOVABLES EN LA PROVINCIA DE
135
JAÉN. AÑO 2012
3.6.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN ANDALUCÍA.
DISTRIBUCIÓN POR PROVINCIAS AÑO 2010
147
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN
3.7.
JAÉN DESDE EL AÑO 2005. DISTRIBUCIÓN POR
147
FUENTES
CONSUMOS DE ENERGÍA FINAL. ESPAÑA,
3.8.
ANDALUCÍA Y JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES.
150
AÑO 2011
3.9.
3.10.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN LA PROVINCIA
DE JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL DEL CONSUMO
SECTORIAL DE ENERGÍA FINAL. AÑO 2011
151
151
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN
3.11.
LA PROVINCIA DE JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR
152
FUENTES
3.12.
DEMANDA DE ENERGÍA PRIMARIA. ANDALUCÍA Y
JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
154
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA
3.13.
PRIMARIA EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE EL AÑO
154
2005
3.14.
EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN INTERIOR DE
ENERGÍA EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
155
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍAS
3.15.
RENOVABLES PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
17
156
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA SOLAR
3.16.
FOTOVOLTAICA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN
157
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA SOLAR
3.17.
TERMICA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN
157
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA EÓLICA
3.18.
PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y
158
JAÉN DESDE 2000
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA
3.19.
HIDRÁULICA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN
158
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA DE LA
3.20.
BIOMASA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN
159
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
DISTRIBUCIÓN POR FUENTES DE LA PRODUCCIÓN
3.21.
INTERIOR DE ENERGÍA EN ESPAÑA, ANDALUCÍA Y
161
JAÉN. AÑO 2011
3.22.
3.23.
CONSUMO DE ENERGÍAS RENOVABLES POR
PROVINCIAS. AÑO 2011
EVOLUCIÓN INTENSIDAD ENERGÉTICA FINAL.
ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN.
161
162
3.24.
DEMANDA BRUTA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
174
3.25.
PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL
174
3.26.
3.27.
3.28.
PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL. DISTRIBUCIÓN ENTRE
REGIMEN ORDINARIO Y ESPECIAL
REGIMEN ESPECIAL. EVOLUCIÓN POR
TECNOLOGÍAS
PRODUCCIÓN BRUTA CON ENERGÍAS RENOVABLES
FRENTE A PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL.
18
175
176
177
ANDALUCÍA Y JAÉN
3.29.
POTENCIA ELÉCTRICA TOTAL
177
3.30.
POTENCIA ELÉCTRICA DE ORIGEN RENOVABLE
178
3.31.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL
179
3.32.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL. DISTRIBUCIÓN POR
FUENTES
180
3.33.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL PER CÁPITA
180
3.34.
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL POR SECTORES
181
3.35
CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA
182
3.36
3.37
3.38
4.1.
CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA. DISTRIBUCIÓN
POR FUENTES
APORTACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES AL
CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA
GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO.
ANDALUCÍA Y JAÉN
DISTRIBUCIÓN DEL POTENCIAL DE BIOMASA DE
ANDALUCÍA
183
184
184
210
DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL DEL CONSUMO DE
4.2.
BIOMASA PARA USOS FINALES TÉRMICOS.
221
Andalucía, 2010
7.1.
7.2.
7.3.
FRENTE A HUMEDAD PARA RESTOS DE PODAS
DE OLIVAR
PRECIO DE LA BIOMASA FRENTE A HUMEDAD
PARA RESTOS DE PODAS DE OLIVAR
ANÁLISIS DE LA RENTABILIDAD (TIR) EN FUNCIÓN
DEL COSTE DE LA BIOMASA
329
330
331
ANÁLISIS DE LA RENTABILIDAD (TIR) EN FUNCIÓN
7.4.
DEL PORCENTAJE DE APROVECHAMIENTO DE
CALOR
19
333
7.5.
TIR EN FUNCIÓN DE LA INVERSIÓN ESPECÍFICA
20
333
RELACIÓN DE CUADROS
NUMERACIÓN
DENOMINACIÓN
PÁGINA
1.1.
CADENA S DE VALOR EN BIOENERGÍA
43
1.2.
RETOS TECNOLÓGICOS DE LA GASIFICACIÓN
44
1.3.
COSTES TOTALES DE CULTIVO DE OLIVAR
46
1.4.
2.1.
AYUDAS PERCIBIDAS POR EL OLIVAR. PROVINCIA
DE JAÉN Período 16/10/2011 al 15/10/2012. FEAGA
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL HUESO DE
ACEITUNA DE ALMAZARA
53
61
PRODUCCIÓN DE BIOMASA PROCEDENTE DE
2.2.
RESTOS DE PODA DE OLIVAR EN FUNCIÓN DE LA
105
CAPACIDAD PRODUCTIVA DEL OLIVO
2.3.
ÍNDICE DE RESIDUO (IR) PARA EL OLIVAR
105
POTENCIAL DE BIOMASA Y ENERGÉTICO DE LOS
2.4.
RESTOS DE LAS PODAS DE OLIVAR EN ANDALUCÍA
107
Y JAÉN
2.5.
2.6.
PRINCIPALES PARÁMETROS DE LOS RESTOS DE LAS
PODAS DE OLIVAR (S/HÚMEDO).
BALANCE DE MASAS EN UNA TONELADA DE
ACEITUNA
108
114
2.7.
POTENCIAL BIOMASA INDUSTRIA OLEÍCOLA
115
2.8.
COSTES DE ELIMINACIÓN DE RESTOS DE PODA
119
2.9.
EXTRACTORAS DE ACEITE DE ORUJO DE ESPAÑA
121
BIOMASA GENERADA POR EL OLIVAR EN
2.10.
ANDALUCÍA Y JAÉN Y POTENCIAL ENERGÉTICO DE
LA MISMA
21
125
DISTRIBUCIÓN POR TECNOLOGÍAS DE LA
3.1.
POTENCIA TOTAL INSTALADA EN LA PROVINCIA
133
DE JAÉN. Año 2012
3.2.
3.3.
3.4.
POTENCIA INSTALADA CON ENERGÍAS
RENOVABLES EN LA PROVINCIA DE JAÉN. AÑO 2012
INSTALACIONES DE COGENERACIÓN EN
LAPROVINICA DE JAÉN. MARZO DE 2012
PLANTAS DE BIOMASA DE LA PROVINCIA DE JAÉN
135
136
137
CONSUMOS DE ENERGÍA FINAL EN ESPAÑA,
3.5.
ANDALUCÍA Y JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES.
149
AÑO 2011
3.6.
DISTRIBUCIÓN SECTORIAL DE ENERGÍA FINAL.
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
150
CONSUMOS DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA,
3.7.
ANDALUCÍA Y JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES.
153
AÑO 2011
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
3.14.
PRODUCCIÓN INTERIOR DE ENERGÍA EN ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO
DE ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
SUPERFICIE TOTAL INSTALADA EN LA PROVINCIA
DE JAÉN. EVOLUCIÓN ANUAL (m2)
GENERACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA CON
BIOMASA
PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS EN
LAPROVINCIA DE JAÉN
PRINCIPALES MAGNITUDES ENERGÉTICAS DE
ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
PRINCIPALES MAGNITUDES ENERGÉTICAS DE
ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011. DATOS
22
160
160
163
164
165
166
169
POR HABITANTE
4.1.
4.2.
4.3
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
ENERGÍA PRIMARIA PRODUCIDA CON BIOMASA EN
LOS ESTADOS D E LA UE (2009 y 2010).
PRODUCCIÓN ELÉCTRICA CON BIOMASA EN LOS
ESTADOS D E LA UE (2009 y 2010).
CALOR CONSUMIDO CON BIOMASA EN LOS
ESTADOS D E LA UE (2009 y 2010).
DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO DE BIOMASA SEGÚN
ORÍGENES Y APLICACIONES
EVOLUCIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA
INSTALADA EN ESPAÑA CON BIOMASA (MW)
POTENCIA TOTAL INSTALADA EN ESPAÑA Y
NÚMERO TOTAL DE PLANTAS EXISTENTES
PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN ESPAÑA
CON TECNOLOGÍA DE COMBUSTIÓN
PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN ESPAÑA
CON TECNOLOGÍA DE GASIFICACIÓN
EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA CONSUMIDA EN
APLICACIONES TÉRMICAS CON BIOMASA (ktep)
BIOMASA POTENCIAL vs NECESARIA PARA EL
CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS (Tmño)
191
194
195
199
200
201
202
204
205
206
4.11.
POTENCIAL DE BIOMASA DE ANDALUCÍA
207
4.12.
OBJETIVOS DE BIOMASA PARA ANDALUCÍA
214
4.13.
4.14.
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN
ANDALUCÍA
PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN
ANDALUCÍA
215
216
4.15.
PLANTAS DE BIOGAS EXISTENTES EN ANDALUCÍA
217
4.16.
CONSUMOS TÉRMICOS POR TIPOS DE BIOMASA EN
219
23
ANDALUCÍA. Datos de 2010
CONSUMOS TÉRMICOS DE BIOMASA EN
4.17.
ANDALUCÍA POR SECTORES Y PROVINCIAS. Datos
219
de 2010
CONSUMOS TÉRMICOS DE BIOMASA EN
4.18.
ANDALUCÍA POR SECTORES Y PROVINCIAS. Datos
220
de 2010
4.19.
4.20.
5.1.
5.2.
5.3.
OBJETIVOS DE COGENERACIÓN Y GENERACIÓN
PURA CON BIOMASA EN EL PERIODO 2011-2020
OBJETIVOS POR TECNOLOGÍAS RENOVABLES
RECOGIDOS EN EL PASENER
PARÁMETROS FÍSICOS, QUÍMICOS Y
ENERGÉTICOS DE LA BIOMASA
INTERVALOS DE HUMEDAD DE ALGUNOS TIPOS DE
BIOMASA SÓLIDA
COMPARATIVA ENTRE PODERES CALORÍFICOS DE
DISTINTOS COMBUSTIBLES
223
225
243
243
259
COMPARACIÓN DE RENDIMIENTOS ENTRE LAS
5.4.
DISTINTAS TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN DE LA
263
BIOMASA
5.5.
5.6.
5.7.
6.1.
6.2.
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS
DE GASIFICACIÓN
CARACTERÍSTICAS DEL GAS PRODUCIDO CON LOS
DIFERENTES SISTEMAS DE GASIFICACIÓN
NIVELES DE PARTÍCULAS Y ALQUITRANES PARA
DIFERENTES TIPOS DE GASIFICADORES
PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE ENAMORA-GUASCOR
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LA BIOMASA
UTILIZADA EN LA PLANTA DE ENAMORA-
24
279
280
287
302
302
GUASCOR
6.3.
6.4.
7.1.
PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE TAIM WESER
PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE PASCH
REQUISITOS TÉCNICOS QUE DEBE CUMPLIR LA
ALMAZARA.
304
312
322
7.2.
CASO BASE. PARÁMETROS DE PARTIDA
326
7.3.
RESULTADOS CASO BASE
327
7.4.
DATOS FINANCIEROS DEL PROYECTO
328
7.5.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ORUJOS SEGÚN EL
SISTEMA DE ELABORACIÓN
332
RESUMEN DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES
8.1.
QUE PRESENTA LA BIOMASA COMO FUENTE DE
ENERGÍA RENOVABLE
25
341
RELACIÓN DE FOTOGRAFÍAS
NUMERACIÓN
1
2
DENOMINACIÓN
RESTOS DE PODA DE OLIVAR APILADOS EN LA
EXPLOTACIÓN
BALSA DE ALPERUJO
PÁGINA
63
63
RESTOS DE PODA DE OLIVAR ASTILLADO Y SECO
3
PARA SU VALORIZACIÓN ENERGÉTICA EN PLANTA
64
DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
PARQUE DE ALMACENAMIENTO DE ORUJILLO EN
PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
HUESO DE ACEITUNA APILADO EN PATIO DE
ALMAZARA
HOJÍN GENERADO EN LA ALMAZARA DURANTE LA
FASE DE LIMPIEZA DEL FRUTO
EXTRACTORA DE ACEITE DE OUJO
OPERACIÓN DE QUEMA DE RESTOS DE PODA EN
CAMPO
MAQUINARIA ASTILLADORA “MANUAL” Y
“AUTOMÁTICA” DE RESTOS DE PODAS DE OLIVAR
MAQUINARIA ASTILLADORA “AUTOMÁTICA” DE
RESTOS DE PODAS DE OLIVAR
PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CON BIOMASA DEL OLIVAR
MAQUINARIA DE PRODUCCIÓN DE ASTILLA
FORESTAL
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS CON
BIOMASA DEL OLIVAR
26
64
65
65
70
90
92
93
95
96
97
14
15
16
SECADERO DE EXTRACTORA
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS
(Aldeaquemada)
PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
A PARTIR DE BIOGÁS DE VERTEDERO (Fuerte del Rey)
112
138
139
PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
17
ALIMENTADA CON BIOMASA DEL OLIVAR
139
(Villanueva del Arzobispo)
18
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL.
(Estación de Linares-Baeza)
140
PLANTA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
19
ALIMENTADA CON BIOMASA DEL OLIVAR (Estación
140
de Linares-Baeza)
20
21
22
23
24
25
SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN CENTRALIZADA CON
HUESO DE ACEITUNA DE GEOLIT (Mengíbar)
INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
CONECTADA A RED (Torres)
INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN
POLIDEPORTIVO MUNICIPAL (Linares)
PARQUE EÓLICO DE LA SIERRA DEL TRIGO
(Campillo de Arenas, Noalejo y Valdepeñas de Jaén)
CENTRAL MINIHIDRÁULICA DE CASAS NUEVAS
(Marmolejo)
CALDERA DE BIOMASA PARA USOS TÉRMICOS EN
RESIDENCIA DE ANCIANOS (Alcaudete)
141
141
142
142
143
143
26
MUESTRA DE PÉLETS
250
27
BRIQUETA CILÍNDRICA HUECA
250
28
BRIQUETAS CILÍNDRICA MACIZAS
251
29
VEHÍCULO CON GASÓGENO
297
27
30
31
32
33
34
VISTA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE
GASIFICACIÓN DE GUASCOR
VISTA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE
GASIFICACIÓN DE TAIM WESER
VISTA GENERAL DEL GASIFICADOR DE TAIM
WESER
VISTA GENERAL DE LA PLANTA DE GASIFICACIÓN
DE INERCO
VISTA DE LA PLANTA DE GASIFICACIÓN DE
CIDAUT
28
301
305
306
308
309
1.- INTRODUCCIÓN
1.1.- Planteamiento inicial
La elevada dependencia energética de regiones como Andalucía, el 86,10%
en 2011, con un potencial de recursos de origen biomásico cifrado en 3.958
ktep2, un 21% del consumo total de energía primaria en 2011, procedentes en
última instancia del sol, debe constituir un punto de inflexión para someter a
revisión el actual modelo energético, el cual es insostenible en términos
energéticos, económicos y medioambientales, tal y como reconoce la Agencia
Internacional de la Energía [1] donde se revisan las perspectivas energéticas
hasta el año 2030. Esta especie de “encrucijada energética” está caracterizada por
los siguientes aspectos:
•
El crecimiento de la demanda. El efecto de la eficiencia se ve sobrepasado
por el crecimiento demográfico y el aumento de los niveles de vida. La
demanda de energía primaria crecerá un 1,6% anual entre 2006 y 2030, lo
que supone un aumento del 45% respecto de las cifras actuales. China e
India representan la mitad de este crecimiento.
2
Kilo Tonelada Equivalente de Petróleo, 1 tep = 107 kcal.
29
•
La utilización generalizada de combustibles fósiles. El petróleo se estima que
seguirá siendo la principal fuente de energía al menos hasta el año 2030,
creciendo un 1% anual pasando de 85 a 106 millones de barriles al día. El
carbón será la fuente de energía que experimente un mayor crecimiento
debido a su uso en las centrales térmicas de generación de energía
eléctrica en China.
•
La incertidumbre respecto a la disponibilidad de recursos energéticos
fósiles, si bien está asegurada hasta 2030; así como a costes de
producción y precios.
•
La creciente dependencia energética del exterior de los grandes países
consumidores de energía (EE.UU., UE-27, Japón y China).
•
El acceso del total de la población mundial a servicios energéticos
modernos.
•
El cambio climático. Las emisiones de CO2 de origen energético
aumentarán un 45% hasta 2030, de las cuales un 75% procederán de
China, India y Oriente Medio.
En los gráficos 1.1 y 1.2 se muestra el consumo mundial de energía en 2011 por
fuentes y su distribución en el mundo, pudiendo corroborarse alguno de los
aspectos anteriormente citados.
La intensidad energética, medida por el ratio de consumo energético primario
dividido por el PIB mejoró a nivel mundial de forma continua entre 1990 y 2001,
entre otras razones por la existencia de periodos de recesión económica, así
como unas favorables condiciones climáticas. Sin embargo después creció
ligeramente entre 2001 y 2004, volviendo a mejorar a partir de 2005. La
evolución de este parámetro en los principales países consumidores de energía
del mundo se recoge en el gráfico 1.3.
30
Como consecuencia de lo anterior, las emisiones de CO2 procedentes del
consumo de energía en el mundo fueron en 2011 un 50,6% superior a las de
1990, a pesar del fuerte descenso en el área de Rusia y en el este de Europa,
justo en el periodo de crisis económica.
En los países desarrollados se registraron solo suaves aumentos o periodos
de estabilización desde 1990, mientras que en Asia el crecimiento fue
significativo, especialmente China e India, tal y como se muestra en el gráfico
1.4.
En Europa occidental se registró una práctica estabilización entre esos años,
debido al uso de tecnologías renovables en el parque de generación en
detrimento de otras de origen fósil como el carbón.
Gráfico 1.1. CONSUMO MUNDIAL DE ENERGÍA. Año 2011. 12.275 MTEP.
Fuente: Statistical Review of World Energy 2012
31
Gráfico 1.2. DISTRIBUCIÓN POR PAISES DEL CONSUMO MUNDIAL DE
ENERGÍA. Año 2011
Fuente: Statistical Review of World Energy 2012
Gráfico 1.3. INTENSIDAD ENERGÉTICA MUNDIAL.
EVOLUCIÓN 1990-2010
Fuente: Comisión Europea y OCDE3
3
Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico
32
Por países, en 2011 el más emisor fue China, seguida de Estados Unidos.
El principal sector emisor es el de generación de energía eléctrica, con un
35% del total, mientras que en 1980 era del 28%. En cambio en la industria
suponen un 17% frente al 26% en 1980.
Gráfico 1.4. EMISIONES MUNDIAOLES DE CO2. EVOLUICÍN 1190-2011
Fuente: Comisión Europea, OCDE, Statistical Review of World Energy 2012
Gráfico 1.5. ESTRUCTURA DE LAS EMISIONES DE CO2 EN 2011
Fuente: Comisión Europea, OCDE, Statistical Review of World Energy 2012
33
España, al igual que el resto del mundo, se enfrenta al enorme desafío que
supone el doble problema: el cambio climático y el agotamiento de los recursos
de origen fósil. El modelo español se caracteriza por la gran dependencia de
fuentes fósiles (petróleo, gas natural y carbón) con un 76,8% en términos de
energía primaria tal y como se puede apreciar en el gráfico 1.6. La nuclear tiene
un peso del orden del 12%. En términos de energía final, la situación es similar,
con un 67,7% de consumo de fuentes de origen fósil, a lo que hay que sumar un
25,2% de energía eléctrica.
Las fuentes renovables aún suponen porcentajes bajos respecto del total,
situándose en 2011 en el 11,6% en términos de consumos finales y del 7,2% en
primarios. En cuanto a la producción nacional de energía, como se puede observar
en el gráfico 1.8., el mayor peso lo ostenta la energía nuclear con un 48,6% del
total, seguida por las renovables. Esta situación provoca que el grado de
autoabastecimiento energético4 de España en el año 2011 se situara en el 75,6%.
Gráfico 1.6. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA. Año 2011
Fuente: “La energía en España 2011”. Ministerio de Industria, Energía y
Turismo
4
Relación entre el consumo y la producción interior de energía.
34
Para salir de esta “encrucijada energética” es necesario, entre otras muchas
cuestiones, valorizar los subproductos generados por las actividades agrarias y
forestales; y en el caso de una provincia como la de Jaén, los procedentes del
sector oleícola, especialmente los restos de las podas de olivar, los cuales son, en
su mayoría, o quemados a cielo abierto o astillados y depositados en el suelo
como aporte orgánico; y, en ningún caso, valorizados energéticamente de una
manera integral con los consiguientes beneficios para el sector, al menos en
términos económicos y sociales.
Gráfico 1.7. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN ESPAÑA. Año 2011
Gráfico 1.8. PRODUCCIÓN NACIONAL DE ENERGÍA. Año 2011
Fuente: La energía en España 2011. Ministerio de Industria, Energía y Turismo
35
Esta valorización puede llevarse a cabo de varias formas. Un primer paso
podría ser someter a la biomasa generada a procesos de tipo físico, es decir, que
no modifiquen sus propiedades químicas. Los más comunes son el fragmentado
mecánico en sus distintas formas (astillado, triturado, picado,…), el densificado y
el secado, natural o forzado.
Otra opción consistiría en captar la energía contenida en la biomasa
mediante el empleo de tecnologías de tipo termo o bioquímico. Las más usuales
son la fermentación alcohólica, la digestión anaerobia, la combustión y la gasificación.
Ello permitiría obtener productos de mayor valor añadido y más útiles para la
generación de energía térmica, eléctrica o, incluso, biocarburantes para el
transporte.
Una de las tecnologías que presenta unas mayores ventajas de carácter tanto
estratégico como energético y medioambiental, y está menos desarrollada a
escala comercial es la gasificación, que consiste en una oxidación parcial a
elevada temperatura de la biomasa a partir de la cual se obtiene un gas
sintético, denominado syngas, que puede ser utilizado, previo tratamiento,
como combustible en un motor de combustión interna alternativo o en una
turbina de gas, para la producción simultánea de energía eléctrica, que será
inyectada a la red para su venta o consumida por la propia instalación fabril;
y/o térmica, que podrá ser aprovechada para fines como calefacción o secado.
Es muy importante modificar el paradigma tradicional de la biomasa para
generación de energía eléctrica, basado en el lema “acercar la biomasa a la
tecnología” por otro basado en lo contrario, es decir, en “acercar la tecnología a la
biomasa”.
El primero se caracteriza por lo siguiente:
•
La utilización de una fuente principal de biomasa que podría
denominarse “fácil” como es el “orujillo” en tanto está concentrada y
localizada en puntos de fácil acceso como son las industrias de extracción
36
del aceite de orujo u orujeras, y a unos precios de venta competitivos que
contribuyen a la rentabilidad de las inversiones en virtud del marco
jurídico existente en España, el llamado Régimen Especial5, el cual se
encuentra actualmente suspendido6.
•
Empleo
de
un
ciclo
de
potencia
representativo
del
proceso
termodinámico que tiene lugar en una central térmica de vapor
convencional. Mediante la combustión de la biomasa, tecnología
contrastada y conocida, se produce vapor de agua a alta presión que
posteriormente se expande en una turbina de vapor generando un
trabajo mecánico en un eje, el cual se encuentra solidariamente unido a
un generador eléctrico que es el encargado de producir la energía
eléctrica. El vapor de baja presión que sale de la turbina se introduce en
un condensador, donde el vapor condensa y cambia de estado
empleando para ello algún sistema de refrigeración, como agua o aire.
Por último, una bomba se encarga de aumentar la presión del fluido en
fase líquida para reintroducirlo de nuevo en la caldera. Si bien la
eficiencia energética no es muy elevada (en el entorno del 40%), existen
algunas técnicas que permiten mejorarla como por ejemplo el
sobrecalentamiento del vapor a
la
entrada
de
la
turbina,
el
recalentamiento entre etapas de turbinado o la regeneración del agua de
alimentación.
5 Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de
energía eléctrica en régimen especial. (BOE núm. 126 de 26 de mayo)
6 Real Decreto-Ley 1/2012, de 27 de enero, por el que se procede a la suspensión de los
procedimientos de pre asignación de retribución y a la supresión de los incentivos económicos
para nuevas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de cogeneración, fuentes
renovables y residuos (BOE núm. 24 de 27 de enero).
37
Figura 1.1. CICLO DE RANKINE
Fuente: Manual de Estadísticas Energéticas. Agencia Internacional de la Energía
•
Potencias eléctricas, de entre 10 y 25 MWe, elevadas para este tipo de
aplicaciones tecnológicas, debido a las llamadas “economías de escala”. Por
debajo de 10 MWe existen estudios de viabilidad que desaconsejan las
inversiones para determinados tipos de biomasa. En cualquier caso, la
potencia más comúnmente instalada se sitúa en el entorno de los 15
MWe. Además, este tipo de plantas se suelen asociar o vincular a
instalaciones de secado térmico de alperujo, el cual, una vez secado y
extractado el aceite residual, es utilizado como combustible.
•
El traslado de ingentes cantidades de biomasa desde los puntos de
generación de la biomasa, normalmente extractoras de aceite de orujo,
hasta las plantas de generación. Aproximadamente consumen, aunque
depende del rendimiento, 7.000 Tm/MWe, es decir, aproximadamente
112.000 Tm anuales para una planta de 16 MWe [2].
38
•
La localización de las plantas en puntos cercanos a las infraestructuras de
evacuación eléctricas para poder acceder al Régimen Especial, siendo éste
además uno de los principales criterios de ubicación de estas plantas,
junto a la existencia de recurso cercano, tal y como se ha apuntado
anteriormente.
En la presente Tesis se opta por invertir el modelo para aprovechar la
principal ventaja de la gasificación que es la llamada “generación distribuida”7, es
decir, “acercar la tecnología a la biomasa” y no al revés. Este nuevo concepto se
caracteriza por lo siguiente:
•
Empleo de biomasas de tipo lignocelulósico como los restos de poda de
olivar o los residuos forestales, hasta ahora considerados como “biomasas
difíciles” debido a su baja densidad y su elevada dispersión y
heterogeneidad,
lo
que
conlleva
unos
costes
de
extracción
y
manipulación desde la explotación elevados.
•
Tecnologías menos contrastadas a nivel comercial en España, pero que
funcionan perfectamente en el resto del mundo, como la gasificación, que
es más versátil en tanto que permite obtener un gas en lugar de manejar
un sólido. Además, con la ventaja adicional, en relación a la combustión,
de utilizarse en un ciclo termodinámico de mayor eficiencia energética
(superior al 60%), en tanto que se aprovecha el calor generado por las
máquinas térmicas (motores o turbinas) incrementando así la eficiencia
global del ciclo. Un esquema global de una instalación de gasificación se
puede apreciar en el esquema de la figura 1.2.
•
Bajas potencias eléctricas, desde pocos kWe hasta 2 MWe, permitiendo
además la modularidad. Esto es una enorme ventaja de carácter estratégico,
puesto que su desarrollo ya no queda supeditado a infraestructuras
energéticas o a la disponibilidad de recursos financieros.
La que se conecta a la red de distribución en baja tensión y es asociada a tecnologías como
motores, mini y micro turbinas, pilas de combustible y energía solar fotovoltaica.
7
39
•
No es necesario movilizar ingentes cantidades de biomasa, todo lo
contrario, una planta de unos 100 kWe puede consumir unas 1.000 Tm
anuales.
•
El criterio principal de localización de este tipo de proyectos es la
existencia de un demandante de calor, como por ejemplo una almazara, si
bien no es el único, por dos razones. La primera porque dispone de
espacio físico suficiente para llevar a cabo la instalación y la segunda
porque demanda energía térmica, tanto para el proceso de elaboración
del aceite de oliva, como para el secado del orujo generado. Además, las
almazaras constituyen un punto clave en el medio rural, incluso en la
mayoría de los municipios se trata de la única instalación industrial
existente.
Por todo lo anterior, es necesario profundizar y avanzar en el desarrollo de
esta tecnología, vinculándola al principal sector productivo de la provincia,
aunque el modelo sería perfectamente replicable para otras zonas de Andalucía
y de España e incluso de otros países como Marruecos o Chile.
Por último, es imprescindible citar dos documentos de ámbito nacional que
recogen orientaciones en el campo de la investigación de la biomasa. El primero
es una publicación titulada “Investigación e innovación en el sector del aceite de oliva
en España. Problemas, oportunidades y prioridades en I+D+i” elaborada en el marco
del Programa nacional de redes del Plan Nacional de I+D+i y la cooperación de
ALENTA, Plataforma Tecnológica del Olivar.
En su capítulo 3 “Investigación de las líneas de investigación e innovación”,
dentro del apartado H correspondiente a “Aprovechamiento de residuos y
subproductos de la cadena oleícola” se recoge una serie de cuestiones que son de
relevancia para el desarrollo de la presente Tesis Doctoral y que se recogen a
continuación.
40
Figura 1.2. ESQUEMA DE UNA INSTALACIÓN DE GASIFICACIÓN DE
BIOMASA
Fuente: Elaboración propia
•
Investigación en el uso de la biomasa del olivar como biocombustibles
(biocarburantes, biogás y co-combustión8). Existen investigaciones sobre el
uso de la poda del olivo para la obtención de biocombustibles, pero se
encuentran en un estado inicial todavía. Debería seguir analizándose si
este tipo de aprovechamiento puede producir una conversión energética
8
Combustión combinada de varios combustibles, generalmente carbón y biomasa, en una
misma instalación.
41
más completa de la biomasa y un mayor rendimiento. También debería
dedicarse un cierto esfuerzo al desarrollo de la adaptación de la
tecnología de los biocarburantes a este tipo de biomasa.
•
Puesta a punto de la tecnología de aprovechamiento energético de la biomasa del
olivar. Se debería apostar más por los procesos de gasificación de la
biomasa para la obtención de biogás y para la generación de energía
eléctrica. Se requiere desarrollar gasificadores y crear tecnologías propias
de colaboración con las empresas.
El otro documento, elaborado por la Plataforma Tecnológica de la Biomasa,
BIOPLAT, citada anteriormente, se denomina “Plan de implementación a 2015
del sector español de la bioenergía” [2], y establece un conjunto de “cadenas de
valor” divididas en dos bloques, termoeléctrico y transporte, y de retos tecnológicos
que hacen referencia específica a la gasificación y que se muestran a
continuación, los cuales se muestran en los cuadros 1.1. y 1.2.
El último aspecto relevante de la presente Tesis Doctoral es el basado en la
integración de procesos, es decir, en combinar tecnologías de valorización
energética con instalaciones industriales. En este caso se pretende demostrar la
viabilidad de la tecnología de gasificación, con una biomasa poco o nada
experimentada, a través de una instalación de cogeneración termoeléctrica de
elevada eficiencia energética, y todo ello integrado en la principal industria de
la provincia, la almazara.
Por todo lo anteriormente expuesto, es más que justificada cualquier
iniciativa en pro de ahondar en la tecnología de gasificación y en su integración
junto a otros procesos, así como profundizar en un mejor aprovechamiento
energético de una de las fuentes de biomasa menos explotada y más abundante
en Andalucía y España, como son los restos de las podas de olivar.
42
Cuadro 1.1.- CADENA S DE VALOR EN BIOENERGÍA
BLOQUE
ENERGÉTICO
CADENA DE VALOR
Utilización de biocombustibles sólidos mediante
combustión directa
Termoeléctrico
Producción y utilización de biocombustibles sólidos para
gasificación
Producción y uso del biogás
Conversión de azúcares y almidón en bioetanol
Conversión de biomasa lignocelulósica por procesos
bioquímicos en alcoholes
Gasificación de biomasa y conversión catalítica o
bioquímica en biocombustibles
Digestión de biomasa para generación de biogás
Transporte
Conversión pirolítica térmica y catalítica de biomasa
lignocelulósica y upgrading
Conversión catalítica de azúcares en combustibles y
químicos
Plataforma aceites (conversión convencional +
hidrotratamiento + pirólisis + tratamiento en otras
unidades de refinería solo o conjuntamente con el
combustible fósil)
Fuente. Plataforma Tecnológica de la Biomasa, BIOPLAT
43
Cuadro 1.2.- RETOS TECNOLÓGICOS DE LA GASIFICACIÓN
CADENA DE VALOR
RETOS
TECNOLÓGICOS
RETOS DE USO FINAL
Sistemas de limpieza del
gas
Desarrollo de
gasificadores
multicombustibles
Mejora de los sistemas
Integración del uso de
biomasa para generación
térmica y eléctrica en otras
unidades industriales
(refinerías, cementeras,
almazaras, …)
de parrilla
Producción y utilización
Hibridación con otras
de biocombustibles
tecnologías
sólidos para gasificación
Incremento de la
fiabilidad de la
Mejora de la viabilidad
tecnología de
del uso de la biomasa
gasificación para
mediante gasificación y
generación eléctrica
de los parámetros de
emisiones
Valorización del char
Reducción y tratamiento
de lixiviados
Fuente. Plataforma Tecnológica de la Biomasa, BIOPLAT
44
1.2.- Motivación y contexto de la investigación
La principal motivación que ha llevado a la realización de la presente Tesis
es la necesidad de contribuir desde la tecnología a la mejora de la
competitividad de un sector, como el del olivar, muy arraigado en la provincia
de Jaén, tanto desde el punto de vista social como económico, y el cual está
atravesando una situación difícil debido al bajo precio del aceite de oliva virgen
extra. Uno de los motivos es el escaso margen que obtiene el agricultor una vez
ha sometido al olivar al conjunto de operaciones necesarias para la obtención de
la aceituna, en la mayoría de casos con bajos niveles de mecanización y
elevados costes de explotación.
Aunque depende del sistema de cultivo, para un olivar tradicional más o
menos característico de la provincia de Jaén, los costes totales de cultivo se
sitúan en el entorno de 1.448 €/ha en el caso de secano y 2.197 €/ha para
regadío [4]. Si estos costes totales se expresan en términos de €/kg de aceite
obtenido, suponiendo un rendimiento del 20%, los costes totales ascenderían a
2,20 €/kg y 1,97 €/kg para olivar de secano y regadío respectivamente.
Considerando el precio medio del aceite de oliva virgen extra en el mercado,
situado según el Sistema de Información de Precios en Origen del Aceite de Oliva
POOL RED9 en diciembre de 2012 en 2,416 €/kg10, se pone de manifiesto la
inviabilidad de la producción actual de aceite de oliva, o, dicho de otra manera,
el poco o nulo margen con que cuenta el agricultor, que ni siquiera cubre costes,
salvo para tipologías de olivar intensivo o superintensivo, que en la actualidad
suponen porcentajes de cultivo inferiores a los tradicionales, especialmente la
modalidad superintensivo11.
9 Es un procedimiento de recepción, almacenamiento, cálculo y difusión instantánea de datos
relativos a precios, cantidades y características de las operaciones de compraventa a granel de
aceite de oliva en el mercado de origen. Fuente: Fundación para la promoción y el desarrollo del
olivar y el aceite de oliva.
10 Precio medio periodo desde 16-10-2012 hasta 22-10-2012 (Fuente: www.oliva.net)
11 Entre 1.000 y 2.000 árboles por hectárea, disposición lineal en seto, recolección mediante
cosechadora, distancia entre calles no superior a 1.5 metros y vida útil probada hasta 14 años.
45
Cuadro 1.3. COSTES TOTALES DE CULTIVO DE OLIVAR
SISTEMAS DE CULTIVO
COSTE TOTAL POR HA (€)
Olivar tradicional de secano no mecanizable12
1.023,20
Olivar tradicional de secano
1.448,20
Olivar tradicional de regadío
2.197,20
Olivar intensivo13 de secano
1.528,40
Olivar intensivo de regadío
2.305,40
Olivar superintensivo
2.366,20
Fuente: AEMO, Asociación Española de Municipios del Olivo
El efecto de la subvención conlleva para el agricultor aproximadamente 1,05
€/kg de aceite que es lo que hace viable, hoy por hoy, la producción de aceite
de oliva bajo la modalidad tradicional, tanto secano como regadío, excepto en
olivar tradicional no mecanizable o de montaña.
Para que el cultivo del olivar sea más rentable y el aceite de oliva virgen
extra más competitivo en los cada vez más exigentes mercados globales, se
deben de optimizar todos los costes asociados a la explotación. Para ello, se han
de introducir modificaciones en las explotaciones agrícolas vía intensificación
de cultivos y mejora de la mecanización de los procesos. También es necesario y
fundamental diversificar los ingresos generados, hasta ahora provenientes
única y exclusivamente de la comercialización del aceite de oliva virgen extra,
generando productos de mayor valor añadido a través de la introducción de
aspectos vinculados a la calidad y a la sostenibilidad.
12
13
Pendientes superiores al 20%. Corresponde al olivar de sierra.
Entre 200 y 600 árboles por hectárea.
46
Una de las alternativas posibles que tiene el sector es un cambio de modelo
en la gestión de los subproductos. Se trata de convertir los actuales costes de
eliminación de los restos de las podas y de la manipulación del orujo en
ingresos derivados de la valorización energética de la biomasa procedente de
los restos de las podas y de la reducción de la humedad del orujo generado
durante la elaboración del aceite de oliva en las almazaras.
En la figura 1.3., se puede apreciar el cambio de modelo propuesto, en el
cual se mejoran dos aspectos claves de la gestión de las explotaciones de olivar:
la economía y la sostenibilidad. Esta nueva concepción de la relación agricultorexplotación-almazara puede suponer un cambio positivo en el sector si es
aceptada por el mismo. La razón fundamental radica en la autonomía del
agricultor para la gestión de los subproductos que genera su actividad, a nivel
agrícola e industrial. En ambos casos es él mismo quien se puede ocupar de
ellos mediante el empleo de una tecnología como la gasificación, y obteniendo
unos ingresos económicos por ello, a la vez que evitando unos costes.
Figura 1.3. MODELOS DE EXPLOTACIÓN DEL OLIVAR TRADICIONAL Y
PROPUESTO
Fuente: Elaboración propia
47
A esta independencia o autonomía hay que añadir las siguientes ventajas
adicionales:
•
Una mejora de la competitividad del propio sector, la cual está en
entredicho en la actualidad por el bajo precio del aceite de oliva y por el
propio modelo de gestión y explotación del olivar tradicional.
•
Se trata de una solución sostenible y respetuosa con el medio ambiente, que
puede afectar de una manera sensible a una gran parte de las almazaras
de Andalucía y de los distintos países que se están incorporando a la
producción del aceite de oliva. La valorización de estos subproductos
permite reducir la elevada dependencia energética, como ya se ha comentado.
•
La evacuación eléctrica no conlleva especiales problemas para las empresas
distribuidoras de energía, al poder conectar en baja tensión y tratarse de
potencias relativamente bajas (100 kWe).
•
Los trámites administrativos para el desarrollo de este tipo de proyectos no
son complejos, puesto que se trata de instalaciones de pequeñas
dimensiones.
•
Es sencillo encontrar estructuras de operación y mantenimiento en los
entornos rurales y de olivar, puesto que los motores son similares a los
utilizados en automoción.
•
Desde el punto de vista económico, el periodo de recuperación de la
inversión, como se verá más adelante, se sitúa en el entono a 4,30 años.
En definitiva, este nuevo modelo de gestión de los subproductos del olivar
puede ser una opción de futuro para mejorar la actual situación del aceite de
oliva, el producto estrella de la dieta mediterránea, porque rompe con la clásica
relación agricultor-almazara basada en el traslado de la aceituna a la almazara,
la gestión de las podas por parte del agricultor y el envío del orujo húmedo a la
extractora por parte de la almazara.
48
Con este modelo gana peso el agricultor porque se convierte en gestor de sus
propios subproductos, a los cuales genera valor añadido por medio de una
tecnología que presenta innumerables ventajas, como es la gasificación.
Por otro lado, otro elemento impulsor es que la mayoría de los desarrollos
teóricos y prácticos en el ámbito del aprovechamiento energético de la biomasa,
llevados a cabo, tanto desde un punto de vista industrial como de investigación
y desarrollo aplicado, se han centrado en tres aspectos fundamentalmente:
•
La generación de energía eléctrica mediante combustión de biomasa procedente
de las industrias de transformación del aceite de oliva, principalmente
extractoras de aceite de orujo u orujeras. Esta alternativa presenta altos
riesgos derivados de la ingente cantidad de biomasa a movilizar como ya
se ha citado, de las limitaciones técnicas para la evacuación de la energía
eléctrica generada y de la elevada inversión requerida, aproximadamente
1,2 M€/MW instalado. Además, no aprovecha el calor generado ni
tampoco permite valorizar los restos de las podas de olivar de una
manera global, puesto que las plantas suelen estar diseñadas con caldera
poli combustible para diversificar así el riesgo, consumiendo una parte
de orujillo, otra de cultivos energéticos o residuos forestales y, una
última, restos de podas de olivar.
•
La transformación física de la biomasa residual para la generación de energía
térmica en usos finales (agua caliente sanitaria, calefacción y producción de
frío mediante absorción). Aparte de tratarse de unos usos más limitados,
en la mayoría de las ocasiones la finalidad de estos procesos es
acondicionar la biomasa para un uso posterior.
•
La obtención de biocarburantes mediante hidrólisis y fermentación alcohólica de
biomasa lignocelulósica como los restos de las podas de olivar. Se trata de
proyectos en fase de investigación, lejos aún del desarrollo comercial.
49
Sin embargo, no existe ningún proyecto industrial de gasificación de
biomasa de pequeña potencia como el propuesto en la presente Tesis. En
cambio, sí que existen prototipos funcionando en distintas partes de España, a
escala piloto, de potencias muy superiores, de entre 750 kWe y 2 MWe. Esto se
debe a una falta de recursos financieros destinados a la I+D+i sobre este tipo de
tecnología y también al débil impulso por parte de los Gobiernos para el
desarrollo de este tipo de tecnología a través de instrumentos como el Régimen
Especial.
Los planes existentes a los distintos niveles contemplan escenarios
favorables para el desarrollo de la biomasa, si bien no se acaban de alcanzar, a
diferencia de otras tecnologías renovables como la solar fotovoltaica o la eólica.
Esto es debido a la dificultad que entraña el manejo de la biomasa por sus
especificidades en relación a otros recursos renovables, así como a la falta de
conocimiento, por parte de promotores, del sector agrario y forestal.
Para mitigar estas dificultades la tecnología de gasificación resulta muy
atractiva porque no requiere grandes volúmenes de biomasa, ni tampoco
elevadas inversiones económicas, ni dificultades técnicas para la evacuación de
la energía eléctrica generada, por lo que se presenta como prácticamente la
mejor alternativa para el cumplimiento de los planes energéticos en materia de
generación de energía eléctrica con biomasa. Una generación eléctrica
distribuida que permite acercar la producción al consumo, reduciendo así las
pérdidas por transporte y distribución y, en general, siendo más sostenible.
En cuanto al contexto en el que enmarca la presente Tesis Doctoral, cabe
mencionar alguno de los marcos de apoyo y estímulo a la biomasa, si bien serán
tratados en profundidad en el capítulo 4. A nivel europeo, el instrumento
principal de impulso a la biomasa es el llamado Plan de Acción sobre la biomasa
(COM 2005/628 final), el cual establece medidas para incrementar el desarrollo
de la energía de biomasa a partir de madera, residuos y cultivos agrícolas. De
esta forma Europa pretende reducir su dependencia de los combustibles fósiles,
50
disminuir sus emisiones de gases de efecto invernadero y estimular la actividad
económica en las zonas rurales.
Quizás el instrumento de carácter político más significativo y que más puede
coadyuvar al impulso de la biomasa es la Directiva 2009/28/CE, de 23 de abril de
2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, la cual
fija como objetivos generales alcanzar una cuota del 20% del consumo de energía
bruto para usos finales procedente de fuentes renovables para el año 2020 en la UE, y
un 10% para el sector del transporte. Esta Directiva establece un conjunto de
objetivos para cada uno de los Estados Miembros, entre ellos España.
A nivel nacional el instrumento más potente, ya citado, de fomento de la
biomasa es el Real Decreto 661/2007 de régimen especial, publicado en el Boletín
Oficial del Estado el 26 de mayo de 2007 y el cual tiene por objeto el
establecimiento de un marco jurídico y económico para la actividad de
producción de energía eléctrica en el llamado “Régimen Especial”, que incluye la
siguiente tipología de instalaciones:
a. Cogeneraciones u otras formas de producción de energía a partir de
calores residuales.
b. Instalaciones que utilicen como energía primaria alguna de las energías
renovables no consumibles (solar, eólica, hidráulica, mareomotriz,…),
biomasa o cualquier tipo de biocarburante.
c. Instalaciones
que
utilicen
como
energía
primaria
residuos
con
valorización energética no contemplados en la categoría anterior.
En relación al olivar, lo más reciente a nivel de Andalucía es la Ley 5/2011, de
6 de octubre, del olivar de Andalucía (BOJA núm. 205, de 19 de octubre de 2011), la
cual en su artículo 25 relativo a eficiencia energética y energías renovables
incluye el aprovechamiento energético de la biomasa generada por el olivar.
51
Por último, otra motivación, esta de un carácter más secundario, es tratar de
poner en una balanza o enfrentar dos cuestiones, a saber:
•
Las ayudas recibidas por el olivar que se situaron, en el periodo de octubre
de 2011 a octubre de 2012, en el entorno de los 410 millones de € anuales
según información facilitada por ASAJA JAÉN, tal y como se muestra en
el cuadro 1.4.
•
Los potenciales ingresos generados por el nuevo modelo de gestión de
subproductos que se propone con la presente Tesis Doctoral y que
podrían, parcial o totalmente, compensar las ayudas citadas en el punto
anterior cuando estas desaparezcan, algo que sucederá más temprano
que tarde. Como se verá más adelante, en el apartado correspondiente a
aspectos económicos, una instalación tipo de 100 kWe de potencia puede
generar del orden de 130.000 € brutos anuales. Suponiendo que existen
un total de 60 almazaras en la provincia susceptibles de implementar el
modelo propuesto, la cifra de ingresos brutos ascendería a 7,8 M€. Si esta
facturación bruta generase unos beneficios netos para el sector del 20% se
podría concluir con que la implantación del modelo en la tipología
correspondiente de almazaras, como también se verá más adelante,
podría reportar para la provincia de Jaén un monto total de 1,56 M€, cifra
muy superior a la correspondiente a las ayudas recibidas por la PAC. Y
todo ello sin considerar el resto de beneficios en términos de empleo por
ejemplo.
A modo de corolario o resumen final se puede argumentar que se trata de un
modelo, a priori, suficientemente atractivo como para, al menos, ser tenido en
cuenta por el sector oleícola.
52
Cuadro 1.4.- AYUDAS PERCIBIDAS POR EL OLIVAR. PROVINCIA DE JAÉN
Período 16/10/2011 al 15/10/2012. FEAGA
DENOMINACIÓN
IMPORTE (€)
Régimen de pago único
403.321.581,53
Ayudas por superficie
53.250,52
Ayuda al olivar
43.142,41
Aceite de oliva
6.466.227,87
TOTAL
409.884.202,33
Fuente: ASAJA JAÉN
53
1.3.- Objetivos de la investigación
El principal objetivo a alcanzar con la realización de la presente Tesis
Doctoral es proponer al sector oleícola un nuevo modelo de gestión de subproductos
del olivar que contribuya a la mejora de la competitividad y sostenibilidad del
mismo.
Este nuevo modelo está basado en una solución tecnológica innovadora, que
consiste en instalar, en una determinada tipología de almazara, un sistema de
cogeneración termoeléctrica en el cual la fuente primaria de energía que lo
alimenta es gas de síntesis procedente de una planta de gasificación de restos de
podas de olivar de pequeña potencia.
La energía eléctrica generada por el sistema es inyectada a la red y la térmica
puede ser aprovechada para el secado del orujo generado en el proceso de
elaboración del aceite de oliva.
Esto supone un cambio con respecto a la situación actual, en la que los restos
de poda son eliminados de las explotaciones vía incineración o vía
fragmentación mecánica, y el orujo es transportado hasta las extractoras de
aceite de orujo donde se le extrae el aceite residual que contiene, el cual para su
consumo ha de ser refinado.
Por ello, el principal objetivo de la investigación es analizar este nuevo
modelo de gestión de subproductos desde sus vertientes técnica, energética y
estratégica y su repercusión en el sector oleícola.
Como objetivos secundarios se citan los siguientes:
•
Analizar las ventajas e inconvenientes del actual modelo de gestión de los
subproductos del olivar y su repercusión en términos económicos al precio
final del aceite de oliva y a la imagen global del sector desde los puntos
de vista de la sostenibilidad y del marketing.
54
•
Estudiar las condiciones de contorno que hacen viable, en términos
económicos y financieros, el nuevo modelo de gestión propuesto,
analizando para ello criterios de rentabilidad de inversiones como el
Valor Actual Neto o la Tasa Interna de Rentabilidad.
•
Incorporar todas las externalidades positivas asociadas con el nuevo
modelo
desde
una
vertiente
multi-criterio:
innovación,
empleo,
diversificación productiva, sostenibilidad, etc.
•
Validar el nuevo modelo desde un punto de vista sectorial y estratégico
mediante la realización de una Encuesta, que se adjunta como Anexo, y
su envío a organizaciones del sector.
Aparte de lo anterior y de una manera transversal, se pretende recopilar la
mayor cantidad de información posible de la provincia de Jaén en el ámbito
energético y poner de manifiesto la enorme importancia que conlleva el
aprovechamiento energético de la biomasa residual desde un punto de vista del
desarrollo rural y como elemento de diversificación productiva, innovación y,
en definitiva, calidad de vida de los ciudadanos y ciudadanas de la provincia de
Jaén.
55
1.4.- Organización de la Tesis
La Tesis se estructura en una serie de bloques, organizados por capítulos de
acuerdo a la siguiente estructura:
1) El primer bloque, correspondiente al capítulo 1 aborda la introducción
donde se incluye todo lo referente a la argumentación de la Tesis, es
decir, su justificación y los principales objetivos a alcanzar con el
desarrollo de la misma.
2) Un segundo bloque y capítulo está dedicado a la importancia del olivar
como generador de biomasa, describiendo y analizando el actual modelo de
gestión de los subproductos, principalmente restos de poda de olivar y
orujo graso y húmedo o alperujo.
3) El tercer bloque está formado por dos capítulos, el correspondiente a la
coyuntura energética actual de la provincia de Jaén y a la situación actual de la
biomasa a nivel europeo, nacional y autonómico. También se incluye un
apartado
específico
con
los
principales
instrumentos
(políticos,
normativos y económicos) existentes en la actualidad de apoyo a la
biomasa.
4) El cuarto bloque incluye un capítulo dedicado al desarrollo técnico de la
tecnología de gasificación y al estado del arte de la tecnología a nivel nacional.
5) En el siguiente bloque y capítulo se presenta el nuevo modelo de gestión de
subproductos del olivar así como todo lo que tiene que ver con aspectos
técnicos y económicos.
6) El capítulo número 9 recoge la aportación científica en forma de artículos
JCR, participación en congresos de ámbitos nacional e internacional,
publicaciones en revistas especializadas, premios, etc.
56
7) Finalmente, se recogen las conclusiones y las futuras líneas de investigación,
así como las publicaciones a las que ha dado pie la presente Tesis
Doctoral.
Además de todo ello se incluyen una serie de apéndices y/o anexos con la
siguiente información:
•
La Encuesta diseñada por el Autor para la validación del modelo.
•
Un resumen del Currículum Vitae del Autor.
•
Direcciones webs de interés consultadas.
•
Principales Referencias bibliográficas.
57
2.- EL OLIVAR COMO GENERADOR DE
BIOMASA
2.1.- Introducción
El olivo es una especie arbórea originaria del Mediterráneo oriental (Asia
Menor) donde empezó a cultivarse para aprovechar sus frutos, las aceitunas, y
el zumo extraído de ellas, el aceite de oliva. Como especie botánica, el olivo
cultivado procede de una variedad silvestre (Olea chrysophyla Lam.) que
evolucionó a través del acebuche u oleastro (Olea oleaster L. u Olea europaea
oleaster). Como genuino árbol mediterráneo, está muy adaptado a las
condiciones climáticas muy duras, tales como sequías y altas temperaturas, y
aunque vegeta muy bien, en suelos pobres, requiere de una buena aireación.
