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Producción de biometano para combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Tarea 1. Diagnóstico de los recursos de
biomasa disponibles en Iberoamérica
Junio 2018
1
EQUIPO DE PROYECTO:
Fundación CARTIF (España)
Dolores Hidalgo (Coordinadora)
Gregorio Antolín
Ignacio Alvarellos
Paula Remor
Jesús M. Martín
Francisco Corona
Ana Urueña
David Díez
Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (México)
Óscar Aguilar
Georgina Sandoval
Roberto E. Bolaños
Universidad Católica de Santa María (Perú)
Gonzalo Dávila
J. Godofredo Peña
Irina Salazar
Hugo G. Jiménez
Instituto Polo Tecnológico de Pando (Uruguay)
Néstor A. Tancredi
Alejandro Amaya
Universidad de Santander (Colombia)
Fausto R. Posso
Neila M. Mantilla
Ingenio la Unión (Guatemala)
Jose L. Alfaro
Edwin Delgado
Álvaro Ruiz
ÍNDICE
1. OBJETIVO .................................................................................................. 1
2. LA BIOMASA EN LOS PAÍSES IBEROAMERICANOS .............................. 2
2.1. ARGENTINA ............................................................................................... 3
2.2. BOLIVIA ................................................................................................... 6
2.3. BRASIL .................................................................................................... 8
2.4. CHILE ................................................................................................... 10
2.5. COLOMBIA .............................................................................................. 14
2.6. COSTA RICA ........................................................................................... 17
2.7. CUBA .................................................................................................... 19
2.8. ECUADOR ............................................................................................... 21
2.9. EL SALVADOR .......................................................................................... 23
2.10. ESPAÑA ................................................................................................. 26
2.11. GUATEMALA ............................................................................................ 33
2.12. HONDURAS ............................................................................................. 35
2.13. MÉXICO ................................................................................................. 39
2.14. NICARAGUA ............................................................................................ 41
2.15. PANAMÁ ................................................................................................ 43
2.16. PARAGUAY ............................................................................................. 45
2.17. PERÚ .................................................................................................... 50
2.18. PORTUGAL ............................................................................................. 54
2.19. REPUBLICA DOMINICANA ............................................................................. 59
2.20. URUGUAY ............................................................................................... 62
2.21. VENEZUELA ............................................................................................ 68
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 71
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1. PARTICIPACIÓN DE FUENTES DE ENERGÍA EN MATRIZ ELÉCTRICA DE BRASIL [1]. .................. 8
FIGURA 2. GENERACIÓN NETA POR RECURSO EN 2014 [12]. ..................................................... 25
FIGURA 3. TIPOS DE BIOMASA ANALIZADOS PARA EL CÁLCULO DEL POTENCIAL ................................ 27
FIGURA 4. PRODUCCIÓN ENERGÉTICA POR TIPO DE COMBUSTIBLE EN GUATEMALA [15]. .................... 33
FIGURA 5. FUENTES PARA LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD [17]. ............................................. 36
FIGURA 6. DISTRIBUCIÓN DE LA CAPACIDAD ENERGÉTICA POR TIPO DE FUENTE EN PANAMÁ (2015). ...... 45
FIGURA 7. OFERTA DE ENERGÍA PRIMARIA EN LA REPÚBLICA DOMINICANA (2014). ........................... 61
FIGURA 8.GENERACIÓN DE RESIDUOS POR SECTOR [32]. ......................................................... 65
FIGURA 9. POTENCIA INSTALADA POR FUENTE Y AÑO EN URUGUAY [32]. ....................................... 67
FIGURA 10. ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA POR TIPO Y AÑO EN URUGUAY [32]. ............................... 67
FIGURA 11.GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD POR FUENTE Y AÑO EN URUGUAY [32]. .......................... 68
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1. DISPONIBILIDAD DE BIOMASA EN ARGENTINA [4]. ........................................................................ 4
TABLA 2. POTENCIAL ENERGÉTICO EN BOLIVIA DE CADA RESIDUO CALCULADO DE LOS PRINCIPALES
CULTIVOS PARA 2011 [1]. ................................................................................................................... 6
TABLA 3. POTENCIAL ENERGÉTICO EN BRASIL DE CADA RESIDUO CALCULADO DE LOS PRINCIPALES
CULTIVOS PARA 2011 [1]. ................................................................................................................... 9
TABLA 4. CABEZAS PECUARIAS COMO BASE DE CÁLCULO DEL POTENCIAL RESIDUAL [1]. ....................... 10
TABLA 5. RESIDUOS AGRÍCOLAS PRODUCIDOS EN CHILE DURANTE LA TEMPORADA AGRÍCOLA 2003-
2004 [5]. ........................................................................................................................................... 12
TABLA 6. POTENCIAL ENERGÉTICO EN COLOMBIA DE RESIDUOS PECUARIOS [1]..................................... 15
TABLA 7. POTENCIAL ENERGÉTICO EN COLOMBIA DE CADA UNO DE LOS RESIDUOS DE LOS PRINCIPALES
CULTIVOS PARA 2006 Y 2011 [1]. .................................................................................................... 16
TABLA 8. POTENCIAL ENERGÉTICO PARA LA BIOMASA DE RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS URBANOS DE
LAS DOCE CIUDADES [1]. .................................................................................................................. 16
TABLA 9. POTENCIAL ENERGÉTICO DE RESIDUOS BIOMÁSICOS EN COSTA RICA [8]. ............................... 19
TABLA 10. POTENCIAL ENERGÉTICO EN CUBA DE CADA RESIDUO CALCULADO DE LOS PRINCIPALES
CULTIVOS PARA 2011. ...................................................................................................................... 20
TABLA 11. ENERGÍA OBTENIDA DE LA BIOMASA EN CUBA EN EL 2011 [9]. ............................................... 20
TABLA 12. RESUMEN DE PRODUCCIÓN Y POTENCIAL DE LOS RESIDUOS DE DIFERENTES SECTORES EN
ECUADOR PARA 2012 [10]. .............................................................................................................. 22
TABLA 13. CAPACIDAD INSTALADA EN MW EN EL SALVADOR EN EL AÑO 2014 [12]. .............................. 23
TABLA 14. CALDERAS POR SECTOR, ACTIVIDAD ECONÓMICA Y TIPO DE COMBUSTIBLE [12]. .................. 24
TABLA 15. GENERACIÓN ELÉCTRICA SEGÚN EL TIPO DE RECURSO EN EL SALVADOR (GWH) [12]. ....... 24
TABLA 16. RESUMEN DEL POTENCIAL TOTAL DISPONIBLE DE BIOMASA EN ESPAÑA. ............................... 31
TABLA 17. OBJETIVO EN BIOMASA DEL PER 2011-2020 EN GENERACIÓN ELÉCTRICA [14]. .................. 32
TABLA 18. OBJETIVOS EN BIOMASA DEL PER 2011-2020 EN EL SECTOR CALEFACCIÓN [14]. .............. 32
TABLA 19. OBJETIVOS EN BIOMASA DEL PER 2011-2020 EN EL SECTOR TRANSPORTE [14]. ............... 32
TABLA 20. POTENCIAL DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS EN GUATEMALA [1]. ............................................. 35
TABLA 21. POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS PRINCIPALES RESIDUOS EN MÉXICO [1]. ............................ 40
TABLA 22. POTENCIAL DE ENERGÍAS RENOVABLES EN NICARAGUA [20]. ................................................ 42
TABLA 23. POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS EN NICARAGUA [1]. ........................ 43
TABLA 24. PRODUCCIÓN DE GRANO EN PARAGUAY EN LOS AÑOS 2011 – 2012 [22]. ............................ 50
TABLA 25. POTENCIAL DISPONIBLE O APROVECHABLE A NIVEL NACIONAL EN PERÚ DE RESIDUOS
AGRÍCOLAS Y AGROINDUSTRIALES [26]. ........................................................................................... 52
TABLA 26. PRODUCCIÓN DE BIOMASA FORESTAL (A); - DISPONIBILIDAD POTENCIAL DE BIOMASA
FORESTAL (B); - POTENCIAL DISPONIBLE DE RESIDUOS FORESTALES Y DE ITM, PARA PRODUCCIÓN
DE ENERGÍA (C) [27]. ........................................................................................................................ 56
TABLA 27. RESIDUOS DE BIOMASA POR AÑO EN URUGUAY [33]. ............................................................. 63
TABLA 28. POTENCIAL DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS DE VENEZUELA [1]. .............................................. 69
1
1. Objetivo
Dada la crisis energética y medioambiental a la que el planeta se está viendo
sometido por el abusivo empleo de combustibles fósiles, la búsqueda de
energías limpias y/o de origen natural ha adquirido especial importancia en los
últimos años.
