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LA BIOMASA COMO FUENTE DEMATERIAS PRIMAS Y ENERGA:

ESTUDIO DE VIABILIDADEN EL MONTSENY Y MONTNEGRE -

CORREDOR

Ejecucin:

Instituto de Medio Ambiente (IMA) Dr. Miquel Rigola Lapea*Universidad de Girona (UdG) Dr. Manel Poch EspallarguesLic. Sergio Martnez Lozano

Instituto de Ciencia y Tecnologa Dr. Jordi Bartrol MolinsAmbiental (ICTA) Dr. Joan Rieradevalls PonsUniversidad Autnoma Dr. David Tbara Villalbade Barcelona (UAB) Dr. David Saur Pujol

Dr. Jordi Bartrol AlmeraLic. Neus Puy Marimn

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La Biomasa como Fuente de Energa y Materias Primas:Estudio de Viabilidad en el Montseny y Montnegre-Corredor DOCUMENTO DE SNTESIS

IntroduccinTradicionalmente, el bosque ha sido una fuente natural de recursos, primero suministrandomadera para la construccin y como fuente de energa domstica, despus proporcionandomateria prima para la produccin de papel y como combustible en calderas. Aunque siempreha tenido una funcin ecolgica, ha habido que esperar hasta las ltimas dcadas para quese reclame la necesidad de conservarlo tras reconocer su utilidad como defensa de ladiversidad, por su funcin esttica y otros valores ambientales y sociales enmarcados en elcontexto de la sostenibilidad. El equilibrio deseable entre los usos presentes y futuros exigeuna gestin correcta de los bosques de la que, no obstante, hoy en da todava estamoslejos.

El riesgo implcito en el cambio climtico como consecuencia del aumento de dixido decarbono en la atmsfera se ha aadido como una preocupacin ambiental adicional queaconseja promover la explotacin sostenible de la biomasa como fuente de energa, altratarse de un combustible de potencial de calentamiento casi nulo. La Unin Europea hamarcado como uno de sus objetivos, el desarrollo del uso de la biomasa como fuente de

energa renovable. La contribucin de los bosques a los objetivos del Protocolo de Kioto sepuede plantear adems como medio para el secuestro y la acumulacin de carbono enforma de biomasa, reduciendo as la cantidad de dixido de carbono presente en laatmsfera.

La gran ventaja de la biomasa es que las emisiones de CO2se consideran casi neutras, adiferencia de las emisiones procedentes de combustibles fsiles. Para la Unin Europea sloel uso de la parte explotable de biomasa permitira reducir de un 2 a un 3% las emisionesde CO2, al mismo tiempo que mejorara la condicin de los bosques y todava permitiraaumentar la masa forestal considerablemente con una reduccin adicional del CO2del 2 al3% incorporado desde la atmsfera. En conjunto, hasta un 4 a un 6% del compromiso de laUE del 8% de reduccin de las emisiones de CO2 se podra conseguir potencialmente atravs de esta va. El potencial es muy irregular en funcin del pas, pero en el caso de

Catalua las condiciones juegan a favor de participar activamente en este proyecto.El aprovechamiento energtico de la biomasa no slo es compatible con la gestinsostenible de los bosques sino que es un componente casi necesario para el equilibrioforestal. Al mismo tiempo que, conjuntamente con otras fuentes renovables de energa,puede asegurar estratgicamente una parte del suministro energtico y tambin contribuir auna poltica energtica descentralizadora de las grandes centrales de generacin elctrica.Los argumentos son especialmente vlidos para un pas, como es el caso de Catalua, queest falto de recursos energticos fsiles pero que tiene una clara potencialidad en energasrenovables.

Estrechamente relacionado con la falta de una buena gestin, el bosque mediterrneo sufreestacionalmente un riesgo grave de incendios que aumenta los requisitos de una gestin

sostenible. Una gestin sostenible debe tener en cuenta la madurez del bosque y comohacer compatible su aprovechamiento con el potencial incremento de la masa forestal encondiciones ms seguras para que la acumulacin futura se haga en condiciones que noincrementen el riesgo de incendios.