En su zona de origen, el olivo florece al final de la primavera (abril-mayo), y
sus frutos se desarrollan durante todo el verano hasta su maduración verde a
comienzos del otoño (septiembre-octubre). A continuación continúa su cambio
de color o envero hasta completar su madurez fisiológica en los primeros meses
del invierno.
Los primeros documentos escritos del olivo que se conocen son unas tablillas
micénicas en barro procedentes del reinado del Rey Minos (2.500 a. C.) que dan
testimonio de la importancia del aceite de oliva para la economía cretense. Por
otra parte, los griegos recogieron en su legislación medidas para proteger los
58
olivos, disposiciones para favorecer su plantación y punitivas para quienes los
arrancasen. Posteriormente, los romanos fueron grandes consumidores de
aceitunas y de aceite de oliva procedente de Hispania, y más concretamente de
la Bética, la actual Andalucía. Desde la antigüedad el olivo se ha considerado en
toda la cuenca mediterránea como símbolo de paz y de amistad entre los
pueblos, y de su aceite se han reconocido virtudes curativas, saludables y
religiosas.
No se conoce con exactitud el comienzo del cultivo del olivo en España, si
bien se achaca a los fenicios y a los griegos como introductores el aceite de oliva
en la Península Ibérica allá por el año 211 a. C. La dominación romana impulsó
su cultivo y las técnicas de producción de aceite para su empleo en
alimentación, en rituales religiosos, usos medicinales, en higiene y belleza,
como combustible para lámparas, lubricante para herramientas y enseres del
campo, impermeabilizante para fibras textiles, etc. Los árabes desarrollaron
técnicas más eficientes de extracción de aceite que con el tiempo han convertido
a España en líder mundial en el sector.
El olivar ha ido progresivamente ampliando su función tradicional
alimentaria para constituirse también en proveedor de recursos energéticos [4].
En este sentido es generador es un importante volumen de biomasa, desde la
propia explotación olivarera hasta la almazara o la extractora de aceite de orujo.
Por un lado, el propio cultivo del olivar es sometido a la denominada poda, la
cual tiene como fin último la de producir más fruto [5]. Como consecuencia de
la misma se generan restos lignocelulósicos compuestos por ramas, ramones y
leñas los cuales han de ser eliminados y/o extraídos del campo para evitar la
propagación de enfermedades tales como el temido “barrenillo”.
La fracción más fina, formada por ramas y ramones, suele ser quemada “in
situ” o astillada y depositada en el suelo como aporte orgánico y para mejorar
sus propiedades físicas, y la más gruesa o leña aprovechada para fines de
calefacción u otros usos domésticos tales como barbacoas o chimeneas.
59
Por
otro
lado,
se
encuentra
la
industria
vinculada
al
olivar,
fundamentalmente compuesta por almazaras o industrias de obtención del aceite
de oliva, y extractoras de aceite de orujo. También existen las denominadas
entamadoras, las cuales se dedican al procesado de la aceituna mediante
fermentación o salazón para su consumo como aceituna de mesa. En las
primeras se genera un subproducto denominado orujo de dos fases o alperujo el
cual suele ser enviado a las segundas para someterlo a un proceso de secado y
de extracción del aceite residual que contiene. La biomasa generada en estas
industrias se denomina orujo extractado u orujillo [6].
Tanto en la almazara, como en la entamadora y en la extractora se puede
extraer el hueso separándolo del resto de fracciones (piel y pulpa), puesto que
presenta un mayor valor añadido como combustible para fines térmicos, tal y
como se puede apreciar en cuadro siguiente, correspondiente a una biomasa
(hueso) obtenida en la separación mediante lavado con agua de la pulpa de
aceituna en almazara.
En la gráfica 1.4. se puede apreciar la composición química de la fracción fina
de la poda más conocida como “ramón” de olivo.
En cualquier caso, en la presente Tesis solamente se considerarán las dos
fuentes de biomasa primaria generadas por el olivar: los restos de la poda y el
alperujo generado en la almazara.
Tanto el hueso como el orujillo son extraordinarias fuentes de biomasa con
numerosas aplicaciones energéticas pero que escapan al ámbito del presente
trabajo, puesto que se obtienen como consecuencia de posteriores procesos, bien
de separación, bien de extracción con disolventes orgánicos.
60
Cuadro 2.1.- PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL HUESO DE
ACEITUNA DE ALMAZARA
ANALÍTICA
RANGO
REALIZADA
CARACTERÍSTICO
Tamaño
< 5 mm
0-5 mm
Humedad (CEN/TS 14774-2)
7,10%
6%-15%
PARÁMETRO
Poder calorífico Neto
4.190 kcal/kg
3.800 kcal/kg-4.250
(ISO 1928)
kcal/kg
Cenizas (ISO 1171)
0,55%
0,5%-2,5%
Volátiles (ISO 562)
74,25%
70%-80%
Azufre (AST D 4239)
0,04%
< 0,15%
Cloro
0,064%
< 0,2%
Carbono fijo (AST 3172)
19,49%
< 30%
Fuente: García-Munte Energía, S.L.
Como se desprende del cuadro, y según se ha apuntado, el hueso de aceituna
resulta un excelente combustible para su aplicación en calderas en el ámbito
doméstico y en el sector terciario, especialmente; si bien es apto para los usos
finales térmicos en general. Ello es debido a su elevado poder calorífico, su baja
humedad, su elevado contenido en volátiles y la escasa cantidad de cenizas que
genera su combustión.
Como aspectos menos positivos cabría mencionar el contenido en Cloro,
aunque con valores realmente bajos.
61
Gráfico 2.1.- COMPOSICIÓN TÍPICA DE LOS RESTOS DE LAS PODAS DE
OLIVAR [7]
Grupos
acetilo 2,5 %
Lignina
soluble
Lignina
insoluble
Hemicelulosas
Xilanos
9,8 %
Mananos
0,7 %
Galactanos
1,4 %
Arabinanos
2,1 %
Cenizas
3,4 %
Otros
2,2 %
7,4 %
16,6 %
31,4 %
Extractos
14,4 %
22,5 %
Glucosa no
Celulosa
estructural
(7,9 %)
A continuación se muestran una serie de imágenes, realizadas por el Autor,
de las diferentes y variadas fuentes de biomasa generadas por el sector oleícola.
•
Los restos de poda de olivar en una explotación agrícola una vez
realizada la operación de poda,
•
Una balsa de alperujo ubicada en una planta extractora de aceite de
orujo,
•
El parque de almacenamiento de una planta de generación de energía
eléctrica a partir de restos de poda de olivar y orujillo.
•
Una muestra de hueso de aceituna en el patio de una almazara.
•
Hojín generado en la almazara durante la limpieza del fruto.
62
Fotografía nº 1.- RESTOS DE PODA DE OLIVAR APILADOS EN LA
EXPLOTACIÓN
Fotografía nº 2. BALSA DE ALPERUJO
63
Fotografía nº 3. RESTOS DE PODA DE OLIVAR ASTILLADO Y SECO PARA
SU VALORIZACIÓN ENERGÉTICA EN PLANTA DE PRODUCCIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
Fotografía nº 4. PARQUE DE ALMACENAMIENTO DE ORUJILLO EN
PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
64
Fotografía nº 5. HUESO DE ACEITUNA APILADO EN PATIO DE ALMAZARA
Fotografía nº 6. HOJÍN GENERADO EN LA ALMAZARA DURANTE LA FASE
DE LIMPIEZA DEL FRUTO
El esquema de la figura 2.1. muestra el origen de todas las fuentes de
biomasa generadas por el olivar, distinguiendo en el mismo entre:
65
Figura 2.1.- BIOMASA GENERADA POR EL OLIVAR
70
Fuente: Elaboración propia
66
2.2.- La importancia del sector oleícola
El olivar es el agro-sistema más representativo y simbólico de Andalucía,
arraigado en la cultura milenaria andaluza desde su prehistoria y empezado a
domesticar como bosque por el pueblo fenicio. La importancia de este cultivo
en Andalucía ha estado impulsada por la acción antrópica, que han hecho de él
un bosque ordenado perfectamente adaptado a muy diversas y pobladas zonas,
contribuyendo al desarrollo económico y social y a la vertebración del territorio.
En términos económicos Andalucía lidera la producción mundial de aceite
de oliva, con un 40% del total, y constituye la principal actividad económica de
más de 300 pueblos y 250.000 familias, proporcionando más de 22 millones de
jornales anuales. Representa la tercera parte del olivar europeo y en su territorio
se ubican más de 800 almazaras, 200 entamadoras, unas 35 extractoras de aceite
de orujo y casi 600 envasadoras.
En España se cultivan más de 100 variedades de olivo, muchas de ellas
autóctonas y con extensión limitada, siendo las variedades más representativas
las siguientes: arbequina, cornicabra, empeltre, hojiblanca, picual, blanqueta,
cacereña, verdial de Badajoz, carrasqueña, lechín de Sevilla, manzanilla y
gordal. La picual es la gran variedad dominante en la provincia de Jaén, su
aceite tiene una gran estabilidad y personalidad, fuerza, frutosidad, un amargor
intenso y claros tonos picantes. El vigor del árbol es bueno, con copas vigorosas
y gran desarrollo foliáceo. La hoja es alargada y el fruto elipsoidal.
El olivar español está presente en 34 provincias de 13 Comunidades
Autónomas. El número total de olivos asciende a 282.696.000 distribuidos
principalmente en Andalucía (61,83%), Castilla-La Mancha (12,83%) y
Extremadura (10,47%).
En el mapa siguiente se muestra las distintas zonas olivareras de España,
correspondiendo a la provincia de Jaén la zona 1ª, en la que se incluyen las
comarcas de Iznalloz (Granada) y Bujalance (Córdoba).
67
Figura nº 2.2. ZONAS OLIVARERAS DE ESPAÑA
Fuente: Agencia para el Aceite de Oliva. Ministerio de Agricultura,
Alimentación y Medio Ambiente.
El olivar es el principal cultivo leñoso de Andalucía, ocupando más del 32%
de la superficie agrícola andaluza y llegando a ser un monocultivo en
provincias como la de Jaén, alcanzando el 85%. Su superficie ha ido
aumentando progresivamente desde 1996 hasta la actualidad. Las nuevas
explotaciones presentan una mayor densidad de pies por unidad de superficie y
el regadío aumenta en detrimento del secano, debido tanto a la entrada en
producción de las nuevas plantaciones como a la modernización de los olivares
en producción mediante su puesta en riego.
Según la “Encuesta sobre superficies y rendimientos de cultivos: Resultados 2011”
elaborada por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, la
superficie total de olivar en España asciende a 2.580.577 ha, de las cuales
68
1.552.733 ha se localizan en Andalucía, es decir, un 60,17% del total.
Prácticamente la totalidad de la superficie corresponde a olivar de almazara
2.443.408 ha, un 94,68%. Este olivar, además, supone un 15,10% del total de las
tierras de cultivo (17.095.449 ha).
En el caso de Andalucía, 1.439.090 ha corresponden a olivar de almazara, un
92,68%. En relación a la superficie total de tierras de cultivo (3.558.291 ha), el
olivar supone un 43,64%, lo que pone de manifiesto la importancia de este
cultivo en la comunidad autónoma andaluza.
La provincia de Jaén cuenta con 585.275 ha de olivar, es decir, un 98,76 % del
total de cultivos leñosos (592.643 ha), por lo que se puede afirmar con
rotundidad que se trata de un monocultivo. Del total, 287.900 ha corresponden a
olivar de secano, y 297.375 ha a regadío, un 50,18%. Las hectáreas dedicadas a
olivar de aceituna de mesa se reducen a 446, frente a las 60.779 ha de Andalucía
y las 80.591 de España.
En cuanto a la producción de aceite de oliva en la campaña 2011/2012, según
la Agencia para el Aceite de Oliva, entidad dependiente del Ministerio de
Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente del Gobierno de España, en la
provincia de Jaén operaron un total de 327 almazaras, de las 819 de Andalucía y
de las 1.747 de España. Es decir, prácticamente un 40% de las almazaras de
Andalucía se localizan en Jaén, lo que representa casi un 20% del total nacional.
En esa campaña se produjeron 680.821,84 toneladas de aceite de oliva, un
50,06% de las que se produjeron en Andalucía (1.359.964,33 Tm) y un 42,28% en
relación a España (1.610.188,69 Tm). Cifras que, de nuevo, ponen de manifiesto
el peso específico del sector del olivar en Jaén y en Andalucía.
En relación a la otra tipología de industrias, a nivel nacional operaban 63
extractoras de aceite de orujo u orujeras, las cuales produjeron un total de
7.407.653,98 Tm de orujo húmedo, y 1.344.37,25 Tm de orujo extractado seco u
orujillo. En la fotografía número 7 se puede apreciar la imagen de una
extractora de aceite de orujo de la provincia de Jaén.
69
Fotografía nº 7. EXTRACTORA DE ACEITE DE OUJO
Fuente: ESPUNY CASTERLLAR, S.A.
El consumo de aceite de oliva ha aumentado de manera notable en los
últimos años y es previsible que esta tendencia se mantenga durante los
próximos como consecuencia de los beneficios que tiene para la salud. Países
como Argentina o Chile, Marruecos, Túnez o Argelia están incrementando sus
producciones. En el caso de Andalucía, cuya producción es el 75% de España y
el 30% de toda la UE. La provincia de Jaén produce el 50% de todo el aceite de
oliva de Andalucía, el 38,31% de España y el 19,67% de toda la Unión Europea.
En general se trata de un sector muy atomizado y disperso por toda la
geografía española, formado, en su mayor parte por un olivar tradicional
constituido
por
explotaciones
de
un
escaso
número
de
árboles
(aproximadamente 100 por hectárea), pero de gran tamaño y varios pies. En
torno al 54% de las explotaciones olivareras de aceituna de almazara de España
tienen menos de 5 ha, con extensiones medias comprendidas entre 0,12 y 2,0 ha
según comunidades autónomas. Esto condiciona en gran medida la
rentabilidad, puesto que en las explotaciones de mayor tamaño suelen
70
predominar sistemas de cultivo más intensivos en relación a los tradicionales
[8].I
Figura 2.3.- MAPA DEL OLIVAR DE ANDALUCÍA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía.
El tamaño medio de las almazaras en España, medido en función de la
cantidad de aceite que producen por campaña, es variable, siendo el tipo más
frecuente el que opera en el rango que va de las 20 toneladas a las 100 toneladas
(23,30%) del total. Sin embargo el mayor peso recae en las almazaras que se
encuentran en el rango de producción que va de 1.000 toneladas a 2.500
toneladas (34,05% de la producción total nacional, a pesar de que en número no
llega al 11%).
En cuanto a la actividad de extracción de aceite de orujo, en España existen 63
industrias que producen alrededor de 56.000 Tm de aceite por campaña, 77%
por medios químicos (disolventes) y el resto físicos (centrifugación). En
Andalucía hay 39 extractoras de aceite de orujo, de las cuales 16 se localizan en
la provincia de Jaén. Otra tipología de industrias vinculadas al sector oleícola
71
son las refinerías encargadas de modificar las propiedades de los aceites. En
España existen 22, de las cuales 13 se sitúan en Andalucía, 2 de ellas en la
provincia de Jaén.
72
2.3.- La biomasa del olivar: potencial energético
El empleo de la madera como fuente de calor para mejorar la habitabilidad
de refugios y edificaciones, y también para cocinar, se remonta a hace 400.000
años, cuando los rescoldos de un incendio provocado por un rayo o por una
erupción volcánica, pacientemente avivados y transportados, permitieron al
género Homo colonizar tierras más frías y hacer digeribles casi todas las partes
de las piezas cazadas.
No fue hasta hace 10.000 años cuando los humanos pudieron controlar a
capricho esa operación aparentemente tan elemental, pero en la práctica tan
compleja, de hacer fuego frotando dos palitos. Madera que, a lo largo de la
historia, ha intervenido en procesos productivos de todo tipo, desde fabricar
carbón vegetal hasta nutrir las rudimentarias máquinas de vapor que dieron el
primer impulso a la Revolución Industrial. Sus usos principales apenas han
variado con el paso del tiempo. Actualmente, se consumen al año cerca de 3.500
millones de metros cúbicos de madera en el mundo; de esa cantidad, algo más
de la mitad se sigue destinando a calefacción y cocción de alimentos.
Etimológicamente, biomasa es un término compuesto por el prefijo “bio” (del
griego bios, vida) y “masa” (del latín massa, masa, bulto o volumen), es decir,
hace referencia a la “masa biológica”. El Diccionario de la Real Academia de la
Lengua define biomasa en su primera acepción como “materia total de los seres
que viven en un lugar determinado expresada en peso por unidad de área o de
volumen”. Otra acepción del término en el contexto energético es “materia
orgánica fijada por la fotosíntesis y la materia derivada de las transformaciones
naturales o artificiales de dichos compuestos orgánicos”.
De forma resumida, el proceso fotosintético puede concretarse en la siguiente
reacción química:
6 CO2 + 6 H2O + Energia solar → C6H12O6 + 6 O2
73
El mayor interés de este proceso reside en que la fuente de energía primaria,
la energía solar, es una fuente de energía limpia y renovable, que por medio de
esta reacción de fotosíntesis se almacena en los enlaces químicos de los
componentes estructurales de la biomasa. Si esta biomasa es quemada de una
manera eficiente, extrayendo la energía almacenada en esos enlaces, el oxígeno
del aire se combina con el carbono de las plantas para producir dióxido de
carbono y agua. El proceso es cíclico porque el dióxido de carbono queda
disponible para producir nueva biomasa.
Una segunda acepción, más apropiada en el contexto energético es “materia
orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como
fuente de energía”, si bien una definición más completa sería la siguiente:
“biomasa es la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o
provocado, utilizable como fuente de energía renovable, entendiendo como tal que, por lo
menos se consume a un ritmo inferior o igual al que se produce”. De esta manera
queda incluido el concepto de renovabilidad.
El término biomasa en sentido amplio se refiere a “cualquier tipo de materia
orgánica que haya tenido su origen inmediato como consecuencia de un proceso
biológico” y comprende tanto productos de origen vegetal como animal, si bien
existen acepciones diferentes para el término algunas de las cuales se citan a
continuación.
En el Estudio técnico titulado “Evaluación del potencial de energía de la biomasa”,
realizado por el I.D.A.E. [9] se define biomasa como “cualquier sustancia orgánica
de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales que resultan de su transformación
natural o artificial”. En esta definición se incluyen específicamente los residuos
procedentes de las actividades agrícolas, ganaderas y forestales, así como los
subproductos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la
madera. Además, se consideran como biomasa los llamados cultivos energéticos
para la producción de biomasa lignocelulósica, orientada a su aplicación
mediante combustión o gasificación.
74
La definición de la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588 indica que
es biomasa “todo material de origen biológico, excluyendo aquellos que han sido
englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización”. Esta
definición, por tanto, marca la diferencia fundamental que, en el campo
energético, se establece entre los recursos de carácter fósil y los de carácter
renovable.
Por último, la Orden ITC/2877/2008, de 9 de octubre, por la que se establece un
mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con
fines de transporte, define la biomasa como la “fracción biodegradable de los
productos, desechos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de
origen vegetal y de origen animal), de la selvicultura y de las industrias conexas, así
como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales”.
Finalmente, la Directiva 2009/28/CE, de 23 de abril, relativa al fomento del uso
de la energía procedente de fuentes renovables define el término biomasa como la
“fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico
procedentes de las actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y
animal), de la selvicultura y de las industrias conexas, incluida la pesca y la
acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y
municipales”.
En cualquier caso, la biomasa se puede clasificar de acuerdo a diferentes
criterios. En función de su naturaleza, se puede clasificar en:
•
Biomasa primaria o de calidad, constituida por las masas vegetales que se
producen sin la intervención de la acción humana y que constituyen la
flora terrestre. Por tanto, la resultante de la transformación directa de la
energía solar por la acción de la fotosíntesis.
•
Biomasa residual, generada principalmente en los procesos productivos de
los sectores agrícolas, forestales, industriales y ganaderos. También está
incluida en este bloque la fracción orgánica de los residuos urbanos y los
75
lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas. Ésta, a su
vez, se puede clasificar en:
o Biomasa secundaria, constituida fundamentalmente por los
residuos de las actividades agrarias y forestales.
o Biomasa terciaria, que incluye residuos orgánicos urbanos e
industriales.
Atendiendo a su origen, la clasificación que se va a utilizar en la presente
Tesis Doctoral es la propuesta por la Agencia Andaluza de la Energía:
•
Residuos agrícolas: Se incluyen en esta denominación todos los residuos
orgánicos y restos vegetales que se generan por los cultivos agrícolas
directamente en el campo o en invernadero. Comprenden las podas de
cultivos arbóreos y la paja y restos vegetales del resto de cultivos. En
este grupo quedan incluidos los restos de las podas de olivar.
•
Residuos forestales: Los residuos de origen forestal comprenden todos
los productos o subproductos resultantes de los aprovechamientos y
tratamientos silvícolas que se realizan en las superficies forestales que
no tengan como aprovechamiento principal los fines energéticos, y
que pueden comprender otros tipos de aprovechamiento. Provienen
de
la
necesidad
de
realizar
tratamientos
silvícolas
para
el
mantenimiento y mejora de los montes y masas forestales mediante
talas, podas, limpieza de matorrales, etc. Estos trabajos generan unos
residuos (leñas, ramas y matorrales) que deben ser retirados del
monte, pues son un factor de riesgo de grave importancia para la
propagación de plagas y de incendios forestales.
•
Residuos Ganaderos: los residuos ganaderos son aquellos residuos
orgánicos generados por las especies ganaderas en las explotaciones
intensivas. Se trata principalmente de la mezcla de deyecciones y la
76
cama de ganado, denominándose comúnmente según la especie de la
que proceden en estiércol, purines y gallinaza.
•
Residuos y subproductos industriales: son aquellos subproductos y
desechos
de
origen
orgánico
generados
por
la
industria.
Principalmente de los sectores agroalimentario, maderero y textil. En
este bloque se incluye el orujo de dos fases o alperujo.
•
Residuos
urbanos:
son
aquellos
generados
en
los
domicilios
particulares, comercios, oficinas y servicios, así como los residuos
procedentes de la limpieza viaria, zonas verdes y áreas recreativas.
Los residuos urbanos susceptibles de uso energético incluyen las
aguas residuales, los residuos sólidos urbanos, los aceites de fritura y
los residuos vegetales de zonas verdes.
•
Cultivos energéticos: biomasa producida expresamente con la finalidad
de generar energía de una manera sostenible, es decir, con un balance
energético y de emisiones de gases de efecto invernadero favorable y
un equilibrio natural garantizados. En este grupo se encuentran las
especies de plantas cultivadas específicamente para producir energía,
ya sea a través de la obtención de biocarburantes (bioetanol y
biodiesel) o de biomasa lignocelulósica para fines térmicos o eléctricos
(Cynara Cardunculus, Brassica Carinata, Paulownia de corta rotación
etc,), así como otros cultivos que tradicionalmente han tenido un uso
alimentario, pero que pueden tener también una orientación
energética (trigo, cebada, girasol,…). Según sea sus destino final estos
cultivos se clasifican en alcoholígenos, oleaginosos y lignocelulósicos.
o Cultivos alcoholígenos, se trata de cultivos cuyo destino principal
es la obtención de bioetanol (alcohol etílico) que se utiliza
fundamentalmente como combustible para el transporte (solo o
mezclado con gasolina). Se puede obtener mediante la
fermentación de la glucosa contenida en cultivos ricos en este
77
azúcar como la remolacha azucarera o la caña de azúcar, o a
partir de cultivos de semillas ricas en almidón como el sorgo, el
trigo o la cebada.
o Cultivos oleaginosos, comprenden aquellas especies cuya semilla
es rica en aceites que se utilizan directamente para producir
energía,
o
que
transformación
sirven
en
como
biodiesel
materia
mediante
prima
para
procesos
su
de
transesterificación (girasol, colza, …)
o Cultivos lignocelulósicos: plantas y cultivos especializados en
producir biomasa con fines térmicos o eléctricos, tales como la
Cynara cardunculus (cardo), el eucalipto, el chopo, etc.
Los componentes principales de la biomasa (hidratos de carbono, lípidos y
prótidos) se encuentran en una proporción relativa variable según la naturaleza
de dicha biomasa.
En general, en los vegetales la materia orgánica está constituida en su
mayoría por hidratos de carbono, principalmente en forma de compuesto
lignocelulósicos, o amiláceos, y en menor proporción por lípidos y compuestos
orgánicos nitrogenados, fundamentalmente proteínas.
Según sea el compuesto o grupos de compuestos preponderantes en la biomasa
vegetal, esta recibe varios calificativos. Por ser los hidratos de carbono los más
abundantes de la biomasa vegetal (entorno a un 60%), la designación del tipo de
biomasa se realiza principalmente atendiendo a la forma en la que estos
compuestos se encuentran. Según esto la biomasa se puede clasificar en:
•
Biomasa lignocelulósica, aquella en la que predominan las celulosas
(hemicelulosa y holocelulosa) y la lignina. Es el caso de los restos de las
podas de olivar.
•
Biomasa amilácea, en la que los hidratos de carbono predominantes se
encuentran en forma de polisacáridos de reserva, tales como almidón o
78
inulina. Los cereales o las patatas pueden ser ejemplos representativos de
este tipo de biomasa.
•
Biomasa azucarada, aquella cuyo principal componente hidrocarbonado
está constituido por azúcares, ya sean monosacáridos (glucosa o fructosa
principalmente) o disacáridos tales como la sacarosa. La remolacha o el
tallo de la caña de azúcar son ejemplos de biomasa azucarada.
Según el contenido hídrico de la biomasa, cabe distinguir entre biomasa seca,
que tiene una humedad por debajo del 13%, y biomasa semi-seca o fresca, con un
mayor contenido en agua. Un tejido vegetal fresco puede llegar a un 90% de
agua e incluso más.
En definitiva, la amplia diversidad de fuentes englobadas bajo el término
biomasa, así como la gran cantidad de procesos que pueden llevarse a cabo para
transformar los compuestos químicos originales en otra fuente de energía
(térmica, eléctrica, mecánica) o bien en nuevos productos con características
diferentes a los iniciales que sean más aptos para su uso final, provocan que el
estudio de la biomasa sea más complejo que otras fuentes de energía renovable
como la solar o la eólica.
El esquema de la figura 2.4. muestra la gran variedad de procesos y de
aplicaciones a los que pueden ser sometidos los distintos tipos de biomasas.
79
Figura 2.4. PROCESOS DE CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA
Fuente: Elaboración propia
Por último, un aspecto que le confiere especial interés, además del ya citado
de la renovabilidad, es el asociado a las emisiones neutras de CO2, puesto que el
aprovechamiento final de la biomasa suele conllevar la oxidación total de la
materia orgánica o de los combustibles de ella derivados. El CO2 emitido en este
proceso es equivalente al absorbido por la materia orgánica original y, por ello,
el balance final es neutro. El grado de neutralidad vendrá marcado por la
intensidad, tipo y cuantía de los medios utilizados para la producción,
transporte, tratamiento y utilización de la misma.
80
2.3.1.- Los restos de las podas de olivar
La biomasa procedente de la poda del olivar resulta de la operación que se
aplica a los árboles tras la recolección de la aceituna, generalmente cada dos
años, para contribuir a mantener las copas de los olivos perfectamente aireadas
e iluminadas. La poda tiene además otra serie de beneficios como prolongar la
vitalidad del árbol, mantener equilibradas las funciones productiva y
reproductiva, etc. [5]
En general, se entiende por poda la serie de operaciones realizadas sobre los
árboles por las que se modifica la forma natural de su vegetación, vigorizando o
restringiendo el desarrollo de las ramas con el fin de darles forma y conseguir la
máxima productividad, e incluso restaurar o renovar parte o la totalidad del
árbol [5].
La poda es, después de la recolección, la operación de cultivo que demanda
mayor cantidad de mano de obra en el cultivo del olivo, pudiendo afirmarse
que en las tareas relacionadas directamente con la poda (poda propiamente
dicha, desvareto y eliminación de restos) se invierten anualmente unas 25 horas
por hectárea, lo que representa, por término medio, el 16 % de los costes de
cultivo.
La Asociación Española de Municipios del Olivo, AEMO [3] establece un
ratio similar de 28 horas por hectárea cada dos años para un olivar tradicional
mecanizable de más de 30 años, tanto en secano como en regadío, que
representa un 52% del total, frente al olivar de montaña (24%), intensivo (22%)
y superintensivo (2%). Por tanto, para una hectárea de olivar se puede estimar
un coste aproximado por hectárea de 123,2 €.
Si a este coste se le añade el correspondiente al desvareto, el cual suele
realizarse todos los años y que puede ascender a unos 53,4 €/ha, y el de
eliminación o triturado (70,6 €) la operación total de poda de olivar puede
suponer para el agricultor un coste total de 247,2 €/año.
81
Estos costes suponen, para la misma tipología de olivar, entre un 11 y un 17%
del coste total por hectárea, pudiendo llegar al 18,4% en caso de olivares de
montaña.
Las condiciones agronómicas que debe cumplir la poda son las siguientes:
•
Equilibrar el crecimiento y la fructificación
•
Acortar al máximo el periodo improductivo
•
Alargar el periodo productivo
•
No desvitalizar o envejecer prematuramente el árbol
•
Ser competitiva en costes
•
Tener en cuenta el principal factor limitante de la producción en los
secanos, que es el agua
En España la poda del olivar suele comenzar una vez finalizada la
recolección de la aceituna, correspondiendo a los meses de febrero, marzo y
abril. En el caso de olivar de almazara, se trata de una operación bianual.
Existen distintos tipos de poda, si bien la que interesa desde el punto de vista
de subproductos es la primera categoría.
•
De producción
•
De renovación o rejuvenecimiento
•
Desvareto o poda en verde de verano
•
De adaptación a la recolección mecánica con vibrador
•
Poda del olivar de regadío
•
Poda de plantaciones superintensivas
La poda de producción, llevada a cabo una vez concluida la fase de formación
de los olivos, es realizada cuando estos mantienen una relación hoja-madera
82
alta. Tiene por objetivo aumentar la cantidad de radiación solar captada en el
interior y en la zona externa de la copa, aumentando así las cosechas y
mejorando la calidad de los frutos producidos, facilitando también las
operaciones de recolección manual de las aceitunas. También, extender al
máximo el periodo productivo del olivo, al término del cual se llevará a cabo la
denominada poda de renovación o rejuvenecimiento. Es muy importante
conseguir que los olivos alcancen en el menor periodo de tiempo posible, el
volumen de copa óptimo productivo por hectárea característico del medio en el que
vegeta la plantación.
La expresión que determina el Volumen de copa medio (V) es la siguiente:
V = N x (π x d2 x h)/6
d = (d1 + d2)/2
Siendo:
•
N, densidad de plantación (olivos/ha)
•
d1 y d2, diámetros de copa de los olivos
•
H, altura de copa de los olivos
En el caso de Jaén, para un olivar de regadío, con un marco de plantación de
10 x 10 y una densidad de 100 olivos/ha, el volumen de copa es 154 m3/olivo y
15.400 m3/ha según los autores antes citados.
Los cortes de la poda de producción deben tender a eliminar ramas
completas, suprimiendo los llamados chupones grandes que tienden a dominar
y arruinar vegetativamente la rama sobre la que han brotado, absorbiendo gran
cantidad de savia y sombreando además las ramas inferiores. En cualquier caso
siempre tiene que cumplirse la expresión procedente de los expertos podadores
“la madera a la sombra y la hoja al sol”.
83
Las intervenciones de poda deben aprovechar el máximo aprovechamiento
de la luz, como ya se ha comentado. Para un determinado volumen de copa, la
forma esférica que sería la natural de un olivo sin podar, proporcionaría la
mínima superficie de fructificación. Como la cosecha se concentra anualmente
en la superficie de copa iluminada, conviene crear formas lobuladas, con
entrantes y salientes relativamente huecas en su interior, que a igual volumen
teórico proporcionarían una mayor superficie de fructificación correctamente
iluminada y, por tanto, una producción superior. Los frutos obtenidos en las
zonas mejor iluminadas son los de mejor calidad, con un mayor tamaño y
rendimiento graso.
Finalmente, debe procurarse el equilibrio de ramas que forman el esqueleto
del olivo, evitando la dominancia de unas sobre otras, procurando mediante los
cortes de aclareo, la correcta iluminación interior de la copa. Igualmente, deben
evitarse aclareos excesivamente intensos de ramas finas, ya que este tipo de
podas severas disminuyen la relación hoja-madera, lo que trae consigo mermas
de producción y desequilibrios en el árbol, con tendencia a la formación de
ramos de madera y chupones muy vigorosos, lo que conduce finalmente al
envejecimiento prematuro de la rama en la que se insertan.
Los restos de poda de olivar se han destruido tradicionalmente mediante la
quema de los mismos en el propio campo, suponiendo un coste aproximado de
53 €/ha tal y como ya se ha apuntado (escamujado + separación de fracciones
fina y gruesa + quemado) y un riesgo para el agricultor si la operación no es
realizada con meticulosidad; por lo que hay que tener en cuenta el viento
existente en la zona así como el marco de plantación para no flamear los olivos,
llegando incluso a plantear dificultades o incluso a imposibilitar dicha
operación en marcos de plantación muy intensivos.
La mecanización y su amontonado en puntos específicos de la explotación,
habilitados para la quema (caminos, arroyos, zonas libres de olivar, lindes, etc.)
han permitido un abaratamiento de la eliminación de los restos de poda.
84
La razón de esta quema radica en la problemática ocasionada por la plaga
denominada “barrenillo”, pequeño escarabajo que necesita de las leñas gruesas
para su reproducción durante la primavera y que una vez avivado (final de
mayo y primeros de junio) realiza galerías de alimentación en las axilas de los
brotes, lo que determina su seca y posterior caída, ejerciendo una fuerte acción
depresiva sobre las plantaciones de olivar.
Otra opción para la destrucción de estos restos es la trituración, reduciendo
las ramas y leñas a trozos pequeños en los que no es posible la puesta de las
hembras del barrenillo, pudiendo quedar los restos en el campo esparcidos
sobre el terreno, algo que pude tener interés desde el punto de vista
agronómico en tanto que enriquece el suelo de materia orgánica, recicla los
nutrientes y lo protege de la erosión, entre otros.
Esta alternativa también presenta algunos inconvenientes debido a que la
descomposición de los restos de poda suele ser lenta y dificulta la realización de
otras tareas agrícolas. Además su presencia en el suelo suele ser muy
prolongada, puede contribuir al incremento de algunos problemas fitosanitarios
y, sobre todo, conlleva un coste superior a la incineración para el agricultor, del
orden de 70,6 €/ha como ya se ha apuntado.
El proceso completo desde el comienzo de la poda hasta el almacenamiento
final de la biomasa se muestra en la figura 2.5., donde se esquematizan el
conjunto de operaciones que realiza el agricultor para poder extraer los restos
de la poda del campo.
El escamujado consiste en una separación de fracciones, por un lado la
denominad fina (< 20 cm de grosor) compuesta por ramas y ramones, y por otro
la gruesa o leña. Toda esta materia queda depositada debajo del olivo por lo
que el siguiente paso consiste en, una vez separada la leña, colocar el resto en
medio de las calles de los olivos, es lo que se denomina hilerado, y puede ser
manual o automático. El resto de etapas son la fragmentación mecánica bajo sus
diferentes vertientes (picado, astillado, triturado,…), la recogida de la astilla que
85
suele ser cargada en un remolque de un tractor para su posterior traslado hasta
el punto de almacenamiento o de consumo.
Figura 2.5-. DISTINTAS ETAPAS PARA LA EXTRACCIÓN DE LOS RESTOS
DE LA PODA DEL OLIVAR DEL CAMPO [7]
PODA
RETIRADA DE
LEÑA
ESCAMUJADO
ALMACENAMIENTO
TRANSPORTE
HILERADO
ASTILLADO
Las dos principales características de los restos de las podas de olivar son su
baja densidad y su estacionalidad, puesto que, por problemas de propagación de
plagas como ya se ha mencionado, han de ser extraídos del campo una vez
recogida la cosecha de aceituna y en un periodo de tiempo no superior a 15 ó 20
días dependiendo de las condiciones climáticas.
Por un lado, es bueno si el clima es soleado que la biomasa permanezca en el
campo porque así se reducirá su humedad de una manera natural, por otro este
86
buen tiempo contribuye a la propagación del temido barrenillo lo que obligaría a
extraer, quemar o picar los residuos de una manera rápida.
Por tanto, las principales opciones con las que cuenta el agricultor en la
actualidad para “gestionar” los restos de poda de olivar son las siguientes:
•
Quema controlada o incineración “in situ”
•
Fragmentación mecánica y aporte al terreno
•
Aprovechamiento energético
•
Producción de biocombustibles sólidos
•
Obtención de biocarburantes (“biorefinerías”)
A continuación se analiza de una manera detallada cada una de las opciones
planteadas.
2.3.1.1.- Quema de restos de podas de olivar
La quema de residuos agrícolas en el campo ha sido una práctica habitual en
Andalucía y en España en las últimas décadas. Sus consecuencias negativas son
varias:
•
Aumento del riesgo de incendios y erosión
•
Pérdida de la posibilidad de incorporación al suelo de materia orgánica
•
Degradación estructural
•
Pérdida de fertilidad
•
Mayores riesgos de desertización
87
La normativa andaluza14 que regula las normas de condicionalidad que
deben cumplir los agricultores y ganaderos que reciban pagos directos en el
marco de la Política Agraria Común, PAC, establece, en relación a los restos de
las podas de olivar lo siguiente: “debe realizarse siempre con arreglo a la normativa
medioambiental vigente”. Como consecuencia de este marco normativo, cada vez
más restrictivo, esta práctica ha ido experimentando un retroceso en los últimos
años
En el caso de Andalucía, la normativa medioambiental vigente es el Decreto
247/2001 por el que se aprueba el Reglamento de protección y lucha contra los
incendios forestales15. En su Título III “Régimen de Usos y Actividades”, Capítulo I
“Usos y Actividades en Terrenos Forestales y Zona de Influencia Forestal”, Sección 2ª
“Empleo de Fuego en Actividades Agrarias”, artículo 14 se recoge “la quema de
matorral, pastos y residuos procedentes de tratamientos silvícolas, fitosanitarios y otros
trabajos forestales, así como la quema de rastrojos o residuos en labores agrícolas que se
realicen en la Zona de Influencia Forestal requieren autorización administrativa
debidamente motivada, en la que se fijarán las condiciones de ejecución de la quema y
que será dictada previa solicitud del interesado”.
Por tanto, se puede afirmar que la quema de restos de poda de olivar no está
prohibida, pero sí reglada, es decir, bajo unas determinadas condiciones y
previo, siempre, a la autorización por parte de la autoridad competente.
Actualmente es muy difícil determinar el porcentaje de superficie de olivar
en la que queman los restos de la poda, si bien es posible hablar de
aproximadamente un 50% del total de la poda generada, aunque ello depende,
Orden de 22 de junio de 2009 que establecen los requisitos legales de gestión y las buenas
condiciones agrarias y medioambientales que deben cumplir los agricultores y ganaderos que
reciban pagos directos en el marco de la Política Agraria Común, PAC, los beneficiarios de
determinadas ayudas de desarrollo rural y los agricultores que reciban ayudas en virtud de
programas de apoyo a la reestructuración y reconversión y a la prima por arranque del viñedo.
Boletín Oficial de la Junta de Andalucía, 7 de julio de 2009, núm. 92.
15 Decreto 247/2001, de 13 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de protección y
lucha contra los incendios forestales. Boletín Oficial de la Junta de Andalucía, 15 de diciembre de
2001, núm. 144, modificado por el Decreto 371/2010, de 14 de septiembre, por el que se aprueba
el plan de emergencia por incendios forestales de Andalucía. Boletín Oficial de la Junta de Andalucía,
30 de septiembre de 2010, núm. 192.
14
88
entre otros factores, de la zona en cuestión. Por ejemplo en la comarca de la
Sierra de Cazorla debido a la proximidad del Parque Natural de las Sierras de
Cazorla, Segura y las Villas, las exigencias medioambientales y normativas están
reduciendo esta práctica prácticamente al 100%.
En determinadas ocasiones en las que se utilizan aperos acoplados al tractor
para realizar el acopio, este coste puede ser superior. En cualquier caso, el coste
final depende de varios factores como el marco de plantación, el número de
pies por árbol o la orografía del terreno.
En cuanto a los riesgos, cabe citar que el mayor es la quema, total o parcial,
de olivos en función del viento existente en el momento de realizar la
operación. Además, de la consiguiente emisión descontrolada de partículas y de
emisiones de gases a la atmósfera.
La tendencia natural de la quema de residuos en campo es, salvo
excepciones, su desaparición por todos los inconvenientes mencionados, si bien
existen determinados emplazamientos que por su orografía es mucho más
costoso astillar los restos de poda que quemarlos, y lógicamente los agricultores
se preocupan de la viabilidad de sus explotaciones.
En la fotografía número 8 se puede apreciar un agricultor realizando la
operación de quema en el campo. En esta ocasión amontonando los restos de
poda en un punto de la finca mediante un apero acoplado al tractor. Como se
puede apreciar la imagen no es positiva, y más si se generaliza tal y como
sucede en la provincia de Jaén durante el periodo posterior a la recolección de
la aceituna, donde se proyecta una imagen de innumerables focos de humo
esparcidos a lo largo y ancho de toda la provincia.
89
Fotografía nº 8. OPERACIÓN DE QUEMA DE RESTOS DE PODA
2.3.1.2.- Fragmentación mecánica y aporte al terreno como enmienda orgánica
Otra posibilidad para la destrucción de los restos de las podas de olivar es la
trituración, reduciendo las ramas y leñas a trozos más pequeños en los que no
es posible la puesta de las hembras del barrenillo, quedando esparcidos sobre el
terreno, lo que puede conllevar importantes ventajas de tipo agronómico tales
como reciclado de los nutrientes contenidos en los restos de poda, aporte de
materia orgánica y protección del suelo frente a la erosión, entre otros. Es una
alternativa que va tomando cada vez más fuerza debido también, aparte de las
razones citadas, a la generalización en el sector de maquinaria astilladora.
El principal inconveniente, además del coste para el agricultor es que su
realización prolongada puede provocar, como ya se ha comentado, problemas
de asimilación y acumulación de materia orgánica en el suelo que dificultan la
realización
de
labores
posteriores
de
mecanización.
También,
si
su
descomposición es lenta y su presencia prolongada pueden ocasionar
problemas de tipo fitosanitario.
90
No obstante, algunos autores afirman que la incorporación continuada de los
restos de poda en el olivar modifican notablemente las propiedades físicas del
suelo (materia orgánica, P y K asimilables, N orgánico) y químicas (estructura,
densidad aparente, resistencia a la penetración, infiltración y evaporación).
Además presenta un efecto herbicida sobre las hierbas que emergen en la calle
del olivar, lo que evita la incorporación de elementos de tipo químico. Por ello,
las cubiertas vegetales son difíciles o imposibles de realizar cuando se opta por
esta alternativa de gestión de los restos de las podas de olivar.
El único inconveniente que puede suponer esta práctica, además de los ya
reseñados, es la mezcla involuntaria de astillas con el fruto cuando se recoge la
aceituna caída al suelo de forma natural, o cuando la recolección se realiza
derribando previamente la aceituna sobre el suelo y los frutos se recogen
posteriormente mediante máquinas barredoras. Estas astillas pueden llegar a
ocasionar problemas en las almazaras, concretamente en la zona de
molturación, de ahí la necesidad de instalar equipos despalilladores en el tren
de lavado-limpieza.
Algunos agricultores consultados manifiestan una reacción negativa a esta
práctica, apuntando que en caso de no llevarla a cabo de una manera adecuada
puede repercutir negativamente en la calidad de los aceites. Ello en función del
tamaño de partícula producido por la máquina astilladora, que a su vez
depende de las dos principales tecnologías empleadas: martillos o cuchillas. En
general, cuando menor es éste mucho mejor desde el punto de vista de su
asimilación por el suelo [10].
En la fotografías número 9 y 10 se pueden apreciar sendas máquinas de
astillado de restos de poda de olivar, manual y automática, realizando la
operación en el olivar.
91
Fotografías nº 9. MAQUINARIA ASTILLADORA “MANUAL” DE RESTOS
DE PODAS DE OLIVAR
2.3.1.3.- Aprovechamiento energético
Es realizado, normalmente, por grandes compañías del sector energético y/o
agroalimentario, las cuales adquieren la biomasa a través de empresas de
servicios agrícolas y forestales que se suelen encargar de realizar las tareas de
astillado, recogida y transporte hasta las plantas de generación de energía
eléctrica.
En este caso el agricultor se evita el coste de tener que eliminarla y recibe un
ingreso por la venta de su biomasa, que puede estimarse para una humedad
inferior al 20% en 38€/Tm [11].
Esto se produce en un porcentaje pequeño todavía muy difícil de estimar. En
el caso de la provincia de Jaén, existen dos plantas que consumen restos de
podas de olivar, una de ellas el 100%, y otra junto a otros biocombustibles como
orujillo, cultivos energéticos y residuos forestales).
92
Fotografía nº 10. MAQUINARIA ASTILLADORA “AUTOMÁTICA” DE
RESTOS DE PODAS DE OLIVAR
La figura 2.6., muestra la relación entre el PCI, la humedad y el precio de la
biomasa a pie de planta para generación de energía eléctrica, que hasta hace
poco ha constituido el único mercado para la biomasa del olivar.
A medida que crece la humedad desciende el poder calorífico y también el
precio recibido por los suministradores. Ello pone de manifiesto la importancia
de disponer de una biomasa con un nivel de humedad aceptable, el cual puede
situare alrededor del 12-15%.
93
Figura 2.6.- RELACIÓN PCI, HUMEDAD Y PRECIO PARA LOS RESTOS DE
PODAS DE OLIVAR
22
45
20
P.C.I. (MJ/kg)
16
35
14
30
12
25
10
20
Centimos €
40
18
P.C.I.
% Humedad
Centimos €
Lineal (Centimos €)
8
15
6
10
4
5
2
0
0
10
20
30
40
50
60
% Humedad
70
0
80
90
y = -0,4812x + 43,352
Fuente: Elaboración propia
La fotografía número 11 muestra una imagen de una planta de generación de
energía eléctrica alimentada con biomasa que consume, entre otros tipos de
biomasa, restos de podas de olivar. Corresponde a la empresa VALORIZA
ENERGÍA, S.L.U. y está ubicada en el municipio de la Estación de LinaresBaeza. Se trata de un complejo industrial en el que además de esta planta, hay
una instalación de cogeneración termoeléctrica de 25 MW de potencia
alimentada con gas natural.
94
Fotografía nº 11. PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CON BIOMASA DEL OLIVAR
2.3.1.4.- Fabricación de biocombustibles sólidos
Esta es otra alternativa para proporcionar valor añadido a los restos de poda
de olivar de cara a un aprovechamiento posterior, normalmente su uso en
calderas automáticas para climatización de edificios o en plantas de generación
de energía eléctrica como pre-tratamiento previo a su utilización.
La producción de astillas es realizada normalmente por empresas de servicios
agrícolas y forestales que suministran biomasa a las plantas de generación de
energía eléctrica. Se lleva a cabo mediante sistemas de rotación rápida que
transforman biomasa de tamaño intermedio, como ramas o troncos de pequeño
diámetro, en astillas de pocos centímetros.
Existen en el mercado una gran variedad de máquinas astilladoras, las cuales
se componen básicamente de un sistema de alimentación (manual o
automático), un conjunto de rodillos de sujeción para la introducción de la
biomasa en la máquina y sistemas de corte mediante cuchillas o martillos.
95
Pueden clasificarse también en estáticas (para plantas industriales con
capacidades de hasta 200 Tm/h), semi-móviles (similar a las anteriores pero
que permiten su transporte en camión y capacidades de hasta 100 Tm/h) y
móviles, con capacidad para moverse en las explotaciones agrícolas y forestales
y con capacidades de hasta 20 Tm/h. La elevada humedad es un factor
limitante a la hora de astillar.
El precio de esta biomasa astillada puede situarse entre las 40 €/Tm para
generación eléctrica, siempre dependiendo de la humedad y del PCI y las 70
€/Tm para los usos finales térmicos. En este último caso es un recurso poco
empleado en relación al hueso o al pélet. En la fotografía 12 se puede apreciar la
producción de astilla a partir de biomasa de origen forestal (chopo).
Fotografía nº 12. MAQUINARIA DE PRODUCCIÓN DE ASTILLA
FORESTAL
En el proceso de peletización la biomasa es secada, triturada, homogeneizada
y densificada, lo cual mejora sus características de almacenamiento, transporte
y manipulación [12].
96
Esto se logra mediante la aplicación de presión sobre una matriz perforada,
que puede ser cilíndrica o plana, a través de la cual se hace pasar el material, el
cual adopta la configuración de los orificios. La forma de los pélets suele ser
cilíndrica con un diámetro de entre 6 y 20 mm y una longitud de 25 a 60 mm,
que depende fundamentalmente de su uso posterior.
El precio del pélet en el mercado, en función de sus características, puede
alcanzar los 240 €/Tm. Sus ventajas radican en su elevada densidad en relación
al hueso o la astilla (del orden de 650 kg/m3) y su bajo contenido en cenizas. De
ahí que su destino principal sea para usos finales térmicos en el sector
doméstico y de servicios [13].
La fotografía número 13 muestra una planta de producción de pélets a partir
de biomasa del olivar.
Fotografía nº 13. PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS CON BIOMASA
DEL OLIVAR
97
Por último, el hueso de aceituna, que es un magnífico combustible como se
apuntó anteriormente, se obtiene separando las distintas fracciones sólidas que
componen el orujo de aceite (piel y pulpa fundamentalmente).
La extracción del hueso se puede realizar en húmedo en la propia almazara o
bien en seco en las extractoras de aceite de orujo o en instalaciones habilitadas
al efecto, puesto que lo único que se requiere es espacio dado que el secado se
suele realizar en la mayoría de los casos al sol, excepto en el caso de las
extractoras, donde el secado es mediante un proceso industrial, incluida la
cogeneración termoeléctrica.
Posteriormente se le suele dar una serie de volteos mecánicos para continuar
extrayéndole los restos de piel y pulpa que pueda contener y, mediante un
ventilador, se reduce su humedad hasta valores del orden del 10-12%.
El precio del hueso en el mercado puede alcanzar los 150 €/t en función de la
pureza del mismo y de su humedad. También depende de la cosecha de
aceituna y de la coyuntura del mercado.
2.3.1.5.- Obtención de biocarburantes (“Biorefinería)
Las tecnologías actuales de producción de biocarburantes a nivel industrial
se agrupan de acuerdo a los dos siguientes grupos:
•
Primera generación, que comprende tecnologías capaces de producir
etanol a partir de azúcar y almidón, como por ejemplo caña, maíz o
cereales, y para la obtención de biodiesel de semillas oleaginosas como la
palma, la soja o el girasol. (Figura 2.7.).
•
La segunda generación, que la componen tecnologías capaces de
transformar biomasa lignocelulósica en biocarburantes, a partir, por
ejemplo, de restos de podas de olivar como está investigando la
Universidad de Jaén (Figura 2.8).
98
Figura 2.7. MÉTODOS ACTUALES DE OBTENCIÓN DE
BIOCOMBUSTIBLES
Vía DIRECTA
BIOETANOL
(GASOLINA)
Remolacha
Caña de azúcar
Cereales
Vía INDIRECTA
Etanol + ETBE
BIOCARBURANTES
Aceites vegetales
(Colza, soja, palma,…)
BIODIESEL
(Esteres metílicos en
gasóleo)
Fuente: Elaboración propia
Los biocarburantes tradicionales (biodiesel16 y bioetanol17), por distinguirlos de
los de segunda generación, han estado sometidos a controversias de tipo social, la
más importante de las cuales ha sido la de ser obtenidos a partir de materias
primas que se utilizan para la alimentación (maíz, girasol, soja, palma,...).