La biomasa ha sido empleada como fuente natural de energía desde tiempos
remotos, haciendo uso de maderas, hojas y estiércol. En contrapartida, a partir
de la revolución industrial el uso de combustibles fósiles se ha extendido e
implantado en prácticamente todos los lugares del mundo, reemplazando el
arraigado empleo de la biomasa.
Atendiendo, pues, a la transformación de la mentalidad social y a los citados
problemas ambientales y energéticos, la investigación y el desarrollo de
tecnologías de biomasa y biocombustibles, así como de otras áreas de alta
sostenibilidad energética, han sufrido un prominente crecimiento.
Considerando lo expuesto y las premisas requeridas por el presente proyecto
(BIOMETRANS), este informe tiene por objeto la diagnosis de los recursos
relativos a la biomasa disponibles en Iberoamérica. De esta manera, se
pretende fomentar la valorización y el empleo de los residuos de biomasa seca
y húmeda generados en la Región Iberoamericana mediante la producción de
biometano, así como promover el empleo de biocombustibles en el transporte.
En este sentido, se ha realizado una amplia búsqueda literaria del estado de
los recursos de los países Iberoamericanos más representativos. A su vez, se
ha desarrollado un estudio preliminar del potencial de producción de
biocombustibles según los recursos, características y condiciones de cada
país.
2
2. La biomasa en los países Iberoamericanos
En esta sección se pretende abordar de manera simple el potencial residual en
los países iberoamericanos. Para ello, se ha puesto especial énfasis en las
principales fuentes de biomasa disponibles en la actualidad en cada uno de
estos países. Así, los residuos de los cultivos agrícolas, de los procesos
forestales, los del procesamiento de la madera, desechos de animales
(incluidos los residuos humanos), residuos sólidos urbanos, desechos de
procesamiento de alimentos, cultivos realizados exclusivamente para su
aprovechamiento energético y los bosques de corta rotación, se han tomado
como base para el desarrollo de este estudio.
Teniendo en cuenta la idoneidad de las condiciones ambientales, tales como
humedad, temperatura y radiación solar, la generación de energía eléctrica y
térmica a partir de la biomasa se impone como uno de los recursos renovables
con más potencial de utilización en la región intertropical (franja ecuatorial de
23º latitud norte hasta los 23º latitud sur) [1]. Asimismo, América Latina tiene
buena disponibilidad de tierra y las condiciones climáticas propicias para la
producción de cultivos energéticos. Por ende, también tiene el potencial de
satisfacer una parte importante de la demanda mundial de biocombustibles [2].
Cabe destacar, además, que los subproductos o residuos derivados de la
actividad agrícola constituyen una de las fuentes de biomasa con mayor
potencial de desarrollo para uso energético. Por otra parte, las industrias
agroalimentarias (junto con las forestales), también son fuentes importantes de
biomasa residual [1]. Es por ello que se habrá de buscar la potenciación de
ambos grupos residuales.
A continuación, se exponen los datos y características estudiadas para cada
país.
3
2.1. Argentina
Los resultados expuestos se han obtenido, principalmente, de dos documentos:
“Análisis del Balance de Energía derivada de Biomasa en Argentina” [3] y
“Estudio de potencial de mitigación - Biomasa y Biocombustibles de 2ª y 3ª
generación" [4].
El primer documento [3] desarrolla una cuantificación de las disponibilidades de
biomasa para uso energético, así como la implantación de la metodología
WISDOM (Woodfuels Integrated Supply/Demand Overview Mapping, traducido
como, Mapeo de la Oferta y Demanda Integrada de Biocombustibles) como
herramienta de desarrollo de sistemas bioenergéticos sostenibles en el país.
Dentro de la amplia variedad de resultados obtenidos en el análisis ofrecido por
este primer documento [3], se pueden resaltar los siguientes aspectos:
• Dado el uso actual del suelo, la productividad leñosa anual sostenible
del país se estima en 193 millones de toneladas anuales en base seca.
De esta cantidad, 143 millones son físicamente accesibles y están
potencialmente disponibles para usos energéticos.
• Existen, además, otras 2,7 millones de toneladas de biomasa leñosa
proveniente de subproductos de aserrados y plantaciones frutales, y
cerca de 2,3 millones de toneladas de otros subproductos biomásicos
derivados de los flujos agroindustriales.
• El total de recursos de biomasa leñosa potencialmente disponibles
asciende así a 148 millones de toneladas anuales en base seca. Dentro
de esta cantidad, 124 millones de toneladas anuales proceden de
fuentes potencialmente comerciales. Esto representa unas 37.200
4
ktep*/año, equivalente a más del 50% de la Oferta Interna de Energía
Primaria del país.
• El consumo actual de biomasa con fines energéticos, por su parte, se
estimó en 7,9 toneladas, de las cuales 2,2 provienen del sector
residencial, cerca de 3,9 del sector comercial y casi 1,9 del sector
industrial.
Basándose en estas estimaciones, existe un superávit potencial de biomasa
energética a nivel nacional, para posibles utilizaciones de tipo doméstico,
comercial o industrial. Sin embargo, a nivel subnacional y local, existe una
significativa variabilidad e incluso algunas áreas deficitarias [3].
Del segundo documento [4], más próximo en términos temporales (2015), se ha
extraído la información que sigue. Dentro de todas las fuentes de biomasa
disponibles en el país, se ha recogido una estimación referente a los recursos
presentados en la Tabla 1.
Tabla 1. Disponibilidad de biomasa en Argentina [4].
Fuente Disponibilidad (t/año) Fuentes boscosas directas 107.279.217
Residuos poda cítricos 325.620 Residuos poda vid 420.829 Residuo poda olivo 202.860
Residuo poda otros frutales 399.393 Residuos cañeros 916.172
Bagazo 1.155.972 Residuos arroz pajilla 392.171
Residuos molinos arroceros 127.633 Residuos algodón 51.065
Orujo olivo 68.223 Residuos aserraderos 1.620.474
* tep es el acrónimo de Toneladas Equivalentes de Petróleo.
5
Las estimaciones globales efectuadas, del aprovechamiento comercial de la
totalidad de los recursos biomásicos para usos de generación eléctrica
convencional, indican que sería factible instalar unas 8.500 MW, de los cuales
8.100 MW corresponden a las denominadas Fuentes Boscosas Directas y 400
MW al resto de las fuentes.
Se ha evaluado, que, a pesar del enorme potencial de las Fuentes Boscosas
Directas, se considera que tanto el manejo como la logística de las mismas son
muy dificultosos de estimar, en especial en lo que respecta a los bosques
nativos. En el caso de las plantaciones forestales, la mayoría de las mismas se
encuentran altamente tecnificadas y por lo tanto se presupone que gran parte
de los recursos ya son empleados en la actualidad. Por lo tanto, hasta
desarrollar un análisis en profundidad de las cadenas productivas de ambos
bosques, se asume que el potencial de los mismos es cercano al 5% del total
previsto, esto es de 400 MW.
En la composición del potencial del resto de las fuentes predominan los
residuos de los aserraderos, los residuos no aprovechados de la cadena
productiva del azúcar y residuos de la poda de vides, olivos y frutales,
constituyendo un total cercano a los 450 MW instalables.
Cabe mencionar que el Bagazo de caña de azúcar, que se obtiene en el
proceso de producción de melaza, es el recurso biomásico de mayores
antecedentes en la utilización energética de residuos agroindustriales en
Argentina. Además, los cultivos celulósicos destinados a la producción de energía
ofrecen perspectivas prometedoras como fuente de materia prima para las
tecnologías de segunda generación. Entre los cultivos posibles de este tipo, figuran
las plantas leñosas de rotación breve, como el sauce, los álamos y los eucaliptos
híbridos y especies gramíneas como el miscanto, el pasto varilla y el alpiste
arundinácea. Como añadido, puede considerarse que la jatropha, el ricino, el
cártamo y la camelina son los cultivos que complementarán a la soja, la colza, la
palma y los aceites vegetales en la producción de biodiesel de segunda
generación [4].