Objetivos del estudioEl estudio analiza la viabilidad del uso de la biomasa como fuente de energa y de materiasprimas, bajo criterios de sostenibilidad. Conjuntamente con los impactos ambientales, eldesarrollo sostenible requiere el anlisis de los impactos sociales y econmicos.

Para conseguir una evaluacin ms objetiva e incrementar la fiabilidad de las conclusionesdel estudio se han llevado a cabo unos ejercicios interactivos con la participacin de los

actores potencialmente implicados en una poltica de aprovechamiento de la biomasaforestal.

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En el marco de una revisin ms general de los recursos a nivel de Catalua, el estudio haestado enfocado particularmente a la zona del Montseny y el Corredor, en la que, en elpasado, haba habido una significativa actividad en la valorizacin de los recursos forestales.

Recursos forestales

El potencial de aprovechamiento de biomasa forestal de Catalua est detallado en el Plande Biomasa en el mbito forestal realizado en 2001 entre el Centro de InvestigacinEcolgica y Aplicaciones Forestales (CREAF) y el Centro Tecnolgico Forestal de Catalua(CTFC).

En Catalua, la superficie arbrea es de 1,13 millones de hectreas, que representa un 34%del total del territorio, proporcin superior a la media de otras partes del mundo, de Europao de la media espaola que no supera el 30% de la superficie. Las condiciones climticasplantean la necesidad, ms que justificada, de una explotacin sostenible de los recursosforestales; necesidad que se ve reforzada por la alta densidad de poblacin, la fuerteinteraccin que se establece entre poblacin y zonas forestales y los impactos asociados aesta interaccin. Por distintas dificultades, la superficie forestal explotable en lascondiciones actuales se limita al 28% de la superficie total de bosque de Catalua; es decir,

unas 313.000 ha, de las que 68 mil hectreas se encuentran en las comarcas consideradasdel Montseny/Montnegre. El potencial de biomasa forestal de las cuatro comarcas deestudio, incluyendo todos los recursos de caractersticas similares, susceptibles de serutilizados en la combustin se estima en 288.707 toneladas mtricas, equivalente a unas119.000 toneladas equivalentes de petrleo.

Economa de los procesosLa competitividad de los sistemas energticos basados en la biomasa es funcin de laracionalidad y la mecanizacin de la gestin. Cualquier aprovechamiento forestal consta deuna serie de operaciones integradas de extraccin y transporte de la materia prima que vandesde la construccin de caminos y limpieza previa del terreno, pasando por la tala,desramado y despuntado, troceado, apilado, reunin y desembosque, hasta el transporte alos centros de aprovechamiento.

La correcta seleccin de tcnicas se convierte en un hecho clave por su influencia en elprecio final. El precio de la biomasa residual corresponde esencialmente a los costes deextraccin y transformacin en un combustible de calidad aceptable. En Suecia, uno de lospases de referencia en el desarrollo de la aplicacin energtica, el precio de la biomasaforestal en el ao 1994 se haba reducido a menos de la mitad del precio de 20 aos antes,debido a la racionalizacin de la explotacin de los residuos forestales. En Catalua no sedispone de estudios serios de campo que permitan valorar los precios de la biomasaresidual en el caso de una gestin bien desarrollada como en el ejemplo de Suecia.

Para hacer efectiva la economa del aprovechamiento energtico hay que tener en cuentaque la biomasa residual no tiene un origen nico en los bosques. Adems de la biomasa

forestal, en el aprovechamiento energtico hay que considerar la biomasa residual agrcola,los residuos de industrias forestales, los residuos de industrias agrcolas y agroalimentariasy los cultivos energticos.