Ester metílico producido a partir de un aceite vegetal o animal y utilizado como carburante en
motores de ciclo Otto o diésel
17 Etanol producido a partir de la fermentación de vegetales de elevado contenido en
azúcar/almidón utilizado como carburante en motores de gasolina
16
99
En el caso de los de 2ª generación, esto no sucede; siendo lo más relevante
que la materia prima de la que se parte es precisamente la biomasa residual,
entre otras.
Los biocombustibles de segunda generación presentan las siguientes ventajas
respecto de los de primera, que los hacen más competitivos en un futuro
cercano:
•
Mayor rango de materias primas para su producción
•
Minimización de la competencia con la producción de productos
alimentarios
•
Mejora del ciclo de vida de la producción de biocarburante, pasando
de una reducción de aproximadamente el 45% a valores estimados de
hasta el 90%
•
Superiores rendimientos por hectárea (4.000 frente a 1.300)
•
Menores emisiones de CO2
•
Mayores rendimientos energéticos
•
Elevada calidad del hidrocarburo obtenido (mayor número de
cetano18, bajo contenido en aromático, cero azufre, ...
Pero también presentan algunos inconvenientes, fundamentalmente que para
su obtención se parte de procesos más complejos, como por ejemplo el conocido
como síntesis de Fischer-Tropsch, y también más costosos.
Esta síntesis es un proceso químico para la producción de hidrocarburos
líquidos (gasolina, keroseno, gasóleo C y lubricantes) a partir de gas de síntesis
(CO y H2). Fue inventado por los alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch.
Guarda relación con el tiempo que transcurre entre la inyección del carburante y el comienzo
de su combustión. Cuanto más elevado sea este índice, menor es el retraso de la ignición y
mejor es la calidad de la combustión
18
100
Figura 2.8. PROCESOS DE 2ª GENERACIÓN
Fermentación
BIOETANOL
Syngas
(CO + H2)
GASIFICACIÓN
GASÓLEO, BTL
Síntesis de Fischer
Tropsch
BIOMASA
PIRÓLISIS
Ac. pirólisis
GASOLINA Y
GASÓLEO AUTO
Procesos de refino
(hidrogenación, cracking)
PRETRATAMIENTO
HIDRÓLISIS
HEMICELULÓSICA
HIDRÓLISIS
CELULÓSICA
FERMENTACIÓN
AZÚCARES
BIOETANOL
Fuente: Elaboración propia
Esta última aplicación, la cual se encuentra en fase de Investigación y
Desarrollo, puede constituir una alternativa para los restos de poda de olivar.
Consiste en transformar la biomasa lignocelulósica en un carburante apto
para su uso en automoción, etanol en este caso, tal y como se muestra en el
esquema de la figura 2.9. Es la línea de investigación seguida por el
Departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales de la
Universidad de Jaén.
101
Figura 2.9. ESQUEMA DE OBTENCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE
RESTOS DE PODA DE OLIVAR [7].
Biomasa
Lignocelulósica
Microorganismo
fermentativo
Celulasas
Sólidos
Pretratamiento
Hidrólisis
Enzimática
Fermentación
ETANOL
Líquidos
Sacarificación y Fermentación Simultáneas
SFS
Azúcares solubilizados
(C5/C6)
Fermentación
Asociado a la obtención de biocarburantes de 2ª generación surge un nuevo
concepto de biorrefinería, similar al de refinería convencional de petróleo. Se
trata de una instalación industrial en la que partiendo de biomasa
lignocelulósica se pueden obtener distintos productos (carburantes, plásticos,
químicos,...) y energía.
Desde una perspectiva estratégica las ventajas son significativas en términos
cualitativos y cuantitativos:
•
Se trata de una instalación centralizada, lo que supone una optimización
importante de recursos, tanto inputs como outputs.
102
•
La variedad de productos resultantes pueden ser comercializados en el
mercado por su elevado valor energético.
•
Se consigue un aprovechamiento de economías de escala. Se trata de
inversiones cuantiosas, pero también con periodos de vida útil
importantes. Deben ser diseñadas para utilizar un amplio rango de tipos
de biomasa y para producir un amplio rango de productos en función de
las demandas del mercado.
El esquema de obtención del biodiesel de 2ª generación se puede apreciar en
la figura 2.10.
Figura 2.10. ESQUEMA DE OBTENCIÓN DE BIODIESEL DE 2ª
GENERACIÓN
SYNGAS
BIOMASA
Gasificación
Síntesis Fischer
Tropsch
Hidroacabado
PRODUCTOS XTL
CERA FT
DIESEL
KEROSENO
NAFTA
CERA
LUBRICANTES
Fuente: elaboración propia
Por tanto, partiendo de una biomasa del tipo lignocelulósico como los restos
de podas de olivar, se somete a un proceso de gasificación a partir del cual se
obtiene el denominado syngas o gas de síntesis y, a partir del mismo, mediante
103
la denominada síntesis de Fischer-Tropsch se genera el hidrocarburo líquido,
diesel en este caso, que constituirá un sustituto directo del petróleo en la
automoción.
Por todo ello, las dos grandes ventajas estratégicas de los biocombustibles de
2ª generación son:
•
La posibilidad de utilizar como materia prima biomasa residual sin
necesidad de competir con el sector primario y con la alimentación.
•
La obtención de un producto sustitutivo directo del petróleo para su uso
en un sector como el transporte, gran consumidor de energía y
responsable de un volumen importante de emisiones de gases de efecto
invernadero.
2.3.1.6.- Generación y potencial energético
Algunos autores establecen que la producción media de ramones (hoja +
madera fina de diámetro inferior a 5 cm) y leñas en un olivar de secano está
muy relacionado con su capacidad productiva, tal y como se puede apreciar en
el cuadro 2.2.
En olivares de tipo medio de las provincias de Jaén y de Córdoba cada
hectárea de olivar puede generar en torno a 1,25 toneladas anuales de biomasa
constituida por la fracción fina (por debajo de 5 cm. de diámetro) y 0,5 Tm/ha
de fracción gruesa o leña [4].
Otras fuentes de información consultadas relacionan la generación de
biomasa residual con la superficie de cultivo, arrojando los siguientes valores
para el llamado Índice de Residuo (IR) expresado en kg de residuo por hectárea, y
que para el caso del olivar se recoge en el cuadro 2.3., en función del
rendimiento de aceituna por superficie.
104
Cuadro 2.2.- PRODUCCIÓN DE BIOMASA PROCEDENTE DE RESTOS DE
PODA DE OLIVAR EN FUNCIÓN DE LA CAPACIDAD PRODUCTIVA DEL
OLIVO [6]
PRODUCCIÓN MEDIA DE ACEITUNAS (KG/OLIVO)
Ramones
25
35
45
55
27
36
44
53
19
27
34
55
71
87
12
Leñas
TOTAL
39
Cuadro 2.3.- ÍNDICE DE RESIDUO (IR) PARA EL OLIVAR
IR (kg/ha)
< 3.000 KG/HA
> 3.000 KG/HA
1.400
1.700
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía.
Para la determinación de la cantidad de biomasa procedente de la poda del
olivar se puede utilizar la siguiente expresión:
Biomasa (kg/año) = S (ha) x IR (kg/ha x año)
Donde:
•
S es la superficie de olivar considerada.
•
IR es el llamado “Índice de Residuo” expresado en kg/ha año
105
Para la estimación del potencial energético de la biomasa procedente de la
poda del olivar, se puede utilizar la siguiente expresión:
Energía (tep/año) = Biomasa (kg/año) x PCIh (kcal/kg) x 1/107 (tep/kcal)
Considerando un Índice de Residuo (IR) de 1,75 Tm anuales, se puede estimar
tanto el volumen de biomasa procedente de restos de podas de olivar generado
en Andalucía, como en la provincia de Jaén; así como el potencial energético de
los mismos.
De acuerdo con el dato de superficie de olivar de almazara en Andalucía
(1.499.896 hectáreas) se puede concluir que se producen del orden de 2.624.818
Tm anuales de esta fuente de biomasa, tanto de fracción fina (ramas y ramones)
como de leña.
En el caso concreto de la provincia de Jaén, la cantidad de biomasa
procedente de los restos de poda de olivar considerando la superficie de olivar
(571.604 hectáreas) es de 1.000.307 Tm anuales, un 38,11% del total generado en
Andalucía.
Partiendo de un poder calorífico inferior (PCI)19, para un humedad del 16%,
de 3.190 kcal/kg, el potencial energético de esta fuente de energía renovable y
autóctona es de 937.316,94 toneladas equivalentes de petróleo (tep) en el caso de
Andalucía y de 319.097,93 tep en el caso de la provincia de Jaén.
El potencial de la biomasa de los restos de la poda del olivar en Andalucía
supondría en torno a un 7,69% del consumo total de energía final de Andalucía
en 2011. En el caso de la provincia de Jaén, el dato es aún más contundente,
situándose en el 25,32%.
Cantidad de energía que se desprende en la combustión de una unidad de masa de un
material combustible en la que el agua se libera en forma de vapor. Si esta agua se condensa
desprendería calor y entonces se hablaría de Poder Calorífico Superior (PCS). Por tanto, el PCI
es inferior al PCS y a mayor humedad del combustible, mayor resultará esta diferencia.
19
106
En el cuadro 2.4. se recoge un resumen del potencial de biomasa procedente
de los restos de las podas de olivar en Andalucía y en Jaén, así como el
potencial energético. El cuadro 2.5. muestra los principales parámetros de una
muestra de restos de podas de olivar compuesta por una mezcla de leña, ramón
y hojas.
Cuadro 2.4.- POTENCIAL DE BIOMASA Y ENERGÉTICO DE LOS RESTOS
DE LAS PODAS DE OLIVAR EN ANDALUCÍA Y JAÉN
ANDALUCÍA
JAÉN
Superficie total (Ha)
1.499.896,00
571.604,00
IR (kg/Ha*año)
1.750,00
1.750,00
Total biomasa (t/año)
2.624.818,00
1.000.307,00
Potencial Energético (tep/año)
837.316,94
319.097,93
Fuente: Elaboración propia
2.3.2.- Subproductos de la industria olivarera
Las agroindustrias del sector del olivar son las siguientes:
•
Almazaras, que son en las que se produce por medios físicos el aceite de
oliva a partir de la aceituna.
•
Extractoras u orujeras, en las que se obtiene aceite de orujo de oliva crudo
por medios físicos o químicos a partir del orujo graso procedente de las
almazaras, tal y como se muestra en el siguiente gráfico.
•
Entamadoras, que son aquellas agroindustrias dedicadas al procesado de
la aceituna mediante fermentación o salazón para su consumo como
aceituna de mesa.
107
Cuadro 2.5.- PRINCIPALES PARÁMETROS DE LOS RESTOS DE LAS
PODAS DE OLIVAR (S/HÚMEDO).
PARÁMETRO
UNIDAD
RESULTADO
Humedad total
%
5.30
Cenizas 815 ºC
%
2.86
Materias volátiles
%
76.05
P.C.S.
Kcal/kg
4,443
P.C.I.
Kcal/kg
4,126
Carbono fijo
%
15.80
Carbono
%
45.92
Hidrógeno
%
6.29
Nitrógeno
%
0.45
Azufre
%
0.09
Oxígeno
%
44.40
Fuente: Fundación CIDAUT
En la figura 2.11. se muestra un esquema del proceso industrial que tiene
lugar en las extractoras de aceite de orujo, que tal y como ya se han apuntado,
constituyen un elemento esencial del sector oleícola y sin cuya participación en
el mismo hoy por hoy no sería factible producir aceite de olivar virgen extra en
las almazaras.
108
Figura 2.11.- DIAGRAMA PROCESO EXTRACTORA DE ACEITE DE
ORUJO
Fuente: Asociación Nacional de Extractores de Aceite de Orujo, ANEO
Los principales subproductos generados por estas agroindustrias incluyen:
•
Restos de hojas y ramas finas (hojín),
•
orujo húmedo y graso también conocido como alperujo,
•
Orujillo y
109
•
Hueso de aceituna.
Los restos de hojas y ramas finas, material comúnmente denominado hojín, se
generan como resultado de la limpieza de la aceituna antes de su procesado,
tanto en la almazara como en la entamadora.
Tradicionalmente se han utilizado para alimentación animal (31%), y más
recientemente para la producción de compost junto con otros restos orgánicos
(35%); sin embargo en la mayor parte de los casos constituyen un auténtico
residuo (16%) y, por tanto, carecen de valor comercial, además de ser necesarios
una adecuada eliminación y/o tratamiento de los mismos (7%).
Su elevado contenido en humedad, del orden del 40% los hacen inviables
para su empleo en plantas de generación de energía eléctrica (10%). Su poder
calorífico en base seca se sitúa en torno a 4.378 kcal/kg.
El orujo o alperujo es el subproducto que se genera en las almazaras durante el
proceso de elaboración del aceite de oliva. La totalidad de éste es empleado
como materia prima para las industrias de extracción del aceite de orujo por lo
que no puede considerarse como un subproducto como tal y sí como una
materia prima.
Existe una planta de generación de energía eléctrica en Andalucía que utiliza
este tipo de biomasa directamente como combustible empleando una tecnología
de combustión denominada “lecho fluido”. También se ha empleado, junto con
hojín y otros residuos orgánicos, para la elaboración de compost y su aplicación
a los suelos.
Otra opción tecnológica de valorización de este producto pasan por la
digestión anaeróbica previa extracción de polifenoles. Su elevado contenido en
antioxidantes dificultan los procesos de fermentación, de ahí que sea necesaria
su liberación para que la producción de biogás sea más eficiente. De la materia
seca restante se puede obtener un fertilizante. Este biogás puede ser empleado
en motores de combustión interna alternativos o en las llamadas pilas de
110
combustible para producir electricidad, con un mayor rendimiento energético y
un menor volumen de emisiones a la atmósfera.
De una hectárea de olivar, se pueden producir 1.500 kg de orujo, compuesto
por un porcentaje elevado de agua (54,5%), restos de sólidos como piel, pulpa y
hueso (42,50%) y algo de aceite (3%). Por tanto, se trata de una fuente de
biomasa con un elevado contenido en agua (818,6 kg/ha) lo que dificulta su
manejo y su traslado hasta la extractora
En las extractoras, el alperujo procedente de las almazaras es sometido a un
proceso químico en el que el aceite residual es capturado mediante el empleo de
un disolvente orgánico (hexano). Esta operación se compone, a su vez, de dos
pasos previos, el secado y la extracción propiamente dicha.
La fase de secado se suele realizar en secaderos rotativos y continuos tipo
trómel por los que se hace circular una corriente de aire caliente a alta
temperatura (entre 400 y 800 ºC). El calor necesario puede ser obtenido
directamente a partir de la combustión del orujillo generado en la misma
extractora o mediante sistemas de cogeneración termoeléctrica mediante gas
natural.
En la figura 2.12, y en la fotografía número 14 se pueden apreciar
respectivamente el esquema de funcionamiento de un secadero rotativo de orujo, y
de un trómel de secado, ambos gentileza de la firma jiennense ESPUNY
CASTELLAR, S.A, el cual emplea orujillo como combustible, en lo que, como se
verá más adelante, podría denominarse “sistema tradicional de secado de alperujo”
puesto que es la forma en la que tradicionalmente ha funcionado el sector
extractor en España hasta la entrada en funcionamiento de los sistemas de
secado mediante cogeneraciones termoeléctricas.
111
Figura 2.12.- ESQUEMA DE SECADERO ROTATIVO DE ORUJO
Fuente: ESPUNY CASTELLAR, S.A.
Fotografía nº 14.- SECADERO DE EXTRACTORA
Fuente: ESPUNY CASTELLAR, S.A.
112
El hueso de aceituna es el principal componente sólido que contiene el orujo,
pudiendo ser extraído del mismo mediante procedimientos físicos. Se trata de
un combustible muy adecuado para usos térmicos debido a su reducida
humedad (13%) y elevado poder calorífico, del orden de 4.440 kcal/kg en base
seca.
La extracción del hueso se realiza en gran parte de las almazaras de
Andalucía con la finalidad de utilizarlo para la producción de la energía térmica
necesaria en la propia almazara y también para comercializarlo para usos
finales térmicos, pudiendo alcanzar un precio en el mercado, una vez limpio y
seco (humedad entorno al 10%) de hasta de 150 €/Tm.
El contenido en sólidos del orujo es del 41,49%, es decir, un 34,46% del total
de la masa de la aceituna. Estos sólidos están compuestos, a su vez, por piel
(22%), pulpa (40%) y hueso (38%). Se puede afirmar por tanto, que el porcentaje
de hueso contenido en la aceituna es del 13,09%.
Finalmente, el orujillo es el subproducto que se produce en las extractoras
como resultado de los procesos de secado y extracción del orujo graso. Su
fracción seca está compuesta por piel (15-30%), hueso (30-45%) y sólidos finos
de pulpa (30-50%). Posee un porcentaje de humedad que varía entre el 9% y el
12% y un poder calorífico en torno a 4.100 kcal/kg en base seca, lo que le
confiere un elevado valor como combustible.
Parte del orujillo es consumido por las propias extractoras y el resto se
consume en las plantas de generación de energía eléctrica alimentadas con
biomasa. También se están dando situaciones paradójicas desde un punto de
vista energético de exportación hacia países como Italia y Reino Unido [14].
En el cuadro 2.6. se muestra un balance de masa en una almazara partiendo
de 1.000 kg de aceituna molturada, a los que se añade un 10% de agua de
proceso.
113
Cuadro 2.6.- BALANCE DE MASAS EN UNA TONELADA DE ACEITUNA
kg
%
ACEITUNA+AGUA
1.010,00
100%
Aceite
176,00
17,43%
Orujo
819,00
81,09%
Agua
5,00
1,49%
ORUJO
819,00
100,00%
Agua
447,00
54,58%
Sólidos
348,00
42,49%
Aceite
24,00
2,93%
SÓLIDOS/ACEITUNA
348,00
34,46%
HUESO/ACEITUNA
132,24
13,09%
SÓLIDOS
348,00
Piel
76,56
22%
Pulpa
139,20
40%
Hueso
132,24
38%
Fuente: Instituto de la Grasa. Consejo Superior de Investigaciones Científicas,
CSIC. Ministerio de
114
Del total de industrias extractoras existentes en España en 2011 (38), un 36,84
% disponen de sistemas de cogeneración. El resto siguen utilizando el
tradicional trómel de secado, el cual está sometido a la legislación vigente en
materia de emisión de partículas20.
En resumen, la biomasa generada en las industrias vinculadas al sector del
aceite de oliva se muestra en el cuadro 2.7. Cabe mencionar que en la
estimación del orujillo producido se encuentra contenido el hueso, puesto que
como ya se ha comentado, los sólidos que suponen un 42,49% del orujo, están
compuestos por piel (22%), pulpa (40%) y hueso (38%). Además, en caso de
extraer el hueso del orujillo, este subproducto dejaría de tener interés desde un
punto de vista energético.
Para la estimación de las cantidades se ha partido del ratio de producción de
aceituna por hectárea de la campaña 2010/2011 calculado a partir de los datos
de producción facilitados por la Delegación Provincial de la Consejería de
Agricultura y Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, y cifrado en 4.814,26
kg/ha.
Cuadro 2.7.- POTENCIAL BIOMASA INDUSTRIA OLEÍCOLA
Andalucía
Jaén
Orujo (Tm/año)
5.855.359,00
2.231.452,47
Hueso (Tm/año)
945.436,72
360.301,92
Orujillo (Tm/año)
2.487.991,37
948.162,95
Fuente: Elaboración propia
20
Orden de 12 de febrero de 1998 por la que se establecen límites de emisión a la atmósfera de
determinados agentes contaminantes procedentes de instalaciones de combustión de biomasa
sólida. Boletín Oficial de la Junta de Andalucía, 2 de abril de 1998, núm. 192.
115
2.4.- El actual modelo de gestión de subproductos: costes
El actual modelo de explotación del olivar se basa en la realización de un
conjunto de operaciones llevadas a cabo por parte del agricultor:
•
Manejo del suelo,
•
Fertilización,
•
Control de plagas y enfermedades,
•
Riego,
•
Recolección,
•
Traslado de la aceituna a la almazara para la obtención del aceite de
oliva, y su posterior comercialización a través de distintos canales de
distribución, y
•
Poda
Por tanto, el primer eslabón de la cadena de valor del aceite de oliva lo
constituyen los agricultores, los cuales son los responsables de la producción de
la materia prima de la cual se obtiene posteriormente el aceite de oliva.
Una vez recolectada la aceituna, el agricultor entrega su producción a las
almazaras, que son las encargadas del proceso industrial para la elaboración del
aceite de oliva virgen extra. El tamaño más frecuente de este tipo de industrias
es el que opera en el rango que va desde las 20 a las 100 toneladas de aceite
producido por campañas (23% del total). El mayor peso productivo recae en las
que se encuentra en el rango de producción de 1.000 a 2.500 toneladas (35% de
la producción nacional, a pesar de que en número no llegan al 11%.
La figura 2.13. esquematiza este modelo de gestión de subproductos,
partiendo del agricultor, donde se muestran el conjunto de operaciones a las
que somete al olivar, remarcando las dos que son generadoras de biomasa: la
recolección y la poda. La primera de una manera indirecta, puesto que la biomasa
116
se genera en la almazara como consecuencia del proceso de producción del
aceite de oliva virgen. También se indican los costes que tienen que sufragar los
agricultores para gestionar sus subproductos con este modelo.
Figura 2.13.- ESQUEMA DEL MODELO ACTUAL DE GESTIÓN DE LOS
SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR
Manejo del suelo
Fertilización
Control de plagas y enfermedades
AGRICULTOR
Aceituna
RECOLECCIÓN
Orujo
ALMAZARA
53 €/Ha
Restos de poda
1,3 €/km
EXTRACTORA
Eliminación
PODA
Picado
71 €/Ha
Riego
Fuente: Elaboración propia
Tal y como se apuntó en el capítulo correspondiente a la introducción, los
costes totales de cultivo se sitúan en el entorno de 1.448 €/ha en el caso de
secano y 2.197 €/ha para regadío [3]. Si se tiene en cuenta el precio medio del
aceite de oliva virgen extra en el mercado, el cual era en diciembre de 2012 de
2,416 €/kg, se pone de manifiesto la inviabilidad de la producción actual de
aceite de oliva, o, dicho de otra manera, el poco o nulo margen con que cuenta
117
el agricultor, que ni siquiera cubre costes, salvo para tipologías de olivar
intensivo o superintensivo, que en la actualidad suponen porcentajes de cultivo
inferiores a los tradicionales, especialmente la modalidad superintensivo.
Los costes de eliminación o picado, aunque ya han sido tratados en el
apartado anterior, suelen depender de los siguientes parámetros:
•
Tipo de olivar (tradicional, intensivo o superintensivo). En España
entorno al 76% corresponde a olivar tradicional, el 22% a intensivo y
un escaso 2% a superintensivo.
•
Grado de mecanización. El olivar tradicional no mecanizable o de Sierra
supone a nivel nacional un porcentaje del 24%.
•
Secano o regadío.
•
El tamaño de la explotación. A mayor tamaño menores costes por
hectárea.
•
La cantidad de restos de poda generada, puesto que no todas las podas
suelen ser iguales.
Para un olivar tradicional no mecanizable, los costes de eliminación pueden
situarse en el entorno de los 53 €/ha, y corresponden a las labores de acopio
manual y quema propiamente dicha.
Los de picado para un olivar tradicional mecanizable ascienden a 71 €
aproximadamente, y están formados por los correspondientes a la mano de
obra y al coste del tractor con la picadora enganchada a la toma de fuerza.
En el caso de olivar intensivo el coste asociado a la maquinaria es más elevado
debido a las dificultades de movilidad dentro de la explotación, lo normal es
disponer en la explotación de una calle ancha de al menos 6 metros. Por último,
en el caso del superintensivo los costes son inferiores debido a la ausencia de
mano de obra para la manipulación de los restos de poda, todo es maquinaria.
118
Cabe decir que la operación de poda, cuyos costes oscilan entre los 92,4 €/ha
para un olivar de montaña y 378,4 €/ha para un superintensivo, no están
considerados porque es una operación que el agricultor está obligado a realizar
de todas formas, así como el denominado desvareto, el cual conlleva también
unos costes que suelen situarse en el entorno de los 50 €/ha excepto para el
olivar superintensivo, donde son nulos.
Cuadro 2.8. COSTES DE ELIMINACIÓN DE RESTOS DE PODA
SISTEMA DE CULTIVO
Olivar tradicional
mecanizable
Olivar tradicional no
mecanizable
COSTE POR HA (€)
52,8
OBSERVACIONES
12 horas peón cada 2
años
14 horas peón + 0,7 horas
70,6
de tractor-picadora cada
2 años
14 horas peón + 1 hora
Olivar intensivo
74,5
de tractor-picadora cada
2 años
Olivar superintensivo
51,4
2 horas de tractorpicadora cada año
Fuente: Asociación Española de Municipios del Olivo, AEMO
Por lo que respecta a la otra fuente de biomasa considerada en la presente
Tesis, el coste de gestión del alperujo suele oscilar entre 3 y 6 €/Tm en función
de lo siguiente:
•
Distancia a la extractora. En el caso de la provincia de Jaén, tal y como ya
se ha apuntado, hay un total de 38 extractoras de aceite de orujo para 327
119
almazaras operativas, de lo que se puede deducir que en algunos casos
las distancias almazara/extractora van a ser significativas. En el cuadro
2.9. se recogen las extractoras de aceite de orujo de Andalucía.
•
Contenido en hueso. La mayor parte de las almazaras están extrayendo el
hueso en húmedo previo a su envío a la extractora. Esta tendencia irá
cada vez a más en tanto que el hueso, como ya se ha citado, es un
excelente combustible destinado principalmente a usos finales térmicos
en los sectores doméstico y terciario.
•
Riqueza grasa. Otro parámetro cuya evolución en los últimos años ha
sido descendente, algo que es razonable si se tiene en cuenta la evolución
tecnológica de los sistemas de separación de fases y la mayor calidad del
aceite obtenido en almazara por medios única y exclusivamente
mecánicos.
No hace demasiados años era la propia extractora la que pagaba a la
almazara por retirar el orujo. Eran tiempos donde no se le extraía el hueso y la
riqueza grasa era suficiente como para hacer viable en términos económicos el
proceso de extracción con disolventes. Ahora la situación se ha revertido, y es
previsible que en los próximos años aún se agudice más.
Se trata, por todo lo anteriormente expuesto, de un modelo insostenible desde
los puntos de vista económico y ambiental, que contribuye a la falta de
rentabilidad para el sector oleícola debido, entre otras cuestiones, a los bajos
precios de mercado del aceite de oliva.
Las razones a este modus operandi hay que buscarlas en lo siguiente:
•
La excesiva inercia que existe en el sector primario, es decir, el agricultor
suele hacer lo que hacen los demás, más aún cuando la forma societaria
de explotación de la almazara es, en su mayor parte, sociedad
cooperativa.
120
Cuadro 2.9. EXTRACTORAS DE ACEITE DE ORUJO DE ESPAÑA
Fuente: Asociación Nacional de Extractores de Aceite de Orujo, ANEO
121
•
La falta de conocimiento en materia de aprovechamiento de subproductos,
a veces debida a la inexistencia de iniciativas empresariales que permitan
valorizar los subproductos de una manera rentable, o de una demanda
estable de biomasa para usos energéticos, en general.
•
La carencia de una legislación en materia ambiental más rígida que evite la
quema de los residuos en el campo así como el transporte de ingentes
cantidades de agua durante los trasiegos de orujo desde las almazaras
hasta las extractoras.
•
La falta de visión empresarial y de concienciación ambiental existente en el
sector oleícola en general.
•
La existencia de un sector extractor tradicional el cual se ha encargado de
utilizar el orujo de las almazaras como materia prima por lo que las
almazaras no ha previsto realizar el secado en sus propias instalaciones.
•
La carencia de una visión estratégica y de negocio del sector oleícola que le
hubiera permitido reducir su independencia del sector extractor.
•
Algunas experiencias fallidas impulsadas por elementos ajenos al sector
que han buscado el oportunismo y el beneficio a corto plazo.
122
2.5.- Conclusiones
A pesar de las innumerables ventajas que conlleva el aprovechamiento
energético de la biomasa, cabe destacar su bajo grado de desarrollo en relación
a otras tecnologías renovables como la eólica o la solar, las cuales han satisfecho
o incluso superado los objetivos establecidos en las distintas planificaciones. En
un principio, las razones hay que buscarlas en la existencia de múltiples
condicionantes, principalmente de carácter económico que afectan a toda la
cadena de producción y consumo de la biomasa.
Según los tres niveles que conforman una cadena que vincula a los
consumidores de biomasa con el sector agrario son:
•
El sector productor de materias primas (cultivos energéticos y subproductos
de los sectores agrario y forestal).
•
Las empresas productoras de biocombustibles, tanto líquidos (biodiesel y
bioetanol)
como
sólidos,
centrado
en
la
producción
de
pélet
fundamentalmente.
•
Los consumidores de productos finales procedentes de la bioenergía,
entendida ésta como la energía que procede de la biomasa, o también,
como aquella que comprende todas las formas de energía derivadas de
los combustibles orgánicos o biocombustibles. Entre ellos cabe citar al
sector del transporte, al doméstico, al industrial, al de servicios o al
público.
Desde el punto de vista del sector productor, el olivar constituye un
importante proveedor de recursos energéticos, tanto procedentes de las
operaciones de poda como de la elaboración del aceite de oliva. Sin embargo,
este potencial no está siendo aprovechado en la actualidad por razones de tipo
económico fundamentalmente, como ya se ha citado. También, debido a la
inexistencia de un auténtico sector de la biomasa, como sucede con otras
123
tecnologías como por ejemplo la eólica, cuyo desarrollo en España ha sido
tomado como ejemplo en países como Estados Unidos.
Y todo ello además, en una situación de bajos precios del aceite de oliva y
con la amenaza de la reducción y/o eliminación de las ayudas al sector en el
nuevo marco comunitario de 2013. Esto, indudablemente, debería constituir un
acicate para que el sector del olivar se pusiese a trabajar, entre otras líneas, en la
de valorización de residuos y subproductos, que al menos, le permitiría
optimizar costes y generar ingresos adicionales que contribuyan a incrementar
la rentabilidad del cultivo.
En cuanto a la generación de biomasa, por un lado están los restos de poda,
los cuales en el mejor de los casos son utilizados, previa fragmentación
mecánica, como aporte orgánico al terreno; si bien incurriendo en una serie de
costes por parte de los agricultores. Por otro lado, el orujo generado en las
almazaras tampoco es aprovechado en tanto que es llevado hasta las extractoras
de aceite de orujo, asumiendo los costes que ello conlleva por parte de los
propios agricultores. En muchas almazaras, cada vez en más, le extraen el
hueso en húmedo, el cual es vendido como combustibles para usos finales
térmicos a precios que pueden alcanzar los 150 €/Tm, caso de la cosecha 20122013 por tratarse de una cosecha muy baja y por la existencia de un cada vez
mayor mercado de usos finales térmicos.
La única fuente de biomasa que sí es aprovechada con fines térmicos de una
manera global es el orujo extractado u orujillo, destinado en su mayor parte a la
generación de energía eléctrica en plantas con tecnología de combustión. Aún
sigue exportándose a países como Reino Unido e Italia para ser empleado en cocombustión en centrales térmicas, debido a los diferentes sistemas de impulso a
las energías renovables existentes (certificados verdes).
En el cuadro 2.10. se muestra un resumen de la biomasa generada por el
sector oleícola en Andalucía y en Jaén, así como el potencial energético en base
124
a los PCI considerados: 4.190 kcal/kg para el hueso de aceituna y 3.800 kcal/kg
para el orujillo.
Cuadro 2.10.- BIOMASA GENERADA POR EL OLIVAR EN ANDALUCÍA Y
JAÉN Y POTENCIAL ENERGÉTICO DE LA MISMA
ANDALUCÍA
JAÉN
Restos de poda (Tm/año)
2.624.818,00
1.000.307,00
Orujo (Tm/año)
5.855.359,00
2.231.452,47
Hueso de aceituna (Tm/año)
945.436,72
360.301,92
Orujillo (Tm/año)
2.487.991,37
948.162,95
Potencial energético restos poda (tep/año)
837.316,94
319.097,93
Potencial energético hueso (tep/año)
396.137,99
150.966,51
Potencial energético orujillo (tep/año)
945.436,72
360.301,92
Fuente: Elaboración propia
En base a los datos del cuadro, y según a la superficie de olivar antes
mencionada para Andalucía y Jaén, se puede concluir con que el ratio de
generación de biomasa (restos de poda + orujo) se sitúa en 5,65 Tm/ha. Si se
considera el orujillo en lugar del orujo, este ratio se coloca en 3,41 Tm/ha.
En cuanto a la densidad energética, expresada en tep/ha en este segundo caso,
la cifra asciende a 1,19 tep/ha. Se puede concluir pues con que una hectárea de
olivar es capaz de generar 1,19 tep que pueden contribuir a reducir la elevada
dependencia energética de Andalucía, como se verá en el capítulo siguiente.
Se trata, como ya se ha comentado, de un modelo de gestión de
subproductos del olivar insostenible en términos económicos y ambientales,
125
que acarrea sobre costes para los agricultores y que no produce mejoras
ambientales en las explotaciones. Además, confiere al sector una imagen
negativa en términos ambientales.
126
3.- COYUNTURA ENERGÉTICA DE LA
PROVINCIA DE JAÉN
3.1.- Introducción
En este apartado se presenta un compendio de información energética de la
provincia de Jaén que concluye con una serie de ratios, un conjunto de
indicadores y una batería de medidas tendentes a reducir el consumo de
energía, mejorar la eficiencia energética e incrementar la producción y el
consumo de energía a partir de fuentes de origen renovable.
El análisis de la coyuntura energética de la provincia de Jaén se ha realizado
desde varias vertientes. Por un lado, se ha analizado el parque provincial de
generación de energía eléctrica (producción bruta, distribución por tecnologías,
potencia total instalada, energías renovables, cogeneraciones, etc.).
A continuación se ha realizado un balance de generación de energía eléctrica en
la provincia en base a los datos existentes de consumo suministrados por las
compañías eléctricas. También se han estudiado los consumos de energía, final y
primaria, distribuidos por fuentes y por sectores, la producción interior de energía,
127
el grado de autoabastecimiento energético y la evolución de algunos parámetros
como el consumo de energías renovables.
Por último, se ha hecho una referencia a la intensidad energética final y a la
generación de energía térmica con fuentes renovables. Se incluyen también un
conjunto de propuestas de actuación y una serie de indicadores energéticos
(demanda bruta de energía eléctrica, producción bruta total, producción bruta
de energías renovables, potencia eléctrica total, potencia eléctrica de origen
renovable, consumo final de energía y consumo final per cápita y por sectores,
consumo primario de energía, aportación de las energías renovables al consumo
energético primario y grado de autoabastecimiento energético) que han sido
evaluados desde el año 2005 hasta 2011.
Algunos datos están actualizados a marzo de 2012 y otros corresponden al
año 2011, en concreto de la publicación “Datos energéticos de Andalucía 2011”
elaborada por la Agencia Andaluza de la Energía. Los correspondientes a
España han sido extraídos del documento ya citado “La energía en España 2011”
elaborado por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.
En un principio y como se verá más adelante, la provincia de Jaén presenta
los siguientes rasgos específicos y diferenciadores en relación a las estructuras
de consumo energético de Andalucía y de España.
•
La energía eléctrica generada en la provincia de Jaén procede de
instalaciones acogidas al denominado “régimen especial”, es decir, se trata
de instalaciones de cogeneración termoeléctrica21 y, por tanto, de elevada
eficiencia energética, y de instalaciones de energías renovables: plantas de
generación eléctrica con biomasa mediante tecnología de combustión,
parques eólicos, centrales hidráulicas e instalaciones solares fotovoltaicas. La
potencia total instalada en la provincia en marzo de 2012 ascendió a
534,79 MW, de los cuales 190,29 MW, un 35,58%, correspondía a energías
renovables (no se incluye la hidráulica de más de 10 MW).
21
Producción combinada de calor y electricidad a partir de la misma fuente de energía primaria.
128
•
La energía hidráulica está fuertemente implantada en la provincia, con un
total de 23 instalaciones que totalizan una potencia de 212,22 MW. De
ellas, un 25,76% corresponde a centrales de potencia inferior a 10 MW
(54,66 MW), consideradas, por tanto, como mini hidráulicas.
•
El peso de las energías renovables en el mix de consumos para usos finales
se situó en 2011 en un 15,99%, frente al 6,62% de España y el 7,03% de
Andalucía. Esto es debido a la utilización de la biomasa en instalaciones
del sector oleícola, fundamentalmente orujo extractado y seco (“orujillo”)
en industrias extractoras de aceite de orujo para su utilización en
secaderos, y en almazaras para la producción de agua caliente de proceso
y calefacción de las bodegas y resto de dependencias.
•
La participación de las fuentes renovables en la producción interior de
energía es del 100% en el caso de la provincia de Jaén. En los casos de
España y Andalucía estos porcentajes se situaron en 2011 en un 43,24% y
en un 98,09% respectivamente.
•
Jaén es la primera provincia consumidora de energía térmica procedente
de la biomasa, con un 26% del total, debido al uso tradicional de la leña
de olivo y del hueso de aceituna para calefacciones domésticas.
129
3.2.- Parque provincial de generación de energía eléctrica
La producción total bruta de energía eléctrica en Andalucía en el año 2011 se
situó en 39.943,30 GWh [15], de los cuales correspondió a la provincia de Jaén
un 5,36% (2.143,3 GWh). Del total generado bruto en Andalucía, el 59,74%
correspondió al llamado Régimen Ordinario (carbón, productos petrolíferos, gas
natural, nuclear y centrales hidráulicas de más de 10 MW de potencia) y el
resto, un 40,25%, a Régimen Especial (renovables y cogeneraciones).
En la provincia de Jaén sucede al revés, la mayor parte, un 89,53%,
corresponde a Régimen Especial y un 10,46% a Ordinario. A nivel nacional la
producción total ascendió a 292.051 GWh, de los cuales un 66,57% correspondió
a Régimen Ordinario y un 33,43% a Especial. Todo ello se recoge en el gráfico 3.1.
La distribución por tecnologías del Régimen Ordinario se muestra en el gráfico
3.2., donde se puede apreciar, como dato más reseñable, que en la provincia de
Jaén la única producción proviene de centrales hidráulicas, no existiendo ni
centrales térmicas ni ciclos combinados. En el caso de Andalucía, el mayor
porcentaje corresponde a centrales de ciclos combinados a gas natural, seguidas
por centrales térmicas de carbón.
En cuanto al Régimen Especial, la distribución se muestra en el gráfico 3.3., en
el que se puede apreciar que en Andalucía el mayor peso lo ostenta la eólica,
seguida de la cogeneración, la solar fotovoltaica y la solar termoeléctrica. En el
caso de la provincia de Jaén, detrás de la cogeneración se sitúan la biomasa, la
solar fotovoltaica y la mini hidráulica, quedando un porcentaje prácticamente
insignificante para la eólica.
130
Gráfico 3.1. DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE ENERGÍA
ELÉCTRICA. REGIMENES ORIDINARIO Y ESPECIAL. JAÉN, ANDALUCÍA Y
ESPAÑA. AÑO 2011. Datos en GWh/año
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Jaén
Andalucía
España
Rég. Esp.
1.918,90
16.078,10
97.647,00
Rég. Ord.
224,40
23.865,20
194.404,00
Gráfico 3.2. DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE ENERGÍA
ELÉCTRICA. RÉGIMEN ORDINARIO. JAÉN Y ANDALUCÍA. AÑO 2011.
Datos en GWh/año
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Jaén
Andalucía
224,40
912,20
Ciclos Combinados
-
14.032,00
C. Térmicas Carbón
-
8.708,20
C. Térmicas Biocombustibles
-
-
Bombeos
-
212,80
Hidráulica
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía y elaboración propia
131
Gráfico 3.3. DISTRIBUCIÓN DE LA GENERACIÓN BRUTA DE ENERGÍA
ELÉCTRICA. RÉGIMEN ESPECIAL. JAÉN Y ANDALUCÍA. AÑO 2011. Datos
en GWh/año
7.000
6.000
5.000
GWh
4.000
3.000
2.000
1.000
-
Minihidráulica
Eólica
Biomasa
Cogeneración
Jaén
87,50
26,00
319,00
1.326,00
Termosolar
-
Solar Fotovoltaica
163,30
Andalucía
293,50
6.256,30
1.460,00
5.739,50
921,80
1.407,00
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En relación a la potencia eléctrica, en el cuadro 3.1. se recoge la instalada en la
provincia de Jaén con las distintas tecnologías de generación existentes, es lo
que podría denominarse el “parque provincial de generación de energía eléctrica”. A
31 de marzo de 2012, la provincia de Jaén contaba con una potencia total
instalada de 534,79 MW, un 3,53% del total de la instalada en Andalucía, la cual
ascendía a 15.151 MW.
Según se desprende del cuadro 3.1., y tal y como muestra el gráfico 3.4., la
mayor potencia instalada corresponde a la cogeneración termoeléctrica y el
tratamiento de residuos con un 34,96% del total, le sigue la tecnología
hidráulica de más de 10 MW de potencia con un 29,46%, la energía solar
132
fotovoltaica con un 15,08%, la energía minihidráulica (P< 10 MW) con un
10,22%, la biomasa con un 7,29%, la eólica con un 2,84% y, finalmente, el biogás.
Cuadro 3.1. DISTRIBUCIÓN POR TECNOLOGÍAS DE LA POTENCIA
TOTAL INSTALADA EN LA PROVINCIA DE JAÉN. Año 2012
TECNOLOGÍA
P (MW)
%
Biomasa
39,00
7,29%
Minihidráulica
54,66
10,22%
Gran hidráulica
157,56
29,46%
Solar fotovoltaica
80,65
15,08%
Eólica
15,18
2,84%
Biogás
0,80
0,15%
Cogeneración
186,94
34,96%
TOTAL
534,79
100,00%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. y elaboración propia.
133
Gráfico 3.4. DISTRIBUCIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA
EN LA PROVINCIA DE JAÉN POR TECNOLOGÍAS
Biomasa
7,29%
Minihidráulica
10,22%
Cogeneración
34,96%
Gran hidráulica
29,46%
Biogás
0,15%
Eólica
2,84%
Solar fotovoltaica
15,08%
En materia exclusiva de energías renovables, la provincia de Jaén cuenta con
una potencia total instalada de 190,29 MW, un 35,58% del total, distribuidos tal
y como se muestra en el cuadro 3.2.
Destaca la tecnología fotovoltaica con un 42,83% del total, bien se trate de
conexiones a red (79,60 MW) como aisladas (1,05 MW). A continuación se sitúa
la energía minihidráulica con un 28,72% del total, seguida de la biomasa con un
20,50%, la eólica con un 7,98% y el biogás, con un insignificante 0,42%.
Cabe destacar la enorme diferencia existente a favor de las instalaciones
basadas en la tecnología solar fotovoltaica de conexión a red en relación a las
aisladas.
134
Cuadro nº 3.2. POTENCIA INSTALADA CON ENERGÍAS RENOVABLES
EN LA PROVINCIA DE JAÉN. AÑO 2012
POTENCIA
DISTRIBUCIÓN
(MW)
(%)
Biomasa
39,00
20,50%
Minihidráulica
54,66
28,72%
Solar fotovoltaica
80,65
42,38%
Eólica
15,18
7,98%
Biogás
0,80
0,42%
TOTAL
190,29
100,00%
TECNOLOGÍA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía y elaboración propia.
Gráfico 3.5. DISTRIBUCIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA CON
ENERGÍAS RENOVABLES EN LA PROVINCIA DE JAÉN. AÑO 2012
Eólica Biogás
7,98% 0,42%
Biomasa
20,50%
Solar fotovoltaica
42,38%
Minihidráulica
28,72%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
135
En materia de instalaciones de cogeneración termoeléctrica, la provincia de Jaén
dispone de 15 con una potencia total de 186,94 MW, la mayoría de las cuales
emplean gas natural como combustible (12 en total), mientras que el resto usan
gasóleo (2) o fuel oil (1). La cogeneración, como ya se ha comentado, es un
proceso eficiente desde un punto de vista energético, pues consiste en la
producción simultánea de energía mecánica, que será transformada en
electricidad, y calor de proceso para su posterior aprovechamiento.
En el cuadro 3.3., se recogen las instalaciones de cogeneración existentes en la
provincia de Jaén a 31 de marzo de 2012 según la Agencia Andaluza de la
Energía.
Cuadro nº 3.3. INSTALACIONES DE COGENERACIÓN EN LAPROVINICA
DE JAÉN. MARZO DE 2012
DENOMINACIÓN
Cogeneración de Andújar
C.E. Puente del Obispo
Andaluza de cogeneración
Cerámica Alcalá Villalta
Cerámica La Unión
Galey cogeneración
Compañía energética de Jabalquinto
Compañía energética Linares
Becosa 2
Smurfitt Kappa
Bioener
Procesos ecológicos Vilches
Aceites Coosur
Cermámica Malpesa
Energética Las Villas
TOTAL
LOCALIDAD
Andújar
Baeza
Bailén
Bailén
Bailén
Bailén
Jabalquinto
Linares
Mengíbar
Mengíbar
Puente de Génave
Vilches
Vilches
Villanueva de la Reina
Villanueva del Arzobispo
POTENCIA (MW
19,63
24,99
1,844
0,95
0,48
1,25
13,7
24,99
3,24
24,7
9,194
15
21
0,99
24,98
186,94
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En cuanto a la generación de energía a partir de fuentes renovables en la
provincia de Jaén, cabe decir lo siguiente:
136
•
La producción bruta con energías renovables frente a la producción bruta
total supuso un 38,3% en 2011, y un 29% en relación al consumo final
total de energía en ese mismo año.
•
La potencia eléctrica renovable, incluida toda la hidráulica, en relación a la
potencia total supuso un 65% en 2011.
•
Jaén ocupa el segundo puesto de Andalucía en instalaciones de
generación de energía eléctrica con biomasa, por detrás de Córdoba. Tiene 4
plantas de biomasa que totalizan una potencia de 39 MW, que es el 18,5%
del total de Andalucía. De ellas, 3 utilizan biomasa procedente del olivar
(orujillo y/o restos de podas), y, la otra, restos de industrias de la
madera. El cuadro 3.4. recoge las instalaciones de biomasa para
generación de energía eléctrica en la provincia de Jaén
Cuadro nº 3.4. PLANTAS DE BIOMASA DE LA PROVINCIA DE JAÉN
PLANTA
Tradema
Bioenergética de Linares
La Loma
Aldebarán energía del Guadalquivir
TOTAL
MUNICIPIO
Linares
Linares
Villanueva del Arzobispo
Andújar
POTENCIA (MW)
2
15
16
6
39
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
•
La provincia de Jaén cuenta con una planta de aprovechamiento de
biogás de vertedero con una potencia de 0,80 MW. Está situada en el
municipio de Fuerte del Rey y ubicada en una planta de tratamiento de
residuos urbanos.
•
En la provincia de Jaén existe un único parque eólico de 15,18 MW de
potencia, localizado en la denominada Sierra del Trigo, en los términos
municipales de Campillo de Arenas, Valdepeñas de Jaén y Noalejo. En
137
materia de instalaciones mini eólicas hay una potencia instalada de 4,68
kW.
•
En materia de energía solar fotovoltaica, la provincia de Jaén cuenta con
una potencia instalada de 80,65 MW, de los cuales su mayor parte (un
98,70%) corresponde a instalaciones conectadas a la red. El resto, 1,05
MW, se trata de sistemas autónomos aislados de la red.
Por último, se muestran una serie de fotografías, realizadas por el Autor, de
instalaciones de energías renovables de la provincia de Jaén.
Fotografía nº 15. PLANTA DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS (Aldeaquemada)
138
Fotografía nº 16. PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A
PARTIR DE BIOGÁS DE VERTEDERO (Fuerte del Rey)
Fotografía nº 17. PLANTA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
ALIMENTADA CON BIOMASA DEL OLIVAR (Villanueva del Arzobispo)
139
Fotografía nº 18. PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL.
(Estación de Linares-Baeza)
Fotografía nº 19. PLANTA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA ALIMENTADA
CON BIOMASA DEL OLIVAR (Estación de Linares-Baeza)
140
Fotografía nº 20. SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN CENTRALIZADA CON
HUESO DE ACEITUNA DE GEOLIT (Mengíbar)
Fotografía nº 21. INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
CONECTADA A RED (Torres)
141
Fotografía nº 22. INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN
POLIDEPORTIVO MUNICIPAL (Linares)
Fotografía nº 23. PARQUE EÓLICO DE LA SIERRA DEL TRIGO (Campillo
de Arenas, Noalejo y Valdepeñas de Jaén)
142
Fotografía nº 24. CENTRAL MINIHIDRÁULICA DE CASAS NUEVAS
(Marmolejo)
Fotografía nº 25. CALDERA DE BIOMASA PARA USOS TÉRMICOS EN
RESIDENCIA DE ANCIANOS (Alcaudete)
143
3.3.- Balance de energía eléctrica de la provincia de Jaén
Este apartado tiene por objeto establecer un balance solo y exclusivamente de
energía eléctrica en la provincia de Jaén a partir de los datos de las distintas
compañías distribuidoras y recogidos en la publicación del Ministerio de
Industria, Energía y Turismo “Estadística de la industria de la energía eléctrica en
2010”.
Del total de energía eléctrica facturada por las compañías eléctricas en el año
2010 (último año del que se dispone de información oficial para este parámetro)
en la provincia de Jaén (2.887.926 MWh), la mayor parte, un 84,22%,
correspondió a los siguientes subsectores [16]:
•
Usos domésticos con un consumo de 1.217.712 MWh, un 42,16%.
•
Comercio y los servicios, con un consumo de 378.756 MWh, un 13,11%.
•
Administración y los servicios públicos con un total de 356.538 MWh
consumidos, un 12,35%.
•
Alimentación, las bebidas y el tabaco con un consumo de 202.313 MWh
anuales, un 7%.
•
Agricultura, ganadería, selvicultura, caza y pesca con un consumo de
141.161 MWh, un 4,89%.
•
Hostelería con 137.233 MWh de consumo eléctrico, un 4,75%.
En base a esta información, a continuación, se muestra un balance de
generación de energía eléctrica de la provincia de Jaén.
En ella se muestra la producción bruta de energía eléctrica, las pérdidas, la
producción neta, el volumen total de facturación de energía eléctrica en la
provincia para, finalmente, obtener la energía eléctrica importada.
144
Figura 3.1. BALANCE DE GENERACIÓN DE ENERGIA ELÉCTRICA EN
LA PROVINCIA DE JAÉN
Producción bruta: 1.769.533 MWh
Pérdidas: 49.443 MWh
Producción neta: 1.720.090
MWh
Facturación: 2.887.926 MWh
Importación: 1.167.836 MWh
Fuente: Elaboración propia
145
3.4.- Consumo energético final y primario
Los consumos energéticos se suelen dividir en usos finales y primarios, además
de por fuentes (carbón, productos petrolíferos, gas natural, electricidad, nuclear
y renovables) y por sectores (industria, transporte, residencial, primario y
servicios). A su vez, los sectoriales también se suelen expresar por fuentes.
A continuación se realiza un análisis detallado de cada uno de ellos.
3.4.1.- Consumos finales
Los consumos finales son los que se demandan para satisfacer las necesidades
de los consumidores de los distintos sectores, públicos y privados, individuales
y colectivos, y tanto para usos térmicos, calefacción y refrigeración, como
eléctricos y de carburantes para el transporte.
Se suelen estructurar además de por fuentes, como el resto de consumos, por
sectores, tal y como se muestra en los cuadros y gráficos siguientes.
Del total de energía para usos finales consumida en Andalucía en el año 2011
(13.349,30 ktep), la provincia de Jaén consumió el 8,71 % (1.162,50 ktep), tal y
como se aprecia en el gráfico 3.6. En primer lugar si sitúa la provincia de Sevilla,
seguida por las de Cádiz, Málaga, Huelva y Granada. Los últimos lugares, tras
la de Jaén, los ocupan Córdoba y Almería.