6
2.2. Bolivia
Los resultados presentados sobre Bolivia aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1]. Se presenta a
continuación la información más relevante respecto al objeto del presente
documento.
Los subproductos o residuos derivados de la actividad agrícola constituyen una
de las fuentes de biomasa con mayor potencial de desarrollo para uso
energético. Su valorización energética conlleva además importantes beneficios
medioambientales, económicos y sociales. Por otra parte, las industrias
agroalimentarias (junto con las forestales), también son fuentes importantes de
biomasa residual, tanto para aplicaciones en generación eléctricas como
térmicas, y son las que hoy en día contribuyen considerablemente a este
aprovechamiento. Pese a ello, el escaso desarrollo del aprovechamiento de los
residuos agrícolas, hace que sea necesario el fortalecimiento del sector
bioenergético. El desarrollo agrícola de Bolivia genera una serie de residuos
cuyo potencial se muestra en la Tabla 2, donde se especifica el tipo de residuo
y su potencial energético (para consultar el método de cálculo del potencial
energético véase el Capítulo 1 de la ref. [1]).
Tabla 2. Potencial energético en Bolivia de cada residuo calculado de los principales
cultivos para 2011 [1].
Cultivo Producción
(t/año)
Masa de residuo
(t/año)
Potencial energético
(TJ/año)
Caña de azúcar 5.869.614 19.356.171 96.653
Café 68.492 15.876.454 173.052
Maíz 1.041.543 1.468.576 15.768
Arroz 471.479 1.202.272 5.326
Banano 203.449 1.251.211 713
Plátano 336.270 2.068.061 1.179
TOTAL 7.990.847 41.222.745 292.691
7
Dado el alto potencial de los recursos forestales de Bolivia, estos constituyen la
base para desarrollar proyectos de generación energética. Basándose en el
crecimiento de los bosques certificados y en el aumento de las exportaciones,
la producción estimada de residuos madereros es:
• 800.000 m3 de residuos que se dejan en el bosque.
• 500.000 m3 de residuos que se producen en los aserraderos.
• 300.000 m3 de residuos se generan en el proceso de fabricación.
En total, hoy se desperdician en Bolivia aproximadamente 1.700.000 m3 de
residuos. Este potencial podría ser aprovechable a través de sistemas de
recolección, alrededor de las poblaciones y los centros de procesamiento de la
madera y plantas termoeléctricas. El aspecto más crítico es la financiación, que
debe existir con plazos largos y condiciones concesionales. Una de las
posibilidades manejadas es la de establecer proyectos piloto a efectos
demostrativos, a través de los cuales se puedan obtener datos para establecer
soluciones técnicas e información económico-financiera.
Según datos relativos al periodo de tiempo entre el 2010 y el 2011, Bolivia
contaba con 10,4 millones de habitantes y se calcula que la producción
nacional per cápita de desechos domésticos en las zonas urbanas era de
aproximadamente 0,50 kg por persona y día, y 0,20 kg por persona día en las
zonas rurales. La variación en la generación de residuos está directamente
relacionada con la capacidad de consumo de cada municipio, así como el tipo
de residuos generados. Se estima que, en el año 2010, se generaron
1.745.280 toneladas de residuos en las zonas urbanas.
En cuanto a la composición de los residuos, más de la mitad (55,2%) son
biodegradables, 22,1% es material reciclable y 22,7% se considera como
residuo inutilizable [1].
8
2.3. Brasil
Los resultados presentados sobre Brasil aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1]. Se presenta a
continuación la información más relevante respecto al objeto del presente
documento.
En Brasil, la biomasa representa el 34% del consumo final de energía en la
industria del cemento y el 40% de las industrias del hierro y el acero. En la
Tabla 3 se muestra el potencial estimado de los residuos agrícolas y en la
Tabla 4 se muestra el censo agropecuario con el cual se podría calcular el
potencial de los residuos pecuarios [1].
Figura 1. Participación de Fuentes de Energía en Matriz Eléctrica de Brasil [1].
La biomasa aporta el 6% del total de la energía generada dentro de la matriz
energética nacional (Figura 1). El bagazo de la caña de azúcar representa más
del 80% de la energía obtenida de la biomasa. El licor negro derivado de
industria de papel, residuos de madera, carbón de leña, biogás, cáscaras de
arroz y la hierba de elefante, son otros tipos de biomasa que en la actualidad
9
ya se utilizan para la generación de energía. Según el Balance de Energía
Nacional, la biomasa representa alrededor de 27% del suministro de energía
primaria del país, la madera aporta más del 10% de la misma. Se estima que
en 2010 con biomasa lignocelulósica se produjeron 34 millones de tep*, una
cantidad similar a la producción energética de las demás renovables a nivel
nacional. Es innegable que la madera sigue jugando un importante papel
estratégico en la producción y uso de la energía, alrededor de un tercio de la
biomasa se destina a uso doméstico en el medio rural. El sector del pellet aún
se desarrolla con lentitud, hay poca información y en general son pocas las
empresas que producen a pequeña escala para el mercado doméstico-térmico
o como granulado higiénico para mascotas, desaprovechando su uso
energético [1].
Tabla 3. Potencial energético en Brasil de cada residuo calculado de los principales
cultivos para 2011 [1].
Cultivo Producción (t/año)
Masa de residuo (t/año)
Potencial energético (TJ/año)
Caña de azúcar 715.143.569 4.247.952.800 32.425.535
Café 2.658.049 14.247.142 138.579 Maíz 56.272.440 79.344.140 852.029 Arroz 13.444.425 34.283.284 151.901
Banano 7.104.661 43.693.665 24.951 TOTAL 794.623.144 4.419.521.032 33.592.996
2.3.1. Residuos pecuarios
Los datos a calcular serán el resultado estimado teniendo en cuenta la cantidad
generada por animal. Para tasar la cantidad de residuo aprovechable se debe
tener en cuenta la cantidad de cabezas en los establos y establecer el factor de
aprovechamiento en las condiciones de utilización y permanencia [1].
10
Tabla 4. Cabezas pecuarias como base de cálculo del potencial residual [1].
Millones de cabezas
Bovinos 169.900.049 Bufalinos 839.960 Caprinos 7.109.052 Ovinos 13.856.747
Porcinos 31.949.106
2.3.2. Residuos forestales
Brasil tiene un enorme potencial bioenergético a partir de biomasa
lignocelulósica. Un tercio se consume en el ámbito doméstico, pero la demanda
aumenta en diferentes sectores industriales. Ya se emplean, con éxito,
residuos agroforestales para generar energía en la industria; el próximo reto es
alcanzar una producción de briquetas y pellets a gran escala a partir de
residuos y plantaciones forestales de corta rotación [1].
2.4. Chile
La información expuesta se ha obtenido de lo reflejado en los siguientes
documentos: “Bioenergía en Chile” [5], “Biomasa en Chile” [6] y “Potencial de
generación de energía por residuos del manejo forestal en Chile" [7].
La potencia instalada en Chile, asociada a biomasa, oscila entre 326 y 722
MW, equivalente a un 1,9 - 4,2% de la potencia bruta instalada en el país y
cuya generación fue de aproximadamente un 2,3% de la energía bruta en el
año 2010, al ser utilizada como combustible en centrales termoeléctricas.
La biomasa en Chile, comprende los tres grupos de productos energéticos
obtenidos a partir de ésta en función de su estado físico, los cuales son:
biocombustibles sólidos, biocombustibles líquidos y biocombustibles gaseosos
[6].
11
2.4.1. Biocombustibles sólidos
Su desarrollo se concentra en la zona centro sur del país, dada las condiciones
climáticas, plantaciones forestales, existencia de bosques nativos, alta
actividad silvoagropecuaria, zona industrial forestal y la necesidad de
calefacción por parte de la población. Actualmente, las centrales que utilizan la
biomasa, como combustible primario o una mezcla entre dicho combustible y
derivados de petróleo (licor negro), presentan una potencia bruta total de 313,9
MW. Dichas centrales pertenecen en su mayoría a empresas asociadas al
sector forestal y maderero, las cuales generan energía a partir de sus propios
procesos, mediante cogeneración, en donde sus excedentes de energía son
inyectados al sistema integrado central energético (SIC), dada la localización
de sus plantas. Otro aspecto que favorece esta generación de energía es la
obtención del biocombustible a partir de sus procesos productivos y/o
desechos, logrando una disminución de sus costos asociados a tratamiento de
residuos, transporte de combustibles e impuestos en la compra de
combustibles, entre otros; adicionalmente, también, con la posibilidad de emitir
bonos de carbono asociados al protocolo de Kyoto [6].