Procesos de transformacin de la biomasa:La combustin de la biomasa para generar energa trmica se ha desarrolladohistricamente, tanto a nivel domstico como a nivel industrial. El poder calorfico inferior(PCI) de la madera seca se sita entre 19 y 20 MJ/kg. La energa producida en lacombustin se puede aprovechar, en funcin de la tecnologa instalada, para generar aguacaliente para funciones de calefaccin domstica, comunitaria y/o para sistemas decalentamiento industrial y/o para generar energa elctrica. Las eficiencias varan mucho sise quiere producir simplemente calor para calefaccin o para producir energa elctrica. Apartir de potencias de 2MW se suelen instalar sistemas combinados de generacin

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energtica y trmica que suministran electricidad (mediante turbina de vapor o de gas) yagua caliente para usuarios domsticos y residenciales.

La diversidad de tecnologas de combustin tiene un equivalente en la diversidad de formasy procesos de preparacin que incluyen el estelado, peletizacin y el briqueteado. Lasbriquetas y pelets (1000-1300 kg/m3) tienen una densidad superior a las leas y estelas

(580-560 kg/m

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). El poder calorfico inferior no vara tanto, de unos 21 MJ/kg a 18 MJ/kg.Por otra parte, los materiales orgnicos biodegradables son susceptibles de producir biogas,ya sea por gasificacin bioqumica mediante determinados microorganismos bajocondiciones controladas de temperatura y humedad, ya sea por gasificacin o pirlisistermoqumicas a altas temperaturas. Las plantas de produccin requieren inversioneselevadas e importantes incentivos econmicos.

En el pasado, la biomasa ha sido, adems, una materia prima para obtener productosqumicos en menor escala. La qumica de la madera tuvo un desarrollo en la primera mitaddel siglo XX, paralelo a la qumica del carbn, por razones estratgicas cuando la demandade materias primas orgnicas no se poda satisfacer a partir del petrleo. A partir de ladestilacin de la madera se obtena carbn vegetal, una mezcla de actico, alcohol demadera y de alquitranes y unos gases de madera. Con la entrada masiva del petrleo comomateria prima, la destilacin de la madera se fue abandonando. Esta actividad seinterrumpi en nuestro territorio hace unas pocas dcadas. Diversos centros deinvestigacin europeos mantienen una permanente evaluacin de la produccin vegetalcomo fuente de productos qumicos. Si continua el aumento del precio del petrleo seconseguir que los derivados qumicos obtenidos a partir de la biomasa vegetal seancompetitivos en un futuro. Actualmente, la obtencin de materias primas se ha orientadoespecialmente hacia los biocombustibles lquidos a partir de cultivos especficos:bioalcoholes y biodiesel.

Experiencias de aprovechamiento energtico de labiomasaEn Catalua y en Espaa en general, las experiencias de aprovechamiento de biomasa hanido encaminadas esencialmente a la obtencin de energa por combustin a pequea escala,aunque ltimamente se est optando por la instalacin de plantas de mayor tamao.

En Catalua, las iniciativas financiadas con capital pblico han estado promovidas por elInstituto Cataln de la Energa, en el marco de la implantacin de tecnologas avanzadas enahorro y eficiencia energticas. Son representativas la Central de generacin de aguacaliente a partir de biomasa de Molins de Rei (Baix Llobregat) y la Planta trmica decogeneracin alimentada con residuos de madera para calefaccin municipal y electricidadde St. Pere de Torrell (Osona).

Actualmente, Espaa es uno de los pases ms activos de la Unin Europea en el fomentode la utilizacin de residuos agrcolas y agroindustriales y de cultivos especficos para la

generacin energtica. Se estn realizando numerosos estudios en el aprovechamiento deresiduos forestales y se estn llevando a cabo algunas experiencias de obtencin deelectricidad y calor a gran escala. Estn investigando en estos sectores el Centro deInvestigaciones Energticas, Medioambientales y Tecnolgicas (CIEMAT), el Centro Nacionalde Energas Renovables (CEDER) y el Consejo Superior de Investigaciones Cientficas(CSIC).