Tal y como se muestra en el gráfico 3.7., la evolución del consumo de energía
final en Jaén ha experimentado un descenso significativo, más acusado en
Andalucía, a partir de 2007 como consecuencia del comienzo de la crisis
financiera internacional.
Solamente han crecido el gas natural y las renovables, como posteriormente
se verá al analizar la evolución de algunos parámetros energéticos
146
Gráfico 3.6. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN ANDALUCÍA.
DISTRIBUCIÓN POR PROVINCIAS AÑO 2011
Almería
7,33%
Sevilla
19,54%
Cádiz
18,16%
Málaga
15,50%
Córdoba
8,69%
Granada
9,84%
Jaén
8,71%
Huelva
12,23%
Gráfico 3.7. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN JAÉN
DESDE EL AÑO 2005. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES
800
700
600
ktep
500
400
300
200
100
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Carbón
P. Petrolíferos
Gas Natural
Renovables
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
147
Energía eléctrica
2011
Comparando la situación provincial con Andalucía y con España, la
distribución del consumo de energía final por fuentes se recoge en el cuadro 3.5.,
donde se observa que en España el mayor peso en la demanda energética para
usos finales lo ostentan los productos petrolíferos con un 54,06%, seguidos, a
mucha distancia, por la electricidad (23,32%) y el gas natural (14,29%). Las
renovables, ocupan la penúltima posición, con un 6,62% del total y, finalmente,
el carbón se mantiene en unos niveles muy bajos, prácticamente insignificantes.
En Andalucía sucede exactamente lo mismo, siendo los productos petrolíferos
y la electricidad los más demandados, con un 56,13% y 21,65% respectivamente.
El gas natural se sitúa a continuación, con un 15,11% y menos presencia que a
nivel nacional; después las energías renovables, con un peso algo superior al de
España, un 7,03%. El carbón tiene una presencia testimonial, no alcanzando el
1%.
La situación en Jaén es similar en lo que a productos petrolíferos se refiere,
suponiendo la mitad del consumo total (49,91%). La electricidad es la segunda
fuente de consumos finales con un 20,92%, seguida, a diferencia de España y de
Andalucía, por las fuentes de origen renovable (15,99%), y el gas (13,18%), muy
por debajo de los porcentajes a nivel autonómico y nacional.
Es de destacar el peso tan elevado que suponen las fuentes renovables, con
valores muy superiores a los de España y Andalucía, lo que es debido
fundamentalmente a las aplicaciones térmicas de la biomasa en usos
industriales para el sector oleícola, almazaras y extractoras de aceite de orujo
básicamente. Lo anteriormente expuesto se muestra en el gráfico 3.8.
En el gráfico 3.9. aparece la distribución del consumo de energía final en el año
2011 por fuentes para la provincia de Jaén, donde se pone de manifiesto el elevado
consumo de energías renovables en comparación con España y Andalucía.
148
Cuadro 3.5. CONSUMOS DE ENERGÍA FINAL EN ESPAÑA, ANDALUCÍA
Y JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
España
Andalucía
Jaén
FUENTES
ktep
%
Ktep
%
ktep
%
Carbón
1.613,70
1,73%
11,10
0,08%
-
0,00%
Productos Petrolíferos
50.379,40
54,03%
7.492,90
56,13%
580,20
49,91%
Gas Natural
3.327,10
14,29%
2.016,70
15,11%
153,20
13,18%
Electricidad
21.744,20
23,32%
2.889,70
21,65%
243,20
20,92%
Renovables
6.173,60
6,62%
938,90
7,03%
185,90
15,99%
TOTAL
93.238,00
100%
13.349,30
100,00%
1.162,50
100,00%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En el cuadro 3.6. y en el gráfico 3.10., se muestra la distribución del consumo
sectorial en España, Andalucía y Jaén, siguiendo unas pautas muy similares en
los tres casos, si bien es destacable el elevado peso del sector residencial, por
encima del sector primario y el de servicios; así como el elevado consumo del
sector transporte, muy por encima de la industria.
Esto es debido fundamentalmente al mayor nivel de equipamiento de los
hogares y a las cada vez más extremas temperaturas, con inviernos más fríos y
veranos más cálidos. Además también se ha desplazado la curva de consumo
hacia el verano, periodo del año en el que más cantidad de energía se consume.
Finalmente, en el gráfico 3.11 se recoge una evolución del consumo final de
energía, distribuido por fuentes, en la provincia de Jaén desde el año 2005.
149
Gráfico 3.8. CONSUMOS DE ENERGÍA FINAL. ESPAÑA, ANDALUCÍA Y
JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
España
Andalucía
CARBÓN
P.PETROLÍFEROS
GAS
Jaén
ELECTRICIDAD
RENOVABLES
Cuadro 3.6. DISTRIBUCIÓN SECTORIAL DE ENERGÍA FINAL.
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
ANDALUCÍA
JAÉN
SECTORES
Ktep
%
ktep
%
INDUSTRIA
4.343,30
32,54%
320,70
27,59%
TRANSPORTE
4.801,60
35,97%
408,00
35,10%
PRIMARIO
1.105,00
8,28%
149,80
12,89%
SERVICIOS
205,10
9,03%
105,40
9,07%
RESIDENCIAL
1.894,30
14,19%
178,60
15,36%
TOTAL
13.349,30
100,00%
1.162,50
100,00%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
150
Gráfico 3.9. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN LA PROVINCIA DE
JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
RENOVABLES
15,99%
CARBÓN
0,00%
P.PETROLÍFEROS
49,91%
ELECTRICIDAD
20,92%
GAS
13,18%
Gráfico 3.10. DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL DEL CONSUMO SECTORIAL
DE ENERGÍA FINAL. AÑO 2011
RESIDENCIAL
15,36%
INDUSTRIA
27,59%
SERVICIOS
9,07%
PRIMARIO
12,89%
TRANSPORTE
35,10%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía y Elaboración propia
151
Gráfico 3.11. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN LA
PROVINCIA DE JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES
1.600
1.400
1.200
1.000
800
600
400
200
0
2005
2006
Carbón
2007
P. Petrolíferos
2008
Gas Natural
2009
Renovables
2010
2011
Energía eléctrica
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
3.4.2.- Demanda de energía primaria
En términos de energía primaria la demanda se obtiene como resultado de
sumar al consumo de energía final no eléctrico, el correspondiente a los sectores
energéticos22 incluidas las pérdidas.
La diferencia entre las estructuras energéticas primarias de España y
Andalucía radica en la carencia de centrales nucleares en esta última.
En el cuadro 3.7., se muestra la distribución por fuentes de los consumos de
energía primaria en Andalucía y Jaén. En el caso de la provincia de Jaén el
mayor peso corresponde a los productos petrolíferos, con un 45,03%, seguidos
por las energías renovables, con un 24,95%, y el gas natural, con un 24,12%. La
situación en Andalucía es similar, si bien el peso inferior de las energías
22
Consumos propios, en transformación y pérdidas en la generación eléctrica.
152
renovables es ocupado por el carbón. Todo ello se puede apreciar en el gráfico
3.12.
Cuadro 3.7. CONSUMOS DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
ESPAÑA
ANDALUCÍA
JAÉN
FUENTES
ktep
%
Ktep
%
ktep
%
CARBÓN
12.455,60
9,64%
2.038,90
10,70%
-
0,00%
P. PETROLÍFEROS
58.316,50
45,15%
8.756,00
45,96%
591,70
45,03%
GAS NATURAL
28.930,40
22,40%
5.602,50
29,40%
317,00
24,12%
NUCLEAR
15.023,60
11,63%
-
0,00%
-
0,00%
RENOVABLES
14.962,00
11,58%
2.737,80
14,37%
327,90
24,95%
SALDO ELÉCTRICO
-523,80
-0,41%
- 81,90
-0,43%
77,50
5,90%
TOTAL
129.164,30
100%
19.053,30
100,00%
1.314,10
100,00%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
La evolución de este parámetro desde el año 2005 se puede observar en el
gráfico 3.13.
La situación es totalmente similar a la acontecida con la energía para usos
finales, donde se aprecia el descenso de consumo a partir del año 2007, año de
comienzo de la crisis.
Decrecen todas las fuentes excepto el gas natural, que es el único vector
energético que experimenta un crecimiento.
153
Gráfico 3.12. DEMANDA DE ENERGÍA PRIMARIA. ANDALUCÍA Y JAÉN.
DISTRIBUCIÓN POR FUENTES. AÑO 2011
100%
80%
60%
40%
20%
0%
España
Andalucía
Jaén
-20%
CARBÓN
P.PETROLÍFEROS
GAS
NUCLEAR
RENOVABLES
SALDO ELÉCTRICO
Gráfico 3.13. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN
ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE EL AÑO 2005
900
800
700
ktep
600
500
400
300
200
100
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Carbon
Gas natural
154
Petróleo
Renovables
Saldo eléctrico
2011
3.5.- Producción interior y autoabastecimiento energético
Otro parámetro importante acerca de la situación energética de un territorio
es la producción interior de energía, lo que permite conocer el grado de
autoabastecimiento energético, que es el cociente entre la producción interior de
energía y el consumo total de energía primaria. La evolución experimentada en
Andalucía y Jaén se muestra en el gráfico 3.14, donde se aprecia el crecimiento
experimentado en la región a partir del año 2006, debido al fuerte impulso del
sector de las energías renovables como consecuencia de los programas de apoyo
y fomento desde las distintas administraciones, tanto autonómica como
nacional.
Gráfico 3.14. EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN INTERIOR DE ENERGÍA
EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
3.000
2.500
ktep
2.000
1.500
1.000
500
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Andalucía
Jaén
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En los gráficos del 3.15. al 3.20., ambos inclusive, se puede apreciar esta
evolución desde el año 2000, tanto para el total de energías renovables en
155
Andalucía y Jaén, como para cada una de las tecnologías: solar fotovoltaica,
solar térmica, eólica, hidráulica y biomasa.
Cabe destacar el fuerte crecimiento de la energía eólica y de la tecnología
solar fotovoltaica. El resto han tenido un crecimiento más sostenido, incluso con
algunas fluctuaciones.
Gráfico 3.15. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍAS RENOVABLES
PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
2.500
2.000
ktep
1.500
1.000
500
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Años
Andalucía
Jaén
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
156
2008
2009
2010
Gráfico 3.16. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y
JAÉN DESDE 2000
140
120
100
ktep
80
60
40
20
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Andalucía
Jaén
Gráfico 3.17. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA SOLAR
TERMICA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y JAÉN
DESDE 2000
60
50
ktep
40
30
20
10
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Años
Andalucía
157
Jaén
2007
2008
2009
2010
Gráfico 3.18. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA EÓLICA PARA
PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
600
500
ktep
400
300
200
100
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Andalucía
Jaén
Gráfico 3.19. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA HIDRÁULICA
PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y JAÉN DESDE 2000
140
120
100
ktep
80
60
40
20
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Años
Andalucía
158
Jaén
2007
2008
2009
2010
Gráfico 3.20. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA DE LA
BIOMASA PARA PRODUCCIÓN INTERIOR EN ANDALUCÍA Y JAÉN
DESDE 2000
1.400
1.200
1.000
ktep
800
600
400
200
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Andalucía
Jaén
En el cuadro 3.8. se muestra la producción interior de energía para España,
Andalucía y Jaén.
Cabe destacar el caso de la provincia de Jaén en la que la única producción
interior de energía procede de fuentes de origen renovable tal y como ya se ha
apuntado.
En el gráfico 3.21., se muestra la distribución por fuentes de la producción interior
de energía, donde se puede apreciar el rasgo diferenciador que se citaba al
principio relativo al abrumador peso de las fuentes renovables en la estructura
energética de la provincia de Jaén.
En el cuadro 3.9., se muestra el “grado de autoabastecimiento energético” para
España, Andalucía y Jaén. Tal y como se puede apreciar en el mismo es bastante
bajo, especialmente en el caso de Andalucía, poniéndose de manifiesto la
159
elevada dependencia energética del exterior, aspecto éste de una importancia
estratégica crucial.
Cuadro 3.8. PRODUCCIÓN INTERIOR DE ENERGÍA EN ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
ESPAÑA
ANDALUCÍA
JAÉN
FUENTES
ktep
%
ktep
%
ktep
%
CARBÓN
2.287,00
7,44%
-
0,00%
-
0,00
P. PETROLÍFEROS
100,90
0,33%
-
0,00%
-
0,00
GAS
45,50
0,15%
50,60
1,91%
-
0,00
NUCLEAR
15.023,60
48,85%
-
0,00%
-
0,00
RENOVABLES
13.297,10
43,24%
2.602,10
98,09%
299,10
100,00
TOTAL
30.754,10
100%
2.652,70
100,00%
299,10
100,00
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía y Ministerio de Industria, Energía y
Turismo (“La energía en España 2011”)
Cuadro 3.9. GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO DE
ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
Grado de autoabastecimiento
energético (%)
España
Andalucía
Jaén
23,80
13,90
22,80
Fuente: Elaboración propia
Por último, en el gráfico 3.22 se muestra la evolución del consumo final de
energías renovables por provincias, donde destaca por encima de todas la provincia
de Jaén con un 24,80% del total, seguida a mucha distancia por Córdoba.
160
Gráfico 3.21. DISTRIBUCIÓN POR FUENTES DE LA PRODUCCIÓN
INTERIOR DE ENERGÍA EN ESPAÑA, ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
ESPAÑA
ANDALUCÍA
CARBÓN
P.PETROLÍFEROS
GAS
JAÉN
NUCLEAR
RENOVABLES
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía y Elaboración propia
Gráfico
3.22.
CONSUMO
DE
ENERGÍAS
RENOVABLES
PROVINCIAS. AÑO 2011
Almería
8,36%
Sevilla
14,92%
Cádiz
7,72%
Málaga
10,86%
Córdoba
12,43%
Granada
16,66%
Jaén
24,80%
Huelva
4,25%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
161
POR
3.6.- Intensidad energética
La intensidad energética es el indicador utilizado para evaluar la eficiencia
energética de un territorio, y hace referencia al consumo energético necesario
para generar una unidad de riqueza, por lo que se expresa en unidades de
energía por unidades monetarias, concretamente se refiere a euros constantes
del año 2000. Una tendencia decreciente de este parámetro está indicando que
para producir la misma unidad de riqueza se está consumiendo menos energía,
siendo, por tanto, más eficientes. En el gráfico 3.23. se puede apreciar la
evolución de este parámetro en términos de usos finales para España,
Andalucía y Jaén23. Se puede apreciar que la tendencia es a la baja, lo que es una
buena señal en términos de eficiencia energética en el consumo de final de
energía.
Gráfico 3.23. EVOLUCIÓN INTENSIDAD ENERGÉTICA FINAL. ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN.
190
180
170
tep/M€00
160
150
140
130
120
110
100
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Años
ESPAÑA
ANDALUCIA
JAÉN
El dato correspondiente a la provincia de Jaén alcanza hasta 2008 debido a que esa es la fecha
tope de la base del año 2000.
23
162
3.7.- Generación térmica con renovables
Las tres principales tecnologías de generación de energía para usos térmicos
tales como producción de agua caliente sanitaria o de proceso y/o
climatización, son la solar térmica, la biomasa y la geotermia. A continuación se
realiza un repaso de la incidencia de cada una de ellas en la provincia de Jaén.
En materia de energía solar térmica Andalucía es la comunidad autónoma que
dispone de la mayor superficie instalada de captadores solares térmicos a nivel
nacional. A finales de 2010 la superficie total instalada en Andalucía
representaba el 28% del total nacional. Actualmente se eleva a 733.071 m2, de los
que el 2,3% corresponde a la provincia de Jaén, tal y como se muestra en el
cuadro 3.10.
Cuadro 3.10. SUPERFICIE TOTAL INSTALADA EN LA PROVINCIA DE
JAÉN. EVOLUCIÓN ANUAL (m2)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En cuanto a la generación de energía térmica con biomasa, Andalucía cuenta
con una tradición industrial muy significativa vinculada a la industria oleícola.
Las principales aplicaciones de la biomasa para usos térmicos está en la
climatización de edificios e instalaciones, si bien, como ya se ha apuntado, se ha
usado tradicionalmente en almazaras y extractoras de aceite de orujo para
producción de agua caliente, calefacción y también para el secado del orujo
graso.
En la actualidad se está produciendo un despegue en los sectores doméstico
y de servicios, debido fundamentalmente al encarecimiento de los combustibles
163
de origen fósil y la electricidad y a la existencia de incentivos de la Agencia
Andaluza de la Energía. Ello ha permitido alcanzar una cifra de consumo para
usos térmicos de 607,16 ktep, si bien es una cifra inferior a la alcanzada en 2010
porque se trata de un sector que fluctúa en función de las variables antes
citadas.
El cuadro 3.11. muestra la evolución de la generación térmica con biomasa en
Andalucía y en Jaén.
Cuadro 3.11. GENERACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA CON BIOMASA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Por último, las instalaciones de geotermia aprovechan el nivel térmico del
terreno, prácticamente constante a partir de una determinada profundidad,
para la climatización de edificios y/o la producción de agua caliente sanitaria.
En la provincia de Jaén la potencia instalada con este sistema se sitúa en 233,3
kW, prácticamente correspondientes a un único proyecto de una residencia de
mayores en la capital. En Andalucía el valor alcanza los 8.508 kW según la
Agencia Andaluza de la Energía.
164
3.8.- Otras infraestructuras energéticas
La provincia de Jaén cuenta con otras infraestructuras energéticas, son las
siguientes:
•
Dos plantas de producción de biodiesel, en Andújar y en la Estación de
Linares-Baeza, que en la actualidad no están funcionando, con una
capacidad de producción de 270 ktep/año, que representa el 27% de la
capacidad total de Andalucía.
•
Una planta de producción centralizada de calor y frío alimentada con hueso
de aceituna en el Parque Científico y Tecnológico,
GEOLIT en la
localidad de Mengíbar, Jaén. La potencia instalada en generación de
energía térmica es 6 MWt, y otros tantos para producción de frío
mediante la tecnología de absorción.
•
Cuatro plantas de producción de pélets que emplean como materia prima
biomasa procedente de los sectores agrícola y forestal. Están ubicadas en
los municipios de Jabalquinto, Cazorla, Mancha Real y Aldeaquemada,
con una capacidad total de producción de 29.200 ktep/año, lo cual
representa el 67% de la capacidad total instalada en Andalucía.
Cuadro 3.12. PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE PÉLETS EN LAPROVINCIA
DE JAÉN
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
165
3.9.- Princiapales magnitudes energéticas
A continuación se resumen los principales parámetros energéticos de
España, Andalucía y Jaén en el año 2011.
Algunos datos están actualizados a marzo de 2012.
Cuadro 3.13. PRINCIPALES MAGNITUDES ENERGÉTICAS DE ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 201124,25
PARÁMETRO
UD.
JAÉN
ANDALUCÍA
ESPAÑA
Producción bruta de energía eléctrica
GWh
2.143,3
39.943,3
292.051,0
GWh
224,4
23.865,2
194.404,0
GWh
1.918,9
16.078,1
97.647,00
GWh
26
6.256,3
42.637,0
GWh
87,5
293,5
5.332,0
GWh
163,3
1.407
7.343,0
GWh
0,0
921,8
1.777,0
GWh
319,0
1.460,0
4.445,0
GWh
1.323,0
5.739,5
35.185
GWh
224,4
912,2
27.575
Producción bruta de energía eléctrica en Régimen
Ordinario
Producción bruta de energía eléctrica en Régimen
Especial
Generación bruta de energía eléctrica de origen
eólico
Generación bruta de energía eléctrica de origen
hidroeléctrico
Generación bruta de energía eléctrica de origen
solar fotovoltaico
Generación bruta de energía eléctrica de origen
solar termoeléctrico
Generación bruta de energía eléctrica con biomasa
y residuos
Generación bruta de energía eléctrica con
cogeneración
Producción bruta hidráulica Régimen Ordinario
Los datos correspondientes a las potencias instaladas con energías renovables corresponden a
2012
25 Los datos de consumos finales sectoriales en España corresponden a 2010
24
166
Demanda bruta de energía eléctrica
GWh
3.044,0
39.990,6
252.848,0
Potencia total eléctrica instalada
MW
534,6
15.151,0
104.479
Potencia de origen renovable
MW
347,7
5.386,7
46.486,0
Potencia instalada con tecnología eólica
MW
15,18
3.170,7
21.520
Potencia instalada con tecnología minihidráulica
MW
49,5
151,7
1.932
MW
86,6
831,0
4.281
Potencia instalada con biomasa y residuos
MW
39,826
283,3
995
Potencia instalada con cogeneración
MW
186,94
5.739,5
7.008
MW
0
947,5
1.149
Potencia eléctrica renovable frente a total
%
65,0
35,6
40,8
Energía eléctrica generada frente a total
%
38,3
28,2
32,4
Consumo de energía final
ktep
1.162,5
13.349,3
93.238,0
Participación del carbón en el consumo final
%
0,0
0,08
1,73
%
49,91
56,13
54,03
%
15,99
7,03
6,62
%
20,92
21,65
23,32
Participación del gas en el consumo final
%
13,18
15,11
14,29
Consumo sector transporte
ktep
408,0
4.801,6
36.868
Consumo sector industria
ktep
320,7
4.343,3
30.986
Consumo resto sectores27
ktep
433,8
4.204,5
25.178
Consumo total de energía primaria
ktep
1.314,0
19.053,3
129.339,3
Potencia instalada con tecnología solar
fotovoltaica
Potencia instalada con tecnología solar
termoeléctrica
Participación de los productos petrolíferos en el
consumo final
Participación de las energías renovables en el
consumo final
Participación de la energía eléctrica en el consumo
final
26
27
Están incluidos el biogás y los residuos
Primario, residencial y servicios
167
Participación del carbón en el consumo de energía
primaria
Participación de los productos petrolíferos en el
consumo de energía primaria
Participación del gas en el consumo de energía
primaria
Participación de la energía nuclear en el consumo
de energía primaria
Participación de las renovables en el consumo de
energía primaria
Producción interior de energía
Participación del carbón en la producción interior
de energía
Participación de los productos petrolíferos en la
producción interior de energía
Participación del gas en la producción interior de
energía
Participación de la energía nuclear en la
producción interior de energía
Participación de las renovables en la producción
interior de energía
Grado de autoabastecimiento energético
%
0
10,60
9,64
%
45,03
45,96
45,15
%
24,12
29,40
22,40
%
0
0
11,63
%
24,95
14,37
11,58
ktep
299,10
2.652,7
30.925,9
%
0,0
0,0
7,44
%
0,0
0,0
0,33
%
0,0
1,91
0,15
%
0,0
0,0
48,85
%
100,0
98,09
42,99
%
22,80
13,90
23,80
138,328
124,8
120,4
(tep/
Intensidad energética final
M€.
2000)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, Ministerio de Industria, Energía y
Turismo (“La energía en España, 2011”) y Elaboración propia
28
Dato correspondiente a 2008
168
A nivel per cápita, el cuadro 3.14. recoge un conjunto de magnitudes
energéticas referidas también a España, Andalucía y Jaén.
Cuadro 3.14. PRINCIPALES MAGNITUDES ENERGÉTICAS DE ESPAÑA,
ANDALUCÍA Y JAÉN. AÑO 2011. DATOS POR HABITANTE
JAÉN
ANDALUCÍA
ESPAÑA
Consumo energía primaria (tep/hab)
2,1
2,3
2,8
Consumo energía final (tep/hab)
1,9
1,6
2,1
Consumo eléctrico final (tep/hab)
0,4
0,4
0,5
Consumo primario gas natural (tep/hab)
0,4
0,7
0,7
Consumo primario energía renovable
0,5
0,3
0,3
Consumo transporte (tep/hab)
0,7
0,6
0,8
Consumo industria (tep/hab)
0,6
0,5
0,7
Consumo otros sectores (tep/hab)
0,6
0,5
0,6
Potencia eléctrica instalada (kW/hab)
0,8
1,8
2,2
Potencia eléctrica no renovable (kW/hab)
0,3
1,2
1,3
Potencia eléctrica renovable (kW/hab)
0,5
0,6
0,9
Energía eléctrica generada bruta
2,9
4,7
6,4
1,1
1,2
2,1
(tep/hab)
(MWh/hab)
Energía eléctrica renovable bruta
(MWh/hab)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, Ministerio de Industria, Energía y
Turismo y Elaboración propia
169
3.10.- Conclusiones y propuestas de actuación futuras
Las principales conclusiones que se pueden extraer de la situación energética
de la provincia de Jaén se resumen a continuación:
•
Estructura energética basada en fuentes renovables y en instalaciones de
cogeneración termoeléctrica, lo que resulta significativo desde el punto
de vista ambiental y de eficiencia energética.
•
Carencia absoluta de infraestructuras de generación eléctrica tales como
centrales térmicas de carbón o ciclos combinados a gas.
•
Elevado peso de la energía hidráulica en el parque de generación de
energía eléctrica, con un 39,68% del total.
•
Referente en lo que a consumo de biomasa para usos finales térmicos se
refiere, siendo la primera provincia de Andalucía. Aspecto éste asociado
al cultivo milenario del olivar y a los subproductos generados en las
industrias de transformación.
•
Importante contribución de los productos petrolíferos y el gas al
consumo final y primario de energía, similar a lo que sucede con las
estructuras energéticas de Andalucía y España.
•
Equitativo reparto del consumo sectorial de energía final, con un peso
superior del sector transporte sobre la industria y los servicios.
•
Intensidad energética final cuya evolución es decreciente y, por tanto,
positiva. No obstante, es necesario implementar actuaciones que
mantengan una tendencia decreciente de la intensidad energética final,
para lo cual es imprescindible acometer proyectos basados en el ahorro
de energía y en el fomento de la eficiencia energética, tanto a nivel de
alumbrado, como de climatización de edificios.
•
Elevada dependencia energética a pesar de disponer de recursos
energéticos de origen renovable en abundancia, como solar o biomasa.
170
En relación a futuras propuestas de actuación en materia de ahorro, eficiencia
energética y de energías renovables, cabe mencionar las siguientes:
•
Fomentar el ahorro y la eficiencia energética en todos los sectores
productivos, y a todos los niveles, como herramienta de mejora de la
competitividad de las empresas y la preservación del medio ambiente de
la provincia de Jaén.
•
Introducir en los diferentes ámbitos educativos aspectos relacionados
con la importancia de un uso racional de la energía en la sociedad.
•
Potenciar la formación del tejido productivo provincial en materia de
gestión energética sostenible.
•
Consensuar con los responsables del transporte y la distribución de
energía eléctrica así como con los del gas natural, una planificación
energética que permita el desarrollo económico y social de la provincia de
Jaén. Tanto desde el punto de vista de evacuación de energía procedente
de instalaciones renovables como para la implantación de nuevas
actividades industriales y de servicios.
•
Aprovechar el potencial de la energía minihidráulica de la provincia de
Jaén, además de desde una vertiente energética, desde un punto de vista
de recuperación del patrimonio industrial y cultural de la provincia.
•
Instar a todos los agentes implicados en la correcta aplicación de las
normativas existentes en materia de construcción sostenible, no sólo por
sus repercusiones ambientales, si no también por las oportunidades de
generación de nuevos empleos que puede suponer.
•
Seguir impulsando el desarrollo de la biomasa, principalmente la
procedente de los sectores oleícola y forestal y de sus industrias de
transformación, en la provincia de Jaén, como elemento de desarrollo
rural y de cohesión territorial. Principalmente, a través del concepto de
“generación distribuida”, potenciando tecnologías como la gasificación.
171
•
Implantar sistemas que mejoren la movilidad en los principales núcleos
urbanos de la provincia, así como en las aglomeraciones y en los accesos
a determinados espacios como Universidades, polígonos Industriales,
colegios e institutos, etc.
•
Instalar en todos los edificios públicos sistemas basados en el uso eficiente
de la energía para “predicar con el ejemplo” tanto en iluminación como
en climatización.
•
Explotar de una manera racional el potencial eólico de la provincia de Jaén,
para de esta manera contribuir a reducir la dependencia energética de
fuentes de origen fósil.
•
Reorientar el desarrollo de la energía solar fotovoltaica hacia el
denominado “balance neto” como estrategia de continuidad de un sector
con un fuerte arraigo en la provincia de Jaén, tanto desde el punto de
vista de la investigación como de la existencia de empresas instaladoras.
•
Dar un especial impulso a la biomasa para la climatización de edificios,
prestando especial hincapié en los sistemas centralizados, tanto por su
elevada eficiencia energética como por la creación de nuevas
oportunidades de negocio.
•
Intentar atraer o desarrollar actividades industriales generadoras de valor
añadido para la provincia de Jaén en los ámbitos de la eficiencia
energética y de las energías renovables, como por ejemplo iluminación
eficiente o calderas de biomasa, por citar un par de ejemplos.
•
Continuar
con la
colaboración
entre
las
distintas
administraciones
(Diputación de Jaén, Junta de Andalucía, Universidad de Jaén,
Ayuntamientos, etc.) para el desarrollo de una estrategia conjunta de
sostenibilidad energética en la provincia de Jaén.
172
3.11.- Indicadores energéticos 2005-2011
Los principales indicadores que se han tenido en cuenta para poder realizar
en un futuro un seguimiento de la situación energética de la provincia de Jaén
han sido los siguientes:
•
Demanda bruta de energía eléctrica.
•
Producción bruta total: Régimen Ordinario y Régimen Especial.
•
Producción bruta de energías renovables frente a producción bruta total.
•
Potencia eléctrica total.
•
Potencia eléctrica de origen renovable.
•
Consumo final de energía y consumo final per cápita y por sectores
•
Consumo primario de energía.
•
Aportación de energías renovables al consumo energético primario.
•
Grado de autoabastecimiento energético.
Demanda bruta de energía eléctrica
En el gráfico 3.24. se muestra la evolución de este parámetro en la provincia
de Jaén desde el año 2005 hasta el 2011, último año del que se dispone de
contabilidad energética oficial. En el mismo se puede apreciar un descenso del
7,79% de este parámetro desde el año 2005, especialmente a partir del año 2007,
como consecuencia de la crisis económica en la que actualmente se encuentra
España y varios países de la Unión Europea.
Producción bruta total: régimen ordinario y especial
En el gráfico 3.25 se puede apreciar la evolución de este parámetro en la
provincia de Jaén, tanto en Régimen Ordinario como Especial.
173
Gráfico 3.24. DEMANDA BRUTA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
3.350
3.300
3.250
GWh
3.200
3.150
3.100
3.050
3.000
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Gráfico 3.25. PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL
2.500
2.000
GWh
1.500
1.000
500
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
174
2011
2012
En el gráfico 3.26. se muestra la distribución entre ambos regímenes, donde
se pone de manifiesto que en la provincia de Jaén predomina la energía
generada procede de instalaciones de cogeneración y por fuentes de origen
renovable.
Gráfico 3.26. PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL. DISTRIBUCIÓN ENTRE
REGIMEN ORDINARIO Y ESPECIAL
5.000
4.500
4.000
3.500
GWh
3.000
2.500
2.000
PRODUCCIÓN BRUTA
TOTAL
1.500
1.000
REGIMEN ESPECIAL
500
RÉGIMEN ORDINARIO
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
En el gráfico 3.27 se puede observar la evolución del Régimen Especial por
tecnologías, donde cabe destacar el crecimiento experimentado por todas ellas a
excepción de la eólica, la cual se ha mantenido. Sin duda alguna, es reseñable el
espectacular crecimiento de la energía solar fotovoltaica, pasando de 0,9 GWh
en 2005 a 163 GWh en 2011. También la creciente evolución de la energía
procedente de la biomasa, por encima del 400%. La minihidráulica experimentó
175
un crecimiento de casi el 100% y algo más de la mitad la cogeneración
termoeléctrica.
Gráfico 3.27. REGIMEN ESPECIAL. EVOLUCIÓN POR TECNOLOGÍAS
1.400
1.200
1.000
GWh
800
600
400
200
0
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Hidráulica
Eólica
Biomasa
Cogeneración
Termosolar
Solar fotovoltaica
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Producción bruta con renovables frente a producción bruta total
Este parámetro ha evolucionado de forma creciente en los últimos años tanto
en Andalucía como en la provincia de Jaén tal y como se recoge en el gráfico
3.28. La cifra promedio para el caso de Jaén ha sido del 28,63%. En Andalucía
este valor promedio fue algo inferior (14,53%).
Potencia eléctrica total
La evolución de la potencia eléctrica total ha experimentado un crecimiento
entre los años 2005 y 2012 del 57,05 %, tal y como se muestra en el gráfico 3.29
En el caso de Andalucía el crecimiento ha sido similar, un 50,44%.
176
Gráfico 3.28. PRODUCCIÓN BRUTA CON ENERGÍAS RENOVABLES
FRENTE A PRODUCCIÓN BRUTA TOTAL. ANDALUCÍA Y JAÉN
45
40
35
30
%
25
20
15
10
5
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2011
2012
Años
JAÉN
ANDALUCÍA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Gráfico 3.29. POTENCIA ELÉCTRICA TOTAL
600
500
MW
400
300
200
100
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
177
Potencia eléctrica de origen renovable
La potencia eléctrica instalada en la provincia de Jaén de origen renovable ha
crecido un 53,10% desde el año 2005 hasta el 2011, aspecto éste congruente con
la evolución también creciente de la producción energética en régimen especial,
tal y como ya se ha apuntado, especialmente la energía solar fotovoltaica y la
biomasa.
Gráfico 3.30. POTENCIA ELÉCTRICA DE ORIGEN RENOVABLE
400
350
300
MW
250
200
150
100
50
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Consumo final de energía y consumo final per cápita
Al igual que otras variables como la demanda bruta de energía eléctrica, el
consumo final de energía ha descendido un 16,90% en los últimos años como
consecuencia de la crisis económica y el decaimiento del consumo, tal y como se
puede apreciar en el gráfico 3.31.
178
Gráfico 3.31. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL
1.600
1.400
1.200
ktep
1.000
800
600
400
200
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Por fuentes energéticas, todas han experimentado un descenso excepto el gas
natural, que ha crecido un 40,04%. Los productos petrolíferos han
experimentado un descenso del 19,94%, las renovables del 32,42% y la
electricidad del 11,31%. Todo ello se puede apreciar en el gráfico 3.32.
Camino prácticamente paralelo ha experimentado el consumo final per
cápita, el cual ha decrecido un 19,05% en el mismo período, tal y como se
muestra en el gráfico 3.33.
179
Gráfico 3.32. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL. DISTRIBUCIÓN POR
FUENTES
800
700
600
ktep
500
400
300
200
100
0
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Carbón
Petróleo
Gas Natural
Renovables
Electricidad
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Gráfico 3.33. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL PER CÁPITA
2,50
tep/hab.año
2,00
1,50
1,00
0,50
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
180
2011
2012
A nivel sectorial la situación se muestra en el gráfico 3.34, donde se puede
apreciar el descenso del consumo en los sectores del transporte un 8,89%, la
industria, un 38,09% y el primario, un 14,01%. Por el contrario, los sectores
servicios y residencial han experimentado crecimientos del 0,29% y del 16,12%
respectivamente.
Gráfico 3.34. CONSUMO DE ENERGÍA FINAL POR SECTORES
600
500
ktep
400
300
200
100
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Industria
Transporte
Primario
Servicios
Residencial
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Consumo primario de energía
Al igual que para el caso de usos finales, los consumos primarios de energía
han descendido en el periodo 2005-2011 un 13,70% tal y como se puede apreciar
en el gráfico 3.35.
181
La evolución de las distintas fuentes de energía, incluido el saldo eléctrico, es
decir, la diferencia entre la energía importada y exportada, se muestran en el
gráfico 3.36.
Se puede apreciar un descenso radical del consumo de carbón y una bajada
de un 19,78% en el consumo de petróleo y del 13,76% en el de energías
renovables. El único vector energético que crece es el gas natural, y lo hace en
un porcentaje del 57,32%.
Gráfico 3.35. CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA
1.550
1.500
ktep
1.450
1.400
1.350
1.300
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Aportación de las renovables al consumo primario de energía
La aportación de las energías renovables al consumo primario de energía se
ha mantenido por encima del 20% en el periodo 2005-2011, tal y como se
muestra en el gráfico 3.37 con un valor promedio del 23,93%.
182
Gráfico 3.36. CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA. DISTRIBUCIÓN POR
FUENTES
900
800
700
ktep
600
500
400
300
200
100
0
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Carbon
Gas natural
Petróleo
Renovables
Saldo eléctrico
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
Grado de autoabastecimiento energético
Es el cociente entre la producción interior de energía y el consumo total de
energía primaria. El valor de este parámetro es superior en la provincia de Jaén
que el correspondiente a Andalucía, y su promedio en el periodo 2005-2011 se
ha situado en el 21,70% frente al 9,74% de Andalucía, tal y como se puede ver
en el gráfico 3.38. Ello es debido a que prácticamente la totalidad de la
producción interior de energía en la provincia de Jaén procede de fuentes de
origen renovable.
183
Gráfico 3.37. APORTACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES AL
CONSUMO PRIMARIO DE ENERGÍA
30
25
%
20
15
10
5
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
Gráfico 3.38. GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO.
ANDALUCÍA Y JAÉN
30
25
%
20
15
10
5
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Años
GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO JAÉN
GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO ANDALUCÍA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía
184
2011
2012
4.- SITUACIÓN ACTUAL Y POLÍTICAS DE
APOYO A LA BIOMASA
4.1.- Introdución
La biomasa es una fuente de energía clave para el cumplimiento de los
objetivos recogidos en los diferentes planes de promoción y estímulo a las
energías renovables, puesto que contribuye de una manera muy directa a las
principales premisas de los mismos, a saber:
•
Diversificación energética, en tanto que amplía el rango de fuentes
energéticas primarias para la generación de energía térmica y/o eléctrica,
así como para la producción de biocarburantes. Y ello debido a la
obtención de biocombustibles sólidos (astillas o pélets), líquidos
(bioetanol o biodiesel) y gaseoso (biogás o syngas).
•
Disminución de la dependencia energética al sustituir directamente fuentes
energéticas de origen fósil como gasóleo C o gas natural, las cuales son,
en su mayor parte, importadas de otros países.
185
•
Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero puesto que el
aprovechamiento final de la biomasa, cualquiera que sea su origen, suele
conllevar la oxidación total de la materia orgánica o de los combustibles
de ella derivados, como es el caso de la combustión de la biomasa sólida,
del aprovechamiento de los biocarburantes o del biogás. Por ello, el CO2
emitido en ese proceso es equivalente al absorbido por la materia
orgánica original y por ello el balance global del ciclo de CO2 resulta
prácticamente nulo. El grado de neutralidad vendrá marcado por la
intensidad, tipo y cuantía de los medios utilizados para la producción,
transporte, tratamiento y utilización de la misma, es decir, por todos los
procesos necesarios para llegar a la combustión final.
La consecución de estos objetivos va a requerir un impulso decidido a favor
de la biomasa, desde todos los ámbitos, europeo, nacional y autonómico. Para
2010 ya se recogía en el Plan de Acción de la Biomasa (COM 2005 (628) final) una
contribución de la biomasa del 10% al consumo de energía primaria, y un 5,75%
de participación de los biocarburantes en el sector del transporte29. Objetivos,
que como se verá posteriormente, se ven incrementados para el año 2020.
En realidad, y debido a una serie de factores, estos objetivos están lejos de
alcanzarse. Las razones están, entre otras cuestiones, en una falta de desarrollo
tecnológico y de mejora de la eficiencia energética para la mayor parte de las
tecnologías, y en la ausencia de un auténtico sector de la biomasa que establezca
un mercado estable y seguro de materias primas y con todos los eslabones de la
cadena de valor perfectamente desarrollados (suministradores, ingenierías,
instaladores, mantenedores, entidades financieras, etc.).
Es por ello que se hacen necesarios una serie de mecanismos de apoyo y de
estímulo así como un conjunto de acciones para conseguir que la biomasa se
Directiva 2003/30/CE, de 8 de mayo de 2003, del Parlamento Europeo y del Consejo, relativa
al fomento del uso de biocarburantes u otros combustibles renovables en el transporte. Diario Oficial de
la Unión Europea, 17 de mayo de 2003, L 123/42.
29
186
sitúe, como mínimo, en los objetivos estipulados por las autoridades
energéticas. Entre ellos cabe citar los siguientes:
•
Aseguramiento del suministro de biomasa en calidad (estandarización),
cantidad y precio.
•
Desarrollo de la cadena de suministro (logística, pre-tratamiento, etc.).
•
Fomento de la producción de biocarburantes de 2ª generación a partir de
fuentes de biomasa de tipo lignocelulósico como por ejemplo los restos
de las podas de olivar, potenciando el concepto de las llamadas
“biorefinerías”.
•
Incremento de la eficiencia de las tecnologías convencionales de
generación eléctrica y desarrollo de otras alternativas como la cocombustión, la gasificación, etc.
•
Promoción de la biomasa para usos finales térmicos, tanto a nivel individual
como colectivo y también en sistemas centralizados, lo que en inglés se
conoce como District Heating and Cooling, tal y como se ha hecho en el
Parque Científico y Tecnológico GEOLIT.
Por otro lado, son numerosos y variados los instrumentos de apoyo a la
biomasa, pudiendo estos clasificarse en los tres siguientes grupos:
•
Políticos. Los más importantes son el llamado “paquete verde” 20/20/20 y
la Directiva 2009/728/CE relativa al fomento del uso de la energía procedente de
fuentes renovables a nivel europeo; el Plan de Acción Nacional de Energías
Renovables de España (PANER) 2011-2020 y el Plan Español de Energías
Renovables (PER) 2011-2020 a escala nacional; y el Plan Andaluz de
Sostenibilidad Energética (PASENER) 2007-2013 a nivel andaluz.
•
Legislativos y/o normativos. El más importante hasta la aparición del Real
Decreto-ley 1/2012 varias veces citado, era el RD 661/2007 por el que se
regula la actividad de producción de energía eléctrica en Régimen Especial. Otro
187
instrumento legislativo también ya citado, y que impulsará determinadas
aplicaciones tecnológicas de la biomasa, entre ellas la gasificación, es el
RD 1966/2011 por el que se regula la conexión a red de instalaciones de
producción de energía eléctrica de pequeña potencia, lo que se conoce como
“balance neto”. A nivel de biomasa para usos térmicos, la norma que
puede contribuir al impulso de la biomasa en edificios es el llamado
“Código Técnico de la Edificación”30 así como la Directiva 2010/31/UE
relativa a la eficiencia energética en los edificios, en la cual se recoge un
nuevo concepto: “edificios de consumo casi nulo”31. Por último, la Ley 5/2011
del olivar de Andalucía32 hace referencia al fomento del uso racional de los
subproductos del olivar.
•
Económicos. Los más significativos son la Orden de 7 de diciembre de 2010
por la que se establece un programa de incentivos para el desarrollo energético
sostenible de Andalucía33, y los fondos de inversión públicos a través de la
Iniciativa denominada “JEREMIE” (Joint European Resources for Micro
to Medium Enterprises) gestionada por la Agencia de Innovación y
Desarrollo
de
Andalucía.
Otras
líneas
de
financiación
pública
impulsados por el I.D.A.E. para proyectos de biomasa en edificios a
través de Empresas de Servicios Energéticos, ESE son la 2ª convocatoria
del Programa denominado BIOMCASA (BOE núm. 12 de 14 de enero de
2012), y el GIT para grandes instalaciones térmicas en los edificios.
Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la
Edificación. Boletín Oficial del Estado, 28 de marzo de 2007, núm. 74, p. 11816
31 Directiva 2010/31/UE, de 19 de mayo de 2010, del Parlamento Europeo y del Consejo,
relativa a la eficiencia energética en los edificios. Diario Oficial de la Unión Europea, 18 de junio
de 2010, L 153/13
32 Ley 5/2011, de 6 de octubre, del olivar de Andalucía. Boletín Ofincial de la Junta de
Andalucía, 19 de octubre de 2011, núm. 205, p.6.
33 Boletín Oficial de la Junta de Andalucía, núm. 244 de 10 de diciembre de 2010.
30
188
4.2.- Situación de la biomasa a nivel mundial
Según datos del Fondo de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agricultura, FAO, algunos países pobres obtienen el 90% de su energía de la
leña y otros biocombustibles. Esta fuente de energía supone un tercio del
consumo energético en África, Asia y Latinoamérica, siendo la principal fuente
de energía en los hogares de 2.000 millones de personas.
El principal inconveniente es la falta de desarrollo tecnológico y la baja
eficiencia energética en los procesos de transformación, situándose fuera de una
planificación sostenible de su aprovechamiento, lo que conlleva deforestación
de grandes áreas con el impacto ambiental que conlleva.
Más del 10%, (1,5 Gha) de la superficie mundial se utiliza actualmente para
cultivos y un 25% (3,54 Gha) para pastos de ganadería y otras producciones
animales. Anualmente, alrededor de 7 u 8 Mha forestales se convierten en
agrícolas.
Las previsiones establecidas por el Panel Intergubernamental sobre Cambio
Climático establecen que antes del año 2.100 la cuota de participación de la
biomasa en la producción mundial de energía debería estar entre el 25 el 46%.
Según la publicación “2010 Survey of Energy Resources” del World Energy
Council en el año 2008 la contribución de la biomasa (incluyendo usos
tradicionales no eficientes) a nivel mundial alcanzaba los 1.194 Mtep de energía
primaria, lo que suponía un 10% del total mundial, prácticamente el mismo
porcentaje que en el año 2006 donde la aportación de la biomasa fue de 1.186
Mtep.
Del total en 2008, el 75% provenía de leñas, carbón vegetal o restos forestales,
el 10% de biomasa agrícola (residuos animales, vegetales y cultivos
energéticos), un 12% correspondía a residuos de industrias forestales, licores
negros o madera recuperada, y el biogás suponía una contribución del 3%.
189
La Agencia Internacional de la Energía, AIE, dividía la contribución de la
biomasa en 2006 según la siguiente división por aplicaciones:
•
Usos tradicionales (calefacción y cocina):
724 Mtep
•
Usos modernos:
462 Mtep
o Biocarburantes:
24,4 Mtep
o Calor utilizado directamente:
293 Mtep
Usos industriales:
188,6 Mtep
Edificios:
104,4 Mtep
o Electricidad y redes de calefacción:
8,7 Mtep (239 TWh)
o Pérdidas:
63,9 Mtep
De los 239 TWh generados en 2006 aproximadamente el 44,4% correspondían
a plantas de generación eléctrica exclusiva con un rendimiento del 20%. El resto
correspondía a plantas de cogeneración con uso de la energía térmica tanto en
la industria como en redes de calefacción centralizada.
No obstante, en general las estadísticas de biomasa son poco fiables en todo
el mundo debido a la gran variedad de aplicaciones y a la amplia gama de tipos
existente.
190
4.3.- Situación de la biomasa en la Unión Europea
En la UE cinco países aportan el 56,7% de la energía primaria producida con
biomasa: Francia, Suecia, Alemania, Finlandia y Polonia. Los principales
consumidores de biomasa (consumo “per cápita”) son los países nórdicos y
bálticos, junto con Austria, encabezados por Finlandia.
Según datos de Eurobserver [18] el crecimiento de la producción de energía
primaria con biomasa en la UE entre 2009 y 2010 fue del 8%. En 2010 la UE
consumió un total de 66 Mtep de calor procedente de biomasa, produjo 67 TWh
de energía eléctrica y 79,3 Mtep de energía primaria, tal y como se muestra en el
cuadro 4.1.
España produjo en 2010 4,751 Mtep, un 5,71% más que en 2009 y se situó en
sexto lugar por detrás de Alemania, Francia, Suecia, Finlandia y Polonia; y por
delante de Austria.
Cuadro 4.1.- ENERGÍA PRIMARIA PRODUCIDA CON BIOMASA EN LOS
ESTADOS D E LA UE (2009 y 2010). Datos en ktep
ESTADO
2009
2010
Alemania
11,217
12,230
Francia
9,368
10,481
Suecia
8,621
9,202
Finlandia
6,473
7,680
Polonia
5,190
5,865
España
4,494
4,751
Austria
4,097
4,529
191
Rumania
3,838
3,583
Italia
2,760
3,019
Portugal
2,856
2,582
República Checa
1,968
2,094
Letonia
1,737
1,739
Dinamarca
1,422
1,657
Hungría
1,469
1,489
Reino Unido
1,357
1,442
Holanda
1,014
1,033
Lituania
1,002
1,002
Estonia
0,843
0,924
Bélgica
0,722
0,858
Grecia
0,799
0,812
Bulgaria
0,766
0,788
Eslovaquia
0,647
0,740
Eslovenia
0,537
0,572
Irlanda
0,189
0,197
Luxemburgo
0,034
0,040
Chipre
0,009
0,010
Malta
0,000
0,000
TOTAL UE
73,430
79,318
Fuente: EurObser´ER 2011
192
El crecimiento experimentado en la evolución de la producción de energía
primaria a partir de biomasa desde el año 2000 ha sido del 51,33%, pasando de
52,4 Mtep a las 79,3 Mtep respectivamente.
Respecto a la producción de energía eléctrica con biomasa, Eurobser´ver
presenta los siguientes datos para 2009 y 2010 en TWh. El crecimiento
experimentado entre esos dos años ha sido del 8,26%. En el caso de España
dicha cifra se situó en el 11,92%.
En 2012 las previsiones de producción de energía eléctrica a partir de
biomasa se sitúan en 115 TWh.
Por su importancia cualitativa, merece la pena destacar que las aplicaciones
para calefacción y ACS abastecidas con pélets son una práctica habitual en
muchos países de la UE.
En algunos de ellos el crecimiento del número de instalaciones de biomasa
para usos finales térmicos ha sido muy significativo en los últimos años,
ejemplo de ello es Austria donde se pasó de 28.000 instalaciones de potencia por
debajo de 100 kW en 2004 a 47.000 en 2006.
Estos desarrollos unidos a la creciente producción de biocombustibles
sólidos, especialmente pélets, ha permitido la consolidación de un mercado
europeo de biomasa térmica. En 2010 se consumieron 10 millones de toneladas
de pélets en la UE.
En el cuadro 4.3. se muestra el calor consumido en la UE a partir de biomasa,
el cual ha experimentado un crecimiento entre 2009 y 2010 del 17,95%. En el
caso de España este crecimiento ha sido del 4,37%.
193
Cuadro 4.2.- PRODUCCIÓN ELÉCTRICA CON BIOMASA EN LOS
ESTADOS D E LA UE (2009 y 2010). Datos en TWh
ESTADO
2009
2010
Alemania
10,881
10,730
Finlandia
8,402
9,385
Suecia
10,103
9,281
Polonia
4,907
5,906
Reino Unido
3,535
4,582
Holanda
3,550
4,197
Dinamarca
1,996
3,323
Austria
3,321
3,321
Bélgica
2,709
2,784
España
2,197
2,459
Italia
2,828
2,260
Portugal
1,713
2,223
Hungría
2,029
1,993
República Checa
1,396
1,493
Francia
1,234
1,360
Estonia
0,307
0,733
Eslovaquia
0,493
0,614
Eslovenia
0,120
0,120
194
Lituania
0,087
0,116
Irlanda
0,064
0,104
Rumanía
0,011
0,011
Letonia
0,004
0,007
Bulgaria
0,06
0,006
TOTAL UE
61,893
67,006
Fuente: EurObser´ER 2011
Cuadro 4.3.- CALOR CONSUMIDO CON BIOMASA EN LOS ESTADOS D E
LA UE (2009 y 2010). Datos en Mtep
ESTADO
2009
2010
Francia
9,019
10,105
Alemania
7,022
8,677
Suecia
7,108
8,039
Finlandia
5,245
6,107
Polonia
4,121
4,551
España
3,751
3,915
Austria
3,387
3,735
Rumanía
3,755
3,507
Italia
2,558
3,084
Portugal
2,542
2,151
195
Dinamarca
1,642
2,026
República Checa
1,503
1,640
Letonia
1,186
1,153
Hungría
0,928
0,939
Lituania
0,870
0,872
Grecia
0,797
0,810
Reino Unido
0,707
0,799
Bulgaria
0,735
0,757
Bélgica
0,755
0,755
Estonia
0,643
0,635
Eslovenia
0,509
0,547
Eslovaquia
0,494
01,511
Holanda
0,445
0,450
Irlanda
0,164
0,160
Luxemburgo
0,034
0,040
Chipre
0,013
0,013
Malta
0,000
0,000
TOTAL
59,934
65,974
Fuente: EurObser´ER 2011
196
En la figura 4.1. se muestra la producción primaria de energía, la producción
de energía eléctrica y el calor consumido a partir de biomasa en 2010 en la
Unión Europea según Eurobserver.