En el supuesto que las empresas entregaran toda la electricidad generada al
SIC, la participación de la biomasa en la matriz eléctrica nacional subiría de un
1,9% al 5,1%.
El manejo del bosque nativo tiene potencial para generar 4.723 MW brutos de
energía, mientras que con el manejo de plantaciones y residuos de la industria
forestal y maderera, el potencial bruto es de 1.435 MW [5].
12
Tabla 5. Residuos agrícolas producidos en Chile durante la temporada agrícola 2003-
2004 [5].
Cultivo Residuos (t/año)
Trigo 1.887.146 Avena 534.239
Cebada 55.992 Centeno 108
Maíz 1.148.908 Arroz 199.165 Poroto 48.287 Lenteja 791
Garbanzo 2.942 Arveja 1.116
Chicharo 194 Papa 1.071.633
Maravilla 2.758 Raps 22.111
Remolacha 2.278.303
Lupino 52.011
TOTAL 7.225.704
La utilización de los residuos o desechos agrícolas también representa una
oportunidad para el desarrollo de los biocombustibles. En Chile, durante la
temporada agrícola 2003 - 2004 se produjeron 7,225 millones de toneladas de
residuos agrícolas (Tabla 5). Considerando los residuos generados por las
cinco especies agrícolas tradicionales en el país (trigo, maíz, papa, raps y
remolacha), se pueden generar 387,79 millones de m3/año de biogás. Si esa
producción se empleara para la generación de energía eléctrica se podrían
producir 910.547 MWh/año [5].
2.4.2. Biocombustibles líquidos
Presentan un bajo desarrollo. Actualmente el enfoque se centra en la
investigación y ejecución de proyectos, con los cuales, se han implementado
paulatinamente plantas pilotos de volumen industrial.
13
Si bien Chile presenta aptas condiciones técnicas y especialización adecuada
de profesionales del rubro agrícola, posee una limitación principal, asociada a
la escasez relativa de terrenos agrícolas cultivables para este tipo de
biocombustibles, razón por la cual se busca la producción de biocombustibles
líquidos de segunda generación, tales como algas y recursos forestales, con el
objeto de no competir entre cultivos alimenticios y energéticos por el suelo
agrícola [6].
Asociado a la investigación y desarrollo, existen Consorcios Tecnológicos
Empresariales de Investigación en biocombustibles líquidos, conformados por
empresas públicas y privadas, universidades, fundaciones y centros de
investigación, los cuales se encuentran trabajando en la obtención de
biocombustibles líquidos, a partir de lignocelulosas, microalgas y macroalgas.
2.4.3. Biocombustibles gaseosos
Su desarrollo se centra en la extracción y uso del biogás, concentrado en
zonas de grandes poblaciones, generadoras de altos volúmenes de residuos
domiciliarios/industriales, y en zonas con una elevada actividad agropecuaria.
El potencial de biogás en Chile, asciende a 4.190 (GWh/año), considerando los
siguientes sustratos: purines de cerdo, purines de bovinos, guano de aves,
desechos forestales, lodo piscicultura, desechos de cultivos y residuos
agroindustriales, cuya concentración del biogás potencial se localiza en la zona
centro sur del país.
Sin embargo, si bien existen fuentes para su generación producto de la elevada
actividad agropecuaria, la mayor población en el país, el tratamiento de
residuos domiciliarios e industriales, entre otros, aún no se ha generado un
salto sustancial en su desarrollo, producto de que existe un bajo nivel de
captación y producción en relación al alto potencial disponible. Gran parte del
biogás captado es quemado sin utilización energética por falta de conocimiento
y experiencia técnica [6].
14
2.5. Colombia
Los resultados presentados sobre Colombia aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1]. Se presenta a
continuación la información más relevante respecto al objeto del presente
documento.
El potencial utilizable de biomasa en Colombia era alrededor de 332.000
TJ/año en el año 2006. En 2005 Colombia poseía una demanda energética de
421,6 PJ/Año. Las cosechas de aceite de palma, caña panelera, arroz, maíz,
entre otras, dejan toneladas de biomasa residual que está representada por los
Residuos Agrícolas de los Cultivos (RAC) y los Residuos Agrícolas Industriales
(RAI).
El 69% de los RAC se pueden utilizar como combustible, dejar sobre la tierra
para fertilizar los suelos o simplemente quemarlos para evitar la proliferación de
plagas. La otra parte representada por los RAI se utiliza como fuente de calor
en las mismas plantas agroindustriales, como los molinos de arroz (cascarilla) o
los ingenios azucareros (bagazo) entre otros. Los RAI son de fácil recolección y
el exceso se puede utilizar en la generación eléctrica. En la
Tabla 7 se puede observar el comportamiento que ha tenido la generación de
residuos y la potencialidad para los años 2006 y 2011 [1].
2.5.1. Residuos pecuarios
En el sector pecuario el porcentaje de participación de las diferentes
actividades incluye los subsectores bovino, porcino y avícola. El estiércol
generado por las cadenas productivas es considerado como la biomasa
residual para este sector. La Tabla 6 facilita la participación de cada uno de los
mencionados subsectores [1].
15
Tabla 6. Potencial energético en Colombia de residuos pecuarios [1].
Sub-sector Población (cabezas) Masa de residuo
(t/año) Potencial energético
(TJ/año) Bovino 22.422.655 99.054.794 84.170 Porcino 3.749.480 2.803.111 4.308 Avícola 114.469.673 3.436.204 29.069 TOTAL 281.283.616 210.588.218 235.094
2.5.2. Residuos forestales
Colombia cuenta con un potencial de más de 17 millones de hectáreas con
aptitud Forestal. Esta extensión de tierras no invade el bosque nativo ni
compite con tierras dedicadas a la agricultura.
Actualmente solo se está usando el 2,06% del potencial forestal de Colombia.
De los 114 millones de hectáreas de extensión del país, existe un potencial
para el desarrollo de proyectos forestales de 17 millones de hectáreas, de las
cuales solo están siendo utilizadas en plantaciones forestales comerciales
350.000 hectáreas. Asimismo, de las 114 millones de hectáreas del país, 60,7
millones (53,3%) están protegidas al estar cubiertas por bosques naturales.
Estas áreas no están disponibles para el desarrollo de plantaciones
comerciales. El Plan Nacional de Acción para la reforestación comercial de
2011, estableció una meta de 600.000 hectáreas al 2014 lo que implicaría un
crecimiento de 71,43% con respecto a las hectáreas cultivadas en el 2010. La
gran apuesta de cara al 2025 es tener 1.500.000 hectáreas, que reflejaría un
aumento de 328%, adicionalmente, para el año 2019 el sector tendrá una alta
participación en la producción agropecuaria y en la generación de empleo
basado en el uso y manejo sostenible de los bosques naturales y plantados.
Se han identificado más de 10 especies aptas con alto potencial para
incrementar sus rendimientos con trabajos de biotecnología y mejora genética.
En Colombia, las especies forestales tardan menos tiempo en crecer y ser
productivas de lo que tardarían en otros países no tropicales. En el caso del
Eucalipto se pueden lograr rendimientos de hasta 30 (m3/ha/año) con un turno
de 8 años. También existe un potencial en los residuos de podas forestales, por
16
cada árbol utilizado en la producción maderera solo se aprovecha un 20%. Se
estima que, en la cadena agrícola, un 40% de la biomasa se deja en el campo
y el restante 40% en el proceso de serrería, en forma de astillas, corteza y
serrín. Igualmente, Colombia cuenta con potencial no evaluado de cultivos
energéticos [1].
Tabla 7. Potencial energético en Colombia de cada uno de los residuos de los
principales cultivos para 2006 y 2011 [1].