Anlisis de sostenibilidad de las alternativas deaprovechamiento energtico en la zona particular deestudioDentro del rea de estudio del Montseny/Montnegre, se han contemplado diversosescenarios alternativos de aprovechamiento energtico de la biomasa. En el primer

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escenario se lleva a cabo una descentralizacin del aprovechamiento de la biomasamediante la instalacin de calderas de pequeas dimensiones, de 5 a 500 kW, en las que selleva a cabo la produccin de energa trmica en forma de agua caliente sanitaria y decalefaccin, con usos preferentes en casas particulares y pequeos hoteles hasta hospitales,equipamientos deportivos, escuelas, bloques de vecinos, etc. En los escenarios decombustin en calderas de mayor tamao, se ha planteado proporcionar calor para usos

residenciales, servicios o industriales o bien general energa elctrica o bien energacalorfica y elctrica simultneamente.

A fin de realizar la evaluacin de impactos locales asociados al aprovechamiento debiomasa, se opt por aplicar la metodologa de Estudio de Impacto Ambiental (EIA),normalizada en Catalua segn la Ley 3/1998 de la Intervencin Integral de laAdministracin Ambiental. El objetivo del EIA es analizar el conjunto de actividades delproyecto (Explotacin de los bosques/Transporte/Planta de valorizacin de biomasa),identificar los impactos y valorarlos a fin de establecer las medidas correctoras y/opreventivas y el desmantelamiento de la planta. A efectos de comparacin de escenarios, launidad de referencia es siempre una tonelada de biomasa forestal.

Se puede concluir que:

El impacto del transporte local pasa a ser irrelevante ya que es muy pequeo en

comparacin con la fase de combustin de biomasa.

Mucho ms significativo que las distancias es el tipo de energa producida. Lasenergas producidas en forma de calor y electricidad no son comparables. La energaelctrica tiene un valor y una utilidad mucho ms importantes.

Las plantas que producen solamente calor y que se identifican con las mspequeas, si bien tienen una carga ambiental, debida al transporte de la biomasa,menor en cuanto a gases contaminantes, en general tienen una baja eficiencia en laeliminacin de partculas slidas.

Teniendo en cuenta las emisiones y el valor de la energa, la mejor opcin es la

produccin simultnea de electricidad con el aprovechamiento del calor residual a lasalida de la turbina de generacin elctrica.

Evaluacin integrada de la sostenibilidadLa Evaluacin Integrada quiere mejorar nuestro conocimiento mediante la integracin de losdiferentes dominios, como puede ser entre los expertos y no expertos, los locales y losuniversales, los tradicionales y los modernos y los sociales con los de las ciencias naturales.Al mismo tiempo, mediante los procesos de participacin, busca mejorar la equidad(distribucin social) y la viabilidad de las propuestas as como favorecer la comunicacin ytransparencia en la toma de decisiones. Para conseguirlo, busca un conocimientointerdisciplinar sobre un problema complejo con el objetivo que pueda servir de ayuda parala toma de decisiones polticas. En los ejercicios llevados a cabo en el proyecto se ha

pretendido:a) Poner de manifiesto el conjunto ms amplio posible de opiniones respecto a las

implicaciones, oportunidades y consecuencias que pueden ser condicionantes para eldesarrollo del aprovechamiento de la biomasa forestal como fuente de energa enCatalua.

b) Mediante lo procesos de participacin basados en la integracin del conocimiento,evaluar la equidad (distribucin social de los beneficios e impactos) y viabilidad delos escenarios propuestos.

De la evaluacin se deduce que los principales impedimentos para la implantacin de

tecnologas de aprovechamiento energtico de biomasa forestal son la falta de rentabilidadeconmica y la problemtica de una logstica inexistente que pueda asegurar el suministro.

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