Figura 4.1. PRODUCCIÓN PRIMARIA DE ENERGÍA, GENERACIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA Y CALOR CONSUMIDO. Año 2010
Fuente: EurObser´ER 2011
197
4.4.- La biomasa en España
España, al igual que gran parte de los países desarrollados, sustituyó la
mayoría de los consumos basados en biomasa, primero por carbón a finales del
siglo XIX y luego por combustibles derivados del petróleo o aplicaciones
eléctricas durante el siglo XX.
De hecho, el consumo de biomasa en España quedó relegado a algunos
sectores directamente vinculados a la producción del recurso como el maderero
o el oleícola; o con demandas energéticas importantes como el cerámico.
Aparte de estos sectores, el mayor consumo de biomasa se centró en sistemas
tradicionales de calefacción, producción de ACS y cocina, como las clásicas
chimeneas o las estufas de leña.
La mayor parte del consumo de biomasa en España proviene del sector
forestal, la cual ha sido utilizada tradicionalmente en los sectores doméstico e
industrial.
El cuadro 4.4. muestra la distribución del consumo de biomasa según
orígenes y aplicaciones en el año 2006, reflejando la importancia de los usos de
las leñas y maderas forestales, las podas de los olivos y otros subproductos del
sector oleícola como el orujo extractado u orujillo.
Asimismo, se puede comprobar la importancia de combustibles procedentes
de las industrias del sector maderero, en especial papeleras (lejías negras y
cortezas) en la producción de energía eléctrica a partir de biomasa.
A pesar del descenso de las últimas décadas, las circunstancias han cambiado
en la actualidad, y la subida de precios de los combustibles fósiles como el
gasóleo C o el gas natural, las necesidades de autosuficiencia energética y los
objetivos medioambientales de la sociedad están impulsado el desarrollo de
nuevos proyectos y la puesta en marcha de iniciativas tanto de generación de
energía eléctrica como de usos finales térmicos.
198
Cuadro 4.4.- DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO DE BIOMASA SEGÚN
ORÍGENES Y APLICACIONES
ENERGÍA
ENERGÍA
ELÉCTRICA
TÉRMICA
(KTEP)
(KTEP)
3.800.000
0
950
0,25
1.000.000
0
250
400.000
0,25
1.600.000
0
400
Paja cereal
100.000
0,30
333.333
80
20
Lejías negras
600.000
0,30
2.000.000
600
0
450.000
0,30
1.500.000
0
450
Cortezas
550.000
0,32
1.718.000
170
380
Orujillo
700.000
0,40
1.750.000
250
450
200.000
0,32
625.000
0
200
14.326.333
1.100
3.100
BIOMASAS
Leñas
tallares
Leñas podas
Leñas olivos
y c. agrícolas
Serrines y
virutas
Otros
alimentarios
TOTAL
PCI H
TONELADAS
(TEP/TM)
(TM)
950.000
0,25
250.000
TEP
4.200.000
Fuente: Plan de Energías Renovables de España, PER 2011-2020
Este hecho, unido al desarrollo tecnológico de la biomasa así como a la
existencia de un mercado de biocombustibles sólidos promovido por empresas
de servicios agrícolas y forestales principalmente, está provocando unas
expectativas halagüeñas de crecimiento del sector de la biomasa en España.
199
El periodo comprendido entre 2005 y 2009 ha supuesto en España el periodo
de despegue de la biomasa, y ello debido más al conocimiento, sensibilización
favorable y acercamiento del sector empresarial y de las administraciones
públicas, que a los resultados realmente alcanzados.
Son pocas las plantas de generación de energía eléctrica con biomasa
existentes en España y la mayor parte de ellas están ubicadas al lado de
industrias generadores de biomasa, principalmente extractoras de aceite de
orujo u orujeras. La potencia instalada en España en 2010 se situaba en 533 MW
tal y como se muestra en el cuadro 4.5.
Cuadro 4.5.- EVOLUCIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA
EN ESPAÑA CON BIOMASA (MW)
Total
EERR
Biomasa
2005
2006
2007
2008
2009
2010
26.464
28.441
32.085
36.606
39.423
42.015
354
388
396
374
492
533
Fuente: Plan de Energías Renovables de España, PER 2011-2020
El desarrollo de este tipo de aplicaciones tecnológicas de la biomasa ha
estado y está muy condicionado por el ya varias veces mencionado y referido
Régimen Especial, por lo que es necesario para su correcta evolución, un marco
retributivo estable, una mayor colaboración entre administraciones, empresas y
compañías eléctricas a la hora de establecer la evacuación de la energía eléctrica;
así como el fomento de otras tecnologías de generación distribuida como la
gasificación o la co-combustión.
Según la Asociación de Productores de Energías Renovables, APPA las
plantas de biomasa existentes en España con las diferentes tecnologías se
200
muestran a continuación. La potencia total instalada a mediados de 2011
ascendía a 509,793 MW, distribuida según el cuadro 4.6.
Cuadro 4.6.- POTENCIA TOTAL INSTALADA EN ESPAÑA Y NÚMERO
TOTAL DE PLANTAS EXISTENTES
TIPOLOGÍA
NÚMERO
POTENCIA (MW)
Combustión
22
358,485
Gasificación
4
3,722
Biometanización
30
97,941
FORSU
4
49,645
60
509,793
Fuente: APPA [17] y Elaboración propia
Del total de plantas, 60, la mayor parte corresponden a instalaciones de
generación de biogás ubicadas en vertederos y estaciones depuradoras de aguas
residuales. Se trata de plantas de pequeña potencia (3,2 MW de media). A
continuación se sitúan las que emplean la tecnología de combustión con 22
plantas y 358,485 MW (16 MW de potencia media). En tercer lugar se sitúa la
valorización energética de la Fracción Orgánica de Residuos Urbanos, FORSU,
con 4 plantas que totalizan una potencia cercana a los 50 MW y en las cuales se
utilizan, además de FORSU, otros tipos de combustibles de origen no
biomásico.
Finalmente, con 4 plantas y una potencia total de 3,722 MW se sitúa la
gasificación, la cual, tal y como se viene diciendo, es la menos desarrollada de
todas (cuadro 4.8.).
201
En los cuadros siguientes se recogen el listado de plantas de biomasa
mediante combustión y de gasificación existentes en España en 2011 según
datos de APPA.
Cuadro 4.7. PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN ESPAÑA CON
TECNOLOGÍA DE COMBUSTIÓN
AÑO
DENOMINACIÓN LOCALIZACIÓN
PROMOTOR
PUESTA
POTENCIA
EN
(MW)
MARCHA
Planta de biomasa
Sangüesa,
Acciona
de Sangüesa
Navarra
Energía
Planta de biomasa
de Briviesca
Planta de biomasa
de Miajadas
Biomasa
Briviesca, Burgos
Briviesca
Biomasa
Miajadas, Cáceres
Miajadas
2004
32
2010
16
2010
16
Pinasa biomasa
Fuentes, Cuenca
Cometa
2004
4,032
Talosa biomasa
Foria
Cometa
2004
4,032
Red de calor y frío
Zona franca,
Ecergies
de Barcelona
Barcelona
Barcelona
2011
2
Biomasa Huelva
Huelva
ENCE
-
40,95
Biomasa Navia
Navia
ENCE
-
36,65
Huelva
ENCE
-
27,5
Navia
ENCE
-
40,33
Cogeneración licor
negro Huelva
Cogeneración
Navia
202
Cogeneración
Pontevedra
CTB Corduente
Bioenergía Santa
María
Pélets Asturias
La Loma
Enemansa
Pontevedra
Corduente,
Guadalajara
ENCE
-
34,57
IBERDROLA
2009
2
2006
14,30
2011
1
ECyR
2002
16
ECyR
2002
16
1998
2,35
2004
7,80
2006
9,80
2003
9,15
1995
12,9
2010
15
Bioenergía
Lucena, Córdoba
Santa María
Péletes
Tineo, Asturias
Asturias
Villanueva del
Arzobispo, Jaén
Villarta de San
Juan, Ciudad Real
Norvento
Allarluz
Allariz, Orense
Térmica AFAP
Villacañas, Toledo
Térmica AFAP
Biomasa Puente
Puente Genil,
VALORIZA
Genil
Córdoba
ENERGÍA
Villanueva de
VALORIZA
Algaidas, Málaga
ENERGÍA
Palenciana,
Oleícola el
Córdoba
Tejar
Extragol
Vetejar
Bioeléctrica de
Linares
enerxia
VALORIZA
Linares, Jaén
ENERGÍA
TOTAL
360,364
Fuente: APPA y Elaboración propia
203
Cuadro 4.8. PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN ESPAÑA CON
TECNOLOGÍA DE GASIFICACIÓN
AÑO DE
DENOMINACIÓN LOCALIZACIÓN
PROMOTOR
PUESTA
POTENCIA
EN
(MW)
MARCHA
ENAMORA
Energía
Mora de Ebro,
Natural de
Tarragona
1997
0,75
Mora
Planta Taim Weser
Zaragoza
Taim Weser
2005
0,65
Planta de Jundiz
Vitoria-Gastéiz
GUASCOR
2008
0,672
2010
1,65
Inversiones
Biomasa Molla
Xátiva, Valencia
sebatenses
Molla
TOTAL
3,722
Fuente: APPA y Elaboración propia
En el caso de aplicaciones térmicas puede apreciarse la disminución que han
sufrido en los últimos años debido, entre otros factores, a inviernos cálidos que
han provocado una menor demanda de energía para calefacción.
Es por ello crucial fomentar los procesos de producción de frío mediante
absorción, que difieren de los de compresión eléctrica en que la energía que
acciona el generador de frío es calor en forma de agua caliente, la cual puede ser
producida en una caldera de biomasa.
El principio de funcionamiento de la absorción se basa en la afinidad que
presentan ciertas sustancias entre sí. Una de las cuales, la más volátil actúa
como refrigerante, y la otra como absorbente.
204
La máquina de absorción enfría el agua que circula por el circuito de
distribución de frío hacia los ventiloconvectores, o fan coils en inglés, los
climatizadores o el sistema emisor elegido. Emplea refrigerantes no tóxicos, lo
que evita problemas en caso de fugas.
Cuadro 4.9.- EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA CONSUMIDA EN
APLICACIONES TÉRMICAS CON BIOMASA (ktep)
Total
EERR
Biomasa
2005
2006
2007
2008
2009
2010
3.537
3.656
3.712
3.750
3.754
3.932
3.441
3.513
3.548
3.583
3.551
3.655
Fuente: Plan de Energías Renovables de España, PER 2011-2020
Finalmente, en el cuadro 4.10. se muestra el potencial de biomasa existente en
España y la necesaria para el cumplimiento de los objetivos recogidos en el Plan
de Energías Renovables, PER, 2011-2020.
205
Cuadro 4.10.- BIOMASA POTENCIAL34 vs NECESARIA PARA EL
CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS (Tm/año)
PROCEDENCIA
BIOMASA
OBJETIVO
INCREMENTO
POTENCIAL
PER 2020
2006-2020
9.639.176
4.093.889
5.908.116
3.518.059
2.518.563
2.518.563
18.065.855
10.130.511
Restos de
Masas
aprovechamientos
forestales
madereros
existentes
Aprovechamientos
del árbol completo
Restos
Herbáceos
agrícolas
Leñosos
2.984.243
15.731.116
14.434.566
16.118.220
Masas herbáceas susceptibles
de implantación en terreno
17.737.868
agrícola
Masas leñosas susceptibles de
implantación en terreno
6.598.861
agrícola
Masas leñosas susceptibles de
implantación en terreno forestal
TOTAL BIOMASA
POTENCIAL EN ESPAÑA
15.072.320
88.677.194
Fuente: PER 2011-2020
34
Datos en tonelada en verde con un 45% de humedad
206
4.5.- La biomasa en Andalucía
Andalucía cuenta con un importante potencial de recursos de origen
biomásico, en gran medida debido al cultivo del olivo y a las industrias de
producción de aceites de oliva.
En el cuadro 4.11. se recoge la biomasa existente en Andalucía, según un
Informe elaborado en septiembre de 2011 por la Agencia Andaluza de la
Energía titulado “La biomasa en Andalucía”. Dicho potencial asciende a 3.958
ktep. Si se tiene en cuenta el consumo de energía primaria en Andalucía en el
año 2011 (19.053,30 ktep), este potencial supone un 21 % del total.
Cuadro 4.11. POTENCIAL DE BIOMASA DE ANDALUCÍA
TIPO DE BIOMASA
SUBTIPO
TONELADAS
KTEP
4.606.473
1.321,29
OLIVAR
2.524.419
803,25
FRUTAL
112.611
23,09
CITRICO
58.381
11,82
SUBTROPICAL
17.441
4,29
VID
48.305
11,88
GIRASOL
524.533
152,39
INVERNADEROS
415.070
49,81
ARROZ
145.910
40,85
ALGODÓN
721.353
216,41
TOMATE
38.449
7,50
4.342.525
77
SUBTOTAL BIOMASA
AGRÍCOLA
RESIDUOS
AGRICOLAS
33%
RESIDUOS
SUBTOTAL BIOMASA
GANADEROS
GANADERA
207
2%
PORCINO
1.476.565
17
VACUNO
1.371.182
24
AVICOLA
361.355
18
OTRAS ESPECIES
1.133.424
18
5.070.029
1.025
HOJA OLIVO
345.108
86
HUESO ACEITUNA
552.434
215
3.011.462
422
58.693
20
123.083
2
100.203
14
10.600
4
16.811
5
17.500
7
41.097
9
220.410
59
6.000
2
14.824
1
SUBTOTAL BIOMASA
INDUSTRIAL
ORUJO HUMEDO GRASO
OLIVA
CASCARA ARROZ
RESIDUOS INDUSTRIA
CERVEZA
RESIDUOS DE MATADERO Y
RESIDUOS
INDUSTRIALES
CARNICAS
RESIDUOS CORCHO
26%
RESDUOS DESMOTADORA DE
ALGODÓN
CASCARA FRUTOS SECOS
RESIDUOS INDUSTRIA VINO Y
LICORES
RESIDUOS MADERA DE
MUEBLES, ENVASES Y
ASERRADEROS
RESIDUOS INDUSTRIA
AZUCARERA
RESIDUOS INDUSTRIA
208
PESCADO
LICORES NEGROS
474.802
145
GLICERINA BRUTA
77.000
35
1.345.840
322
QUERCUS
283.237
76
EUCALIPTO
488.706
83
POPULUS
9.087
2
PINUS
564.994
161
SUBTOTAL
1.864.600
620
2.929.782
591
57.916
52
PARQUES Y JARDINES
208.000
56
FORSU
735.697
276
LODOS EDAR URBANOS
547.775
163
AGUAS RESIDUALES (M3)
1.380.394
44
20.159.249
3.958
SUBTOTAL BIOMASA
FORESTAL
FORESTALES
8%
CULTIVOS
ENERGÉTICOS
16%
SUBTOTAL BIOMASA
URBANA
ACEITES VEGETALES
RESIDUOS
URBANOS
USADOS
15%
TOTAL POTENCIAL BIOMASA EN ANDALUCIA
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía
Como se puede apreciar en el gráfico 4.1., el peso lo ostentan los residuos
agrícolas, seguido por los industriales. A continuación se sitúan los cultivos
209
energéticos, la fracción orgánica de los residuos urbanos, FORSU y, por último,
los residuos forestales.
Gráfico 4.1. DISTRIBUCIÓN DEL POTENCIAL DE BIOMASA DE
ANDALUCÍA
R. URBANOS
14.93%
R. AGRÍCOLAS
33.39%
C. ENERGÉTICOS
15.67%
R. FORESTALES
8.14%
R. INDUSTRIALES
25.93%
R. GANADEROS
1.95%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
En los mapas siguientes se muestra, de una manera gráfica, el potencial de
biomasa de Andalucía por tipos de biomasa y el total de acuerdo al cuadro
anterior.
210
Figura 4.2. MAPAS DE POTENCIAL DE BIOMASA DE ANDALUCÍA
211
212
213
Los objetivos recogidos en el Plan Andaluz de Sostenibilidad Energética
2007-2013, PASENER en relación a la biomasa, se muestran en el cuadro 4.12.
Cuadro 4.12. OBJETIVOS DE BIOMASA PARA ANDALUCÍA
OBJETIVOS
TECNOLOGÍA
UNIDAD
PASENER 2013
Biomasa Generación Eléctrica
MW
256,00
Biogás Generación Eléctrica
MW
20,10
Biomasa Térmica
ktep
649,00
Biogás térmico
ktep
3
ktep
2.300,00
ktep
460,00
Biocarburantes (capacidad de
producción)
Biocarburantes (consumo año 2010)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
214
En cuanto a la situación de las distintas aplicaciones tecnológicas de la
biomasa en Andalucía, ésta se recoge en los cuadros siguientes.
En generación eléctrica con biomasa, la potencia total instalada asciende a
208,70 MW distribuidos según el cuadro 4.13. Además existen un total de 88,66
MW en fase de desarrollo en la comunidad autónoma.
Además, cuenta con 15 plantas de generación de energía eléctrica con biogás,
que suman un total de 21,50 MW, fundamentalmente de tratamiento de aguas
residuales y de vertederos de residuos urbanos.
Cuadro. 4.13. GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN ANDALUCÍA
POTENCIA CON
POTENCIA CON
BIOGÁS
BIOMAS (MW)
(MW)
ALMERÍA
1,7
CÁDIZ
CÓRDOBA
4,12
82,86
GRANADA
3,05
1,22
HUELVA
67,95
0,25
JAÉN
39,00
0,80
MÁLAGA
17,19
3,54
SEVILLA
ANDALUCIA
10,52
208,7
23,50
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
215
Las plantas de biomasa existentes en Andalucía se muestran en el cuadro 4.14.
Cuadro 4.14. PLANTAS DE BIOMASA EXISTENTES EN ANDALUCÍA
DENOMINACIÓN
Albaida Recursos
Naturales 1
POTENCIA
(MW)
1,7
TIPO BIOMASA
PUESTA
TIPO DE
SERVICIO
CENTRAL
Almería
2004
Planta de biomasa
MUNICIPIO
PROVINCIA
Níjar
Restos
invernaderos
Cogeneración con
Agroenergética Baena (1)
25
Orujo
Baena
Córdoba
2002
Bioenergética Egabrense
8
Orujillo
Cabra
Córdoba
2006
Planta de biomasa
Severaes
0,1
Poda de Olivo
Cañete de las Torres
Córdoba
2009
Planta de biomasa
Bioenergía Santamaría
14,3
Orujillo
Lucena
Córdoba
2006
Planta de biomasa
1,72
Orujillo
Lucena
Córdoba
2000
Planta de biomasa
5,37
Orujo
Palenciana
Córdoba
2007
El Tejar Autogeneración
5,65
Orujo
Palenciana
Córdoba
1999
Vetejar
12,9
Orujo
Palenciana
Córdoba
2000
Planta de biomasa
Biomasa Puente Genil
9,82
Puente Genil
Córdoba
2006
Planta de biomasa
Ence I
40,95
Madera
San Juan del Puerto
Huelva
2009
Planta de biomasa
Ence II
27
Madera
San Juan del Puerto
Huelva
2009
Tradema
2
Madera
Linares
Jaén
2001
Linares
Jaén
2009
Planta de biomasa
Jaén
2002
Planta de biomasa
Jaén
2010
Planta de biomasa
Hnos Santamaría Muñoz
e Hijos
Agroenergética de
Palenciana (3)
Orujillo, podas,
cultivos energéticos
biomasa
Cogeneración con
biomasa
Cogeneración con
biomasa
Cogeneración con
biomasa
Cogeneración con
biomasa
Orujillo, residuos
Bioenergética de Linares
15
agrícolas y
forestales, y
cultivos energéticos
La Loma
Aldebarán Energía del
Gualdalquivir
16
Orujillo
Villanueva del
Arzobispo
Poda de olivo,
6
residuos foretales,
Andújar
paja de cereal
216
Fuente de Piedra
8,04
Extragol
9,15
TOTAL MW
208,70
Orujillo
Fuente de Piedra
Orujillo, podas,
Villanueva de
cultivos energéticos
Algaidas
Málaga
2004
Planta de biomasa
Málaga
2003
Planta de biomasa
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
El cuadro 4.15. muestra la distribución de las plantas de biogás existentes en
Andalucía.
Cuadro 4.15. PLANTAS DE BIOGAS EXISTENTES EN ANDALUCÍA
PLANTAS DE BIOGAS
POTENCIA
(MW)
EDAR Guadalete
0,47
Vertedero Jerez de la Frontera
1,65
EDAR Golondrina
0,50
Vertedero de Montalbán
2,55
EDAR Churriana Sur
0,60
RSU Granada
0,62
EDAR Huelva
0,250
Biometanización “Sierra Sur”
0,80
EDAR del Guadalhorce
1,44
LIMASA III
2,10
TIPO
RESIDUO
MUNICIPIO
Aguas
Jerez de la
residuales
Frontera
RSU
Aguas
residuales
RSU
Aguas
residuales
RSU
Aguas
residuales
RSU
Aguas
residuales
RSU
PROVINCIA
TIPO DE
PUESTA EN
CENTRAL35
SERVICIO
Cádiz
Conectada a red
2000
Cádiz
Conectada a red
2010
Córdoba
Córdoba
Autoconsumo
--
Montalbán
Córdoba
Conectada a red
2008
Granada
Granada
Autoconsumo
--
Granada
Granada
Conectada a red
2003
Huelva
Huelva
Autoconsumo
--
Jaén
Jaén
Conectada a red
2010
Málaga
Málaga
Autoconsumo
--
Málaga
Málaga
Conectada a red
2006
Jerez de la.
Frontera
Las plantas de autoconsumo son plantas de biogás que utilizan la energía eléctrica y térmica
para autoabastecimiento, por lo que no vierten electricidad a la red eléctrica
35
217
2000 (2,012 MW)
2003 (1,006 MW)
RSU Cónica Montemarta
7,22
RSU
Alcalá de
Guadaira
2005 (1,048 MW)
Sevilla
Conectada a red
2006 (1,048 MW)
2009 (1,048 MW)
2010 (1,064 MW)
EDAR Copero Sur
1,80
EDAR Ranilla Este
0,50
EDAR San Jerónimo Norte
0,50
EDAR Tablada Oeste
0,50
TOTAL MW
21,50
Aguas
residuales
Aguas
residuales
Aguas
residuales
Aguas
residuales
Sevilla
Sevilla
Autoconsumo
--
Sevilla
Sevilla
Autoconsumo
--
Sevilla
Sevilla
Autoconsumo
--
Sevilla
Sevilla
Autoconsumo
--
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
En relación a los usos finales térmicos de la biomasa, el cuadro 4.16., resume la
situación en Andalucía distribuida por fuentes, donde se puede apreciar el peso
del orujillo y del hueso de aceituna en relación a las demás fuentes de biomasa.
Si esta información se desglosa por sectores y por provincias, la información
se muestra en el cuadro 4.17., donde se puede comprobar como la provincia de
Jaén se sitúa a la cabeza, seguidas de la de Granada y Córdoba, todas ellas de
fuerte y arraiga tradición olivarera.
También se puede comprobar como el sector industrial es el de mayor
consumo, seguido a mucha distancia por el residencial.
218
Cuadro 4.16. CONSUMOS TÉRMICOS POR TIPOS DE BIOMASA EN
ANDALUCÍA. Datos de 2010
Ktep
Orujillo
Hueso
Leña
forestal
Leña
Residuos
Pélets,
cultivos
agro-
briquetas,
arbóreos
industriales
astilla
Biogás
Carbón
TOTAL
vegetal
ALMERÍA
12,1
6,21
9,87
18,6
0,41
0,32
0,17
0,54
48,22
CÁDIZ
1,39
3,37
5,19
22,21
0,17
0,35
0,26
0,77
33,71
CÓRDOBA
37,38
39,65
1,68
3,03
0,75
4,9
0,05
0,27
87,71
GRANADA
21,11
32,65
18,6
44,32
1,58
3,72
0,28
0,67
122,93
HUELVA
2,2
6,2
1,7
6,02
0,68
0,31
0,13
0,48
17,72
JAEN
108,5
51,89
8,38
27,89
0,96
4,25
0,06
0,39
202,32
MÁLAGA
17,92
8,78
3,93
11,84
0,22
0,68
3,35
1,59
48,31
SEVILLA
15,8
25,08
5
15,01
4
1,69
1,7
0,49
68,77
ANDALUCÍA
216,40
173,83
54,35
148,92
8,77
16,22
6,00
5,20
629,69
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
Cuadro 4.17. CONSUMOS TÉRMICOS DE BIOMASA EN ANDALUCÍA
POR SECTORES Y PROVINCIAS. Datos de 2010
PROVINCIA
INDUSTRIA
SERVICIOS
RESIDENCIAL
PRIMARIO
TOTAL
ALMERÍA
22,54
3,11
21,09
1,48
48,22
CÁDIZ
4,55
3,72
24,87
0,57
33,71
CÓRDOBA
60,05
4,66
21,18
1,82
87,71
GRANADA
51,42
8,82
57,15
5,54
122,93
HUELVA
5,30
1,52
7,01
3,89
17,72
JAEN
145,78
9,84
44,57
2,13
202,32
MÁLAGA
27,04
7,22
13,90
0,15
48,31
SEVILLA
39,29
3,99
18,53
6,96
68,77
ANDALUCÍA
355,97
42,88
208,30
22,54
629,69
219
El cuadro 4.18. muestra la potencia total para usos finales térmicos instalada
en Andalucía, donde la provincia de Jaén ocupa el segundo lugar por detrás de
Granada, con un 21,86% del total.
Cuadro 4.18. CONSUMOS TÉRMICOS DE BIOMASA EN ANDALUCÍA
POR SECTORES Y PROVINCIAS. Datos de 2010
PROVINCIA
Potencia de biomasa térmica instalada en
Andalucía 31/08/2011 (kW)
ALMERÍA
28.107
CÁDIZ
14.932
CÓRDOBA
68.302
GRANADA
111.991
HUELVA
18.817
JAÉN
95.456
MÁLAGA
27.300
SEVILLA
71.811
Total
436.716
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
Finalmente, se muestra en el gráfico 4.2. la distribución provincial del
consumo de biomasa en Andalucía, donde se puede corroborar la
preponderancia de la provincia de Jaén.
220
Gráfico 4.2. DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL DEL CONSUMO DE BIOMASA
PARA USOS FINALES TÉRMICOS. Andalucía, 2010
Málaga
8%
Almería
8%
Sevilla
11%
Cádiz
5%
Córdoba
14%
Jaén
31%
Huelva
3%
Granada
20%
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía. “La biomasa en Andalucía”.
221
4.6.- Instrumentos de carácter político
El primero de ellos es el llamado “paquete verde” promovido por la Comisión
Europea a través de la Comunicación “Energía 2020 una estrategia para una
energía competitiva, sostenible y segura” (COM/2010/639). Sus principales
objetivos son los tres siguientes:
•
Reducir un 20% la emisión de gases de efecto invernadero.
•
Elevar el 20% la proporción de energía procedente de fuentes renovables
•
Mejorar la eficiencia energética un 20%
La Directiva 2009/28/CE, de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de
energía procedente de fuentes renovables, se fija como objetivos generales alcanzar
una cuota del 20% del consumo de energía bruto para usos finales procedente
de fuentes renovables para el año 2020 en la UE, y un 10% para el sector del
transporte. Esta Directiva establece un conjunto de objetivos para cada uno de
los Estados Miembros.
En el caso de España, los objetivos son idénticos a los recogidos en la
Directiva, es decir, un 20%. También obliga a que cada Estado disponga de un
plan específico para el periodo 2011-2020, que para el caso de España es el Plan
Español de Energías Renovables (PER) 2011-2020, el cual recoge el objetivo para el
área de biomasa, residuos y biogás, que pasa de 825 MW en 2010 a 1.350 en
2020.
Además, este Plan también recoge una aportación de las energías renovables
al consumo final bruto de energía del 22,70% en 2020. En 2012 esta participación
sería del 15,50% y en 2016 del 18,80%. Y prevé que el mayor desarrollo de las
energías renovables en España corresponda a la generación de energía eléctrica,
con una previsión de aportación del 42,30% en 2020.
222
Cuadro 4.19. OBJETIVOS DE COGENERACIÓN Y GENERACIÓN PURA
CON BIOMASA EN EL PERIODO 2011-2020
INCREMENTO
DE POTENCIA
2011-2020
(MW)
COGENERACIÓN
GENERACIÓN
PURAL
TOTAL
POTENCIA
INCREMENTO
TOTAL EN
2020 (MW)
DE ENERGÍA
2011-2020
(MWH)
ENERGÍA
TOTAL EN
2020 (MWH)
299
541
1.965.546
3.247.699
518
809
3.314.351
4.852.301
817
1.350
5.279.897
8.100.000
Fuente: PER 2001-2020
El Plan Andaluz de Sostenibilidad Energética 2007-2013, PASENER, tiene dos
objetivos fundamentales:
•
Acompasar el crecimiento económico con la cohesión social en todo el
territorio, con la protección del patrimonio natural y cultural que posee
Andalucía
y
sin
generar
desequilibrios
en
el
sistema
global,
especialmente los asociados al gran reto que plantea el cambio climático.
•
Introducir en la sociedad una nueva “cultura energética” de forma que
aflore una conciencia colectiva que valore la capacidad de acceso a las
distintas fuentes de energía con elevados niveles de seguridad y calidad,
y los efectos que ello ocasiona en el entorno, adaptando decisiones
consecuentes con ello.
Todo ello traducido en los siguientes objetivos de carácter energético:
•
Situar en el entorno del 39,1% la potencia eléctrica instalada con
tecnologías renovables frente a la potencia eléctrica total.
223
•
Contar con un aporte de las fuentes de energía renovable a la estructura
de energía primaria, con fines exclusivamente energéticos, del 18,3%.
•
Situar la producción bruta de energía eléctrica con fuentes renovables en
el 32,2% del consumo neto de energía eléctrica de los andaluces.
•
Reducir la intensidad energética primaria en un 1% respecto a la del año
2006.
•
Situar el consumo de biocarburantes respecto al consumo total de
gasolinas y gasóleos en transporte en el 8,5%.
•
Reducir las emisiones de CO2 por unidad de generación eléctrica en un
20%.
•
Hacer que el aporte total de las fuentes de energía renovable represente
el 27,7% de la energía final consumida por los andaluces
Los objetivos cuantitativos por tecnologías se muestran en el cuadro 4.20.,
donde se puede apreciar que a la biomasa para generación de energía eléctrica
le corresponden 256 MW en 2013, objetivo prácticamente alcanzado puesto que
en junio de 2012 la potencia instalada en Andalucía se situaba en 209 MW según
la Asociación de Promotores y Productores de Energías Renovables de
Andalucía, APREAN.
Para el caso de la energía eólica, la potencia instalada era de 3.129 MW, con
fotovoltaica conectada a red 783 MW y la termosolar se situó en 650 MW.
224
Cuadro 4.20.- OBJETIVOS POR TECNOLOGÍAS RENOVABLES
RECOGIDOS EN EL PASENER
Energías renovables por tecnologías
Unidad
2007
2010
2013
Hidráulica régimen especial
MW
129,8
137,8
148,0
Hidráulica régimen ordinario
MW
464,2
476,0
476,0
Eólica
MW
1.284
4.000
4.800
Solar fotovoltaica
MWp
36,2
220
400
Solar térmica
M2
407.000
765.228
1.341.554
Solar termoeléctrica
MW
60
250
800
Biomasa uso térmico
Ktep
583,5
615,6
649,0
Biomasa generación eléctrica
MW
169,9
209,9
256,0
Biomasa co-combustión
MW
0
61
122
Biogás uso térmico
Ktep
2,1
2,5
3,0
Biogás generación eléctrica
MW
16,0
17,1
20,1
Biocarburantes consumo
Ktep
50
220
460
Biocarburantes producción
Ktep
263,7
2.000
2.300
Ktep
1.401
2.591
4.282
Energía primaria procedente de
fuentes renovables
Fuente: Plan Andaluz de Sostenibilidad Energética 2007-2013, PASENER
225
4.7.- Instrumentos legislativos y normativos
El más reciente instrumento de carácter legislativo es el Real Decreto-ley
1/2012, de 27 de enero (BOE núm. 24 de 28 de enero de 2012), el cual ha
supuesto un freno al desarrollo de los proyectos de energías renovables y
cogeneración en general, y de biomasa para generación de energía eléctrica en
particular, a pesar de no haber alcanzado los objetivos, a diferencia de otras
tecnologías, especialmente la solar fotovoltaica.
El marco jurídico y económico que realmente ha permitido el desarrollo de la
biomasa para generación eléctrica en España, el cual emana de la Ley 54/1997, de
27 de noviembre, del sector eléctrico ha sido el RD 661/2007 varias veces citado. En
su artículo 2 correspondiente al ámbito de aplicación establece una categoría
denominada “instalaciones que utilicen como energía primaria alguna de las
energías renovables no consumibles, biomasa o cualquier tipo de biocarburante,
siempre y cuando su titular no realice actividades de producción en régimen
ordinario. Esta categoría se clasifica a su vez en ocho grupos, que son los
siguientes:
1. Grupo b.1. Instalaciones que utilicen como energía primaria la energía solar.
Dicho grupo se subdivide en dos subgrupos:
1.1. Energía fotovoltaica
1.2. Termosolar o solar termoeléctrica
2. Grupo b.2. Instalaciones que únicamente utilicen como energía primaria la
energía eólica. Al igual que el anterior se subdivide en dos subgrupos:
2.1. Ubicadas en tierra
2.2. Ubicadas en el mar territorial
3. Grupo b.3. Instalaciones que únicamente utilicen como energía primaria la
geotérmica, la de las olas, la de las mareas, la de las rocas calientes y secas, la
oceanotérmica y la energía de las corrientes marinas.
226
4. Grupo b.4. Centrales hidroeléctricas de potencia inferior a 10 MW.
5. Grupo b.5. Centrales hidroeléctricas de potencia superior a 10 MW pero
inferior a 50 MW.
6. Grupo b.6. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa
procedente de cultivos energéticos, de residuos de las actividades agrícolas o de
jardinería, o residuos de aprovechamientos forestales y otras operaciones selvícolas
en las masas forestales y espacios verdes. Dicho grupo se subdivide en tres
subgrupos:
6.1. Biomasa procedente de cultivos energéticos
6.2. Biomasa procedente de residuos de las actividades agrícolas o de jardinería
6.3. Biomasa procedente de residuos de aprovechamientos forestales y otras
operaciones silvícolas en las masas forestales y espacios verdes
7. Grupo b.7. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa
procedente de estiércoles, biocombustibles o biogás procedente de la digestión
anaeróbica de residuos agrícolas y ganaderos, de residuos biodegradables de
instalaciones industriales o de lodos de depuración de aguas residuales, así como el
recuperado en los vertederos controlados. Dicho grupo se subdivide en tres
subgrupos:
7.1. Biogás de vertederos
7.2. Biogás generado en digestores empleando alguno de los siguientes residuos:
residuos biodegradables industriales, lodos de depuradora de aguas urbanas o
industriales, residuos sólidos urbanos, residuos ganaderos, agrícolas y otros
para los cuales se aplique el proceso de digestión anaerobia, tanto
individualmente como en co-digestión.
7.3. Estiércoles mediante combustión y biocombustibles líquidos.
227
8. Grupo b.8. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa
procedente de instalaciones industriales. Dicho grupo se subdivide en tres
subgrupos:
8.1. Biomasa procedente de instalaciones industriales del sector agrícola
8.2. Biomasa procedente de instalaciones industriales del sector forestal
8.3. Licores negros de la industria papelera.
Todas estas instalaciones deben cumplir con lo recogido en el Anexo II del
citado Real Decreto, el cual incluye un listado de los diferentes tipos de biomasa
recogidos en cada uno de los grupos anteriores.
Los productos incluidos en el grupo b.6.1. se corresponden con cultivos
energéticos agrícolas herbáceos o leñosos, es decir, biomasa de origen agrícola
producida expresa y únicamente con fines energéticos, mediante las actividades
de cultivo, cosecha, y, en caso necesario, procesado de materias primas
recolectadas. También cultivos energéticos forestales, es decir, biomasa de
origen forestal procedente del aprovechamiento principal de masas forestales,
originadas mediante actividades de cultivo, cosecha y en caso necesario,
procesado de las materias primas recolectadas y cuyo destino final sea
energético.
En el grupo b.6.2. quedan incluidos los residuos de actividades agrícolas, es
decir, biomasa residual originada durante el cultivo y primera transformación
de productos agrícolas, incluyendo la procedente de procesos de eliminación de
la cáscara cuando corresponda. Se incluyen los siguientes: residuos agrícolas
herbáceos, de cultivo de cereales (pajas y otros), de producciones hortícolas
(residuos de cultivo de invernadero), de cultivos para fines agroindustriales
tales como algodón o lino, de cultivos de legumbres y semillas oleaginosas y
residuos agrícolas leñosos procedentes de las podas de especies agrícolas
leñosas como olivar, vides y frutales. También están incluidos los residuos de
228
actividades de jardinería generada en la limpieza y mantenimiento de los
jardines.
En el grupo b.6.3. están incluidos los residuos de aprovechamientos
forestales y otras operaciones silvícolas en las masas forestales y espacios
verdes; y la biomasa residual producida durante la realización de cualquier tipo
de tratamiento o aprovechamiento silvícola de masas forestales,
incluidas
cortezas, así como la generada en la limpieza y mantenimiento de los espacios
verdes.
Los productos incluidos en el grupo b.7. son el biogás de vertederos (b.7.1.) y
el procedente de la digestión anaerobia en digestor de los siguientes residuos,
tanto
individualmente
como
en
co-digestión
(grupo
b.7.2.):
residuos
biodegradables industriales, lodos de depuradora de aguas residuales urbanas
o industriales, residuos sólidos urbanos, residuos ganaderos, residuos agrícolas
y otros a los cuales sea aplicable dicho procedimiento de digestión anaeróbica.
En el grupo b.7.3. están incluidos los estiércoles mediante combustión y los
biocombustibles líquidos y subproductos derivados de su proceso productivo.
En el grupo b.8. se incluye la biomasa procedente de instalaciones
industriales del sector agrícola. En el subgrupo b.8.1. se incluyen los residuos de
la producción de aceite de oliva y aceite de orujo de oliva, residuos de la
producción de aceitunas, de la extracción de aceites de semillas, de la industria
vinícola y alcoholera, de industrias conserveras, de la industria de la cerveza y
la malta, de la producción de frutos secos, de la producción de arroz, del
procesado de algas y otros residuos agroindustriales.
En el b.8.2. la biomasa procedente de instalaciones industriales del sector
forestal: residuos de industrias forestales de primera transformación, de las
industrias forestales de segunda transformación (mueble, puertas, carpintería),
otros residuos de industrias forestales y residuos procedentes de la
recuperación
de
materiales
lignocelulósicos
materiales de construcción, etc.)
229
(envases,
palets,
muebles,
Finalmente, en el subgrupo b.8.3. se incluyen los licores negros de la
industria papelera.
En las instalaciones de co-combustión se pueden incluir cualquiera de los
residuos indicados en los grupos b.6, b.7 y b.8 anteriores cuando estos sean
empleados en centrales térmicas convencionales mediante tecnologías de cocombustión.
No se considera biomasa o biogás los combustibles fósiles, incluyendo la
turba, y sus productos y subproductos, los residuos de
madera tratados
químicamente durante procesos industriales de producción, mezclados con
productos químicos de origen inorgánico y de cualquier otro tipo si su uso
térmico está prohibido por la legislación vigente. Tampoco cualquier tipo de
biomasa o biogás contaminado con sustancias tóxicas o metales pesados, así
como papel, cartón, textiles y cadáveres animales o partes de los mismos,
cuando la legislación prevea una gestión de estos residuos diferente a la
valorización energética.
En relación a la eficiencia energética, los sistemas de generación de energía
eléctrica a condensación con biomasa o biogás, deberán alcanzar los siguientes
niveles de eficiencia energética para la generación bruta de energía eléctrica:
•
Un mínimo del 18% para potencias de hasta 5 MW
•
Un mínimo del 20% para potencias entre 5 y 10 MW
•
Un mínimo del 22% para potencias entre 10 y 20 MW
•
Un mínimo del 24% para potencias entre 20 y 50 MW
El cálculo de la eficiencia se realizará con arreglo a la siguiente fórmula:
Eficiencia = (PEB) x 0,086 /EPC
230
Donde:
•
PEB es la producción eléctrica bruta anual en MWh
•
EPC es la energía primaria consumida, en toneladas equivalentes de
petróleo, contabilizando a PCI (Poder Calorífico Inferior)
El RD 1966/2011 por el que se regula la conexión a red de instalaciones de
producción de energía eléctrica de pequeña potencia (BOE núm. 295, de 8 de
diciembre de 2011) establece un procedimiento abreviado para la conexión
eléctrica a la red de instalaciones de menos de 10 kW de potencia. El punto de
evacuación, además, se podrá realizar en baja tensión donde exista un
suministro de potencia igual o superior (artículo 9). Está pendiente de
publicación el procedimiento para la regulación de la energía eléctrica generada
en el interior de la red del consumidor para consumo propio (“autoconsumo”) tal
y como se establece en el artículo 18.
Se trata, por tanto, de un sistema de compensación de saldos de energía de
manera instantánea o diferida, que permite a los usuarios la producción
individual de energía para su propio consumo, compatibilizando su curva de
producción con su curva de demanda. Permite verter a la red el exceso de
energía generado con la finalidad de poder hacer uso del mismo en otro
momento. Este exceso podrá ser cedido por el usuario a la compañía
distribuidora de energía eléctrica sin recibir contraprestación económica alguna,
pero sí unos derechos de consumo diferido que podrán ser utilizados hasta 12
meses después de la generación.
A modo de resumen, las principales características de esta nueva regulación
son:
•
La potencia contratada deberá ser menor a 100 kW.
•
La tramitación administrativa y ante la compañía eléctrica será simple.
231
•
Se utilizará la propia red del usuario para gestionar los excesos de
energía sin existir posibilidad de almacenamiento.
•
Se reducirán las pérdidas.
•
Existe una compensación de excedentes y no un pago.
•
No existe tarifa regulada y el precio será pactado con la compañía
distribuidora.
•
Los usuarios son considerados como consumidores y no como
productores.
Las principales tecnologías beneficiadas con este nuevo Real Decreto son:
•
Las contempladas en la categoría b) y c) del RD 661/2007 de potencia no
superior a 100 kW (solar fotovoltaica y mini eólica)
•
Las de potencia no superior a 1.000 kW de las categorías a) y los
subgrupos b.6, b.7 y b.8 (micro cogeneración y biomasa)
Otra norma que puede potenciar el empleo de biomasa en los edificios, con
las ventajas que ello conlleva, es el Código Técnico de la Edificación (RD 314/2006),
que es el marco normativo que establece las exigencias que deben cumplir los
edificios en relación con los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad
establecidos en la Ley de Ordenación de la Edificación, LOE36.
Uno de los llamados Documentos Básicos, que contiene hace referencia al
ahorro de energía y a la aplicación de energías renovables en los edificios es el
denominado HE, el cual, a su vez, está compuesto por dos secciones, la HE 4
correspondiente a la contribución solar mínima de agua caliente sanitaria,
compatible también con el uso de la biomasa; y la HE 5 referida a la contribución
fotovoltaica mínima de energía eléctrica.
36
Ley 38/1999, de 5 de noviembre, BOE núm. 266 de 6 de noviembre de 1999.
232
La sección HE 4 obliga a que en los edificios nuevos o en los que se
rehabiliten, cuando exista una demanda de agua caliente sanitaria, esta sea
cubierta parcialmente mediante la incorporación de sistemas de captación,
almacenamiento y utilización de energía solar térmica de baja temperatura. Esta
obligación también se extiende a la climatización de piscinas. Esta contribución
mínima para el caso de la provincia de Jaén es del 70%.
Aunque no esté recogida explícitamente en el Código, la biomasa es aplicable
donde lo sea la solar térmica para satisfacer parcial o totalmente la demanda de
agua caliente sanitaria. Además, como ya se ha comentado, el uso de biomasa
en los edificios puede suponer las siguientes ventajas para los mismos en
relación a las fuentes fósiles o la electricidad:
•
Menor coste de explotación para el usuario final
•
Emisiones neutras de CO2 y, por ende, elevada calificación energética
•
Evita la instalación, si se quiere, del correspondiente sistema de energía
solar térmica, con el que es compatible, puesto que puede satisfacer la
demanda de agua caliente y de calefacción
•
La operación y el mantenimiento son relativamente sencillos
•
Es una tecnología versátil porque permite producir calor, frío e, incluso,
electricidad.
Una directiva que también puede contribuir al desarrollo de la biomasa en
los edificios es la 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios,
la cual define en su artículo número 2 a los llamados edificios de consumo
energético casi nulo, como aquellos con un máximo nivel de eficiencia energética
y una elevada contribución de fuentes de energía de origen renovable. Establece
que para el 31 de diciembre de 2020 todos los nuevos edificios construidos en la
UE deberán tener esa consideración, y adelanta el plazo a 2018 para los
correspondientes a la administración pública.
233
Una normativa específica que afecta al olivar es la Ley 5/2011, de 6 de octubre,
del olivar en Andalucía. (BOJA núm. 205, de 19 de octubre de 2011) tiene por objeto
establecer el marco normativo para el mantenimiento y la mejora del cultivo del
olivar en Andalucía, el desarrollo sostenible de sus territorios y el fomento de la
calidad y promoción de sus productos. En su artículo 3, relativo a fines de la
Ley, recoge lo siguiente:
•
Mantener la sostenibilidad ambiental del cultivo del olivar.
•
Fomentar el uso eficiente del agua y la energía y la utilización de
energías renovables, en particular la biomasa, así como potenciar la
consolidación en el sector olivarero de un
modelo eficiente y
competitivo de explotaciones agrarias e industrias de transformación.
•
Fomentar el uso racional de los subproductos del sector olivarero para el
aumento de la renta en las zonas de cultivo.
En su artículo 25, relativo a eficiencia energética y energías renovables, la Ley
establece que se deberán fomentar las actuaciones tendentes a conseguir el
ahorro y la mejora de la eficiencia energética en las explotaciones olivareras y
en la industria de transformación, y se promoverán medidas que tengan por
finalidad el aprovechamiento energético de los residuos agrícolas e industriales,
la producción de energía a partir de la biomasa y la producción y uso de
energías renovables, considerando particularmente la eficiencia de los ciclos de
los recursos en las explotaciones olivareras.
234
4.8.- Instrumentos de carácter económico
A nivel nacional cabe mencionar los instrumentos financieros impulsados
por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo a través del I.D.A.E., entre los
que se encuentran la 2ª edición del BIOMCASA y el Programa GIT para la
instalación de grandes instalaciones térmicas en la edificación (biomasa, solar y
geotermia).
A nivel andaluz, el principal instrumento de apoyo económico al desarrollo
de las energías renovables en general, y a la biomasa en particular, es la Orden
anteriormente citada para el desarrollo energético sostenible de Andalucía. En
la cual se establecen diferentes categorías de proyectos energéticos susceptibles
de ser incentivados:
•
Proyectos de ahorro y eficiencia energética en edificios y sus instalaciones:
o Soluciones constructivas que reduzcan la demanda energética de
los edificios existentes
o Construcción de nuevos edificios con elevada calificación
energética A ó B
o Sustitución o mejora de equipos e instalaciones térmicas o de
control de los edificios existentes por otras que permitan obtener
una mayor eficiencia energética, incorporación de sistemas de
enfriamiento gratuito por aire exterior, o de aplicación de TICs
(Tecnologías de la Información y Comunicación) para el mejor
control del gasto energético y que afecten a uno o varios edificios
o Nuevas instalaciones de sistemas centralizados de calefacción y
refrigeración urbana o de distrito que den servicio a varios
edificios, así como la reforma y ampliación de los existentes
o Mejora de la eficiencia energética de las instalaciones de
iluminación interior de los edificios existentes
235
•
Proyectos de ahorro y eficiencia en instalaciones de alumbrado exterior,
incluido la señalización semafórica.
•
Proyectos de ahorro y eficiencia energética en transporte.
•
Sustitución de combustibles y energías tradicionales por otros menos
contaminantes que vaya acompañada de una mejora de la eficiencia
energética de al menos un 5%.
En materia de generación de energía eléctrica con biomasa, los proyectos no
pueden estar acogidos al régimen especial para poder optar al incentivo. Se
incluye también una categoría nueva de proyectos que afectan a la biomasa y
que es la instalación de sistemas híbridas biomasa, biogás o biocarburantes
junto a termosolar.
En relación a la producción térmica a partir de fuentes renovables, incluida la
biomasa, se contemplan los siguientes tipos de proyectos:
•
Instalaciones de biomasa, biogás o biocarburantes para usos térmicos con
una potencia superior a 5 kW térmicos cualquiera que sea su uso. Para
instalaciones no acogidas al RITE (Reglamente de Instalaciones Térmicas
de los Edificios) se distinguen los siguientes grupos:
o Instalaciones de potencia igual o inferior a 1.158 kW con un
rendimiento mínimo del 70% medido éste como cociente entre la
energía útil producida expresada en Julios y el consumo de
combustible medido por su PCI.
o Instalaciones de potencia térmica superior a 1.158 kW con un
rendimiento mínimo superior al 75%.
o Para instalaciones de biomasa consistentes en generadores de aire
caliente, hornos y secaderos, instalaciones de gasificación (gasificador
y equipo de recuperación térmica) e instalaciones de mecanización
(digestor anaerobio y equipo de aprovechamiento de biogás) no se
exigirá un rendimiento mínimo.
236
•
Instalaciones solares térmicas para calentamiento de un fluido
•
Instalaciones de intercambio geotérmico
•
Instalaciones mixtas
•
Sistemas de climatización (frío y calor) y agua caliente sanitaria para
abastecimiento de energía térmica a los edificios.
Otra categoría de proyectos es la producción conjunta de electricidad y calor
a partir de renovables, incluida la biomasa. En este caso las instalaciones
deberán cumplir con el llamado Rendimiento Eléctrico Equivalente (REE), el
cual debe ser superior al 30%, salvo para aquellas que utilicen como
combustible principal estiércoles, biocarburantes o biogás, en cuyo caso deberá
superar el 50%.
REE = E / (Q-(V/Ref H))
Donde:
•
Q es el consumo de energía primaria medio por el PCI de los
combustibles utilizados
•
E es la energía eléctrica generada medida en bornes de alternador y
expresada como energía térmica, con un equivalente de 1 kWh=860 kcal
•
V es la producción de calor útil
•
Ref H es el valor de referencia del rendimiento para la producción
separada de calor que aparece publicado en el Anexo II de la Decisión de
la Comisión de 21 de diciembre de 2006, por la que se establecen valores
de referencia armonizados para la producción por separado de
electricidad y calor, de conformidad con lo dispuesto en la Directiva
237
2004/8/CE del Parlamento Europeo y del Consejo o norma que lo
trasponga.
Finalmente, contempla una categoría específica para la biomasa que es la
producción y logística de biomasa y biocombustibles, entre los que se
encuentran los siguientes:
•
Plantas de fabricación de biocarburantes puros, siempre y cuando su
capacidad sea superior a 5.000 tep/año y al menos un 15% de la materia
prima sea cultivos energéticos.
•
Plantas de fabricación de biocarburantes puros de segunda generación
de capacidad superior a 1.000 tep/año.
•
Plantas de producción de biocombustibles sólidos y para tratamiento de
biomasa para uso energético de capacidad superior a 1.000 tep/año.
•
Proyectos de recogida, pretratamiento, transporte y distribución hasta el
centro de transformación energética de la biomasa, biogás y aceites
usados para su uso como biocarburantes.