Cultivo Producción (t/año)
Masa de residuo(t/año)
Potencial energético (TJ/año)
Aceite de palma 1.096.135 2.093.618 20.222 Caña de azúcar 22.767.611 135.239.609 1.032.313 Caña Panelera 1.216.092 10.227.334 60.964
Café 642.390 2.672.342 34.104 Maíz 603.898 289.871 3.622 Arroz 4.459.006 15.829.471 27.961
Banano 291.138 1.790.499 2.107 Plátano 2.815.693 14.500.819 8.680 TOTAL 67.783.926 182.643.563 2.379.940
2.5.3. Residuos Municipales (RSU)
Finalmente se encuentran los residuos sólidos generados por los habitantes del
país, los generados en las plazas de mercado y los generados en las
actividades de poda en jardines. Estos residuos, aunque no representan un alto
porcentaje, cuando se descomponen en los vertederos producen metano que al
no ser recogido afecta al medio ambiente (ver Tabla 8).
Tabla 8. Potencial energético para la biomasa de residuos sólidos orgánicos urbanos
de las doce ciudades [1].
Actividad Población (habitantes) Cantidad anual
de residuo (t/año)
Potencial energético (TJ/año)
Centros de abasto y plazas de mercado 20.179.354 120.210 92
Poda … 134.045 101
TOTAL 254.255 193
17
En Bogotá se producen 6.300 toneladas de basura diarias y en Colombia
27.300 toneladas al día. Cada persona produce en promedio 0,7 kilo de basura
diario. De esta basura generada, el 70 – 80% es reciclable y solo se aprovecha
el 10% de estos residuos. El 52% del papel es recuperado mediante técnicas
de reciclaje y el 55% de los residuos sólidos es material orgánico [1].
En el Anexo I se amplía información sobre el diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Colombia.
2.6. Costa Rica
La información expuesta se ha obtenido de lo reflejado en el siguiente
documento: “Informe de energías renovables disponibles en Costa Rica” [8],
Si bien existe una gran reserva de recursos biomásicos en las áreas protegidas
de Costa Rica, debido a restricciones legales y a los impactos ambientales que
se podrían originar no es conveniente considerar como una alternativa
energética sostenible el uso de este tipo de recursos para la obtención de
energía.
Sin embargo, las actividades agropecuarias generan residuos biomásicos que
en muchos casos no son utilizados ni dispuestos adecuadamente, por lo que su
uso como fuente energética podría producir importantes beneficios tanto desde
el punto de vista ambiental como económico.
La cantidad disponible, estimada en el año 2006, de recursos biomásicos
generados por actividades agropecuarias de Costa Rica equivalían a un
potencial energético de más de 60.000 TJ, dependiendo su producción
principalmente de los siguientes factores:
• Áreas sembradas
• Producción de las actividades agrícolas
• Importaciones de productos agrícolas
18
• Producción pecuaria
• Producción del sector agroindustrial
Una gran parte de los residuos biomásicos disponibles son generados como
residuos agrícolas de la cosecha o RAC, los cuales son materiales que se
obtienen en las plantaciones como es el caso de las plantas, hojas, tallos o
raíces, no aprovechables en la obtención de alimentos humanos y su
producción se considera que depende del área sembrada de los diferentes
cultivos.
Es conveniente mencionar el incremento de las áreas destinadas a ciertos tipos
de cultivos como es el caso de la piña la cual prácticamente se duplicó en el
periodo 2005-2010.
Algunos desechos biomásicos del tipo de cáscaras, fibra de mesocarpio, fibra
del pinzote, semillas, etc.; no están directamente relacionadas con el área
sembrada sino más bien, con la producción real de los diferentes productos
agrícolas.
Así pues, en la Tabla 9 se recogen los datos del potencial energético de los
principales recursos biomásicos disponibles en Costa Rica. Puede observarse
en ella que la cantidad potencial estimada disponible de biomasa alcanzaría los
64.000 TJ (4.000 TJ más que en el año 2006, posiblemente debido al aumento
en la producción de RAC de piña, a su vez provocado por el aumento en el
área cultivada.). Nótese que los residuos que presentan el mayor potencial
corresponden al bagazo y a los residuos de las cosechas de caña de azúcar y
piña [8].
19
Tabla 9. Potencial energético de residuos biomásicos en Costa Rica [8].
Biomasa Potencial Energético (TJ) Bagazo 10.929,3
Cachaza 214,5 RAC Caña de azúcar 10.291,0
Brosa 191,7 Cascarilla del Café 371,6
Mucilago 129,0 Cascarilla del arroz 531,8
Fibra seca de Pinzote de banano 250,9 Cáscara de coquito de palma 844,1
Fibra del medocarpio de palma 1.171,0 Fibra seca del pinzote de palma 1.724,5
Efluente de la extracción de la palma 462,7 Aserrín 3.009,3
Burucha y otros residuos de madera 522,4 Leña Cafetales 7.916,5 Leña Madera 4.806,7
Pollinaza 2.433,5 Cerdaza 50,4
Excrementos 813,6 Desechos de frutas 1.384,2
RAC Piña 15.601,5 Corona de la Piña 50,1
Residuos mataderos 200,0 Sebo 139,7
Residuos de embutidos 1,6 TOTAL 64.041,6
2.7. Cuba
Los resultados presentados sobre Cuba aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1] y al documento “Energía
Renovable. Cuba 2011” [9]. Se presenta a continuación la información más
relevante respecto al objeto del presente documento.
Los principales residuos biomásicos aprovechables en Cuba provienen de la
actividad agrícola. Dentro de estos, los cultivos con mayor potencial energético
son el café y la caña de azúcar (Tabla 10) [1].
20
Tabla 10. Potencial energético en Cuba de cada residuo calculado de los principales
cultivos para 2011.
Cultivo Producción (t/año)
Masa de residuo(t/año)
Potencial energético (TJ/año)
Caña de azúcar 11.517.200 37.517.778 183.780
Café 11.508.600 30.838.318 338.091 Maíz 1.101.000 517.470 5.556 Arroz 988.000 1.259.700 5.581
Banano 883.500 1.811.175 1.033 Plátano 1.535.400 3.147.570 1.796
TOTAL 27.533.700 75.092.011 535.837
A fecha de 2011, el bagazo de la caña de azúcar constituye el principal residuo
agrícola empleado como combustible, del mismo fue consumida en la
obtención de energía el 99,6% de la producción nacional de bagazo, que a su
vez representa un 74,5% del total de la energía obtenida por combustión de
biomasa. Por otra parte, el empleo de leña en la biomasa supone algo más de
un 25% del total energético de la biomasa, con lo que entre ambos residuos
(agrícola/forestal) representan prácticamente el 100% de la energía biomásica
obtenida en Cuba. En la Tabla 11 se muestra la energía total obtenida de la
biomasa en Cuba en el año de 2011, así como la energía producida por cada
residuo empleado [9].
Tabla 11. Energía obtenida de la biomasa en Cuba en el 2011 [9].
Residuo Toneladas equivalentes de petróleo Bagazo de caña de azúcar 924.948,9
Serrín de madera 48,1 Cáscara de arroz 118,2 Desechos de café 9,6 Cáscara de coco 276
Desechos forestales 751,8 Desechos agrícolas 1,4
Leña 184.412,7 TOTAL 1.110.566,7
21
2.8. Ecuador
Los resultados presentados sobre Ecuador aluden a lo definido en el
documento “Atlas bioenergético del Ecuador” [10] y la página web oficial del
gobierno de Ecuador “Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías”
[11]. Se presenta a continuación la información más relevante respecto al
objeto del presente documento.
Atendiendo a los datos expuestos en la Tabla 12, cabe mencionar que dentro
del sector agrícola el cultivo con mayor potencial energético es la caña de
azúcar (bagazo) seguido por la palma aceitera y el banano. Por otra parte,
dentro del sector pecuario el ganado con más potencial dada la producción de
purines (excretas) es el vacuno seguido del avícola. Cabe mencionar que se
habría de realizar un análisis más exhaustivo de la potencialidad de residuos
pecuarios, pues los purines porcinos tienen un potencial de producción de
metano mayor al de los purines vacunos y guanos avícolas. Por último, el
sector forestal se ha analizado como un compendio de todos los residuos de
origen arbóreo, con lo que no hay que destacar un residuo en concreto.
En Ecuador, debido a su naturaleza agrícola, la biomasa residual constituye
una fuente renovable de energía con un alto potencial de aprovechamiento,
pero dada su condición de país en desarrollo todavía no se explota como
debiera. Así pues, la demanda nacional de derivados de petróleo fue de
aproximadamente 74 millones de barriles equivalentes de petróleo en 2013.