•
Proyectos de infraestructuras móviles o fijas para la distribución hasta el
usuario final de biocombustibles sólidos, líquidos o gaseosos.
Por último, cabe destacar el Fondo para el impulso de las energías renovables y la
eficiencia energética de la Junta de Andalucía destinado a financiar actuaciones
viables en materia de energías renovables y eficiencia energética, apoyando,
preferentemente, los siguientes tipos de proyectos:
•
Mejora de la eficiencia energética en procesos productivos o equipos
•
Reducción del consumo energético en los edificios y sus instalaciones
•
El ahorro energético en flotas de transporte de pasajeros o mercancías,
incluyendo las inversiones en sistemas tecnológicos y aplicaciones
238
•
La generación y uso de energía térmica mediante instalaciones de
energías renovables
•
Los sistemas de cogeneración y trigeneración y las instalaciones para el
aprovechamiento de los calores residuales
•
Los sistemas de producción de agua caliente sanitaria y climatización
mediante energías renovables.
•
Las instalaciones de generación de energía eléctrica conectada a la red de
hasta 2 MW de potencia
•
Los proyectos presentados por Empresas de Servicios Energéticos (ESEs)
239
5.- CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA
BIOMASA. LA GASIFICACIÓN
5.1.- Introducción
La energía de la biomasa procede de la energía química acumulada en los
enlaces atómicos intermoleculares de los compuestos que la constituyen, por
tanto, se puede afirmar que la energía de la biomasa procede en última
instancia del sol.
Mediante la fotosíntesis, las células vegetales utilizan la radiación solar para
formar sustancias orgánicas a partir de otras más simples, del agua y del
dióxido de carbono (CO2) presente en el aire: hidratos de carbono, proteínas,
lípidos, etc. [18].
El reino animal incorpora, transforma y modifica dicha energía, generando
subproductos que carecen de valor para la cadena nutritiva o que sirven para la
fabricación de productos comerciales, pero que constituyen una fuente de
energía a través de valorizaciones físicas, químicas o biológicas.
240
El esquema de la figura 5.1. muestra los principales procesos de
transformación de la biomasa residual, los cuales se pueden dividir en cuatro
grandes bloques.
Debido a la heterogeneidad de la biomasa como tal, su caracterización es
necesaria para obtener una previsión de su comportamiento ante las diferentes
etapas que tienen lugar durante su aprovechamiento energético.
Las principales propiedades de la biomasa pueden dividirse en físicas,
químicas y térmicas o energéticas, tal y como se muestra en el cuadro 5.1.
Las principales propiedades físicas son:
•
Densidad aparente y real. La densidad real es la propia de la materia,
mientras que la aparente tiene que ver con el modo en que cada
biocombustible sólido tiende a llenar su volumen. En el caso de la
madera, la densidad real es mucho mayor que la aparente.
ρ aparente = Masa de materia / (volumen de materia + volumen de aire en huecos)
ρ real = Masa de materia / volumen de materia
•
Humedad. Es la cantidad de agua contenida en la biomasa, tanto en la
superficie como embebida en la misma. La primera se puede eliminar
relativamente fácil mediante secado, la otra, llamada inherente, se define
como el porcentaje de pérdida de peso que experimenta una muestra de
biomasa secada al aire cuando se calienta a 105 º C hasta que alcanza un
peso constante. En cualquier caso, y tal y como ya se ha apuntado,
interesa utilizar biomasa seca, puesto que el coste de su transporte será
menor, su molienda más sencilla y la energía disponible mayor. En el
cuadro siguiente ser recogen algunos ejemplos de intervalos de
humedad para diferentes tipos de biomasa.
241
Figura 5.1.- PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA
RESIDUAL [19]
•
Distribución granulométrica. De manera general, hace referencia al formato
como se presenta la biomasa para su uso energético: ramas, astillas,
polvo, pacas,… Esta caracterización se realiza por cribado sucesivo de la
biomasa. Los resultados se suelen presentar como variables estadísticas
(tamaño promedio y dispersión), como porcentajes en masa de cada uno
de los intervalos de cribado o como frecuencia acumulada.
242
Cuadro 5.1.- PARÁMETROS FÍSICOS, QUÍMICOS Y ENERGÉTICOS DE LA
BIOMASA [11]
Influyen en la selección y
Densidad real y aparente
Humedad
FÍSICOS
el diseño de los equipos
de manejo del material y
la necesidad de
Distribución granulométrica
pretratamiento
Análisis elemental
Determinan el
Análisis inmediato
QUÍMICOS
Componentes estructurales
comportamiento de la
biomasa durante los
procesos de
Composición de cenizas
transformación
Fusibilidad de cenizas
ENERGÉTICOS
Poder calorífico
Determina la cantidad de
energía aprovechable
Cuadro 5.2.- INTERVALOS DE HUMEDAD DE ALGUNOS TIPOS DE
BIOMASA SÓLIDA [11]
TIPO DE BIOMASA
CONTENIDO EN HUMEDAD (% EN PESO)
Cortezas
25-75
Madera residual gruesa
30-60
Virutas
16-40
Serrín
25-40
Polvo de lijadora
2-8
Pasto empacado
10-15
243
Las propiedades químicas pueden referirse a la composición de los elementos
que constituyen la biomasa, principalmente carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno
y azufre; y/o componentes moleculares principales (lignina, hemicelulosa y
celulosa). El contenido en cenizas (elementos inorgánicos) y su comportamiento
también suele ser un parámetro importante. Las más usuales son:
•
Análisis elemental. Permite establecer el porcentaje en peso de los
principales elementos con mayor presencia en la estructura molecular de
la materia orgánica: carbono C, hidrógeno H, nitrógeno N, oxígeno O y
azufre, S.
•
Análisis inmediato. Proporciona los contenidos de humedad, cenizas,
materia volátil y carbono fijo de la biomasa, expresados como porcentaje
en peso. Sirve para identificar la fracción de la biomasa en la que se
encuentra almacenada su energía química (compuestos volátiles y
carbono fijo) y la fracción inerte (humedad y cenizas). Este análisis
permite estimar el comportamiento a prior de un combustible:
o La materia volátil es la porción de combustible que se libera en
forma de gases y vapores (hidrocarburos) al descomponerse
térmicamente la materia orgánica.
o El carbono fijo y las cenizas son las fracciones que restan una vez se
ha desprendido la materia volátil.
o Las cenizas son los residuos inorgánicos que quedan tras la
combustión del carbono fijo y dependen de la fuente de biomasa y
los métodos de recolección utilizados.
•
Componentes estructurales. Por lo general, la biomasa sólida está
principalmente constituida por hidratos de carbono, si bien en función
de la fracción predominante, o de interés para su utilización final, se
suele distinguir la biomasa en:
244
o Biomasa lignocelulósica. Aquella en la que predominan la celulosa,
hemicelulosa y lignina, principales componentes de la estructura
de los vegetales. Por ejemplo los restos de poda de olivar.
o Biomasa amilácea. En ella los hidratos de carbono se encuentran en
forma de polisacáridos de reserva, como el almidón o la inulina.
Es el caso del grano de cereal o la patata.
o Biomasa azucarada. El componente hidrocarbonatazo predominante
está constituido por azúcares, bien sean monosacáridos (glucosa o
fructosa) o disacáridos (sacarosa). Caso de la remolacha o la caña
de azúcar.
o Biomasa oleaginosa. El componente principal, o al menos el más
representativo para su uso final, son los lípidos, básicamente
aceites o gomas. Las semillas de girasol, de colza o las aceitunas
son casos representativos.
•
Composición y fusibilidad de las cenizas. La biomasa procede de tejidos
vegetales, animales o materia orgánica transformada por ellos o por
procesos artificiales posteriores. Los seres vivos, además de absorber los
componentes principales (C, H, O y N) otra serie de elementos
inorgánicos tales como calcio, sodio, potasio, hierro o silicio, entre otros.
Además la biomasa al ser recolectada suele mezclarse con tierra y polvo
del suelo. Al producirse la combustión parte de los compuestos
inorgánicos volatilizan, mientras que otros pasan a formar parte de las
cenizas sólidas, que pueden escaparse en la corriente de gas (cenizas
volantes) o ser recogidas en el fondo del reactor o caldera. La materia
inorgánica extrínseca queda generalmente como ceniza sólida, la cual
contiene elementos inorgánicos en forma de minerales (carbonatos,
silicatos, aluminosilicatos, etc.) o en formas vítreas con estructura
amorfa. Las cenizas generadas durante la valorización energética de la
biomasa pueden depositarse causando la obstrucción de los pasos de
245
gases, o sinterizar en forma de fundidos en paredes y sistemas de
evacuación. En cualquier caso, suelen ser aprovechadas en agricultura o
en obras públicas para taludes de carreteras.
•
Poder calorífico. Es la energía química del combustible que puede ser
transformada directamente en energía térmica mediante un proceso de
oxidación. Esta propiedad suele expresarse en unidades de energía por
unidades de masa (generalmente kJ/kg, MJ/kg o kcal/kg). Su valor se
determina experimentalmente mediante un equipo denominado bomba
de calor. Existen dos formas de expresar el poder calorífico de un
combustible. Si tras la combustión el agua formada en los gases,
proveniente de la humedad o de la oxidación del hidrógeno, se
encuentra en forma líquida, se obtiene el Poder Calorífico Superior, PCS. Si
por el contrario esta agua permanece en forma de vapor se obtiene el
Poder Calorífico Inferior, PCI. Pueden expresarse por unidad de
combustible húmedo (a una determinada humedad) o seco (humedad
cero).
5.1.1.- Procesos de conversión física
En general, la biomasa sólida tal y como se suele presentar, no posee unas
características idóneas para su valorización energética debido a su baja
densidad, su variable contenido en humedad y su heterogeneidad. Es por ello,
por lo que se suele someter a procesos de tipo físico que no varíen sus
propiedades químicas y que pueden ser de los tres tipos siguientes:
•
Reducción granulométrica (astillado, picado, fragmentado, triturado,
molienda,…), cuyo principal objetivo es reducir el tamaño final de las
piezas, mayor para el triturado y menor para la molienda. En función del
tipo de biomasa y de la aplicación final de la biomasa se empleará uno u
otro proceso, pudiendo diferenciarse entre los cuatros siguientes:
246
o Disgregación. Permite desintegrar el material empacado en las piezas
que lo conforman. Es el caso de algunas plantas de biomasa que
utilizan paja de cereal como combustible, como por ejemplo la de
Sangüesa, en Navarra, de la compañía ACCIONA.
o Triturado. Consiste en transformar piezas de biomasa de grandes
dimensiones, como troncos, tocones o ramas en otras más pequeñas.
Puede clasificarse en de baja velocidad (máquinas rompedoras o
desfibradoras) o de alta velocidad (trituradoras de martillos).
o Astillado. Se lleva a cabo mediante sistemas de rotación rápida que
transforman biomasa de tamaño intermedio, como ramas o troncos
de pequeño diámetro, en astillas de pocos centímetros. Es el proceso
utilizado con los restos de las podas de olivar.
o Molienda. Es aplicable cuando se quieren fabricar productos tales
como pélets o briquetas o cuando la tecnología de combustión así lo
existe, como por ejemplo en algunas plantas de biomasa que utilizan
quemadores pulverizados. La presencia de impurezas y elementos
extraños en la biomasa tales como piedras, y una elevada humedad
son contraproducentes. En cambio, si la humedad es demasiado baja
(< 10%) se puede generar una gran cantidad de polvo que es
necesario eliminar.
•
Secado. Los biocombustibles sólidos se caracterizan por poseer una
humedad elevada que depende del momento en que sean extraídos de
las explotaciones agrarias. En general, la humedad depende del clima, de
la especie, de la estación del año, del momento de recolección, del tiempo
de almacenamiento y de las condiciones del mismo. Por lo general una
biomasa sólida debe mantener en un rango del 10% al 60% de humedad,
si bien es recomendable que no supere el 20%. El secado de la biomasa
puede realizarse de manera natural, amontonando la biomasa en pilas, o
bien de manera forzada, con sistemas de secado industriales:
247
o El natural consiste en dejar que el material pierda humedad hacia el
ambiente que le rodea, en función de unas determinadas condiciones
climáticas (humedad relativa baja, ausencia de lluvias y elevada
radiación solar). Se pueden alcanzar reducciones de humedad de
hasta el 20-30% aproximadamente siempre y cuando se diseñen
adecuadamente las pilas de material, que en el caso de la astillas
pueden ser de tipo cónico o rectangular. En el caso de
almacenamiento de material particulado, suele presentarse un
fenómeno, denominado termogénesis que contribuye al secado
debido al progresivo aumento de la temperatura y la evaporación del
agua del montón. El proceso consiste en la degradación de la biomasa
por la acción de microorganismos (bacterias
y hongos) y por la
oxidación química e hidrólisis ácida de los componentes de la
celulosa. En caso de almacenamiento de material muy fino si el paso
de aire resulta impedido, el incremento de temperatura puede llegar a
provocar procesos de auto ignición en las pilas.
o El secado forzado consiste en un aporte de energía externo
suministrado normalmente en forma de calor. Según el método de
transferencia de calor al material húmedo, los equipos se clasifican
en: directos e indirectos.
•
Densificado. Este tipo de procesos suelen dotar a la biomasa de mejores
propiedades para un uso posterior, aumentando la relación superficievolumen, la homogeneidad y la densidad aparente, reduciendo los costes
de transporte y mejorando el manejo, si bien llevan asociados mayores
costes energéticos [13]. Se puede hablar de tres tipos de procesos de
densificación:
o Empaquetado. Mediante este proceso se busca ahorrar costes en el
transporte y en el almacenamiento. En el caso de residuos agrícolas la
compactación se realiza mediante empacadoras similares a las
utilizadas para la paja de cereal o el cañote de maíz. Para los residuos
248
forestales existe maquinaria que permite circular por el bosque,
recoger, compactar y atar la biomasa en forma de pacas.
o Peletizado y briquetado. Para la fabricación de pélets y briquetas se
utilizan materiales tales como serrines, virutas o polvos de lijado,
cáscaras de arroz, etc. Se requiere aplicar al material una serie de
tratamientos previos tales como secado, astillado y molienda.
Posteriormente, el material es calentado y comprimido, permitiendo
así la aglomeración de las partículas. El conjunto de operaciones
aplicadas implican que los costes de producción sean más elevados
que en relación a las astillas, sin embargo los pélets son más
valorados en el mercado por su mayor densidad y menor contenido
en cenizas, pudiendo alcanzar valores del orden de 220 €/Tm, frente
a los 100 €/Tm o incluso menos para las astillas. Las briquetas son
similares a los pélets pero de mayor diámetro y longitud, y con una
densidad del orden de 900 kg/m3. En cambio los pélets son cilindros
de pequeñas dimensiones, de entre 6 a 30 mm de diámetro y de 10 a
70 cm de longitud, con densidades aparentes del orden de 600 kg/m3,
frente a los 200 ó 300 kg/m3 de las astillas. Otra de las ventajas de la
peletización es la posibilidad de automatizar los sistemas de
alimentación. En el esquema de la figura 5.2. se puede apreciar una
visión global del peletizado de biomasa [20]. A continuación se
muestran unas fotografías de ambos biocombustibles sólidos.
249
Fotografía nº 26. MUESTRA DE PÉLETS
Fotografía Nº 27.- BRIQUETA CILÍNDRICA HUECA
250
Fotografía nº 28.- BRIQUETAS CILÍNDRICA MACIZAS
o Torrefacción.
Es
un
proceso
novedoso
en
el
campo
del
aprovechamiento energético de los biocombustibles sólidos. Consiste
en un calentamiento que busca generar cambios físico-químicos en el
material tratado para dotarlo de mejores propiedades. El caso más
conocido es el del café. Por ejemplo, la biomasa torrefactada pierde
humedad y se convierte en higroscópica (no absorbe agua) pudiendo,
por tanto, ser almacenada al aire libre. También el material obtenido
resulta estable frente a la degradación de microorganismos. La
densidad energética por unidad de volumen aumenta, disminuyendo
como consecuencia el coste de transporte. En definitiva, se trata de
una tecnología en fase de desarrollo pero que conlleva innumerables
ventajas para la biomasa.
251
Figura 5.2.- ESQUEMA GENERAL DEL PROCESO DE PELETIZACIÓN [12]
5.1.2.- Procesos de conversión termoquímica
En general, la biomasa presenta una composición química muy adecuada
para ser sometida a un aprovechamiento termoquímico. Está formada
básicamente por carbono (50-60%), oxígeno (30-40%), hidrógeno (5-7%), poco
nitrógeno (< 0.5%) y carece prácticamente de azufre. Además presenta un
elevado porcentaje en materia volátil (75-85%), y muy bajo en cenizas (< 5%),
además de tener un elevado poder calorífico, como ya se ha visto.
Se trata de procesos que tienen por finalidad someter a la biomasa a
elevadas temperaturas (entre 300 y 1.500 ºC) en atmósferas controladas, siendo
los más usuales la combustión, la gasificación y la pirólisis. Son procesos pues de la
misma naturaleza e íntimamente relacionados, su principal diferencia radica en
la atmósfera en la que se llevan a cabo. Los productos resultantes suelen ser
líquidos (aceites pirolíticos), gases de combustión y syngas (gas sintético o de
gasificación) y sólidos (residuo carbonoso o char y carbón).
El siguiente ejemplo puede ilustrar perfectamente la relación entre los tres
procesos. La ignición de una simple cerilla comienza con la generación de una
muy alta temperatura en la cabeza de la misma, que hace que la madera más
252
cercana se caliente, descomponiéndose sus fracciones en lo que podría
denominarse craqueo químico o pirólisis. Los compuestos siguen rompiéndose
como consecuencia de la temperatura, formando productos cada vez de menor
tamaño hasta que se hacen estables en forma de gas a la temperatura de la zona.
Los gases escapan y queda un residuo carbonoso o char. Se puede afirmar
que se ha producido la gasificación de la madera en tanto se han obtenido unos
gases combustibles y un residuo constituido fundamentalmente por carbono.
Finalmente, lo que realmente ocurre durante la combustión de una cerilla es
que los gases volatilizados al entrar en contacto con el oxígeno del aire a una
temperatura superior a la de su punto de inflamación se oxidan rápidamente.
Los volátiles al quemarse son los que forman la llama. La madera de la cerilla se
transforma en carbono y cenizas. Por tanto, y tal y como se ha comentado, la
pirólisis, la gasificación y la combustión son procesos similares que difieren
únicamente en función de la atmósfera en la que se llevan a cabo, la cual debe
ser inerte, reactiva (sin generar la combustión completa) y oxidante
respectivamente. En la figura 5.3. se ilustra lo anteriormente expuesto.
Figura 5.3.- IGNICIÓN DE UNA CERRILLA
Fuente: TAIM WESER
253
A continuación se describe someramente cada uno de ellos. La combustión es
el proceso más desarrollado y difundido para el aprovechamiento energético de
la biomasa, y consiste en su oxidación completa, a partir de una cierta
temperatura, por medio del oxígeno contenido en el aire, liberando agua y
dióxido de carbono. Como subproductos del proceso se obtienen cenizas
formadas por componentes no combustibles y por productos de la combustión
incompleta o inquemados.
Mediante la combustión se puede obtener calor para usos finales domésticos
o industriales (calefacción, secado, frío mediante absorción, agua caliente
sanitaria y para procesos industriales, etc.), o generación de energía eléctrica
mediante el calentamiento de un fluido de trabajo en una caldera, expandiendo
el vapor generado en una turbina de vapor ya sea este en un Ciclo Ranking
convencional u orgánico, también llamado ORC en terminología anglosajona
(Organic Rankine Cicle).
Figura 5. 4.- REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS CICLOS DE
POTENCIA BASADOS EN TURBINAS DE VAPOR
Fuente: Elaboración propia
Las principales variables que intervienen en la combustión son la
temperatura, el tiempo y la turbulencia. Las tecnologías de combustión más
254
empleadas son lecho fijo o parrilla (caso de la planta de biomasa de la firma
Bioeléctrica de Linares en el municipio de Linares-Baeza, Jaén) y lecho fluidizado
(primer proyecto de biomasa en Andalucía impulsado por la cooperativa de 2º
grado Oleícola el Tejar, en Palenciana, provincia de Córdoba), si bien existe un
tipo de quemadores que pulverizan el combustible, caso de la planta de
biomasa de Energía La Loma en Villanueva del Arzobispo, Jaén.
Por último, cabe citar una tecnología que se está implantando en España y es
la llamada co-combustión de carbón y biomasa, la cual consiste en la sustitución
parcial de carbón por biomasa en centrales térmicas ya en funcionamiento.
La gasificación, como se verá más adelante, es una combustión incompleta
que se produce al someter a la biomasa a una temperatura de unos 1.000 ºC en
una atmósfera pobre de oxígeno. Como resultado de la misma se obtiene un gas
sintético o syngas, compuesto básicamente por monóxido y dióxido de carbono,
hidrógeno, metano y otros hidrocarburos, y un subproducto sólido carbonoso,
además de alquitranes y agua.
El syngas producido puede ser introducido, previo tratamiento y limpieza,
en motores o turbinas de gas para la generación de energía térmica y eléctrica.
Tras el calentamiento inicial que persigue el craqueo de los componentes de la
biomasa (pirólisis) las fracciones orgánicas ligeras se escapan de la materia
sólida y se recombinan, gracias a las altas temperaturas, con el agente
gasificante, que puede ser aire, oxígeno, vapor de agua o hidrógeno.
Existen distintos tipos de gasificadores, los cuales se clasifican en función de
cómo se relacionan en el interior del gasificador el flujo del agente gasificante y
los sólidos, con tres configuraciones típicas: updraft, downdraft y lecho fluidizado.
En los últimos años esta tecnología ha evolucionado satisfactoriamente en
plantas de pequeña potencia (< 2 MWe) sin embargo todavía no está en
condiciones de competitividad económica, pudiendo afirmarse que se
encuentra en fase pre-comercial.
255
La principal ventaja de esta tecnología frente a las demás es la obtención de
un combustible versátil que puede ser usado en máquinas térmicas pudiendo
sustituir, total o parcialmente, a combustibles fósiles tradicionales.
Como mayor inconveniente de esta tecnología cabe citar la calidad del
syngas obtenido de cara a su posterior aprovechamiento en motores o calderas,
que obliga a ser sometido a procesos costosos que pueden hacer inviables las
inversiones.
Figura 5.5.-. DIAGRAMA DE LAS FASES EXISTENTES EN LOS PROCESOS
DE GASIFICACIÓN
BIOMASA
Calentamiento
Vapor de agua
Subproducto seco
Calentamiento
Carbono fijo y cenizas
Volátiles
Combustión parcial
Reducción
Agente gasificante
Cenizas
Syngas
Tars
Fuente: Elaboración propia
La pirólisis es una descomposición de la materia orgánica por medio de la
aportación de energía en forma de calor en una atmósfera inerte o en el vacío.
256
Esta reacción lleva consigo la producción de un residuo carbonoso, gases
condensables y productos gaseosos. En función de cómo se realice el proceso las
fracciones de los productos obtenidos son diferentes. Las principales variables a
considerar son: velocidad de calentamiento, tiempo de residencia, temperatura
y presión.
Mediante la pirólisis se busca obtener fracciones sólidas, líquidas o gaseosas
a partir de la biomasa con el fin de poder utilizarlas posteriormente para fines
térmicos, eléctricos o, incluso, de producción de biocarburantes o de productos
de mayor valor añadido tal y como se muestra en el esquema de la figura 5.6.
Actualmente, uno de los principales intereses de la pirólisis es la producción
de aceites piroleñosos que reformados y refinados puedan tener propiedades
similares a las de la gasolina y el gasoil. Estos procesos permiten el paso de la
biomasa seca a biocarburantes llamados de 2ª generación, en tanto que, a
diferencia de los de 1ª, no proceden de cultivos destinados a la alimentación.
5.1.3.- Procesos de conversión biológica
La materia orgánica biodegradable está constituida fundamentalmente por
compuestos hidrocarbonatos y nitrogenados, cuya naturaleza, composición y
complejidad dependen de su origen. Cuando dichos compuestos evolucionan
hacia formas más sencillas mediante su descomposición, la relación entre el
carbono y el nitrógeno (C/N), así como entre el oxígeno y la humedad, son
determinantes para conocer su comportamiento en el suelo, tanto en superficie
como enterrados.
En general, estos procesos son llevados a cabo mediante la acción de
microorganismos o sus enzimas. Los más comunes son los dos siguientes: la
digestión anaerobia y el compostaje.
La digestión anaeróbica para la producción de biogás. La degradación
biológica de la materia orgánica biodegradable es un proceso que tiene lugar en
257
el medio natural gracias a la acción de distintos tipos de microorganismos, que
pueden ser aerobios, anaerobios o facultativos. Los primeros necesitan oxígeno
para su supervivencia, los segundos se desarrollan en ausencia de aire, y los
facultativos son aquellos que pueden sobrevivir en ambos ambientesi.
La digestión anaerobia es un proceso biológico que se desarrolla en ausencia
de aire y durante el cual la materia orgánica se degrada en productos como
CO2, metano CH4 y otros gases. Es una buena alternativa para el tratamiento de
biomasa residual húmeda como por ejemplo aguas de lavado de almazaras,
lodos de depuradoras, fracción orgánica de residuos urbanos, etc.
Figura 5.6-. CLASIFICACIÓN POR OBJETIVOS DE PIRÓLISIS
Carbón
vegetal
Carbonización
BIOMASA
Productos
de síntesis
Pirólisis rápida
o flash-líquido
+
Up-Grading
Biocarburantes
Pirólisis ultra
rápida o flashgas
Combustión
directa
Industria
química
Motores
MCIA
Motores o
Turbinas
Fuente: Elaboración propia
El producto resultante del proceso es un gas, denominado biogás, con un
elevado contenido energético y que puede ser empleado para su utilización en
sistemas de cogeneración termoeléctrica para la producción conjunta de energía
258
térmica, que puede ser utilizada en el propio proceso para el mantenimiento de
la temperatura del digestor, y/o eléctrica para autoconsumo o inyección a red.
Además, se obtiene un producto final estabilizado, con bajo contenido en
materia orgánica que puede ser utilizado como fertilizante por su elevado
contenido en nitrógeno y fósforo. En el cuadro 5.3., se muestra un cuadro con
una comparativa detallada del poder calorífico del biogás frente a otros
combustibles de origen fósil y la electricidad.
Cuadro 5.3.- COMPARATIVA ENTRE PODERES CALORÍFICOS DE
DISTINTOS COMBUSTIBLES [21]
PODER
CANTIDAD EQUIVALENTE
CALORÍFICO
A 1.000 M3 DE BIOGÁS
Biogás
5.335 kcal/Nm3
1.000 m3
Gas natural
9.185 kcal/Nm3
851 m3
Metano
8.847 kcal/Nm3
603 m3
Propano
22.052 kcal/Nm3
242 m3
Butano
28.588 kcal/Nm3
187 m3
Electricidad
860 kcal/kWh
6.203 kWh
Carbón
6.870 kcal/Nm3
776 kg
Petróleo
11.357 kcal/Nm3
470 kg
COMBUSTIBLE
El compostaje o fermentación aeróbica. Es un proceso aerobio que bajo
determinadas condiciones de humedad, temperatura y aireación controladas y
combinando una serie de etapas a diferentes temperaturas (mesófila y
termófila), transforma los residuos orgánicos degradables en un producto
259
estable e higieneizado, denominado compost, el cual puede ser aplicable al
terreno como abono o sustrato. Es, pues, un proceso de destrucción,
transformación y reestructuración de la materia orgánica.
El compost presenta una serie de ventajas como acondicionador del suelo
mejorando sus propiedades físicas y químicas, y la actividad biológica, entre
otras. Como desventajas presenta el poco interés del sector agrario por su uso y
las elevadas superficies de tierra que necesita para su aplicación.
Los principales parámetros de control durante el compostaje son la
aireación, la humedad, la temperatura, el pH y la relación C/N. La biomasa
más idónea para ser compostada es la húmeda y, por lo general, suelen
mezclarse distintos tipos para alcanzar las condiciones óptimas y obtener así un
compost de calidad y un proceso de compostaje eficaz.
Los sistemas de compostaje más utilizados son los llamados de tipo abierto, en
los cuales la biomasa residual a compostar se dispone en montones o pilas al
aire libre o en naves, y donde la ventilación suele realizarse por volteo mecánico
de la pila o mediante ventilación forzada.
5.1.4.- Procesos de conversión bioquímica
Son procesos asociados a reacciones de degradación o digestión química en
las que determinados componentes de la biomasa como poliazúcares son
transformados en compuestos más simples como los monosacáridos, para dar
lugar a la obtención de bioetanol (fermentación alcohólica). Otro ejemplo son las
reacciones de trans esterificación de los aceites vegetales en las que reacción con
alcoholes para dar lugar a productos finales aptos para ser usados como
carburantes en motores de ciclo diésel (biodiesel).
El bioetanol es el biocarburante más utilizado en el mundo. Se emplea en los
motores de ciclo Otto, solo o mezclado con la gasolina en cantidades variables,
o como aditivo para oxigenarla reemplazando al metil-ter-butil-éter (MTBE).
260
Puede obtenerse a partir de diversas materias primas que contengan azúcares o
compuestos que puedan ser transformados en azúcares como el almidón, la
inulina o la celulosa (caña de azúcar, maíz, cereales, remolacha, etc.).
En la actualidad, el bioetanol se produce a partir de la fermentación
mediante levaduras de los azúcares, principalmente glucosa, contenidos en la
biomasa, directamente o tras un proceso de hidrólisis. Dependiendo de cómo se
encuentren los azúcares en la materia prima, el proceso puede ser más o menos
complejo, como se muestra en la siguiente figura.
Un proyecto de investigación impulsado desde la Universidad de Jaén tiene
por objetivo obtener bioetanol a partir de materias lignocelulósicas como los
restos de la poda del olivar. Se trataría pues de un biocarburante llamado de
segunda generación pues se obtendría a partir de materias primas que no
competirían con la producción alimentaria, como sucede con los denominados
de primera generación.
Figura 5.7.- ESQUEMA DE LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL
Fuente: Elaboración propia
261
En relación al biodiesel, la American Standar for Testing and Materials
(ASTM) lo define como los “ésteres metílicos monoalquílicos de ácidos grasos de
cadena larga derivados de lípidos renovables tales como los aceites vegetales, y que se
emplean en los motores de ignición por compresión (MEC) o en calderas de calefacción”.
En la mayor parte de los casos se emplea metanol para llevar a cabo la reacción
de trans esterificación que acabará conduciendo a la obtención de biodiesel, por
lo que también suele hablar de ésteres metílicos.
A nivel de la UE se considera biodiesel a la mezcla de cualquier de los
ésteres anteriormente mencionados, siempre y cuando dicha mezcla cumpla
con los parámetros de calidad para su uso como combustible de automoción de
acuerdo a la Norma pr-EN 14214 (2003).
Una vez satisfechas esas propiedades, el biodiesel puede ser utilizado o
comercializado con diferentes porcentajes de mezcla con diésel comercial, es
decir, de origen fósil, según el usuario final.
Las materias primas utilizadas han sido tradicionalmente los aceites de
semillas oleaginosas como el girasol, la colza, la soja o la palma, entre otras.
También se utilizan otras especies como la Brassica carinata, el ricino o la
Jatropha curcas.
En definitiva, como resultado de los diferentes procesos a los que puede ser
sometida la biomasa residual se pueden obtener combustibles sólidos (astillas,
briquetas, pélets, carbón vegetal,…), líquidos y gaseosos, los cuales pueden ser
empleados para generar energía eléctrica o para usos finales térmicos (calor y/o
frío).
En el cuadro 5.4. se muestra una comparativa de rendimientos tanto para la
generación de energía térmica como eléctrica, poniéndose de manifiesto que los
procesos termoquímicos son más eficientes puesto que actúan sobre la totalidad
de los componentes de la biomasa.
262
Figura 5.8.- ESQUEMA DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL
110 kg
1.000 kg
ACEITE VEGETAL
CATALIZADOR
METANOL
REACTOR
1.005 kg
110 kg
ESTER METÍLICO
BIOCOMBUSTIBLE
GLICERINA
ÁCIDOS GRASOS LIBRES
REFINACIÓN
DESTILACIÓN
0.5 %
100 kg
ÁCIDOS GRASOS DESTILADOS
RESIDUOS
95 % BIODEGRADABLES
GLICERINA
REFINADA
Fuente: Elaboración propia
Cuadro 5.4.- COMPARACIÓN DE RENDIMIENTOS ENTRE LAS
DISTINTAS TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA [21]
CONTENIDO ENERGÉTICO RESPECTO AL DE LA BIOMASA DE
PARTIDA (%)
PROCESO
Combustible
Calor
intermedio
Electricidad o trabajo
mecánico
Combustión
-
65-95
20-35
Pirólisis
70-80
60-70
22-30
Gasificación
65-80
60-75
22-28
Digestión anaeróbica
20-35
18-30
7-12
20-30
15-25
5-10
Fermentación
alcohólica
263
5.2.- La gasificación de la biomasa residual
Los procesos de gasificación han sido tradicionalmente utilizados para el
aprovechamiento energético de la biomasa residual y otros materiales como el
carbón (caso de la planta de ELGOGÁS en Puertollano, Ciudad Real)37; así
como el tratamiento y/o la eliminación de determinados residuos.
La gasificación de la biomasa se deriva de los antiguos gasógenos de carbón
desarrollados en el siglo XIX. Durante la Segunda Guerra Mundial hubo en
Europa alrededor de un millón de gasificadores instalados en automóviles,
camiones, barcos, sistemas de generación de energía y otras aplicaciones.
Actualmente, la gasificación de la biomasa para la producción de energía de
origen renovable vuelve a recobrar importancia por su elevada versatilidad y
posibilidades de aplicación, pudiendo sustituir total o parcialmente a
combustibles de origen fósil. Sin embargo los problemas asociados a la limpieza
y el tratamiento del gas generado y, en determinadas ocasiones y en menor
medida, el suministro de biomasa, están limitando su desarrollo comercial.
En función de la composición química de la materia prima y las condiciones
del proceso, se obtiene una proporción variable de los productos gaseosos
resultantes, fundamentalmente hidrógeno, monóxido de carbono, metano y
vapor de agua.
La entrada de oxígeno se limita entre un 10 y un 50% del teóricamente
necesario para una combustión completa, y la temperatura de operación suele
oscilar entre los 700 ºC y los 1.500 ºC.
El proceso se compone de un conjunto de reacciones sólido-gas y gas-gas
mayoritariamente endotérmicas, por medio de las cuales el sólido se convierte
en gas, tal y como se muestra en la figura 5.9.
37
Central térmica de Gasificación Integrada en Ciclo Combinado (GICC) de 335 MWISO.
264
Figura 5.9.- ETAPAS DEL PROCESO DE GASIFICACIÓN
Fuente: Elaboración propia
El proceso se suele dividir en tres etapas:
•
Secado + pirólisis. Cuando la biomasa entra al gasificador, en primer lugar
se calienta y se seca. Una vez que alcanza la temperatura de unos 400 ºC
se inicia el proceso de pirólisis o descomposición térmica, dando lugar a
un residuo carbonoso formado por carbón principalmente y denominado
“char”, hidrocarburos ligeros y pesados conocidos como “tars” o
alquitranes y gases tales como metano, vapor de agua, monóxido de
carbono, hidrógeno y dióxido de carbono.
•
Oxidación (combustión). En esta etapa los residuos carbonosos que han
alcanzado una temperatura superior a los 700 ºC se oxidan, y el calor
desprendido hace que el proceso se mantenga por sí solo.
265
•
Gasificación (reducción). En esta etapa tienen lugar una serie de reacciones
gas-gas o sólido-gas, generalmente endotérmicas, reduciéndose el sólido
remanente a gas. El dióxido de carbono formado en etapas anteriores se
transforma en monóxido de carbono.
Los principales factores de operación son los siguientes:
•
Temperatura. Las proporciones entre char, tars y syngas dependen
estrechamente de la velocidad de calentamiento y de la temperatura final
alcanzada. Como regla general, se puede decir que si ambos son
elevados se obtiene mayoritariamente gas, mientras que sin son bajos se
obtienen líquidos y sólidos.
•
Presión. En general un aumento de presión contribuye negativamente a
las reacciones de gasificación, aumentando las proporciones de
hidrocarburos y alquitranes.
•
Relación agente gasificante/biomasa. Es un parámetro especialmente
importante cuando la gasificación se autoabastece mediante la oxidación
parcial de la biomasa. Valores excesivamente bajos de esta relación
pueden no generar la cantidad suficiente de energía como para mantener
el proceso en las condiciones adecuadas, produciéndose una reducción
de rendimiento. Cuando el agente gasificante es aire, como sucede en la
mayoría de los casos, existe un efecto de dilución por parte del N2, por
ello hay un valor óptimo de esta relación que depende de la composición
química de la biomasa. Así por ejemplo cuando se trata de biomasa
forestal, la relación óptima en peso
aire/biomasa suele
estar
comprendida entre 0,5 y 1,6 para los gasificadores de lecho fluido; y
alrededor de 1,5 para los de lecho móvil.
En cuanto a los factores dependientes de la biomasa a gasificar, cabe citar los
siguientes:
266
•
Análisis elemental. El contenido en C, H2, N2, S, Cl y O2 influye en la
proporción agente gasificante/biomasa óptima, además de delimitar la
producción de contaminantes como óxidos de nitrógeno o azufre o
cloruro de hidrógeno.
•
Análisis inmediato. El parámetro más importante es el contenido en
cenizas, el cual no debe superar el 10%. También influye el punto de
fusión de las misas, puesto que se pueden producir escorias que
perjudiquen a los equipos. Por último, también pueden tener un efecto
catalítico acelerando la gasificación de la biomasa.
•
PCI.
•
Tamaño de partícula. Influye en la duración del proceso, así como en el
volumen del reactor. En el caso de los de lecho fluido, además, influye en
la velocidad de fluidización.
•
Humedad. Influye sobre el balance térmico del proceso y la composición
del gas de salida.
El resultado final del proceso es un gas, formado principalmente por CO, H2,
N2, CO2, H2O e hidrocarburos o alquitranes. La composición de este gas varía
con las características de la biomasa, el agente gasificante utilizado (aire,
oxígeno, vapor de agua o hidrógeno) y las condiciones del proceso, si bien el
parámetro que más afecta a la composición final es la humedad de la biomasa.
A mayor humedad, más cantidad de agente gasificante puesto que el agua se
tiene que calentar y evaporar.
Desde un punto de vista termoquímico, las principales reacciones que tienen
lugar en un gasificador pueden resumirse como sigue:
1. Biomasa húmeda + calor ⇒ biomasa seca + vapor
2. Biomasa seca + calor ⇒ residuo carbonoso + líquidos + gases
3. Líquidos + calor ⇒ gases
267
4. C + 1/2 CO2 ⇒ CO H25º C = -26,4 kcal/mol
5. C + O2 ⇒ CO2
H25º C = -94 kcal/mol
6. CO + 1/2 O2 ⇒ CO2
H25º C = -67,6 kcal/mol
7. H2 + 1/2 O2 ⇒ H2O
H25º C = -57,8 kcal/mol
8. CH4 + 2 O2 ⇒ CO2+2H2O
H25º C = -191,8 kcal/mol
9. C + H2O ⇒ CO + H2
H25º C = 31,5 kcal/mol
10. C + 2H2O ⇒ CO2 + 2H2
H25º C = 21,7 kcal/mol
11. C + 2H2 ⇒ CH4
H25º C = -18 kcal/mol
12. C + CO2 ⇒ 2CO
H25º C = 41,4 kcal/mol
13.
CnH2n + H2 ⇒ CnH2n+2
14.
CnHm + nH2O⇒ nCO + (n+m/2)H2
15. CH4 + H2O ⇒ CO + 3H2
H25º C = 48,5 kcal/mol
16. CH4 + 2H2O ⇒ CO2 + 4H2
H25º C = 39,6 kcal/mol
17. CO + H2O ⇔ CO2 + H2
H25º C = -9,8 kcal/mol
Las reacciones (1) y (2) corresponden a la descomposición térmica o pirólisis.
Mediante calor, la biomasa seca se descompone en una mezcla de sólido +
líquido (vapor) + gas. Al sólido originado en esta etapa se le suele denominar
char y a los líquidos, debido a la masiva presencia de alquitranes y vapores
condensables, tars (del inglés).
Las reacciones (3) a (8) tienen lugar en presencia de oxígeno, cuando el
agente gasificante es dicho gas o aire. Todas son exotérmicas y, por tanto, se
genera calor para calentar los materiales reaccionantes y producir las reacciones
de gasificación propiamente dichas (9) a (14), que son en general endotérmicas.
También suponen las reacciones de
reducción,
también
denominada
gasificación porque implica la conversión de un sólido en gas combustible. La
268
mayor parte de ellas son endotérmicas, lo que justifica el aporte energético al
proceso que se realiza mediante la combustión de una parte de la biomasa
procesada. Estas reacciones endotérmicas o algunas otras como la (15) y (16)
pueden tener lugar en muy pequeña extensión o solamente ocurrir en
determinadas condiciones. La reacción (17) es denominada genéricamente como
reacción de equilibrio Shift y es de gran importancia en los procesos de
gasificación.
Los procesos de gasificación se pueden clasificar en base a dos criterios: el
agente gasificante y el movimiento relativo entre agente gasificante y sólido. No
obstante, también existen otros criterios como el suministro de energía, la
presión de operación o la presencia o no de catalizador.
En función del agente gasificante empleado en el proceso de gasificación, ésta
se puede clasificar en:
•
Con aire. Se introduce un defecto de aire respecto del estequiométrico
necesario para la combustión total de la biomasa, de manera que el
oxígeno contenido en él queme una parte de la biomasa procesada,
aportando la energía necesaria para el mantenimiento del proceso. Al
utilizarse aire, el nitrógeno actúa como diluyente del gas producido, por
lo que su poder calorífico será bajo (< 6 MJ/Nm3). Este syngas es
apropiado para su utilización en calderas, turbinas de gas o motores de
combustión interna alternativos.
•
Con oxígeno. El proceso es prácticamente idéntico al caso anterior, pero la
calidad del syngas es mayor pues no se diluye en el nitrógeno del aire. El
poder calorífico se sitúa entre 10 y 12 MJ/nm3. Las aplicaciones son las
mismas que el caso anterior, además de permitir obtener gas de síntesis
para la producción de metanol.
•
Con vapor de agua. Es un proceso endotérmico en el que se produce un
gas de poder calorífico medio, similar al del caso anterior, enriquecido en
hidrógeno y monóxido de carbono, por lo que se puede utilizar como gas
269
de síntesis para diversos compuestos como amoníaco, metanol,
gasolinas, etc.
•
Con vapor de agua y oxígeno. Para aportar la energía necesaria al proceso
de gasificación con vapor de agua puede introducirse conjuntamente con
él una cierta cantidad de oxígeno, de manera que mediante la
combustión parcial de la biomasa procesada se genera la cantidad de
energía necesaria para mantener el proceso de gasificación con vapor.
Las aplicaciones del syngas son las mismas que para el caso anterior.
•
Con otros agentes gasificantes, como por ejemplo el hidrógeno, es posible
y permite obtener un syngas con unas propiedades muy variadas,
pudiendo ser sustitutivo del gas natural.
Considerando el movimiento relativo del agente gasificante y el sólido gasificado
se establece otra posible clasificación:
•
Lecho móvil. El sólido se mueve muy lentamente. Existen dos
posibilidades:
o Corrientes paralelas: sólido y gas se mueven en sentido descendente
o Contracorriente: sólido y gas se mueven en sentidos contrarios.
•
Lecho fluidizado. El sólido es mantenido en suspensión en el reactor
mediante el gas. En función de la velocidad del gas existen distintas
configuraciones, las más ampliamente utilizadas son los lechos fluidos
burbujeantes y los circulantes. También existe procesos llamados de doble
reactor.
Otros criterios de clasificación son:
•
Según el suministro de energía pueden existir procesos autotérmicos o
alotérmicos. En los primeros el aporte de calor se realiza mediante
combustión in situ de una parte del combustible, suministrando una
cantidad de oxígeno en defecto. En los alotérmicos el calor se genera en
270
una etapa independiente exterior al proceso y puede ser transferido al
mismo mediante diversos medios portadores.
•
La presión de operación. Los procesos pueden ser a presión, donde el
tamaño del reactor es menor y la eficiencia del proceso mayor, si bien
son más complejos y costosos, por lo que solamente se justifican para
procesos a gran escala.
•
La presencia de catalizador. Esta opción consiste en el empleo de
catalizadores con el fin de orientar la distribución de productos hacia la
composición buscada a costa de subproductos menos deseables o
indeseables. Puede obtenerse así un gas más limpio, dependiendo de las
condiciones de operación y del catalizador utilizado.
271
5.3.- Tecnologías de gasificación
Las principales tecnologías de gasificación de biomasa se dividen en dos
grupos: lecho móvil y lecho fluidizado. En los gasificadores de lecho móvil la
biomasa circula lentamente en sentido descendente mientras es impulsada por
el agente gasificante que se utilice. Se subdividen, a su vez, en función del
movimiento relativo de la biomasa y del gas en de corrientes paralelas o
“downdraft” y a contracorriente o “updraft”.
En los gasificadores de lecho fluidizado la biomasa pasa a través de un lecho
de material que fluidiza por la acción del agente gasificante en el que se
produce el proceso de gasificación, no existiendo zonas definidas dentro del
reactor donde se desarrollen las distintas etapas, sino que todas ellas tienen
lugar simultáneamente en todos los puntos del gasificador. Esto hace que tanto
la temperatura como el grado de conversión sean bastante uniformes. Coexisten
los productos de la pirólisis, de la oxidación y los productos de las reacciones
de reducción. La pirólisis se efectúa a una velocidad de calentamiento elevada,
por lo que se reduce la formación de alquitranes. También se subdividen en
función de las características del lecho en: burbujeantes y circulantes.
Existen otro tipo de gasificadores como los rotatorios cuya principal
aplicación se centra en el tratamiento de residuos sólidos urbanos e industriales,
si bien también se suele utilizar la de lecho fluidizado.
5.3.1.- Gasificador en corrientes paralelas (“downdraft”)
Este tipo de gasificador se caracteriza porque tanto la biomasa como el gas
producido se dirigen ambos en un mismo sentido, normalmente descendente.
La biomasa se introduce por la parte superior y según va descendiendo por el
interior del gasificador experimenta las distintas etapas de secado y pirólisis, a
medida que las temperaturas van siendo más elevadas. Este incremento de
temperatura se debe a que en la parte inferior se está produciendo la
272
combustión de los productos de la pirólisis (char y tars o alquitranes),
desprendiendo calor. Éstos se queman en la zona de combustión, quedando una
parte de char sin quemar, la cual continúa su descenso hasta la etapa de
reducción o gasificación al reaccionar con los productos de la combustión. Los
gases producto se obtienen por la parte inferior del gasificador.
Una de las principales características de esta tecnología, es la obtención de
un gas producto o syngas de bajo contenido en alquitranes, puesto que éstos
son obligados a atravesar la zona de altas temperaturas (oxidación) en la que
son craqueados o quemados, reduciendo así su proporción final en el syngas.
Generalmente, se suele reducir la sección del gasificador mediante la
construcción de un estrechamiento llamado garganta en un lugar ligeramente
inferior al punto de inyección del agente gasificante. De este modo se logra
también que todos los tars generados atraviesen la zona de altas temperaturas.
Se trata, sin duda, de una extraordinaria ventaja de cara a su posterior
utilización en motores, los cuales son enemigos declarados de este tipo de
compuestos químicos. Por lo general, además de los correspondientes sistemas
de lavado y limpieza, los alquitranes se suelen recircular para evitar su
presencia en el motor.
Este tipo de gasificadores son de fácil construcción y operación y
mantenimiento, permitiendo además gasificar una amplia variedad de
biomasas
relativamente
secas
(<
30
%
humedad) y
con diferentes
granulometrías (hasta 10 cm. de longitud) y bajo contenido en cenizas (< 1% en
peso).
La necesidad de mantener una determinada relación entre el tamaño de
partícula de la biomasa procesada y el diámetro del gasificador limitan la
capacidad de procesamiento a un máximo del orden de 500 kg/h ó 500 kW de
potencia eléctrica por lo que son adecuados para instalaciones de generación
distribuida de pequeña potencia como la que se presenta en la presente Tesis.
273
Como inconveniente cabe reseñar la baja eficiencia global del proceso. Esto
es debido a la elevada temperatura de salida del syngas (del orden de 400-700
ºC).
Este tipo de gasificadores empleando aire como agente gasificante, suele ser
el más utilizado para la generación de energía eléctrica a pequeña escala, puesto
que debido a la escasa presencia de alquitranes en el syngas, los costes de
inversión se reducen notablemente como consecuencia de las menores
inversiones en limpieza y tratamiento. Otra justificación para su elección que se
suma a la anteriormente citada del rango de potencia.
El syngas producido en este tipo de gasificadores puede ser utilizado
directamente en quemadores de calderas, en turbinas de gas o, previamente
enfriado, en motores de combustión interna alternativos, caso de la presente
Tesis Doctoral.
5.3.2.- Gasificador en contracorriente (“updraft”)
Se trata de la forma más simple de lecho móvil. El sólido alimentado y el gas
producido se mueven en el interior del lecho en sentidos opuestos,
normalmente el sólido en sentido descendente y el gas en sentido ascendente.
La biomasa entra por la parte superior donde se encuentra con los gases
procedentes de la parte inferior originados en las fases de pirólisis y reducción.
El sólido al ir descendiendo va encontrando cada vez temperaturas más
altas, secándose inicialmente para posteriormente sufrir una pirólisis o
descomposición térmica. Los gases generados ascienden con el resto de gases,
escapándose también parte de los alquitranes y vapores condensables
generados.
El char obtenido en la pirólisis continúa descendiendo encontrándose con los
gases de combustión y el propio agente gasificante, y en la zona central sufre un
proceso de reducción. Al seguir descendiendo hasta la zona inferior, el sólido
274
remanente encuentra la corriente de agente gasificante (con oxígeno),
llevándose a cabo la oxidación o combustión y elevando las temperaturas de la
zona tal y como se muestra en la figura.
El syngas producido contiene una elevada cantidad de alquitranes e
hidrocarburos que contribuyen a elevar su poder calorífico. Como la
temperatura del gas producto es baja, entre 70 y 300 ºC, los alquitranes se
encuentran en forma de aerosoles en el gas. Esto no supone un problema
importante si el gas es usado directamente en aplicaciones térmicas en las
cuales los alquitranes son directamente quemados. Sin embargo, si el gas va a
ser inyectado en un motor o una turbina será imprescindible la instalación de
un sistema de limpieza.
Las principales ventajas de este tipo de gasificadores radican en su relativa
sencillez de construcción y operación y su elevada eficiencia térmica. El calor
sensible del gas producido es recuperado mediante el calentamiento por
contacto directo de la alimentación que es secada, calentada y pirolizada antes
de alcanzar la zona de gasificación. Por otra parte, el gas contiene un bajo
contenido en sólidos debido al tamaño de partícula de la biomasa empleada y a
la baja velocidad del gas. En principio, aunque no existe una importante
limitación de escala, esta tecnología es aplicable a pequeñas potencias.
5.3.3.- Gasificadores de lecho fluidizado
En estos gasificadores no existen zonas definidas donde se lleven a cabo las
distintas etapas, sino que el secado, la reducción (o gasificación), la oxidación y
la pirólisis tienen lugar simultáneamente en todos los puntos del reactor.
Cuando una partícula de biomasa entra en el reactor sufre consecutiva y
simultáneamente todos los procesos, coexistiendo por tanto los productos de la
pirólisis, oxidación y reducción en el reactor, lo que provoca que tanto la
temperatura como el grado de conversión sean bastante homogéneos en todo el
reactor. Se obtiene así un gas con bajos/medios contenidos en tars y grandes
275
cantidades de partículas y cenizas, a una temperatura que puede oscilar entre
los 800 y 1.000 ºC.