Mientras, las fuentes de energía derivadas de la biomasa (leña y productos de
la caña de azúcar) fueron de 3% [11].
Se evidencia de esta manera la elevada potencialidad que presenta Ecuador
en materia de biomasa, y al mismo tiempo la necesidad de invertir e investigar
para alcanzar una proliferación e implantación de esta empresa.
22
Tabla 12. Resumen de producción y potencial de los residuos de diferentes sectores en Ecuador para 2012 [10].
Sector Agrícola
Cultivo Producción (t/año)
PCI (MJ/kg) Producción de Energía Eléctrica (kWh/t)
Residuo de campo Residuo de beneficio Residuo de proceso
Arroz 1.565.535 13,35 - - 744,38 Banano 7.012.244 12,63 4,18 - 698,2 Cacao 133.323 6,46 15,53 12,00 374,05 Café 7.340 6,46 13,46 12,00 533,95
Caña de azúcar 7.378.922 19,85 - - 1097,71 Maíz 1.215.193 12,55 - - 689,59
Palma aceitera o africana 2.649.051 12,47 - 16,40 706,8 Palmito 92.500 12,60 - - 732,23
Piña 100.000 9,04 - 11,08 501,18 Plátano 559.319 12,63 4,18 - 698,2
Sector Pecuario
Ganado Producción de excretas total (t/año)
Cantidad total de animales
(cabezas/año)
Sólidos volátiles (kg/kg animal año)
Máxima emisión de metano (m3/kg sólidos
volátiles)
Producción de Energía Eléctrica (kWh/t)
Avícola 510.956,46 27.497.166 3,65 0,33 39,08 Porcino 62.109,20 295.802 3,10 0,47 88,84
Vacuno Producción láctea 857.345,07 1.129.274 3,65 0,24 13,17 Producción cárnica 6.373,93 2.950.893 3,65 0,33 16,94
Sector forestal
Residuo Producción de residuo (t/año) PCI - Residuo de monte (MJ/kg)
Producción de Energía Eléctrica (kWh/t)
Residuo forestal 206.519 19,259 1.065,07
23
2.9. El Salvador
Los resultados presentados sobre El Salvador aluden a lo definido en el
documento “Evaluación del Recurso Biomásico en El Salvador para la
Generación de Energía Eléctrica” [12]
El Salvador necesita que las administraciones públicas o los entes implicados y
relacionados impulsen soluciones a sus principales problemas. En el ámbito
normativo, lo más importante es que los objetivos de potencia se aumenten.
Para la biomasa sólida, debe adecuarse la distribución de grupos de residuos,
valorizar los recursos existentes y estimular los cultivos energéticos. Dentro de
los obstáculos que están impidiendo el desarrollo de la biomasa en El Salvador,
el principal es que no se consideran los aspectos propios como los rasgos
diferenciales de la biomasa respecto al resto de renovables; en las que no hay
que trasladar combustible. Sin embargo, sí hay que hacerlo con la biomasa;
hay que localizarla, evaluarla, analizarla, formalizar el correspondiente contrato
de compra o cesión y, sobre todo, trasladarla desde su lugar de origen a la
respectiva planta. No sólo, no se han considerado tradicionalmente estas
peculiaridades, sino que se han hecho imposible, debido a su costo de
trasporte y la disponibilidad de la misma biomasa según la cantidad que se
requiere para la generación o la Co-generación; cuestionando así los beneficios
ambientales que provee la alternativa renovable, ahora el efecto ambiental
positivo será revertido por la quema de combustible en el transporte, además el
costo de generación ascenderá notoriamente [12].
Con información de Consejo Nacional de Energía (CNE) la utilización de
biomasa en el país es bien mínima tanto para la generación de energía
eléctrica como para las calderas instaladas en el país [12].
Tabla 13. Capacidad instalada en MW en El Salvador en el año 2014 [12].
Año 2014 Total de generación Hidráulica 472,6 Total generación Geotérmica 204,4 Total generación Térmica 886,1 TOTAL 1563,1
24
En la Tabla 13 se muestran los datos referentes al año 2014 en cuanto a
generación de potencia eléctrica según su origen (Hidráulica, Geotérmica y
Térmica) de las principales centrales generadoras, llegando a los 1563 MW.
Cabe señalar, que dentro de la generación térmica se encuentran englobadas
las centrales de biomasa instaladas en El Salvador.
Por otra parte, se facilita en la Tabla 14 las calderas instaladas en el país
según el sector de implantación y el tipo de combustible. Se puede observar
que la biomasa ocupa el tercer lugar en producción por tipo de combustible en
las calderas instaladas en el año 2014.
Tabla 14. Calderas por sector, actividad económica y tipo de combustible [12].
Diésel Fuel Oil Biomasa GLP Eléctrico Cogene- ración Mixto
Bio- diesel
Aceite Usado Vapor Total
Agricultura 1 1 43 - - - - - - - 45 Comercio 1 8 - 7 9 1 - - - - 26 Industria 220 237 45 5 50 6 3 1 1 567 Servicios 12 4 1 2 18 15 - 1 - - 53
Total 234 250 89 14 77 22 3 1 1 1 691
En la Tabla 15 se presenta la estructura de la matriz eléctrica por un tipo de
recurso, observado durante los años 2013 y 2014, de igual manera se presenta
de forma gráfica los datos de dicha tabla en la Figura 2. Se observa que la
generación eléctrica a partir de la biomasa es escasa (3,8%) y que no ha
existido un aumento entre un año y otro. Se aprecia pues, la necesidad de
invertir en la participación de la biomasa en la matriz eléctrica.
Tabla 15. Generación eléctrica según el tipo de recurso en El Salvador (GWh) [12].
Recurso 2013 2014 Hidroeléctrico 1784,9 1713 Geotérmico 1442,4 1443,9 Térmico 2355,3 2404,1 Biomasa 229,4 232 Total Inyecciones nacionales 5,812 5,793 Importaciones Netas 283,3 380,7 Total 6101,1 6179,5
25
Cabe destacar, que los valores de la energía eléctrica procedente de la
biomasa dependen de que se produce únicamente en tiempo de cosecha,
mientras que el resto del año estos generadores están apagados ya que no
tienen más biomasa que quemar para la producción de energía.
Figura 2. Generación neta por recurso en El Salvador en 2014 [12].
2.9.1. Biogás a partir de Residuos Sólidos Urbanos
Existe una planta generadora de electricidad que aprovecha el biogás
proveniente de un relleno sanitario ubicado en el departamento de Nejapa, el
cual recibe el desecho sólido municipal del Área Metropolitana de San
Salvador. Esta planta tiene una capacidad total instalada de 6,3 MW, aunque
existe potencial para incrementar dicha capacidad hasta 10 MW [12].
Para desarrollar centrales eléctricas a partir del biogás de los rellenos
sanitarios en otros lugares será necesario un estudio más detallado según los
análisis resultado del Plan Maestro para el desarrollo de las energías
renovables [12].
2.9.2. Generación eléctrica a partir de residuos ag rícolas
La energía generada a partir del bagazo de caña de azúcar ocupa cada vez
más lugar en el panorama energético del país centroamericano, en especial a
26
partir de los ingenios, que además de utilizarlo para autoconsumo ya inyectan
electricidad a la red nacional, que en el primer semestre del año ha alcanzado
casi 200 GWh [12].
El resto de residuos potenciales del país no se están empleando ni se ha
realizado un estudio de la valorización y potencialidad de los mismos, con lo
que no se disponen muchos datos al respecto. Se determina pues, que el
gobierno de El Salvador tiene la necesidad de invertir en un programa de
investigación para valorizar los residuos potenciales disponibles dentro de la
matriz industrial y económica del país.
2.10. España
La información a continuación presentada se cita del Anexo IV. Evaluación del
potencial de las fuentes de energías renovables perteneciente al documento
oficial INFORME DE SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DEL PLAN DE
ENERGÍAS RENOVABLES 2011 – 2020 presentado por el Ministerio de
Energía, Turismo y Agenda Digital del gobierno de España [13], que está
englobado dentro del “Plan de Energías Renovables (PER)”. Asimismo, se ha
empleado como documento de apoyo: “Biomasa. Oportunidades para el sector
de fabricantes de Bienes de Equipo” [14] desarrollado por el Observatorio
Industrial del Sector de Fabricantes de Bienes de Equipo, del cual se han
citado una serie de valores objetivos definidos en el PER.
Así pues, se cita literalmente de la referencia [13] lo que sigue:
La evaluación del potencial de la biomasa se ha realizado en base al diferente
origen de la misma, distinguiendo entre biomasa de origen industrial
(subproductos de industrias agroforestales), cuyos datos se han obtenido de
los balances energéticos del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio y de
las encuestas sobre sectores industriales del INE; y el resto (cultivos
energéticos, herbáceos o leñosos y restos de origen agrícola y forestal),
evaluados mediante una herramienta informática basada en sistemas de
información geográfica.
27
En el caso de la biomasa no industrial (forestal o agrícola), se distingue tres
tipos de potenciales:
Potencial total: Biomasa procedente de todas las superficies cubiertas por
masas arboladas de interés forestal, excluyendo los Parques Nacionales.
Potencial accesible: Biomasa procedente de superficies consideradas como
aprovechables debido a razones ecológicas (altitud), mecánicas (pendiente),
etc., teniendo en cuenta la eficacia en la recogida.
Potencial disponible: Biomasa accesible que no entra en competencia con
otros usos.
Los tipos de biomasa analizados lo han sido según la existencia o no de
aprovechamientos y según el tipo de superficie donde se generan, de acuerdo
con el siguiente esquema:
Figura 3. Tipos de biomasa analizados para el cálculo del potencial.
BIOMASA PRODUCIDA EN TERRENO FORESTAL
De los 27 millones de hectáreas forestales existentes en España (más del
50% de la superficie total), 18 millones se encuentran arboladas. En 2006 se
cuantificaron unas existencias de 893 millones de m3, con una posibilidad
anual de aproximadamente 45 millones de m3. Puesto que el volumen de
cortas durante ese mismo año fue de 13 millones de m3, se deduce que la
28
tasa de extracción en España es del 29%, muy alejada de su capacidad
productiva y del 69% de media de la Unión Europea.
Esta situación, que se ha mantenido con tendencia creciente en los últimos
años, se debe, entre otras razones, a que los usos energéticos han
descendido fuertemente. El uso de leñas ha decaído radicalmente en las
últimas décadas al expandirse las aplicaciones con combustibles fósiles;
menor consumo acrecentado por el abandono rural sufrido a finales del siglo
XX.
Adicionalmente las repoblaciones, principalmente de género Pinus, ligadas a
la política hidrológica de los años 50 y 60, precisan de tratamientos, no
encontrando mercado para sus productos.
Esta falta de extracción de los recursos del monte, de limpieza del
sotobosque, así como el abandono de restos procedentes de los tratamientos
selvícolas sobre la masa arbolada, contribuye a la acumulación de
combustible en el monte de forma que los incendios encuentran mayor
cantidad de materia seca acumulada, incrementando su virulencia.
Actualmente, al margen de los usos energéticos y otros no maderables
(corcho, resinas etc.), los montes sirven, principalmente, como fuente de
suministro a tres grandes sectores: papel, tablero y sierra, pero cuya
demanda de productos forestales, como se ha indicado, no alcanza a cubrir la
oferta disponible.
Sin embargo, esta situación es compatible con fuertes importaciones de
madera, bien por la demanda, por parte de la industria, de productos que no
puede conseguir en el mercado interior, o por la fuerte competencia en precio
de productos exteriores.
El desarrollo de la “Estrategia Española para el Desarrollo del Uso Energético
de la Biomasa Forestal Residual” permitirá el seguimiento de la movilización
de los recursos energéticos forestales procedentes de residuos. Por otro lado,
el Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino está desarrollando
una serie de medidas específicas vinculadas a la Ley 45/2007, de 13 de
diciembre, para el desarrollo sostenible del medio rural, a través del Programa
29
de Desarrollo Rural Sostenible 2010-2014 que pretende llevar a cabo un
impulso de desarrollo en las zonas rurales, con medidas destinadas al
fomento de las energías renovables, con especial mención de la biomasa.
Para evaluar la biomasa forestal existente, se ha elaborado una metodología
de cuantificación de la misma, junto con una estimación de los costes de
aprovechamiento en función de los distintos sistemas logísticos propuestos.
Se ha definido la biomasa aprovechable de acuerdo con el estado actual de la
posibilidad anual maderera y el aprovechamiento anual realizado,
considerando las siguientes variables a aplicar sobre la cartografía
correspondiente:
Fracción de Cabida Cubierta (FCC): igual o superior al 50 % en masas
arboladas de alta o media densidad (bosques) e igual o superior al 5 % en
masas forestales ralas (montes adehesados).
Pendientes: según localidades y especies distribuidas en tres grupos, menor
o igual al 30 %, 30 – 50 % y 50 – 75 %.
Altitudes: inferiores o iguales a 1.700 metros, salvo para el Pinus unicinata en
Huesca y para el Eucaliptus globulus.
Coeficiente de Recogida: eficiencia en la recogida del 65 %.
Para poder distinguir la biomasa disponible de aquella que, aun siendo
accesible, tiene otros usos distintos a la energía se ha incluido un Coeficiente
de Cortas Actuales (CCA) que determina la madera extraída de las
superficies actuales para usos no energéticos.
La biomasa forestal existente disponible asciende a 18.715.359 t/año,
correspondiendo 2.984.243 t/año a restos de aprovechamientos madereros y
15.731.116 t/año a aprovechamientos de árbol completo.
Al margen de la biomasa existente, se ha evaluado también el potencial de
implantación de especies adecuadas en ciertos terrenos forestales
actualmente improductivos y desarbolados.
30
Los sistemas de selvicultura y aprovechamiento para estas masas han tenido
su base inicial en las consultas a expertos y en las experiencias reales en
campo. También se ha tenido en cuenta la problemática tanto técnica como
administrativa que todavía tienen estos aprovechamientos para su verdadera
implantación. Aunque existe un amplio abanico de especies que podrían
considerarse, en este grupo el estudio se ha centrado en las masas
tradicionales de la mayoría de especies del género Quercus y su posible
extensión, en el cultivo de chopo y eucalipto en regadío y en el cultivo del
eucalipto en secano, habiendo realizado un estudio también de las
posibilidades de algunas especies del género Pinus. Estas hipótesis también
se han utilizado para evaluar la implantación de biomasa leñosa en terrenos
agrícolas como se verá más adelante.
La biomasa potencial disponible obtenida a partir de dicha superficie asciende
a 15.068.332 t/año.
BIOMASA PRODUCIDA EN TERRENO AGRÍCOLA
Entre las superficies con mayor riesgo de degradación se encuentras aquellas
improductivas que han quedado en estado de abandono. Según el anuario de
estadística agraria (2004) aproximadamente 5,4 millones de hectáreas, más
del 10% del territorio nacional, son superficies de eriales y terrenos
improductivos. En muchos casos esas superficies no ocupadas por la
agricultura o la ganadería podrían acoger nuevas masas arboladas.
En cuanto a las zonas agrícolas, de los datos obtenidos de las declaraciones
de la PAC del año 2006, se desprende que en España existían 1.093.420
hectáreas en retirada y 928.267 hectáreas en barbecho. Existe además una
tendencia creciente en la retirada de tierras que probablemente se mantendrá
a lo largo de la década.
Entre las medidas que se están analizando para el fomento de los cultivos
energéticos se encuentran aquellas destinadas a la reforestación de tierras
agrícolas en zonas con escasa capacidad productiva o zonas forestales
desarboladas e improductivas, donde podrían implantarse algunas especies
forestales con fines energéticos.
31
Para el cálculo del potencial de biomasa producida en terreno agrícola se ha
utilizado una herramienta de decisión que permite identificar las superficies
susceptibles de implantación de cultivos, herbáceos o leñosos, destinados a
la producción de biomasa.
Las superficies consideradas como disponibles para producir biomasa se
obtienen teniendo en cuenta una serie de criterios como la no interferencia
con los mercados alimentarios, sostenibilidad de los sistemas productivos y
limitaciones en el uso del agua de riego. También se han excluido del estudio
las praderas con usos ganaderos extensivos tradicionales. Los resultados de
esta herramienta permiten obtener los potenciales de biomasa según los
siguientes orígenes:
• Restos herbáceos de cultivos agrícolas. Procedentes principalmente
de cereales, con una biomasa potencial disponible de 13.586.579
t/año.