Esta tecnología, a diferencia de las anteriores, presenta una elevada
velocidad de transferencia de calor y materia, y una buena mezcla de la fase
sólida. Estas características conducen a elevadas velocidades de reacción y a
una temperatura uniforme en todos los puntos del lecho.
Otra ventaja de este tipo de gasificadores es la facilidad que presenta para
absorber las variaciones en cuanto a caudal y composición de la biomasa
procesada.
Cuando emplea aire como agente gasificante se obtiene un gas con un
contenido intermedio en alquitranes en relación a las anteriores dos tecnologías
descritas. Las partículas de ceniza y de char sin reaccionar son arrastradas por
la corriente gaseosa fuera del reactor, siendo separadas en la mayoría de los
casos mediante ciclones. En este tipo de reactores, las emisiones de partículas
son superiores a las de los dos anteriores.
Los reactores de lecho fluidizado pueden ser de tipo burbujeante (LFB) o
circulante (LFC). Los primeros permiten emplear elevadas capacidades de
procesamiento, son simples en cuanto a operación y control, los costes de
inversión no son muy elevados y su escalado es relativamente sencillo y fiable.
En el LFC la velocidad de fluidización es lo suficientemente alta como para
arrastrar grandes cantidades de sólidos con el gas. La fluidización es rápida, por
lo que se mejora la transmisión del calor y la transferencia de materia y, por
tanto, la rapidez del proceso de gasificación.
5.3.4.- Gasificador de lecho arrastrado
En este tipo de gasificadores no se emplea ningún material inerte como
coadyuvante, por lo que la alimentación debe ser finamente dividida. Las
276
temperaturas de operación suelen superar los 1.200 ºC dependiendo de si se usa
aire u oxígeno.
Las presiones de operación se sitúan por encima de los 20 bar. El gas
generado contiene un bajo nivel de alquitranes y de materia condensable, sin
embargo la alta temperatura de operación supone un problema en cuanto a la
elección de materiales y a la posible fusión de cenizas. En la actualidad esta
tecnología se encuentra muy desarrollada para el caso del carbón, no así para la
biomasa, ya que requiere de un tamaño de partícula muy fino (del orden de
125-600 µm) lo que encarece enormemente el proceso.
En los cuadros 5.5. y 5.6. se muestran los parámetros más característicos de
los distintos tipos de gasificadores, así como las principales propiedades del gas
obtenido. Se puede observar como los reactores de lecho fluidizado son
adecuados para mayores capacidades de procesamiento, mientras que los tipo
downdraft son los de menor capacidad.
La eficiencia energética, definida como la relación entre la energía contenida
en el gas y la de la biomasa procesada puede llegar incluso hasta valores
próximos al 90%. En lo relativo al poder calorífico del gas, se aprecia como los
mayores valores se obtienen al utilizar oxígeno como agente gasificante, puesto
que como ya se apuntó, en este caso no se presenta el fenómeno de dilución del
nitrógeno del aire.
Por último, en lo referente a la presencia de alquitranes y partículas, se
observa que en los downdraft es mínima, en los del tipo updraft, la presencia de
alquitranes es significativa y con los de lecho fluido, el problema se centra en el
contenido en partículas en suspensión.
277
Figura 5.10.- GASIFICADORES “UPDRAFT”, “LECHO FLUIDIZADO” y
“DOWNDRAFT”
Fuente: Elaboración propia
278
Cuadro 5.5.- CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE
GASIFICACIÓN [23]
EFICIENCIA
TIPO DE REACTOR
Tª
CAPACIDAD
ENERGÉTICA
MÁXIMA
(D.A.F. T/H)38
DEL GAS FRÍO
(%)
Downdraft aire
Downdraft oxígeno
Updraft aire
Updraft oxígeno
38
1.000 1.200
1.000 1.200
900 - 1.200
1.000 1.500
0,01 – 0,75
70 - 90
0,03 – 5
80 – 90
0,2 – 10
60 – 86
0,2 – 10
75 – 90
LFB aire
700 – 900
0,3 – 15
69 – 87
LFB oxígeno
700 - 1.000
2 – 10
75 – 90
LFC aire
700 - 1.100
2 – 27
75 – 80
LFC oxígeno
800 - 1.300
0,25 - 20
75 - 90
d.a.f. (dry ash free): en base seca y libre de cenizas
279
Cuadro 5.6.- CARACTERÍSTICAS DEL GAS PRODUCIDO CON LOS
DIFERENTES SISTEMAS DE GASIFICACIÓN [23]
TIPO DE
Tª DEL
REACTOR
GAS (ºC)
Downdraft
PCS DEL
CONTENIDO
CONTENIDO
GAS
EN
EN
(MJ/NM3)
ALQUITRANES PARTÍCULAS
400 – 1.000
4–6
Muy bajo
Moderado
700 – 1.100
9 – 11
Muy bajo
Moderado
100 – 400
4–6
Muy alto
Moderado
100 – 700
8 – 14
Muy alto
Moderado
LFB aire
500 – 900
4–6
Moderado
Alto
LFB oxígeno
700 – 1.100
8 – 14
Moderado
Alto
LFC aire
700 – 1.100
5 – 6,5
Bajo
Muy alto
LFC oxígeno
800 – 1.200
10 - 13
Bajo
Muy alto
aire
Downdraft
oxígeno
Updraft aire
Updraft
oxígeno
280
5.4.- Condicionantes técnicos de la gasificación
Antes de abordar el proceso de gasificación de la biomasa, es necesario tener
en consideración una serie de factores que afectan a la biomasa como
combustible, a las condiciones de operación del proceso y al diseño de los
equipos.
5.4.1.- Factores dependientes de la biomasa
Las propiedades de la biomasa son fundamentales, las cuales pueden
determinar el tipo de gasificador a emplear e incluso pueden determinar la
viabilidad del proceso. Hay que tener en cuenta las siguientes:
•
Análisis elemental: contenido en carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y
oxígeno. Influye de una manera directa en la proporción óptima de
agente gasificante/biomasa a emplear. También determina, en gran
medida, la proporción de posibles contaminantes tales como óxidos de
nitrógeno y/o de azufre.
•
Análisis inmediato: contenido en cenizas, material volátil y carbono fijo. El
contenido en cenizas de una biomasa determinará la cantidad de sólido
residual que es necesario retirar del gasificador por unidad masa
procesada. En general, debe ser lo más bajo posible, pues su aumento
supone, además, una disminución de la biomasa realmente gasificable.
Se puede aceptar como un límite máximo admisible un 10%. No
obstante, las cenizas pueden actuar de catalizadores de la reacción de
gasificación del residuo carbonoso.
•
Temperatura de fusibilidad de las cenizas. Es necesario conocer el valor de
este parámetro a la hora de predecir posibles fenómenos de deposición y
escorificación, tanto en el propio gasificador como en los sistemas de
limpieza del gas. Igual sucede con los perfiles de temperatura del gas y
de las superficies con las que se encuentra en contacto.
281
•
Poder calorífico. Es el parámetro que determina la máxima cantidad de
energía aprovechable. Depende de la composición de la biomasa, si bien
puede verse modificado por factores como la humedad o las condiciones
de almacenamiento, las cuales pueden provocar oxidaciones anaeróbicas.
•
Tamaño de partícula. Es otro de los factores decisivos a la hora de
seleccionar un proceso de gasificación, pues cada tipo de reactor tiene
unos límites más o menos flexibles respecto de esta variable. Influye de
manera directa en el tiempo de contacto necesario para que las
reacciones que tienen lugar durante la gasificación se completen, y por
tanto, en el volumen del reactor. Los tamaños recomendables de
partículas para las distintas tecnologías pueden ser los siguientes: < 15
cm para los updraft, entre 3 y 10 para los downdraft y desde unos pocos
mm hasta unos 4 cm para procesos en lecho fluidizado.
•
Densidad, forma y dureza de las partículas. En general, los productos muy
poco densos presentan una gran tendencia a la formación de canales
preferenciales al circular un fluido a través de un lecho de partículas, lo
que conlleva una disminución del volumen útil del reactor. Por ejemplo,
la paja de cereal es extremadamente difícil de fluidizar, aunque la
presencia de agentes sólidos coadyuvantes como la arena, mejoren las
condiciones. En relación a la forma, hay que evitar la formación de
bóvedas que puedan impedir el movimiento del sólido colapsando el
lecho. Por ello que determinadas biomasas como ramas, sarmientos o
algunos tipos de astillas presenten dificultades para ser gasificadas. Por
último, hay que considerar también que las que están en la parte inferior
del gasificador deben soportar el peso de las que están encima, sin
disgregarse y aglomerarse, lo que provocaría un importante aumento de
la pérdida de carga y posibles colapsos.
•
Humedad. Es otro factor de suma importancia, pues influye directamente
en el balance térmico del proceso ya que parte del calor se destinará a
evaporar el agua presente en la biomasa. En general, se puede afirmar
282
que la biomasa ha de estar lo más seca posible, si bien son aceptables
valores para la humedad comprendidos entre el 7 y el 20%. Los procesos
de lecho fluidizado permiten trabajar con humedades mayores. Se han
realizado ensayos de gasificación en lecho móvil con biomasa con
humedades cercanas al 30% si bien con unos rendimientos bajos (Usón,
1999).
5.4.2.- Factores dependientes de las condiciones de operación
Los tres más importantes son la temperatura, la presión y la reacción agente
gasificante/biomasa.
•
Temperatura. Es un parámetro importante en todas las etapas de la
gasificación y afecta al rendimiento global del mismo. En concreto las
proporciones entre char, trars y syngas en los productos de pirólisis
dependen estrechamente de la velocidad de calentamiento y la
temperatura final alcanzada. Normalmente, a elevadas velocidades de
calentamiento (> 2 ºC/min) y alta temperatura final (> 650 ºC) se
produce mayoritariamente gas. Si la temperatura final desciende o las
velocidades de calentamiento son menores, aumenta la proporción de
líquidos y también la de sólidos.
•
Presión. De forma general, el aumento de la presión favorece la
formación de hidrocarburos y alquitranes. Los procesos a presión tienen
la ventaja de que no es necesario comprimir el gas en el caso de utilizar
turbina, además de incrementar la compacidad de las instalaciones y
poder operar a mayores caudales. Por el contrario, el coste suele
aumentar de manera importante.
•
Reacción agente gasificante/biomasa. Es probablemente el parámetro más
importante de los que se pueden manipular directamente. Un aumento
de la cantidad de oxígeno favorece la formación de dióxido de carbono,
283
además si el agente gasificante es aire, se produce un efecto de dilución
por parte del nitrógeno presente en éste, como ya se ha visto. Por el
contrario, valores excesivamente bajos de aire u oxígeno pueden no
generar la energía suficiente para mantener el proceso en las condiciones
adecuadas. Normalmente existe un valor óptimo de la relación
aire/biomasa para cada proceso el cual depende de la composición de la
biomasa. El aumento de esta relación produce dos consecuencias
contrapuestas. Por un lado, un aumento de la temperatura que provoca
una disminución de la proporción de residuo sólido y productos
condensables; pero por otro lado, el aumento de la cantidad de oxígeno
produce un avance de las reacciones de combustión, con la consiguiente
disminución de la calidad del gas. Para gasificadores de lecho fluidizado
esta relación suele ser del orden de 0,5 a 1,6 (en masa), para gasificadores
de lecho móvil la proporción suele ser de alrededor de 1,5 (en masa).
5.4.3.- Factores dependientes del diseño de los equipos
Deben considerarse los siguientes:
•
Geometría. El tamaño del gasificador es el que determina la capacidad de
procesamiento. En el caso específico del tipo downdraft debe lograrse
una perfecta distribución del agente gasificante en la zona de oxidación,
de manera que ningún producto generado en la zona de pirólisis deje de
pasar por la zona de alta temperatura. En el caso del lecho fluidizado sus
dimensiones son vitales pues determinan la velocidad del gas y, por
tanto, el régimen de fluidización y el tipo de contacto gas-sólido.
•
Sistemas de alimentación y retirada de sólidos. Debe asegurarse una
alimentación lo más estable posible, un sistema eficaz de retirada de
cenizas para asegurar una operación en continuo y que éstas ni se
fundan ni se sintericen. También hay que asegurar un correcto
funcionamiento de los sistemas de separación sólido-gas y de extracción
284
de sólidos, pues de ello dependerá en gran medida el correcto
funcionamiento del proceso. Un incremento de presión dificulta las
operaciones de alimentación y extracción de sólidos.
285
5.5.- Sistemas de acondicionamiento del syngas
Los principales contaminantes presentes en el syngas, los cuales pueden
provocar problemas posteriores de corrosión, erosión o medioambientales
(emisiones) suelen ser:
•
Materia particulada arrastrada desde el gasificador
•
Compuestos orgánicos de bajo y alto peso molecular (tars)
•
NH3, HCN y otras impurezas conteniendo nitrógeno
•
H2S y otros gases conteniendo azufre
•
Otras impurezas gaseosas como HCl y metales en fase de vapor (pesados
y alcalinos)
Su concentración en el gas depende principalmente de varios de los factores
enumerados previamente como por ejemplo el tipo de reactor, la composición
de la biomasa, el agente gasificante, las temperaturas y tiempos de residencia,
etc. La aplicación final del gas será la que marque el grado de limpieza
requerido.
5.5.1.- Materia particulada
Engloba a todos aquellos materiales en fase sólida que son arrastrados por la
corriente gaseosa que sale del gasificador. Está formada principalmente por las
cenizas contenidas en el sólido procesado, de la biomas no convertida en char
y/o de los materiales procedentes del lecho, en caso de lechos fluidizados. Su
cantidad dependerá de la tecnología de gasificación empleada y del contenido
mineral de la biomasa procesada. En el cuadro 5.7.,
se muestran algunos
valores orientativos para las distintas configuraciones. Generalmente los
gasificadores de lecho móvil producen una menor cantidad de partículas y de
menor tamaño que los de lecho fluidizado.
286
Cuadro 5.7.- NIVELES DE PARTÍCULAS Y ALQUITRANES PARA
DIFERENTES TIPOS DE GASIFICADORES [24]
PARTÍCULAS EN
TIPO DE
SUSPENSIÓN (G/NM3)
ALQUITRANES (G/NM3)
REACTOR
Bajo
Alto
Intervalo
Bajo
Alto
Intervalo
Downdraft
0,01
10
0,1 – 0,2
0,04
6
0,1 – 1,2
Updraft
0,1
3
0,1 – 1,0
1
150
20 – 100
LFB
1
100
2 – 20
< 0,1
23
1 – 15
LFC
8
100
10 – 35
<1
30
1 - 15
Las partículas deben ser eliminadas de la corriente gaseosa para evitar
problemas de abrasión en los equipos a los que atraviesen. Además, la
normativa ambiental limita el contenido de éstas en el gas. Partículas por
encima de 10 µm pueden ser eliminadas mediante el empleo de ciclones
convencionales, siendo el material separado recirculado hacia el gasificador.
La separación de partículas volantes más finas requiere el uso de equipos
más eficaces como los filtros de mangas, los cerámicos o los precipitadores
electrostáticos. Normalmente, estos equipos se sitúan a continuación de uno o
varios ciclones consiguiendo una eficacia global de separación de hasta un 99,8
%. Para evitar problemas de sinterización de los materiales constituyentes de
los filtros y prevenir posibles tensiones térmicas será necesario enfriar el gas
hasta la temperatura de operación de cada tipo de separador.
5.5.2- Compuestos orgánicos
La mezcla de compuestos orgánicos condensables generados durante la
gasificación recibe el nombre, tal y como se ha visto, se alquitranes o tars.
287
Incluye una amplia gama de productos que va desde el benceno hasta
hidrocarburos aromáticos. Los alquitranes contenidos en el gas están presentes
debido a que no han podido ser totalmente convertidos a moléculas de menor
tamaño en los procesos de pirólisis. La cantidad y composición de los mismos
depende fundamentalmente del tipo de biomasa, de las condiciones del proceso
y del tipo de reactor. El contenido de alquitranes se reduce al aumentar la
temperatura y/o la relación agente gasificante/biomasa. Tiempos de residencia
cortos y elevadas velocidades de calentamiento producen alquitranes de menor
peso molecular.
En relación al tipo de gasificador, en la tabla anterior se muestran valores
orientativos de concentración de alquitranes. En el caso de los updraft, los
alquitranes suelen ser compuestos oxigenados y éteres fenólicos ya que son
producidos a baja temperatura. Por el contrario, los alquitranes formados en
gasificadores de tipo downdraft suelen estar formados por éteres heterocíclicos
o hidrocarburos poliaromáticos debido a la mayor temperatura.
En la mayoría de las aplicaciones del syngas los alquitranes deben
eliminarse para evitar problemas de ensuciamiento y taponamiento que se
ocasionan debido a su enfriamiento. Además, resulta un proceso crítico en
aquellos sistemas donde el gas debe ser comprimido antes de ser utilizado.
Existen dos estrategias que pueden ser aplicadas para la reducción del
contenido en alquitranes:
•
Mejorar la tecnología de gasificación, las condiciones de operación y la
composición de la biomasa. Este suele resultar más económico y debe ser
la primera opción a valorar.
•
Implementar sistemas de limpieza y lavado. Se engloban en este
apartado los procesos de craqueo térmico o catalítico, así como la
limpieza del gas mediante lavado en un scrubber. El craqueo de
alquitranes mediante procesos térmicos o catalíticos permite obtener una
serie de compuestos de bajo peso molecular. Mientras que la
288
temperatura del proceso térmico suele encontrarse entre 900 y 1.000 ºC,
la del catalítico suele ser de 800-900 ºC. Un scrubber es un equipo de
lavado de gas mediante una corriente líquida, que puede ser acuosa u
orgánica, en la cual quedan retenidos los alquitranes. El llamado
scrubbing húmedo suele ser el método más empleado para la
eliminación de los alquitranes. Lo más habitual es enfriar primero el gas
para facilitar la aglomeración y coalescencia de las partículas y tars en
un scrubber situado a continuación. Este proceso, aunque simple,
presenta un delicado problema de tratamiento de las aguas residuales
contaminadas con sustancias orgánicas.
Actualmente, para alcanzar los niveles de alquitranes requeridos, se suele
emplear como solución el reformado catalítico del gas seguido de un filtrado
antes de introducirlo en el scrubber.
5.5.3- Compuestos de nitrógeno, azufre, cloro y metales alcalinos
En los procesos de gasificación, mientras una parte del nitrógeno contenido
en la biomasa se desprende durante la pirólisis, la otra lo hace a través de las
reacciones de gasificación y combustión del char. El nitrógeno gasificado pasa a
formar principalmente amoníaco (NH3) y en menor medida cianuro de
hidrógeno (HCN), lo que puede constituir un problema de tipo ambiental. Las
bajas temperaturas de los procesos de gasificación y las condiciones reductoras
limitan la producción de óxidos de nitrógeno (NOx). El amoníaco se puede
eliminar mediante conversión catalítica o scrubbing húmedo.
En relación al azufre, generalmente la biomasa suele tener un bajo
contenido, del orden del 0,4% en peso. El sulfuro de hidrógeno (H2S) es el
principal compuesto gaseoso de azufre, representando un 80-95% del azufre
total en fase gas. En los procesos de combustión del syngas, la limpieza del
azufre se puede realizar mediante un lecho de dolomita (CaO.MgO), el cual se
289
encargaría de absorber el azufre generando un nuevo residuo. A veces también
se puede emplear un lecho fijo o fluidizado caliente de óxido de zinc.
Algunos compuestos de biomasa como determinados residuos agrícolas,
pueden llegar a contener hasta un 0,5% en peso de cloro, el cual pasa a cloruro
de hidrógeno (HCl) durante la gasificación. Su concentración en el gas
dependerá mayoritariamente de la temperatura, de cómo se encuentre el cloro
en la biomasa y de la presencia de otros contaminantes. El cloro y sus
compuestos pueden ser eliminados mediante su absorción en materiales
activos, ya sea en el propio gasificador o en un reactor secundario, o también
por disolución en scrubbers húmedos.
Por último, la presencia de metales pesados en la biomasa es generalmente
muy baja en comparación con el carbón. Sin embargo, algunos tipos de biomasa
pueden tener un elevado contenido en metales alcalinos, los cuales representan,
a elevada temperatura una fuente potencial de corrosión, así como una
desactivación en el catalizador, si este es utilizado.
Durante la gasificación, parte de los metales alcalinos contenidos en las
cenizas de la biomasa se vaporiza para formar productos como KOH y KCl, los
cuales atraviesan los sistemas de separación de partículas siempre que la
temperatura del gas sea superior a 650 ºC. Un enfriamiento del gas por debajo
de 500-600 ºC permitirá la condensación de la mayor parte de los metales
alcalinos sobre las pequeñas partículas arrastradas por el gas, de manera que
éstos podrán ser separados conjuntamente con ellas mediante un sistema de
filtración convencional.
290
5.6.-Balances de masa y energía
El funcionamiento de una instalación de gasificación de biomasa residual
consta de 4 etapas básicas:
1. Pre-tratamiento, carga y alimentación de la biomasa al gasificador, que puede
consistir en una molienda y/o en un secado previo, en función de las
características de la biomasa recibida.
2. Gasificación propiamente dicha empleando la tecnología más adecuada
para el destino final del gas generado.
3. Acondicionamiento del gas, en función de su uso posterior (caldera, motor
o turbina).
4. Cogeneración termoeléctrica, producción de energía eléctrica y térmica
simultáneamente.
Todo ello se recoge en el esquema de la figura 5.11., donde se puede apreciar
un diagrama de bloques del proceso, desde la entrada de la biomasa hasta la
salida de energía eléctrica y térmica.
En cuanto al balance energético del sistema de gasificación en su conjunto,
éste se muestra en el esquema de la figura 5.12., donde quedan reflejadas de
una manera esquemática las etapas anteriormente descritas.
La eficiencia global del proceso, tal y como se comentó anteriormente, es de
un 64,20%, de acuerdo a la siguiente expresión:
η = (100+100+112) / 486 = 64,20 %
El balance energético global del proceso se muestra en la figura 5.13.
291
Figura 5.11.- ESQUEMA GLOBAL DEL MODELO. BALANCE
ENERGÉTICO
Fuente: Elaboración propia
292
Figura 5.12.- ESQUEMA DEL PROCESO DE GASIFICACIÓN
BIOMASA
ALIMENTACIÓN
(Pre-tratamiento, carga y alimentación)
GASIFICACIÓN
ACONDICIONAMIENTO DEL GAS
(limpieza y enfriamiento)
COGENERACIÓN TERMOELÉCTRICA
(Generación conjunta de calor y electricidad)
kWe y kWt
Fuente: Elaboración propia
293
1
2
3
4
Figura 5.13.- BALANCE ENERGÉTICO DEL PROCESO
RESTOS DE PODA
486 kW
CALOR
20 kW
PRESECADO
AIRE
486 kW
10 kW
GASIFICACIÓN
5 kW
ALQUITRANES
CENIZAS
50 kW
431 kW
ACONDICIONAMIENTO
SYNGAS
370 kW
AGUA
2 kW
AIRE
CALOR
20 kW
PARTÍCULAS
CALOR
DISIPADO
34 kW
GRUPO
MOTOGENERADOR
GASES
ESCAPE
100 kW
ENERGÍA
ELÉCTRICA
112 kW
ENERGÍA
TÉRMICA
100 kW
Fuente: Elaboración propia
294
6.- LA GASIFICACIÓN DE BIOMASA EN
ESPAÑA
6.1.- Introducción
La gasificación no es una tecnología desarrollada recientemente, sino que ha
sido ampliamente utilizada en periodos de carencia o carestía de combustibles
de origen fósil, siendo empleada en los denominados “gasógenos” en
aplicaciones para el transporte y maquinaria agrícola.
En tiempos de la 2ª Guerra Mundial, en la ocupada Dinamarca y durante
fuertes restricciones del suministro de petróleo, el 95% de los automóviles
(tractores, coches, camiones, barcos, etc.) funcionaban gracias a estos gasógenos,
que empleaban madera o carbón como combustible, y cuyo gas se quemada
limpiamente en un motor de gasolina estándar que producía energía mecánica.
Esta vieja tecnología fue también empleada en Sudáfrica durante el
Apartheid como procedimiento de elaboración de hidrocarburos a partir de
carbón mediante el proceso de Fischer-Tropsch, donde el gas obtenido por
295
gasificación a alta temperatura y presión y en contacto con catalizadores
metálicos formaba hidrocarburos alifáticos (gasolina y gasóleo).
En España esta aplicación tuvo un desarrollo muy extendido al terminar la
Guerra Civil (1939) por las dificultades anteriormente citadas de abastecimiento
mundial de petróleo. El sistema consistía en añadir a los vehículos una especie
de carricoche en el cual se ubicaba el generador, tal y como se puede apreciar en
la fotografía de la página siguiente. De esta forma se podían utilizar
combustibles sólidos para impulsar motores de combustión interna.
En la figura 6.1., y en la fotografía nº 29 se puede apreciar un esquema de un
gasógeno de los que se empleaban en el sector del transporte y un vehículo.
Figura 6.1. ESQUEMA DE UN GASÓGENO DE AUTOMOCIÓN
296
Fotografía nº 29. VEHÍCULO CON GASÓGENO
Desde hace más de veinte años existen aplicaciones de aprovechamiento
térmico en las que el gas de síntesis es utilizado en hornos de cementeras,
papeleras, calderas a gas, etc. Sin embargo, nunca se había utilizado en procesos
regulares de generación de energía eléctrica. Y ello, debido fundamentalmente a
la inexistencia de tecnologías fiables o competitivas de limpieza y tratamiento
del syngas, en concreto para la eliminación de los alquitranes generados
durante el proceso de gasificación. Su presencia en la corriente de gas, como ya
se ha visto en el capítulo anterior, dificulta o impide su empleo en motores de
combustión interna alternativos.
En los últimos años la tecnología de gasificación de biomasa ha sido
demostrada satisfactoriamente a través de plantas de pequeña potencia, no
pudiendo competir hoy por hoy con la tecnología de generación de energía
eléctrica mediante combustión en cuanto a madurez tecnológica; y pudiendo
afirmarse que se encuentra en el paso entre la fase de demostración y
comercialización.
297
La mayoría de los desarrollos de la tecnología de gasificación de biomasa en
España han sido con instalaciones de potencias eléctricas inferiores a 2 MW en
virtud de lo establecido en el Régimen Especial, si bien no se ha conseguido el
despegue de esta tecnología, más allá de proyectos “piloto” promovidos por
empresas de ingeniería y del sector energético.
Tampoco ha existido ni existe en la actualidad un programa específico que
potencie el avance de esta tecnología en España, a diferencia de otros países
como EE.UU. o Alemania donde sí se encuentra en un estadio más comercial.
Son también varios los Grupos de Investigación de diversas Universidades
en España los que están trabajando en el desarrollo de esta tecnología. Por citar
algunos casos, las Universidades de Castilla-La Mancha, Sevilla o Zaragoza.
298
6.2.- Principales tecnologías españolas
Los principales desarrollos tecnológicos nacionales son los siguientes:
•
Tecnología “ENAMORA” promovida por la empresa vasca GUASCOR
BIOENERGÍA.
•
Tecnología “TAIM WESER”, compañía zaragozana.
•
Tecnología “INERCO”, empresa sevillana de ingeniería.
•
Tecnología “CIDAUT”, Fundación ubicada en Valladolid y muy
vinculada al sector de la automoción y el transporte.
A continuación se realiza una breve descripción de cada una de ellas.
6.2.1.- Tecnología “ENAMORA-GUASCOR BIONERGÍA”.
El origen de esta tecnología se remonta al año 1.993 cuando la firma
española Energía Natural de Mora, S.L. inicia la búsqueda de una solución
energética para la valorización energética de la cáscara de almendra. Para ello
se pone en marcha una instalación de gasificación con tecnología de lecho
fluido burbujeante que está en funcionamiento continuado desde octubre de
1.997.
La colaboración entre GUASCOR y ENAMORA se inicia en 2.005, con la
instalación en la planta de Mora de Ebro (Tarragona) de un grupo cabinado de
generación de energía eléctrica aprovechando el syngas generado en la planta
de gasificación.
La principal fortaleza de esta tecnología es la baja concentración de
alquitranes presentes en el syngas, debido a que se encuentran tan craqueados
que condensan a bajas temperaturas (por debajo de 200 ºC), de forma que
pueden usarse tecnologías convencionales de extracción del material
299
particulado como ciclones o filtros de mangas, sin el problema asociado a la
condensación de estos compuestos.
Una vez eliminadas las cenizas en suspensión, se consigue condensar los
alquitranes generados en el mismo punto en que se produce la condensación
del vapor de agua que inevitablemente forma parte del proceso, arrastrando de
esta forma la corriente de agua los alquitranes del syngas.
Los principales parámetros de la planta se muestran en el cuadro 6.1. y las
principales características de la biomasa utilizada se muestran en el cuadro 6.2.
El sistema de gasificación se compone de los siguientes elementos:
•
Tolva de alimentación de biomasa seca al gasificador
•
Gasificador
•
Depuración y enfriamiento del gas
•
Soplante de gas de síntesis
•
Enfriamiento de cenizas
•
Almacenamiento de condensados
•
Antorcha de emergencia
La capacidad del gasificador es de 1.700 kg/h y consiste básicamente en un
cilindro de acero revestido interiormente con una capa de material aislante,
para reducir las pérdidas de calor, y otra concéntrica de material refractario
para soportar la temperatura y la fricción en el interior. Para lograr una mayor
superficie de intercambio, se incorpora un material particulado, térmicamente
estable, no abrasivo y que desempeña las funciones de catalizador y
fluidificador.
La alimentación de aire se realiza mediante inyectores que permiten una
fluidificación uniforme del lecho dentro del reactor. El aire se inyecta a una
temperatura de entre 500 y 600 ºC como resultado de su precalentamiento en el
300
intercambiador aire/gas, el cual sale del reactor a unos 800 ºC. El gasificador,
como ya se ha apuntado, es de tecnología lecho fluido burbujeante y el agente
gasificante es aire.
La depuración y el enfriamiento del syngas se realizan en varias etapas. En
una primera de enfriamiento un intercambiador gas-aire precalienta el aire
hasta los 500-600 ºC. Un segundo intercambiador gas-aire enfría el gas hasta
una temperatura máxima de 200 ºC. A continuación se produce un filtrado en
seco separando la ceniza la cual, mediante un sistema de tornillo sinfín, es
conducida hasta el sistema de enfriamiento de cenizas.
Posteriormente dos intercambiadores gas-agua en serie enfrían el gas hasta
una temperatura en torno a los 40-50 ºC, uno situado antes de la soplante de gas
y otro después. En el situado antes de la soplante, la temperatura del gas
desciende por debajo de la de rocío, por lo que condensa la humedad que
contiene y es eliminada de forma líquida.
En paralelo se eliminan también algunos hidrocarburos y alquitranes ligeros
presentes en estado gaseoso, los cuales condensan al ser enfriados y son
arrastrados por el agua de condensación, evitando que puedan llegar al motor.
El sistema de generación está compuesto por tres motores GUASCOR FBLD
480 de 666 kW de potencia eléctrica nominal. (1.998 kWe en total). El
autoconsumo de la planta es de aproximadamente 150 kW en la parte de
generación y de 145 kW en la de gasificación. La tensión de generación es de
400 V.
En la fotografía número 30 se muestra una visión general de la planta de
gasificación basada en la tecnología GUASCOR-ENAMORA.
301
Cuadro 6.1.- PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE ENAMORA-GUASCOR
PARÁMETRO
VALOR
UNIDAD
Energía eléctrica generada
14.985
MWh/año
Autoconsumo eléctrico en gasificación
1.100
MWh/año
Autoconsumo eléctrico en generación
1.140
MWh/año
Consumo de biomasa (10% humedad)
13.036
t/año
Energía térmica disponible en agua caliente (90º C)
12.668
MWh/año
Energía térmica disponible en agua caliente (60º C)
4.410
MWh/año
Energía térmica disponible en gases de escape (400º C)
8.460
MWh/año
Cantidad de cenizas agotadas producidas
680
t/año
Cantidad de condensados recogidos
680
t/año
Cuadro 6.2.- PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LA BIOMASA
UTILIZADA EN LA PLANTA DE ENAMORA-GUASCOR
TIPO DE BIOMASA
MADERA
Cantidad anual
13.300 (10 % Hr)
Tm
Forma de recepción
Triturada (2-12 mm)
Peletizada
Grado de humedad
< 10 %
% B.H.
Poder calorífico
> 4.000
Kcal/kg al 10% Hr
Densidad
> 200
Kg/m3 al 10% Hr
Contenido en cenizas
<2
% másico B.S.
Contenido en impropios
< 0,01
% másico B.S.
Fuente: GUASCOR BIOENERGÍA, S.L.
302
Fotografía nº 30. VISTA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE
GASIFICACIÓN DE GUASCOR
Fuente: Guascor Bioenergía, S.L.
6.2.2.- Tecnología “TAIM WESER”.
TAIM WESER es una compañía, radicada en Zaragoza, líder mundial en los
sectores de manutención, elevación, plantas de tratamiento de residuos y
energías renovables, y que apuesta por la innovación y la tecnología.
Ha desarrollado un sistema de gasificación para astillas de biomasa
lignocelulósica basado en la tecnología de corrientes paralelas o “down draft”, de
lecho móvil en corrientes descendentes.
El syngas generado, con un PCI de 1.300 kcal/Nm3 alimenta un motor de
General Electric de 750 kWe de potencia con un rendimiento eléctrico del 25% y
un rendimiento global de la instalación del 75% (83 % con aprovechamiento del
residuo carbonoso o char).
303
Las principales características de la planta se recogen en el cuadro 6.3.
Cuadro 6.3.- PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE TAIM WESER
Capacidad de la planta (biomasa al 23% de humedad)
8.400 t/año
Disponibilidad:
7.500 h/año
Potencia eléctrica nominal:
1.224 kW
Autoconsumo:
12 %
Poder calorífico ramón olivo al 10% humedad
3.969 kcal/kg
Energía eléctrica exportada:
8.078 MWh/año
Energía térmica aprovechada en escapes para secado*:
4.914 MWh/año
Rendimiento eléctrico equivalente planta*:
34,17%
Fuente: TAIM WESER
En las fotografías números 31 y 32 se pueden apreciar una vista general de la
planta de gasificación ubicada en las instalaciones de la compañía en Zaragoza,
así como del gasificador tipo “downdraft” de la compañía española.
304
Fotografía nº 31. VISTA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE
GASIFICACIÓN DE TAIM WESER
Fuente: TAIM WESER
305
Fotografía nº 32.- VISTA GENERAL DEL GASIFICADOR
Fuente: TAIM WESER
306
6.2.3.- Tecnología “INERCO”.
La
empresa
andaluza
INERCO
INGENIERÍA,
TECNOLOGÍA
Y
CONSULTORÍA, radicada en Sevilla, ha desarrollado un gasificador de 3 MWt
de potencia basado en la tecnología de lecho fluido burbujeante, para su empleo
asociado a calderas de combustible de origen fósil, bien para usos térmicos bien
para generación eléctrica, sustituyendo para del combustible por otro de origen
renovable.
La planta piloto desarrollada cuenta con las siguientes instalaciones:
•
Parque de almacenamiento
•
Sistema de alimentación
•
Reactor de lecho fluido burbujeante
•
Sistema de depuración de gases
•
Sistema de análisis de gases
•
Instrumentación y control
Los distintos tipos de biomasa probados en la instalación han sido pélets de
madera, hueso y orujillo de aceituna, fracción orgánica de residuos urbanos y
lodos de depuradora.
Las principales características de estas biomasas son un PCI superior a 14,50
MJ/kg, una humedad inferior al 10%, un tamaño de partícula inferior a 20 mm
y un contenido en cenizas por debajo del 3%.
A continuación se muestra una imagen de la planta de INERCO.
307
Fotografía nº 33. VISTA GENERAL DE LA PLANTA DE GASIFICACIÓN
DE INERCO.
Fuente: INERCO
6.2.4.- Tecnología “CIDAUT”.
La Fundación CIDAUT es un Centro Tecnológico que desarrolla su actividad
en los ámbitos del transporte y la energía. En el Área de Energía y Medio
Ambiente ha desarrollado un compacto sistema para la valorización energética
de la biomasa lignocelulósica aplicada a la cogeneración distribuida. Tanto por
el tipo de tecnología como por su pequeño tamaño y concepción modular se
puede afirmar que no existe nada igual en el mercado.
El sistema desarrollado consiste en un módulo para la producción de
energía eléctrica de 100 kW de potencia compuesto por una planta de
308
gasificación de biomasa con tecnología downdraft y por 4 motores de
combustión interna alternativos de 25 kW cada uno alimentados con el syngas
producido. El módulo integra además una plataforma transportable que incluye
el sistema de gasificación, el de acondicionamiento de gas y el de generación de
energía.
El proceso de gasificación está basado en la tecnología de lecho fijo y
corrientes paralelas y constituido por cuatro procesos básicos: secado, pirólisis,
oxidación y reducción.
El subsistema de limpieza permite eliminar todas las impurezas contenidas
en la corriente de gas previo a su alimentación a los motores (partículas, agua y
otros compuestos nocivos para los motores).
Las principales características técnicas de la instalación son las siguientes:
•
Potencia eléctrica generada: 100 kWe
•
Potencia térmica generada: 200 kWt
•
Biomasa utilizada: lignocelulósica de tipo leñoso
•
Consumo anual de biomasa: 800-1.000 Tm/año (100-125 kg/h)
•
Dimensiones de la planta: 12 x 2,5 x 3,6
•
Sistema de operación y control: automatizado
•
Peso total de la planta; 10 Tm
•
Autoconsumo: 12 kW
A continuación se muestra una fotografía de la instalación y un esquema
general de la planta.
309
Fotografía nº 34. VISTA DE LA PLANTA DE GASIFICACIÓN DE CIDAUT
Fuente: CIDAUT
Figura 6.2. ESQUEMA GENERAL DE LA INSTALACIÓN DE CIDAUT
Fuente: CIDAUT
310
6.2.5.- Otras tecnologías.
Aparte de las cuatro tecnologías anteriores que son las principales existentes
en España, existen numerosas empresas que ofertan plantas de gasificación de
biomasa bajo la modalidad “llave en mano”. También existe alguna planta en
explotación como es el caso de la de gasificación de residuos vegetales de
invernadero promovida por la firma ALBAIDA RECURSOS NATURALES Y
MEDIOAMBIENTE, S.A., de 1,8 MWe de potencia ubicada en la localidad
almeriense de Níjar.
Otra compañía que ha promovido tecnologías vinculadas a la gasificación ha
sido la firma JIMÉNEZ BELINCHÓN, S.A. la cual ha desarrollado un proceso
de “pirogasificación” de biomasa, basada en la disociación molecular de la
biomasa. La pirólisis, como ya se ha visto, se alcanza a temperaturas próximas a
los 500 ºC y tiene lugar en un tambor rotatorio de velocidad variable con bocas
y accesos para la carga, salida de cenizas y el denominado “pyrogas”.
Por último, la firma PASCH dispone de un sistema de gasificación y
cogeneración con biomasa forestal similar al de CIDAUT cuyas características
se recogen en el cuadro 6.4.
311
Cuadro 6.4.- PARÁMETROS BÁSICOS DE LA PLANTA DE
GASIFICACIÓN DE PASCH
SISTEMA DE GASIFICACIÓN
MÓDULO DE COGENERACIÓN
Combustible: astillas de madera
Potencia eléctrica: 150 kWe (130 kWe)
Tamaño: 30-70 mm
Potencia térmica: 230 kWt (agua caliente)
Humedad: ≈ 15%
Aporte de energía: 460 kWt
PCI del gas: 1,38 kWh/m3
(Leña): 150 kg/h
Composición del syngas:
- Hidrógeno: ≈ 15%
Motor de gas:
- Monóxido de carbono: ≈ 20%
MAN E 2842 R 312
- Dióxido de carbono: ≈ 20%
12 cilindros / V
- Metano: ≈ 1%
21,93 l
- Nitrógeno: ≈ 49%
1.500 rpm
Fuente: PASCH Y CIA
312
7.- EL NUEVO MODELO DE GESTIÓN DE
SUBRPRODUCTOS
7.1.- Introducción
El actual modelo de gestión de subproductos del olivar tal y como ya se ha
argumentado, es insostenible en términos económicos, en tanto que conlleva
una serie de costes asociados a la gestión de los subproductos; y
medioambientales puesto que desaprovecha una fuente importante de energía
procedente de los restos de las podas de olivar y moviliza ingentes cantidades
de un subproducto con una humedad elevada con las consecuentes emisiones
de gases de efecto invernadero ocasionadas por su transporte en camión por
carretera, entre otros.
Todo ello, además, no contribuye a la calidad del aceite de oliva ni a su
imagen en términos de marketing, aspectos que sin duda influyen en la política
de marketing de las empresas productoras de aceite de olivar virgen.
Esto es necesario transformarlo, es decir, convertir esos aspectos negativos en
nuevas oportunidades de negocio para un sector atenazado constantemente por
313
los bajos precios del aceite de oliva y por la amenaza de la supresión de las
subvenciones a partir del año 2013 con un nuevo marco comunitario de apoyo
al olivar.
Para ello hay que realizar, al menos, las siguientes tareas:
•
Suprimir el coste de eliminación (quemado o astillado) de los restos de poda
transformándolo en un ingreso derivado de la venta de la biomasa a la
sociedad gestora de la instalación de gasificación de biomasa, sea la
propia almazara o bien una empresa de servicios energéticos.
•
Reducir el coste de manipulación del orujo convirtiéndolo en un ingreso
como consecuencia de disponer de un subproducto con un menor grado
de humedad, el cual puede ser enviado a la extractora de aceite de orujo
para la extracción del aceite residual que contiene, o bien, empleado
como biocombustibles en la propia almazara o comercializándolo para
fines térmicos o para generación eléctrica.
•
Generar un ingreso adicional por la venta de la energía eléctrica generada en
virtud del denominado Régimen Especial según el Real Decreto 661/2007,
de 25 de mayo (BOE núm. 126 de 26 de mayo de 2007); o, en su defecto,
su autoconsumo en virtud del Real Decreto 1699/2011, de 18 de
noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de
producción de energía eléctrica de pequeña potencia (BOE núm. 295 de 8
de diciembre de 2011).
•
Independizar el sector productor de aceite de oliva del sector extractor de aceite
de orujo, puesto que ahora la almazara dispone de una fuente de calor
para el secado del orujo. Esto puede conllevar un cambio de modelo
también en las industrias de extracción, las cuales deberán jugar un
papel crucial como instalaciones gestoras de residuos de almazaras.
Si esto se consigue, este nuevo modelo sería más innovador, más competitivo
en términos económicos, y también más sostenible, puesto que no requiere de la
314
utilización de ninguna fuente de energía de origen fósil, y más eficiente desde el
punto de vista energético.
Ahora bien, para que este nuevo modelo sea aceptado por el sector y, por
tanto, implementado por el mismo, debe ser viable en términos económicos,
puesto que se trata de acometer inversiones además de la propia instalación de
gasificación, como por ejemplo el sistema de almacenamiento, pre-tratamiento y
alimentación de restos de podas al gasificador y la balsa y el secadero de orujo,
las cuales deben de estar soportadas por sus correspondientes rentabilidades
económicas y financieras.
Para la determinación de esta viabilidad se va a construir un caso base, a
partir de cual se determinaran las condiciones de contorno bajo las cuales el
modelo podría ser rentable y, por tanto, implementado por el sector oleícola.
315
7.2.- Análisis comparativo de alternativas
Son tres las opciones existentes para analizar desde un punto de vista
técnico, energético y económico-financiero. A saber:
a) Secado tradicional empleando parte del orujillo generado en el proceso,
entorno al 53% (figura 7.1).
b) Secado empleando el calor procedente de los gases de escape y de la
refrigeración de máquinas térmicas (motores y/o turbinas) en
instalaciones de cogeneración termoeléctrica alimentadas con gas natural.
(figura 7.2.)
c) Secado similar al caso b) pero en lugar de utilizar gas natural para
alimentar las máquinas térmicas, emplear el syngas generado en una
instalación de gasificación de biomasa de restos de podas de olivar. Este
es el modelo propuesto por el autor en la presente Tesis Doctoral. (figura
7.3.)
A continuación se va a describir cada una de las alternativas anteriores,
realizando un balance de masas y energético, y analizando sus ventajas y sus
inconvenientes.
Para cada uno de los casos se parte de una cantidad de orujo húmedo y graso
de 1.800 toneladas anuales, que corresponden con una almazara que molture
unos 2.200.000 kg por campaña, la cual puede ser considerada como “tipo” como
se verá en el siguiente apartado.
7.2.1.- Secado tradicional
Esta opción es la convencional, es decir, así ha funcionado tradicionalmente
el sector extractor de aceite de orujo. Es el encargado de recibir el orujo
generado por las almazaras y de extraer, previo secado, el aceite residual que
316
contiene para la obtención de aceite de orujo de oliva crudo39. Posteriormente, y
puesto que no es apto para el consumo humano, es sometido a un proceso
químico de refinado y así obtener aceite de orujo de oliva refinado40 que sí es apto
para el consumo. Como subproducto se obtiene el llamado orujo extractado y seco
o, más comúnmente llamado, orujillo.
Bajo esta alternativa, parte del orujillo se autoconsume para el secado del
orujo húmedo y graso, también llamado alperujo (un 53 % en este caso), y el
resto se podría destinar a la producción de energía eléctrica mediante
tecnología de combustión, tal y como ya se ha explicado.
Por tanto, del secado de las 1.800 toneladas anuales de orujo húmedo se
generan 0,3 GWh de energía eléctrica a partir de biomasa que es inyectada a la
red, sin depender de ningún tipo de energía de origen fósil, lo que puede ser
considerado como la principal ventaja de este sistema tradicional.
Como
principal
inconveniente
cabe
mencionar
los
aspectos
medioambientales derivados de utilizar un combustible sólido (orujillo) para
generar el calor demandado por el secado, especialmente en materia de emisión
de partículas y de monóxido de carbono41.
39 Aceite obtenido a partir del orujo de oliva mediante tratamiento con disolvente o por medios
físicos, o que corresponda, con excepción de algunas características determinadas, a un aceite de
oliva lampante; con exclusión de los aceites obtenidos por procedimientos de reesterificación y
de cualquier mezcla con aceites de otra naturaleza y cuyas otras características son conformes a
las establecidas para esta categoría.
40 Aceite obtenido mediante refino de aceite de orujo de oliva crudo, cuya acidez libre,
expresada en ácido oleico, no podrá ser superior a 0,3 g por 100 g y cuyas otras características
son conformes a las establecidas para esta categoría.
41 BOJA núm. 37 de 2 de abril de 1998
317
Figura 7.1.- SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO SIN
COGENERACIÓN
ORUJO
AGUA
1.800 t
ACEITE DE ORUJO
1.140 t
42 t
ORUJO SECO
326 t
SECADERO
ORUJILLO
292 t
EXTRACCIÓN
660 t
618 t
PLANTA
DE
BIOMASA
E. ELÉCTRICA
0,3 GWh
326 t
Fuente: Elaboración propia
7.2.2.- Secado con cogeneración
El secado es el mayor coste para la industria extractora de aceite de orujo, de
ahí la constante búsqueda de alternativas energéticas que permitan optimizar el
proceso industrial compatibles con el medio ambiente. Una solución tecnológica
que está siendo adoptada por el sector extractor de aceite de orujo, como
consecuencia de las cada vez mayores exigencias de tipo ambiental en lo que a
emisión de partículas se refiere y para optimizar económicamente el proceso de
producción, es la instalación de sistemas de cogeneración termoeléctrica alimentados
con gas natural.
Con ello se obtiene la energía térmica para el secado del orujo y se genera
energía eléctrica, al igual que en el caso anterior, que es inyectada a la red. De
esta manera se libera el 100% del orujillo producido y, por tanto, se genera más
cantidad de energía eléctrica a partir de biomasa tal y como se muestra en el
esquema de la figura 7.2.
El principal inconveniente es la inexistencia de infraestructuras de suministro
de este combustible fósil en muchos de los emplazamientos en los que se ubican
318
las extractoras, lo que provoca que tenga que trasladarse el gas licuado para
posteriormente gasificarse, con los sobre costes que ello supone.
Figura 7.2. SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO CON
COGENERACIÓN
ORUJO
1.800 t
AGUA
1.140 t
CALOR
CHP
ACEITE DE ORUJO
42 t
ORUJO SECO
SECADERO
1,5 GWh
ORUJILLO
EXTRACCION
660 t
618 t
PLANTA DE
BIOMASA
E. ELÉCTRICA
0,6 GWh
E. ELÉCTRICA
GAS NATURAL
2,2 GWh
E. ELÉCTRICA
1,0 GWh
1,6 GWh
Fuente: Elaboración propia
Del total de extractoras de aceite de orujo de España (38) 15 de las cuales
están en la provincia de Jaén, solamente 14 disponen de sistemas de
cogeneración termoeléctrica, el resto siguen utilizando el sistema tradicional de
secado según la Asociación Nacional de Extractores de Aceite de Orujo, ANEO.
Esta solución presenta un inconveniente importante frente a la anterior y es
la dependencia de la misma a los combustibles de origen fósil, puesto que se
necesitan 2,2 GWh de gas natural.
Como aspecto positivo es la generación de 1,6 GWh de energía eléctrica
frente a los 0,3 GWh del caso anterior, 0,6 a partir de biomasa (el doble que en el
caso anterior) y 1,0 GWh a partir del gas natural en la instalación de
cogeneración.
319
7.2.3.- Secado con gasificación
En la presente Tesis Doctoral se propone la sustitución de éste por syngas
procedente de una planta de gasificación de biomasa tal y como se muestra en
la figura 7.3.
En este caso se genera la misma cantidad de energía 1,6 GWh pero sin
depender de combustibles de origen fósil, tratándose por tanto de una solución
sostenible desde el punto de vista ambiental y energético; y también muy
valorada por el sector desde un punto de vista estratégico por la independencia
que supone de las extractoras de aceite de orujo, las cuales ejercen una posición
dominante en el sector oleícola, si bien su función es clave e imprescindible para
el funcionamiento del mismo, dado que las almazaras en su mayor parte no
tienen recursos para realizar el secado en sus propias instalaciones.
Con esta solución la almazara envía a la extractora un producto seco, por el
que no se ve obligada a pagar para su retirada y por el que percibe un ingreso
debido a su todavía contenido graso y su valor energético. Es la razón principal
por la que este tipo de instalaciones deben ubicarse en las almazaras.
Figura 7.3.- SISTEMA TRADICIONAL DE SECADO DE ORUJO CON
PLANTA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA
ORUJO
1.800 t
SYNGAS
GASIFICACIÓN
ACEITE DE ORUJO
42 t
ORUJO SECO
HEAT
CHP
2,2 GWh
AGUA
1.140 t
SECADERO
1,5 GWh
ORUJILLO
EXTRACCION
660 t
PLANTA DE
BIOMASA
E. ELÉCTRICA
0,6 GWh
E. ELÉCTRICA
BIOMASA
1,000 t/año
618 t
E. ELÉCTRICA
1,0 GWh
1,6 GWh
Fuente: Elaboración propia
320
7.3.- Descripción y alcance del modelo. Caso base
El modelo parte de una superficie de olivar de aproximadamente 1.000 ha,
las cuales pueden producir del orden de 3.000 Tm anuales de aceituna y 1.000
Tm anuales de restos de poda [21].
A partir de ahí, es capaz de generar 750 MWh de energía eléctrica anuales,
que pueden ser inyectados a la red para su comercialización o también
autoconsumidos; y energía térmica suficiente para el secado de las 2.400 Tm
anuales de alperujo, teniendo en cuenta una reducción de la humedad del 30%
y un rendimiento del secado del 50%.
En total 1.467.000 kWh de energía térmica que permitirían obtener del orden
de 700 Tm de orujillo al 25-30% de humedad.
Todo ello se puede apreciar en el esquema de la figura 7.4.
Tal y como ya se ha comentado, este modelo puede ser aplicable en cualquier
ubicación en la que exista un demandante de energía térmica, a diferencia del
tradicional en el cual las plantas de biomasa se suelen localizar cerca del punto
de evacuación de energía eléctrica proporcionado por la compañía distribuidora
de electricidad.
No obstante, en la presente Tesis Doctoral se propone a la almazara como
punto estratégico en el medio rural, porque dispone de espacio suficiente y
porque presenta demandas de energía térmica, en concreto para el secado del
orujo generado en el proceso productivo. Para ello, tendría que construir una
balsa donde almacenarlo y secarlo durante todo el año, puesto que es bien
sabido que la actividad de la almazara es estacional.
Las principales características que deben reunir las almazaras se recogen en
el cuadro 7.1. Según la información facilitada por la Delegación Provincial de la
Consejería de Agricultura de la Junta de Andalucía, en la provincia de Jaén hay
un total de 70 almazaras que molturan entre 1,5 y 3 millones de kg, lo que
supone un 21,41% del total de la provincia. Por ello, el mercado potencial en la
321
provincia de Jaén para este tipo de aplicación tecnológica descrita en la presente
Tesis Doctoral es más que significativo.
Cuadro 7.1.- REQUISITOS TÉCNICOS QUE DEBE CUMPLIR LA
ALMAZARA.
Cantidad máxima de aceituna molturada por campaña
Biomasa requerida anualmente, con una humedad del 15%,
para la alimentación del gasificador
2.200 TM
1.000 Tm
Cantidad de orujo húmedo o alperujo operando 7.000 horas
anuales y considerando unos rendimientos del intercambio y
1.800 Tm
trómel del 50%
Superficie aproximada de olivar ubicado en el entorno de la
almazara
Distancia mínima a la extractora de aceite de orujo más
próxima
Fuente: Elaboración propia
322
750 ha
20 km
Figura 7.4.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL NUEVO MODELO DE
GESTIÓN DE SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR
ACEITE DE OLIVA
(600 t/año)
ALMAZARA
OLIVAR
(1.000 Ha)
ACEITUNAS (3.000 t/año)
ORUJO
(2.400 t/año)
ENERGÍA
TÉRMICA
PLANTA DE
GASIFICACIÓN
DE BIOMASA
SECADERO
RESTOS DE PODA
(1.000 t/año)
(660 Ha)
ENERGÍA ELÉCTRICA
(750 MWh/año)
Fuente: Elaboración propia
323
ORUJILLO
(700 t/año)
EXTRACTORA
DE ACEITE DE
ORUJO
7.4.- Viabilidad económica. Condiciones de contorno
Un proyecto de inversión ha de ofrecer unas rentas superiores al desembolso
requerido para su ejecución, es decir, debe generar más recursos económicos
que los invertidos. La evaluación económica de un proyecto permite analizar su
rentabilidad, estimada a partir de este movimiento de fondos. Los criterios más
utilizados son el Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Rentabilidad
(TIR).
El VAN estima el valor que se espera que genere el proyecto y se obtiene
restando a los ingresos actualizados los desembolsos también actualizados. La
fórmula genérica para su cálculo, es
VAN = ∑ CF/(1+k)i
Donde:
•
k es la tasa de descuento equivalente a la rentabilidad mínima exigida
•
CF son los flujos de caja generados por el proyecto, entendidos como el
beneficio (Entradas – Salidas) más la amortización.
Para aceptar una inversión, su VAN ha de ser positivo, es decir, los fondos
generados han de superar a los absorbidos por la inversión.
La TIR mide el tipo de interés compuesto que se obtiene sobre el desembolso
de la inversión, es decir, es el rendimiento promedio del capital invertido
durante toda la vida del proyecto.
Es el valor de k que hace que el VAN sea nulo, por tanto, se calcula a partir
de la siguiente expresión:
0 = ∑ CF/(1+TIR)i
Para aceptar un proyecto su TIR ha de ser superior a la rentabilidad mínima
exigida, k.
324
Tanto en el análisis del caso base como en el resto se van a utilizar ambos
parámetros, especialmente la TIR para determinar la rentabilidad del proyecto
de inversión y también la del accionista.
7.4.1.- Análisis del caso base
Para el análisis de viabilidad económica del modelo se va a partir de un
“caso base” caracterizado por los parámetros recogidos en el cuadro siguiente.
Se trata de una instalación incluida en el subgrupo a.1.3 del RD 661/2007 por el
que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en el llamado
Régimen Especial.
El valor de los principales parámetros del mismo procede de un caso real
analizado para un proyecto de inversión y han sido cotejados por la Fundación
CIDAUT que es el Centro de Investigación que ha desarrollado el gasificador
descrito en la presente Tesis Doctoral.
Los parámetros económicos han sido obtenidos de la legislación vigente
suponiendo la existencia del Régimen Especial como se ha apuntado
anteriormente; si bien se trata solamente de una hipótesis puesto que, como ya
se ha explicado en la actualidad, este régimen está suspendido y a la espera por
parte del Gobierno de que se vuelva a reactivar.
Otra opción podría ser analizar el consumo energético de una almazara y
comparar el coste de ese consumo con el ahorro obtenido como consecuencia de
la energía producida por el sistema. A los precios actuales de la energía eléctrica
es más que previsible que la rentabilidad fuese más que aceptable.
325
Cuadro 7.2.- CASO BASE. PARÁMETROS DE PARTIDA
PARÁMETRO
UNIDAD
VALOR
Potencia eléctrica nominal
kWe
100,00
Horas anuales de funcionamiento
h/año
7.500
PCI biomasa con el 20% de humedad
kJ/kg
14.190
Autoconsumo
kW
12,00
Potencia térmica disponible
kW
200,00
Precio venta energía eléctrica42
c€/kWh
13,8233
Complemento por eficiencia energética43
c€/kWh
3,598
Rendimiento eléctrico bruto
%
23,00
Porcentaje de potencia térmica aprovechable
%
100,00
Precio de venta del calor
c€/kWh
2,00
Inversión bruta44
€
550.000
Coste biomasa con un 20% de humedad
€/Tm
30,507
Costes de O&M
c€/kWh
4,00
Incentivos a la inversión
%
0,00
Rendimiento Eléctrico Equivalente mínimo45
%
27,00
Amortización
Años
10,00
Fuente: Elaboración propia
42
ORDEN ITC/3353/2010, de 28 de diciembre por la que se establecen los peajes de acceso a
partir del 1 de enero de 2011 y las tarifas y primas de las instalaciones del régimen especial.
BOE núm. 316. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.
43
Recogido en el artículo 28 del RD 661/2007 (BOE núm. 126) y estipulado para aquellas
instalaciones que acrediten un rendimiento eléctrico equivalente superior al mínimo por tipo de
tecnología (0.27 en este caso).
44
Se incluyen el secadero y la instalación de pre tratamiento de la biomasa.
45
El Rendimiento Eléctrico Equivalente viene expresado por la fórmula (E+V)/Q donde E es la
energía eléctrica generada, V la producción de calor útil y Q el consumo de energía primaria.
326
En base a estos parámetros de partida se obtienen los resultados
contemplados en el cuadro 7.3. Los dos parámetros fundamentales para la
determinación de la viabilidad económica de la inversión, como ya se ha
indicado, son el Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR).
Por tanto y en base a los datos de partida, se puede concluir con que se trata
de una inversión rentable desde un punto de vista económico, con una
rentabilidad aceptable a pesar de la coyuntura financiera y el elevado riesgo
tecnológico.
Cuadro 7.3.- RESULTADOS CASO BASE
PARÁMETRO
UNIDAD
VALOR
Ingresos por venta de energía eléctrica
€/año
130,656.59
Ingresos por venta de energía térmica
€/año
30,000.00
Total INPUTS
€/año
160,656.60
Coste anual biomasa
€/año
28,266.44
Coste anual O&M
€/año
22,500.00
Total OUTPUTS
€/año
58,266.44
VAN a 15 años
€
372,803.96
TIR del proyecto a 15 años
%
18.00
Fuente: Elaboración propia
Si se tiene en cuenta la financiación, con una estructura 20% fondos propios y
80% fondos ajenos, el valor del TIR para el accionista se sitúa en el 47%. Los
datos de la financiación se recogen en el cuadro 7.4.
327
Cuadro 7.4.- DATOS FINANCIEROS DEL PROYECTO
Amortización anual
55.000,00
IPC medio (%)
3,00
Precio del crédito (%)
5,00
% Autofinanciación
20,00
Años devolución préstamo
10,00
Volumen del crédito
440.000,00
Devolución anual
44.000,00
Fuente: Elaboración propia
7.4.2.- Determinación de las condiciones de contorno
Los tres parámetros que a priori más pueden afectar a la rentabilidad del
proyecto de inversión son el coste de la biomasa a pie de planta, el porcentaje de
aprovechamiento del calor residual y el coste específico de la inversión. A continuación
se analiza en detalle cada uno de ellos.
El primero es el coste de la biomasa a pie de planta y en las condiciones idóneas
para ser alimentada al gasificador (humedad inferior al 30% y tamaño máximo de
astilla 10 cm).
Aunque no existe un mercado regulado para la biomasa con fines
energéticos, ésta se suele adquirir en función de dos parámetros que son la
humedad y el Poder Calorífico Inferior (PCI). En los gráficos 7.1. y 7.2. se puede
apreciar la relación humedad-PCI y precio-humedad para una muestra de restos de
poda de olivar, pudiendo observarse la relación lineal decreciente existente entre
ambos.
328
Por ejemplo, para una biomasa con un 20% de humedad su PCI puede
situarse en 14 MJ/kg, mientras que si su humedad se duplica hasta el 40%, el
valor del PCI desciende hasta 10 MJ/kg, es decir, un 28% menos.
Gráfico 7.1.- PCI FRENTE A HUMEDAD PARA RESTOS DE PODAS DE
OLIVAR
20
18
16
PCI (MJ/kg)
14
12
10
8
6
4
2
0
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
HUMEDAD (%)
Fuente: Elaboración propia
La relación del precio de la biomasa con la humedad se puede apreciar en el
gráfico 7.2.
Para un valor de la humedad del orden del 20% el precio a pagar por la
biomasa puede situarse en el entorno de los 30 €/Tm.
329
Gráfico 7.2.- PRECIO DE LA BIOMASA FRENTE A HUMEDAD PARA RESTOS
DE PODAS DE OLIVAR
45
40
35
PRECIO
(€/t)
30
25
20
15
10
5
0
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
HUMEDAD (%)
Fuente: Elaboración propia
Desde el punto de vista de la Tasa Interna de Rentabilidad (TIR) hasta un coste
aproximado de biomasa de 5,5 €/Tm es posible obtener rentabilidades
aceptables, por encima del 10%.
Es evidente que cuanto más barato se consiga la biomasa mayor rentabilidad
tendrá el proyecto, alcanzando valores superiores al 25%.
En la gráfica 7.3. se puede apreciar lo anteriormente expuesto.
330
Gráfico 7.3.- ANÁLISIS DE LA RENTABILIDAD (TIR) EN FUNCIÓN DEL
COSTE DE LA BIOMASA
30,00
25,00
TIR (%)
20,00
15,00
10,00
5,00
-
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
COSTE BIOMASA (c€/kg)
Fuente: Elaboración propia
El segundo parámetro es el llamado complemento por eficiencia que está
directamente relacionado con el porcentaje del calor útil aprovechado.
Por tratarse de una instalación de cogeneración termoeléctrica, debe de
aprovecharse al máximo la energía térmica generada para que la eficiencia
energética sea mayor.
En el cuadro 7.5. se recogen las principales características de los orujos
producidos en las almazaras en función del sistema de separación de fases
utilizado, si bien el más usual, al menos en Andalucía, corresponde al llamado
de 2 fases o ecológico.
331
Cuadro 7.5.- CARACTERÍSTICAS DE LOS ORUJOS SEGÚN EL SISTEMA DE
ELABORACIÓN
SISTEMAS DE CENTRIFUGACIÓN DE MASAS
SISTEMA DE PRENSAS
3 FASES
H (%)
28.16
RG/seco RG/hdo.
(%)
(%)
7.17
5.15
H (%)
48.33
2 FASES
RG/seco RG/hdo.
(%)
(%)
5.08
2.62
H (%)
53.57
RG/seco RG/hdo.
(%)
(%)
6.28
2.92
Fuente: Instituto de la Grasa de Sevilla. CSIC
De la lectura del mismo se deducen dos consecuencias directas y negativas
desde un punto de vista de gestión del subproducto orujo: un incremento de la
humedad de casi el doble al pasar del sistema de prensas, en desuso en España,
al de 2 fases, el mayoritario; y una disminución de la riqueza grasa que implica
un menor atractivo comercial por parte del sector extractor.
Desde un punto de vista de rentabilidad económica, para que ésta se sitúe
por encima del 10% es necesario aprovechar el calor generado por la
gasificación más allá del 85%, tal y como se muestra en el gráfico 7.4.
Por último, la inversión específica de la planta expresada en €/kWe. Las
referencias existentes son escasas puesto que es una tecnología muy innovadora
y con un muy bajo desarrollo comercial en España como ya se ha comentado.
Otras tecnologías como la combustión o la gasificación de potencias del
entorno de los 2 MW o superiores presentan unos valores de inversión
inferiores, del orden de 2.000 €/kWe instalado, ratio influenciado por las
economías de escala. Aún así, se pueden obtener rentabilidades superiores al
10% con costes específicos de hasta casi 7.000 €/kW instalado según el gráfico
7.5., valores muy superiores al del resto de tecnologías de generación de energía
eléctrica existentes a nivel comercial [30].
332
Gráfico 7.4.- ANÁLISIS DE LA RENTABILIDAD (TIR) EN FUNCIÓN DEL
PORCENTAJE DE APROVECHAMIENTO DE CALOR
16,00
14,00
12,00
TIR (%)
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
COMPLEMENTO EFICIENCIA (%)
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 7.5.- TIR EN FUNCIÓN DE LA INVERSIÓN ESPECÍFICA
40,00
35,00
30,00
TIR (%)
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
INVERSIÓN ESPECÍFICA (€/kWe)
Fuente: Elaboración propia
333
6.000
7.000
8.000
7.5.- Modelos de explotación
Las dos principales modalidades de gestión del negocio pueden ser directa, a
través de los propietarios de las almazaras, o indirecta bajo la modalidad de los
llamados “Servicios Energéticos”.
A continuación se explica cada uno de ellos.
En el caso de que la inversión sea ejecutada por los propietarios de la almazara,
ellos mismos, bien sean los propios agricultores bajo la fórmula de sociedad
cooperativa, bien una sociedad mercantil; asumirían la inversión y la
explotación de la planta con las ventajas e inconvenientes que ello conlleva,
especialmente en un momento de dificultades financieras como el actual.
A ello también habría que unir el desconocimiento de la tecnología, por lo
que podría ser una solución arriesgada desde los puntos de vista técnico y
financiero.
En este caso dispondrían de una fuente de calor a coste “0”, el coste de la
biomasa también sería muy bajo por ser los propietarios de la misma,
facturarían toda la energía eléctrica producida a la compañía eléctrica según el
Régimen Especial y acometerían la totalidad de la inversión, buscando la
financiación así como los posibles incentivos.
Bajo el modelo de servicios energéticos se trata de un enfoque absolutamente
distinto del negocio basado en lo que la Directiva 2006/32/CE de 5 de abril
sobre la eficiencia en el uso final de la energía y los servicios energéticos
entiende por Empresas de Servicios Energéticos, que son aquellas que proporcionan
soluciones de eficiencia energética en las instalaciones del cliente afrontando cierto
riesgo económico.
Por tanto, en este caso es una empresa especializada la que acomete la
inversión, la financia y presta un servicio de venta de calor a la almazara,
334
recibiendo aquella un pago estipulado en un contrato firmado durante un
periodo de tiempo suficiente para recuperar la inversión.
En este caso, el coste de la biomasa sería elevado al tener que acudir al
mercado, facturarían la totalidad de la energía eléctrica y el calor cedido a la
almazara y acometerían la inversión, previsiblemente con menores dificultades
que en el caso anterior.
335
7.6.- Externalidades
Además de demostrar la viabilidad económica del modelo, se deben
considerar otras variables externas, no menos importantes y que contribuyen a
potenciarlo, como las siguientes:
•
Generación de empleo directo e inducido. No existen datos para este tipo de
tecnología por la novedad que supone. Extrapolando para el caso de
plantas de combustión de biomasa, se puede afirmar que se generan
unos 18 empleos por MW instalado en todo el ciclo de vida del proyecto:
ingeniería y promoción, obra civil, explotación y logística y acopio de
biomasa (Fuente: VALORIZA ENERGÍA)
•
Reducción de gases de efecto invernadero desde un punto de vista de la
sostenibilidad del modelo. La no utilización de combustibles de origen
fósil en el proceso supone una reducción de emisiones a la atmósfera de
gases como el CO2, cuyo balance es neutro para el caso de la biomasa, e
incluso negativo en el olivar puesto que lo único que se valorizan son los
restos de las podas y no todo el árbol.
•
Grado de diversificación productiva para el sector oleícola. La introducción de
este modelo supone la aparición de nuevas actividades productivas en el
medio rural, como por ejemplo todas las asociadas a la logística y el
tratamiento de la biomasa y a la operación y mantenimiento de nuevas
tecnologías, como es en este caso la gasificación o el secado del orujo.
•
Reducción de la dependencia energética. Andalucía presenta un grado de
autoabastecimiento energético del 13,90 % en 2011 según la Agencia
Andaluza de la Energía, y en cambio es una región con un potencial de
biomasa del orden de 3,958 ktep/año según la misma fuente, del cual el
33.39% corresponde a residuos agrícolas, y de éstos el 61% (803.25 ktep)
procede exclusivamente del olivar.
336
•
Innovación, tanto de proceso, puesto que se trata de un modelo único que
no existe en ninguna otra región productora de aceite de oliva, como
desde el punto de vista de las tecnologías de gasificación y de secado.
•
Contribución a la generación distribuida. El modelo contribuye a fomentar la
generación distribuida, acercando la generación de energía a los puntos
de consumo lo que supone una reducción de pérdidas de energía por
transporte y distribución haciendo más eficiente el modelo desde un
punto de vistas energético y ambiental.
•
Ahorro de energía primaria de 869,789.91 tep y del 20.49% en términos
porcentuales.
•
Reducción de la dependencia del sector extractor de aceite de orujo, que supone
una ventaja estratégica y garantiza unos mayores niveles de autonomía
para las almazaras, algunas de las cuales construyen balsas de
almacenamiento de orujo para poder desarrollar la campaña con
normalidad.
337
8.- CONCLUSIONES
8.1.- Principales conclusiones
En general, puede afirmarse que entre las ventajas que presenta la utilización
de la biomasa con fines energéticos cabe citar las siguientes:
•
En el caso de residuos o subproductos de carácter orgánico, su
eliminación presenta aspectos beneficiosos para la economía (evita incendios,
plagas y enfermedades, etc.), la salud (limita la proliferación de agentes
causantes o transmisores de enfermedades) y el entorno paisajístico.
•
El bajo contenido en azufre de la biomasa hace que, en su combustión, el
nivel de producción de óxidos de azufre sea muy bajo, evitándose así las
llamadas “lluvias ácidas” que se derivan de la combustión de carbones y
derivados del petróleo.
•
Crea puestos de trabajo locales en las zonas de producción y consumo, en
mayor proporción por unidad energética que las energías fósiles.
•
Disminuye la dependencia energética del exterior.
338
•
Se reducen los costes de transporte de la energía por tratarse de una
energía distribuida.
•
Se ahorran divisas por reducción de importaciones de combustibles
fósiles.
•
Se incrementan los ingresos vía IRPF así como el IVA
En relación al uso de la biomasa en edificios en sustitución de combustibles de
origen fósil como el gasóleo C o la electricidad presenta un conjunto de
ventajas, las cuales conviene tener en consideración, si bien algunas de ellas son
independientes del uso que finalmente se le dé. Algunas de ellas se recogen a
continuación:
•
Un menor coste (€/MWh) en relación a los combustibles de origen fósil
como el gasóleo C o el gas natural y la electricidad, lo que redunda
directamente en el período de recuperación de la sobre-inversión necesaria,
el cual puede situarse, en función de la existencia o no de incentivos, en
el entorno de los 4 años.
•
Menor impacto ambiental puesto que presentan unos valores inferiores de
misiones de CO2 lo que eleva la calificación energética del edificio y
prácticamente nulas de SO2. El grado de sostenibilidad dependerá del
conjunto de operaciones a los que haya sido sometida la biomasa, es
decir, de su producción, transporte y manipulación.
•
Es compatible con el Código Técnico de la Edificación y además puede ir
acompañada, o no, de la correspondiente instalación de energía solar
térmica para Agua Caliente Sanitaria.
•
Los costes de operación y mantenimiento son relativamente sencillos y las
cenizas suelen tener un valor agronómico o emplearse en taludes de
carreteras.
339
•
Los valores de la eficiencia energética de las calderas son elevados, y pueden
alcanzar valores del 92%, así como elevados niveles de control y
automatización.
•
Versatilidad. Con la biomasa como fuente primaria de energía se puede
obtener calor para la climatización y para el ACS, producir frío mediante
sistemas de absorción e, incluso, generar energía eléctrica (trigeneración).
También, y como no podría ser de otra forma, presenta inconvenientes, la
mayoría de los cuales ya han sido abordados en la presente Tesis y centrados en
el gran desconocimiento que existe, a todos los niveles, de la biomasa como
recurso energético. Además, por supuesto, de su heterogeneidad, baja densidad
y estacionalidad.
En el cuadro 8.1., se recogen las principales ventajas así como los
inconvenientes de la biomasa como fuente renovable de energía.
En relación a las condiciones de contorno que hacen viable desde el punto de
vista económico y financiero al nuevo modelo de gestión de subproductos del
olivar planteado por el Autor en la presente Tesis Doctoral, cabe citar lo
siguiente: permite obtener rentabilidades económicas, medidas en términos de
TIR, por encima del 10%, con costes de biomasa a pie de planta de hasta un
máximo de 6 c€/kg, porcentajes de aprovechamientos térmicos superiores al
85% e inversiones específicas de hasta 6.500 €/kWe sin necesidad de ningún
incentivo.
En cuanto a las opciones para la gestión del mismo, ésta puede ser llevada a
cabo desde las propias almazaras, bien privadas, bien cooperativas; o también a
través del modelo de servicios energéticos. Quizás para las almazaras
denominadas “privadas” el modelo más conveniente sea el primero. Paras las
Sociedades Cooperativas la opción de los Servicios Energéticos podría resultar
más interesante.
340
Cuadro 8.1.- RESUMEN DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES QUE
PRESENTA LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE
VENTAJAS
INCONVENIENTES
•
Energía renovable
•
Amplia gama de
•
Dispersión
aplicaciones tecnológicas
•
Heterogeneidad
•
Baja densidad energética
•
Necesidades de
(calor, frío, energía eléctrica,
biocarburantes, …)
•
Emisiones neutras de CO2
acondicionamiento para su
•
Generadora de empleo neto
•
Reduce la dependencia
•
utilización
•
Costes de recolección,
energética
transporte y
Ahorra divisas y genera
almacenamiento
ingresos fiscales
Fuente: Elaboración propia
En general, entre las ventajas más destacables de este nuevo modelo, cabe
citar las siguientes:
•
Es un modelo basado en la generación eléctrica distribuida, lo que supone
ventajas ambientales, energéticas y sociales.
•
La eficiencia energética global del proceso de obtención del aceite de oliva es
mayor puesto que se aprovecha un residuo, que de no ser así sería
quemado o astillado, para generar la energía térmica necesaria para el
secado y también para inyectar energía limpia y renovable en la red
eléctrica.
341
•
La rentabilidad económica de las inversiones son aceptables, lo que
garantiza un interés por parte del propio sector y también de empresas
de servicios energéticos.
•
La captación de recursos financieros para el sector a través del Régimen
Especial es significativa, lo que repercute en la estructura socioeconómica
de la provincia de Jaén, la mayor productora de aceite de oliva del
mundo.
•
En el caso del autoconsumo se podrían conseguir ahorros energéticos y
económicos importantes en la factura de la energía eléctrica de las
almazaras.
•
La mejora de la imagen del sector en términos de sostenibilidad es mayor,
lo que también contribuye a la estrategia de marketing.
•
Se genera empleo en la cadena de valor de la biomasa: recogida,
transporte y tratamiento. Y también en labores industriales asociadas al
mantenimiento, operación, etc.
Por tanto, se puede concluir con que se trata de un modelo rentable en
términos económicos, y sostenible desde los puntos de vista energético y
ambiental. De ser aceptado e implementado puede introducir una mejora en la
competitividad global de un sector, como el oleícola, atenazado por los bajos
precios del aceite de oliva y necesitado de una fuerte estrategia de marketing
que permita posicionar al producto en la mente de los consumidores con
atributos tales como la salud y la calidad de vida.
Por otra parte, es fundamental que los propios agricultores y los gestores de
cooperativas y almazaras, interioricen todas las ventajas antes reseñadas del
modelo y que den un paso más en la gestión de sus explotaciones olivareras,
introduciendo aspectos como la innovación, las nuevas tecnologías de
valorización energética, la gestión sostenible de los subproductos, etc. En
definitiva, que sean conscientes de que no solamente producen el llamado “oro
342
líquido” de excepcional calidad, sino que están contribuyendo a la mejora de la
calidad de vida de los que lo consumen.
En este sentido y en base a la Encuesta diseñada por el Autor y distribuida
en el sector, las principales conclusiones que se pueden extraer de las Encuestas
recibidas son las siguientes:
•
Prácticamente la totalidad de los encuestados pican y depositan los
restos de poda en el suelo como aporte orgánico. En muy pocas
ocasiones son quemados.
•
Ninguna almazara dispone de balsas para el secado del orujo, lo que
permitiría el correcto desarrollo de la cosecha en caso de que hubiese
alguna incidencia en el sector extractor.
•
Todos estarían dispuestos a que empresas de servicios agrícolas
accedieran a sus explotaciones para la extracción de la biomasa del
campo y también aceptarían el precio de liquidación por el
aprovechamiento de los restos de poda recogido en la Encuesta de 15
€/ha.
•
La mayor parte de las almazaras extraen el hueso en la propia
instalación previo a su envío a la extractora.
•
Todos coinciden en la ventaja de poder secar el orujo en la propia
almazara.
•
La posibilidad de que la inversión fuese llevada a cabo por la propia
sociedad gestora de la almazara no la ven factible la mayor parte de
los entrevistados. La razón estriba en la dificultad para el acceso al
crédito en las entidades financieras.
En resumen, la respuesta mayoritaria de los encuestados es que el modelo
les resulta interesante siempre y cuando las rentabilidades sean aceptables.
Todos coinciden en que están en manos del sector extractor y, por tanto, sujetos
a los precios y limitaciones que éste marque cada campaña. En un único caso se
343
plantea el modelo de agrupación tipo “El Tejar” basado en lo que el Autor ha
llamado “modelo tradicional” bajo la premisa de “acercar la biomasa a las
plantas” y no al revés, que es justo lo que se propugna con la presente Tesis
Doctoral.
La justificación a esta respuesta hay que buscarla en la falta de iniciativa del
sector hacia nuevos proyectos, y la elevada inercia en relación a modelos
existentes que funcionan y que según ellos “es mejor no tocarlos”.
Además, para la difusión de la Encuesta se realizó una reseña en la sección
de Actualidad de la Newsletter de la Revista especializa en aceites y grasas
MERCACEI, concretamente en el semanal del 29 de octubre al 4 de noviembre
de 2012.
344
8.2.- Líneas de investigación futuras
Las dos principales líneas de investigación que deberían desarrollarse en el
ámbito de la presente Tesis Doctoral y según el Autor son las siguientes:
•
Sistemas de secado de pequeña potencia para su instalación en las
almazaras. Sería conveniente analizar diferentes tecnologías, sus
costes de implantación, la eficiencia energética de las mismas, su
adaptación al alperujo, puesto que es un subproducto con unas
especificidades muy concretas, etc.
•
Posibilidades del autoconsumo de la electricidad generada por el sistema,
lo que podría redundar en importantes ahorros para los propietarios
de las almazaras. Para ello es fundamental que la legislación definiera
con claridad el papel de los llamados “autoconsumidores” de energía
eléctrica.
Otras posibles líneas de investigación se centrarían en la mezcla de diferentes
tipos de biomasa como residuos forestales y agrícolas o, incluso, distintos tipos
de residuos forestales como pino o chopo.
En cuanto a posibles aplicaciones, además de las almazaras se podrían
ensayar otros emplazamientos como aserraderos, mataderos, o, incluso,
sistemas de climatización de edificios.
345
9.- APORTACIONES CIENTÍFICAS
9.1.- Aportación científica
A continuación se recogen las publicaciones generadas por la Tesis, tanto
artículos de impacto JCR como artículos en revistas especializadas y capítulos de
libro; así como la participación en Congresos y Conferencias de ámbito nacional e
internacional y en proyectos de investigación.
También se incluye un proyecto europeo del que Autor fue coordinador y, por
último, se incluye un Premio del Instituto de Estudios Giennenses recibido por
el Autor.
ARTÍCULOS JCR
La Cal J.A., Jurado F., Ogayar B. “A new model of energetic valuation for olive
grove by-products based on the gasification technology integrated in an olive-oil mill”.
International Journal for Green Energy 9:7, 661-672.
346
PUBLICACIONES EN REVISTAS ESPECIALIZADAS
“Biomasa del olivar: oportunidades para el sector oleícola y apuesta por la
sostenibilidad de Jaén”. ENERGÉTICA XXI, nº 62. Enero-Febrero 2007.
“La creación de un auténtico sector de la biomasa en España es clave para la
reducción de la dependencia energética y las emisiones de efecto invernadero”.
NUEVAS TECNOLOGÍAS, nº 7. Febrero 2007.
“Aprovechamiento de la biomasa del olivar”. CV ENERGÍA, nº 113. Marzo 2007.
“Jaén, capital de la biomasa”. ENERGÍAS RENOVABLES 3 (92-84). Abril 2010.
“Actuaciones de promoción de la biomasa para usos térmicos”. BE ENERGY, nº 7.
Septiembre-Octubre 2011.
CAPÍTULOS DE LIBRO
“Biomasa del olivar: oportunidades de aprovechamiento energético”. El patrimonio
oleícola. Análisis de la diversidad de conocimiento”. Depósito Legal J 137-2010.
ISBN 978-84-613-6459-4
“Sistema de climatización centralizada con biomasa en un parque científico y
tecnológico”. I Congreso de Servicios Energéticos. Comunicaciones. ISBN 978-8486313-10-4.
CONFERENCIAS INTERNACIONALES
18th European Biomass Conference and Exhibition. “Application of biomass
gasification system in the olive oil sector”. Lyon, Francia. Mayo de 2010.
European Bioenergy Conference. Workshop “Emerging biomass resources”.
“The great biomass potential from olive grove sector in the Mediterranean Area”.
Bruselas, Bélgica. Junio de 2010.
347
3ª Conferencia Internacional sobre la obtención de energía a partir de
residuos y biomasa. “Producción de energía a partir de biomasa residual del olivar:
alternativas”.Madrid, octubre de 2010.
5º Congreso Internacional de Bioenergía: ideas para la innovación. “El sistema
de climatización con biomasa del Parque Científico y Tecnológico GEOLIT”.
Valladolid, octubre de 2010.
5ª Conferencia sobre el olivar mediterráneo. “Estrategias de comercialización e
innovaciones tecnológicas para la producción de aceite de oliva de calidad y la
valorización de los subproductos para la producción de energía”. Meknes, Marruecos.
Marzo de 2011.
World Engineers’ Convention. “Integrated biomass gasification system in an
olive oil sector industry”. Geneva, 4-9 September 2011.
CONFERENCIAS NACIONALES
Congreso “Desarrollo local en tiempos de crisis. ¿El retorno a los recursos
endógenos? Ponencia “La biomasa: un recurso estratégico para el desarrollo local”.
Universidad Internacional de Andalucía, UNIA. Baeza, Jaén, del 28 al 30 de
junio de 2011.
Congreso Nacional de Medio Ambiente, CONAMA 2012. Comunicación
técnica “Instalación de gasificación de restos de poda de olivar integrada en una
almazara” (ISBN 978-84-695-6377-9)
Conferencia Bioenergía 2013. GENERA, Feria Internacional de Energía y
Medio Ambiente. Ponencia “Valorización energética de residuos de olivar mediante
gasificación integrada en almazara”.
PROYECTOS INVESTIGACIÓN RELACIONADOS CON LA TESIS
348
“Valorización energética de residuos de poda de olivar mediante procesos de
combustión termoquímica: gasificación”. Universidad de Jaén. Enero de 2004.
PROYECTOS EUROPEOS
Project: Market of Olive Residues for Energy, MORE. Contract number
EIE/07/273/SI2.466853. Intelligent Energy Europe Programme. 2003-2006
PREMIOS
Investigación Agraria y Medio Ambiental. Convocatoria 2012 (B.O.P. de 27
de abril de 2012). Instituto de Estudios Giennenses. Diputación de Jaén. Título:
“Nuevo modelo de gestión de subproductos del olivar basado en la tecnología de
gasificación integrada en almazaras”.
349
10.- ANEXOS
10.1.- Modelo de Encuesta
A continuación se muestra la Encuesta diseñada por el Autor y enviada a
diferentes colectivos vinculados al sector oleícola para la validación del modelo
propuesto en la presente Tesis Doctoral.
Tal y como se apuntó en el capítulo correspondiente a INTRODUCCIÓN, la
Encuesta ha sido enviada a las siguientes empresas y organizaciones:
•
Asaja Jaén.
•
Infaoliva.
•
Interprofesional del aceite de oliva.
•
Patrimonio Comunal Olivarero.
•
Asociación Profesional de Almazaras de Jaén, APAJ.
•
Fundación CITOLIVA.
350
•
Aceites Cazorla Sociedad Cooperativa Andaluza.
•
Grupo Oleocampo Sociedad Cooperativa Andaluza,
•
Consejo Regulador de la Denominación de Origen Sierra de Cazorla.
•
Cooperativa Nuestro Padre Jesús de Jabalquinto.
•
Sociedad Cooperativa Andaluza Virgen del Carmen, Monte Lope
Álvarez, Martos.
La Encuesta, tal y como se envió a los gestores y responsables de almazaras
y de las distintas organizaciones aparece a continuación.
351
“NUEVO MODELO DE GESTIÓN DE SUBPRODUCTOS DEL OLIVAR
BASADO EN LA TECNOLOGÍA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA DE
PEQUEÑA POTENCIA INTEGRADA EN ALMAZARAS”
Breve descripción y objetivos del nuevo modelo
El modelo que se pretende validar por parte del sector oleícola contempla la
valorización energética de los restos de las podas de olivar mediante la tecnología
de gasificación de pequeña potencia (< 300 kWe) integrada en las almazaras. De
esta manera se genera energía eléctrica que puede ser inyectada a la red o
autoconsumida, y se aprovecha el calor residual generado para el secado del
orujo o de la hoja.
Con este nuevo modelo se pretende conseguir:
1) Aprovechar energéticamente los restos de la poda del olivar que genere
ingresos adicionales para los agricultores.
2) Introducir en las almazaras la actividad de secado del alperujo obtenido
con el objetivo de producir un alperujo seco que pueda ser vendido a las
extractoras o a otros posibles compradores.
3) Independizar, para un determinado tipo de almazaras (< 9.000 t/año de
aceituna molturada), su actividad de las extractoras, pudiendo diferir en
el tiempo el proceso de extracción de aceite y la gestión del alperujo
obtenido.
Cuestiones para responder:
En relación a los restos de poda de olivar, los cuales se ve obligado a extraer de las
explotaciones para evitar la propagación del barrenillo:
1) ¿Qué hacen con ellos?
Se queman
Se trituran y se depositan en el terreno como aporte orgánico
Se destinan a la generación de energía eléctrica en plantas de biomasa:
Los tritura y los lleva a la planta
Los alinea y los retiran las empresas de servicios agrícolas
Otras:
2) ¿Cuánto le cuesta o ingresa la opción que haya marcado en €/Ha o €/t?
352
3) ¿Permitiría que una empresa de servicios agrícolas entrara en su explotación
y le retirara los restos de la poda una vez realizada ésta?
Sí
No
o ¿Por qué?
4) ¿Ve factible que los restos de la poda puedan ser trasladados del campo a la
almazara a la que lleva el aceite y recibir por ellos una liquidación anual del
orden de 15 €/t?
Sí
No
o ¿Por qué?
o ¿Qué precio le parecería razonable?
En relación a la almazara como industria:
5) ¿Disponen de balsas para el caso de que no puedan enviar el orujo a las
orujeras no tener que detener la producción?
Sí
No
6) ¿Cree que la sociedad gestora de la almazara podría acometer o realizar este
tipo de inversiones (aproximadamente 500.000 € por cada 100 kWe) siempre
y cuando la rentabilidad fuese superior al 10%?
Sí
No
o ¿Por qué?
7) ¿Qué inconvenientes encuentra a lo planteado hasta ahora?
353
En relación al orujo generado en la almazara como consecuencia de la obtención
del aceite de oliva:
8) ¿Qué hace su almazara con el orujo?
Es trasladado hasta la extractora de aceite de orujo
Se seca en las propias instalaciones y después se lleva a la orujera
Se le extrae el hueso y después se lleva a la orejera
9) ¿Cuánto le cuesta esta gestión del orujo, €/t? ¿De qué depende?
10) ¿Considera que si lo secara en sus propias instalaciones sería una ventaja
estratégica, en tanto que no dependería del sector extractor, y también
económica puesto que podrían cobrar al extractor en lugar de pagar?
Sí
No
11) ¿Consideran que este nuevo modelo podría llegar a implementarse en una
determinada tipología de almazaras, consideradas pequeñas (< 9.000
toneladas anuales de molturación) y alejadas de las extractoras?
Sí
No
o ¿Por qué?
12) ¿De qué factores cree que dependería?
De la inversión requerida
De la rentabilidad obtenida
De cuestiones técnicas. ¿Cuáles?
De cuestiones económico financieras
Otros:
13) ¿Qué le parece el nuevo modelo en general?
354
10.2.- Direcciones webs de interés
Las principales direcciones webs consultadas por el Autor para la realización
de la presente Tesis Doctoral han sido las siguientes:
•
Agencia Andaluza de la Energía. www.agenciaandaluzadelaenergia.es
•
Agencia
de
Desarrollo
e
Innovación
de
Andalucía,
IDEA.
www.agenciaidea.es
•
American Standard for Testing and Materials, ASTM. www.astm.org
•
Asociación de Jóvenes Agricultores, ASAJA. www.asajajaen.com
•
Asociación Española de la Industria Eléctrica, UNESA. www.unesa.es
•
Asociación Nacional de Empresas de Servicios Energéticos, ANESE.
www.anese.
•
Asociación de Promotores y Productores de Energías Renovables, APPA.
www.appa.es
•
Asociación de Promotores y Productores de Energías Renovables de
Andalucía, APREAN. www.aprean.com
•
Boletín Oficial del Estado. www.boe.es
•
Centro Tecnológico del Olivar y del Aceite de Oliva. www.citoliva.es
•
Comisión Nacional de la Energía. www.cne.es
•
Comisión Europea. www.europa.eu
•
Consejo Oleícola Internacional. www.internationaloliveoil.org
•
Club Español de la Energía, ENERCLUB. www.enerclub.es
•
Elcogas. www.elcogas.
•
European Renewable Energy Council, EREC. www.erec-renewables.org
•
Fundación Centro Tecnológico CIDAUT. www.cidaut.es
•
Federación Española de Industrias de la Alimentación y Bebidas, FIAB.
www.fiab.es
•
Federación Española de Industriales Fabricantes de Aceite de Oliva,
INFAOLIVA. www.infaoliva.es
355
•
Federación Europea de Agencias de la Energía. www.fedarene.org
•
Fundación del Olivar. www.oliva.net
•
Ingeniería Energética y Contaminación, INERCO. www.inerco.es
•
Instituto Nacional de Estadística. www.ine.es
•
Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentación,
INIA. www.inia.es
•
Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía, IDAE.
www.idae.es
•
Interprofesional
del
Aceite
de
Oliva.
www.interprofesionaldelaceitedeoliva.com
•
Ministerio de Industria, Energía y Turismo. www.minetur.gob.es
•
Ministerio
de
Agricultura,
Alimentación
y
Medio
Ambiente.
www.magrama.gob.es
•
Observatorio
Europeo
de
Energías
Renovables,
EUROBSERVER.
www.erurobserv-er.org
•
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agricultura, FAO. www.fao.org
•
Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico, OCDE.
www.oecd.org
•
Operador del Mercado Eléctrico Español (OMEL). www.omel.es
•
Pasch y Cía. www.pasch.es
•
Patrimonio Comunal Olivarero. www.pco.es
•
Portal de la Junta de Andalucía. www.juntadeandalucia.es
•
Red Eléctrica de España, REE. www.ree.es
•
Revista MERCACEI. www.mercacei.com
•
Sistema de Información de Precios en Origen del Aceite de Oliva,
POOLRED. www.oliva.net
•
Statistical Review of World Energy 2012. www.bp.com
•
Taim Weser. www.taimweser.com
•
U.S. Department of Energy, DOE. www.energy.gov
356
• World Energy Council. www.worldenergy.org
357
11.- CURRÍCULUM DEL AUTOR
11.1.- Breve Currículum Vitae del Autor
José Antonio La Cal Herrera es Ingeniero Industrial, Especialidad Mecánica,
Intensificación
Máquinas,
por
la
Universidad
Politécnica
de
Madrid
(septiembre de 1994).
En 1995 entra a trabajar en la Diputación Provincial de Jaén como Técnico de
Desarrollo Local y en mayo de 1998 pasa a ocupar el puesto de Director de
AGENER, la Agencia de Gestión Energética de la provincia de Jaén, proyecto creado
y promovido desde la Administración Provincial.
Durante los cursos 1995-1996 y 1996-1997 realiza los Estudios de Doctorado en
la Universidad de Jaén correspondientes al Programa “Biotecnología e
Ingeniería Agroalimentaria” del Departamento de Ingeniería Química,
Ambiental y de los Materiales, obteniendo la Suficiencia Investigadora en el año
1998.
En diciembre del año 2000 es contratado por la Agencia de Gestión de la
Energía de Castilla-La Mancha, AGECAM hasta mayo de 2004, donde regresa de
nuevo a AGENER, S.A., como Gerente, cargo que desempeña hasta el 30 de
358
mayo de 2012, fecha en la que se decide liquidar a la sociedad, dependiente de
la Diputación Provincial, pasando como Técnico al Área de Agricultura y
Medio Ambiente.
En el curso 2003-2004 es aceptado como alumno del Curso de Doctorado
“Técnicas de Modelado y Análisis en Ingeniería” de la Universidad de Castilla-La
Mancha.
En septiembre de 2005 obtiene una plaza como Profesor Asociado Laboral en el
Departamento de Organización de Empresas, Marketing y Sociología de la
Universidad de Jaén, puesto que sigue desempeñando en la actualidad.
En 2010, y una vez cambiado el expediente a la Universidad de Jaén, decide
retomar los estudios de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y
presenta la solicitud de Tesis, siendo ésta admitida a trámite por la Comisión de
Doctorado el 19 de marzo de 2010.
A lo largo del año 2011 realiza un MBA (Master en Gestión y Administración de
Empresas) en la Escuela Internacional de Gerencia de Granada, impartido por la
Escuela de Gestión Comercial y Marketing, ESIC.
En relación a su actividad docente e investigadora, cabe destacar lo siguiente:
•
Es Profesor Homologado de las áreas de energía y energías renovables
de la Escuela de Organización Industrial, EOI.
•
Participa en el Proyecto de Investigación “Valorización energética de
residuos de la poda del olivar mediante procesos de combustión
termoquímica.
•
Es Profesor en diferentes Cursos y Seminarios sobre energías
renovables, y en los Masters de Energías Renovables de las
Universidades de Jaén, Córdoba y Castilla-La Mancha.
•
Ha dirigido 3 Cursos de Verano en la Universidad Internacional de
Andalucía y en la actualidad es Codirector de la 2ª edición del Curso
359
de “Experto universitario en soluciones energéticas sostenibles” que
se imparte en la sede de Baeza de la UNIA.
•
Ha escrito numerosos artículos relacionados con la biomasa en
revistas
especializadas
y
participa
en
foros
nacionales
e
internacionales relacionados con la energía y el medio ambiente.
En la actualidad compatibiliza las labores de Técnico del Área de Agricultura
y Medio Ambiente de la Diputación de Jaén con las de Profesor Asociado de la
Universidad de Jaén.
360
12.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
12.1.- Referencias bibliográficas
[1] F. Jurado, M. Ortega y J. Carpio, «Biomass gasification, gas turbine and
diesel engine,» Energy sources, vol. 23, nº 10, pp. 897-905, 2001.
[2] F. Jurado y A. Cano, «Optimal placement of biomass fuelled gas turbines
for reduced losses,» Energy conversion and management, vol. 47, nº 15-16, pp.
2673-2681, 2006.
[3] I. International Energy Agency, «World Energy Outlook 2012,» 2012.
[4] J. A. La Cal Herrera, «Coyuntura energética de la provincia de Jaén,» de
Observatorio Económico de la Provincia de Jaén, nº 162. Monográfico nº 46, Jaén,
Diputación de Jaén y Universidad de Jaén, 2010.
[5] BIOPLAT, Plan de implementación a 2015 del sector español de la
bioenergía, Madrid, 2012.
[6] AEMO, «Aproximación a los costes del cultivo del olivo,» Córdoba
(España), 2010.
[7] Consejería de Agricultura y Pesca, Potencial energético de la biomasa
residual agrícola y ganadera en Andalucía, Sevilla: Junta de Andalucía,
2010.
[8] M. Pastor Muñoz-Cobo y J. Humanes Guillén, La poda del olivo. Moderna
olivicultura, Sevilla: Agrícola Española, S.A., 2010.
[9] J. A. La Cal Herrera, «El orujo de dos fases: soluciones para un futuro
361
residuo,» Residuos, nº 43, pp. 79-84, 1998.
[10] E. Castro Galiano, «Obtención de biocarburantes a partir de residuos del
olivar.,» de Bióptima 2012, Jaén, 2012.
[11] v. M. Pérez Serrano, «Observatorio Económico de la Provincia de Jaén.
Boletín núm. 74. Monografía núm. 50. Cadena de valor y viabilidad del
olivar andaluz,» Diputación de Jaén, Jaén, 2011.
[12] IDAE, «Plan de Energías Renovables 2011-2020,» Ministerio de Industria,
Energía y Turismo, Madrid, 2010.
[13] F. Nogués Sebastián, D. García Galindo y A. Rezeau, «Energías renovables.
Energía de la biomasa. Volúmenes I y II.,» Prensas Universitarias de
Zaragoza. Ochoa, Zaragoza, 2010.
[14] AGENER, «Estudio de análisis de costes y potencial de la biomasa del
olivar en la provincia de Jaén,» Universidad de Jaén, Jaén, 2000.
[15] A. García-Maraver, «Biomass based gasifier for providing electricity and
thermal energy to off-grid locations in Cuba. Conceptual design,» Energy
for Sustainable Development, nº 16, pp. 98-102, 2012.
[16] I. García Maroto y F. Muñoz Leiva, Estudio del sector de la biomasa.
Especial referencia al caso de la industria de pellets de residuos forestales,
Granada: Tleo, 2012.
[17] J. A. La Cal Herrera, «La exportación de la biomasa: el incumplimiento de
los planes energéticos,» Residuos, nº 90, pp. 148-150, 2006.
[18] Agencia Andaluza de la Energía, «Informe de infraestructuras energéticas
de la provincia de Jaén,» Junta de Andalucía, Sevilla, 2012.
[19] Ministerio de Industria, Energía y Turismo, Estadística de la industria de la
energía eléctrica 2010, Madrid, 2012.
[20] Eurobserver, «Solid biomass barometer,» 2011.
[21] APPA, «Estudio del impacto macroeconómico de las energías renovables
en España,» Madrid, 2012.
[22] P. Puigdomènech Rosell y D. Caparrós Ruiz, La energía de los vegetales,
Barcelona: Fundación Gas Natural, 2011.
[23] M. Moya Vilar, Procesos de conversión de la biomasa, Jaén: Universidad de
Jaén, 2011.
[24] A. García-Maraver, «Influence of the cellulose, hemi cellulose and lignin
content on the thermal behaviour of residual biomass from olive trees,»
2012.
[25] A. Madrid Vicente, La biomasa y sus aplicaciones energéticas, Madrid:
AMV Ediciones, 2012.
[26] J. M. y. L. G. L. M. Sala Lizárraga, Plantas de valorización energética de
biomasa, Madrid: Ochoa, 2002.
[27] A. Damien, "La biomasa: fundamentos, tecnologías y aplicaciones", Madrid:
AMV y Mundi Prensa, 2010.
[28] J. M. Fernández Salgado, Guía completa de la biomasa y los
362
biocombustibles, Madrid: AMV Ediciones, 2010.
[29] J. A. La Cal Herrera, F. Jurado Melguizo y B. Ogayar Fernández, «A new
model of energy valorisation for olive grove by-products based on the
gasification technology integrated in an olive-oil mill,» International Journal
of Green Energy, vol. 9, nº 7, pp. 661-672, 2012.
[30] P. Reche López, S. García Galán, N. Ruiz Reyes y F. Jurado, «A method for
particle swarm optimization and tis application in location of biomass
power plants,» International Journal of Green Energy, vol. 3, nº 5, pp. 199-211,
2008.
[31] A. y. M. A. Ministerio de Agricultura, «Estudio de la cadena de valor y
formación de precios en España,» Ministerio de Agricultura, Alimentación
y Medio Ambiente, Madrid, 2010.
[32] J. M. De Juana, Energías renovables para el desarrollo, Madrid: ThomsonParaninfo, 2003.
[33] J. Vilar Hernández, El patrimonio oleícla. Análisis desde la diversidad del
conocimiento., Jaén: Asociación para el Desarrollo Rural de Sierra Mágina,
2010.
[34] J. Vilar Hernández y R. Cárdenas, El sector internacional de elaboración de
aceite de oliva. Un estudio descriptivo desde los distintos paises
productores., Jaén: Gea Westfalia Separator Ibérica, S.A. Centro de
Desarrollo y Competencia para el Aceite de Oliva., 2012.
[35] J. A. La Cal Herrera, «Los residuos de la poda del olivar,» Residuos, nº 48,
pp. 78-82, 1999.
[36] Agencia Andaluza de la Energía, «La biomasa en Andalucía,» Junta de
Andalucía, Sevilla, 2011.
[37] Agencia Andaluza de la Energía, Plan Andaluz de Sostenibilidad
Energética, PASENER, Sevilla: Junta de Andalucía, 2007.
[38] Consejería de Agricultura y Pesca, «Analisis de la incidencia de la
supresión de la quema de los residuos agrícolas sobre la emisión de gases
de efecto invernadero en Andalucía,» Junta de Andalucía, Sevilla, 2009.
[39] Consejería de Agricultura y Pesca, Potencial energético de la biomasa
residual agrícola y ganadera en Andalucía, Sevilla: Junta de Andalucía,
2008.
[40] Consejería de Agricultura y Pesca, «Potencial energético de los
subproductos de la industria olivarera en Andalucía,» Junta de Andalucía,
Sevilla, 2010.
[41] C. Higman y M. Van der Burgt, Gasification. Second Edition, Oxford (UK):
Elsevier, 2008.
[42] IDAE, Biomasa. Gasificación, Madrid: IDAE, 2007.
[43] IDAE, Optimización del consumo de energía en el sector del aceite de oliva.
Aprovechamiento energético de residuos, Madrid: IDAE, 2001.
[44] Ministerio de Industria, Energía y Turismo, "La energía en España 2011",
Madrid: Ministerio de Industria, Energía y Turismo, 2012.
363
[45] AEBIOM, «Anual Statistical Report on the contribution of biomass to the
energy systeme in the EU 27,» Bruselas, 2011.
[46] J. Sanz Cañada, Investigación e innovación en el sector del aceite de oliva
en España. Problemas, oportunidades y prioridades de I+D+i., Madrid:
Instituto de Economía, Geografía y Demografía. Centro de Ciencias
Humanas y Sociales. Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
Ministerio de Economía y Competitividad, 2012.
364