• Restos leñosos de cultivos agrícolas. Generados básicamente por
frutales, olivo y vid, con una biomasa potencial disponible de
18.605.756 t/año.
• Cultivos herbáceos para producción de biomasa en terreno agrícola.
La biomasa potencial disponible asciende a 15.874.572 t/año.
• Cultivos leñosos para producción de biomasa en terreno agrícola. La
biomasa potencial disponible asciende a 5.457.812 t/año.
En la siguiente tabla se muestra el resumen del potencial total disponible de
biomasa en España.
Tabla 16. Resumen del potencial total disponible de biomasa en España.
Procedencia Biomasas (t/año)
Biomasa (tep*/año)
Masas forestales existentes
Restos de aprovechamientos
madereros 2.984.243 636.273
Aprovechamiento del árbol completo
15.731.116 3.414.158
Restos Herbáceos 13.586.579 6.751.738
32
agrícolas Leñoso 18.605.756 Masas herbáceas susceptibles de implantación en terreno agrícola
15.874.572 3.216.819
Masas leñosas susceptibles de implantación en terreno agrícola
5.457.812 1.214.767
Masas leñosas susceptibles de implantación en terreno forestal 15.072.320 1.782.467
TOTAL BIOMASA POTENCIAL EN ESPAÑA 87.312.398 17.016.223
Por otra parte, como se ha mencionado previamente se presentan una serie de
valores objetivo acordes con la Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y
del Consejo, de 23 de abril de 2009, facilitados por el Observatorio Industrial
del Sector de Fabricantes de Bienes de Equipo [14].
Tabla 17. Objetivo en Biomasa del PER 2011-2020 en generación eléctrica [14].
2010 2015 2020
MW GWh MW GWh MW GWh
Biomasa sólida 533 2820 817 4903 1350 8100
RSU 115 663 125 938 200 1500 Biogás 177 745 220 1302 400 2600
TOTAL BIOMASA 825 4228 1162 7143 1950 12200
Tabla 18. Objetivos en Biomasa del PER 2011-2020 en el sector calefacción [14].
ktep* 2005 2010 2015 2020 Biomasa sólida y residuos 3441 3695 3997 4553
Biogás 27 34 63 100 TOTAL BIOMASA 3468 3729 4060 4653
Tabla 19. Objetivos en Biomasa del PER 2011-2020 en el sector transporte [14].
En el Anexo II se amplía información sobre el diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en España.
ktep* 2005 2010 2015 2020 Bioetanol 113 226 301 400 Biodiesel 24 1217 1970 2313
33
2.11. Guatemala
La información expuesta se ha obtenido de lo reflejado en el libro “Bioenergía:
Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1] y en la página web del “Instituto de
Ciencia y Tecnología para el Desarrollo” [15].
Algo más de un 10% de la energía anual total generada en Guatemala proviene
de recursos biomásicos (véase Figura 4), específicamente por la quema de
bagazo de caña, desecho del proceso de fabricación del azúcar. Existen
diversos ingenios azucareros que, generando a partir de una mezcla de bunker
y bagazo de caña (o solamente a partir de bagazo), venden la potencia
eléctrica excedente de su producción al Sistema Nacional Interconectado (SIN)
[15].
Figura 4. Producción energética por tipo de combustible en Guatemala [15].
Se copia a continuación la evaluación descrita en la referencia [16] que trata
sobre la generación y estado de energía eléctrica a partir de empleo de
biomasa en el país:
Guatemala es un país que cuenta con una gran cantidad de recursos
naturales de tipo renovable, los cuales tienen un gran potencial energético.
34
La fuente energética de mayor demanda en el país es la leña; se estima que
la cobertura forestal del país alcanza los 37.000 km², o sea, un 34% de la
superficie nacional, con una tasa de deforestación de 2,1% anual.
En Guatemala se utiliza la biomasa en diversas formas, tal es el caso de la
leña, cogeneración con bagazo de caña, biodigestión y otras.
El balance energético nacional muestra que en el consumo nacional, la leña
constituye el 63% del consumo final de energía. Le sigue en importancia el
diésel con el 12%; las gasolinas representan el 8%; seguidamente están el
fuel oíl y la electricidad con el 4% respectivamente, y finalmente el bagazo de
caña y el gas licuado de petróleo (gas propano) con el 3%.
El alto consumo de leña obedece a que la mayor parte de la población vive
en el área rural, siendo en su mayoría de escasos recursos económicos, lo
que les impide tener acceso y disponibilidad a otras fuentes energéticas.
Además, existe una tradición cultural que se refleja en los hábitos
alimenticios: la utilización del tipo de estufa denominada "Tres Piedras" para
cocinar, las ollas de barro adecuadas para este fuego abierto, el sabor de los
alimentos y la relativa disponibilidad del recurso.
La leña como combustible es utilizada en forma ineficiente, por cuanto el 81%
de los hogares que la consumen, utilizan la estufa de "Tres Piedras", la cual
desaprovecha casi el 90% de la energía consumida. Cabe mencionar en este
punto que en los poblados con bajas temperaturas, el calor que
desaprovecha este tipo de estufa, es aprovechado para mantener una
temperatura confortable en el interior de las viviendas.
En materia de biodigestión anaeróbica, se han construido alrededor de 800
biodigestores tipo familiar en el área rural, pero éstos no han sido operados
correctamente, y se ha aprovechado los beneficios del bioabono más que los
propiamente energéticos. La mayoría de estos biodigestores son de tipo
chino.
La única fuente biomásica que se ha utilizado para la producción de energía
eléctrica en Guatemala, ha sido el bagazo de caña de azúcar.
35
Por otra parte, en la Tabla 20 se presentan los valores potenciales de los
principales residuos agrícolas disponibles en Guatemala.
Tabla 20. Potencial de los residuos agrícolas en Guatemala [1].
Cultivo Producción (t/año) Masa de residuo (t/año) Potencial energético (TJ/año) Palma de aceite 379.300 724.463 6.998 Cana de azúcar 2.019.622 11.996.555 91.572
Café 245.753 1.317.236 2.767 Maíz 1.672.527 2.358.263 15.324 Arroz 29.592 75.459 335
Banano 2.680.392 16.484.411 9.414 Plátano 188.754 1.160.837 663
TOTAL 7.215.940 34.117.224 127.073
2.12. Honduras
La información expuesta se ha obtenido según lo reflejado en el siguiente
documento: “El sector energético de Honduras: Diagnóstico y política
energética” [17].
La biomasa proveniente de fuentes diversas constituye un buen porcentaje en
el potencial energético del país. A continuación se muestra el potencial de
acuerdo al insumo biomásico.
2.12.1. Potencial energético a partir de la caña de azúcar
La producción nacional de azúcar se procesa en seis molinos distribuidos a lo
largo del país, con una superficie de 45.000 hectáreas, 68% de la producción
total de azúcar se destina al consumo interno y el 32% se exporta. El país tiene
una productividad agrícola de caña de azúcar de 79,6 toneladas/ha,
ubicándose en la región sólo por debajo de Guatemala y en todo el mundo por
debajo de los grandes productores como Brasil y Australia [17].
El bagazo, un residuo de la molienda de caña de azúcar, se utiliza para generar
vapor y electricidad. Alrededor del 25% de la caña de azúcar cultivada está
disponible como bagazo para generar energía. En la Figura 5 se muestra que
36
el 10% de la energía eléctrica producida durante 2009 fue en base a bagazo.
Los molinos tienen una capacidad autónoma de generación de energía
mediante sistemas de cogeneración [17].
Figura 5. Fuentes para la producción de electricidad [17].
En el sector azucarero existe un gran potencial de desarrollo de generación
eléctrica debido a su alta capacidad y centralización del recurso biomásico, se
estima una disponibilidad teórica de generar 163 MWe y a la fecha se
considera el sector más organizado en lo que respecta la generación de
energía eléctrica en el país. Por el lado de los biocombustibles, en la actualidad
Honduras es el único país de Centroamérica que no produce etanol a partir de
caña de azúcar. Aunque existe una ley para promover el uso de los
biocombustibles, la inversión en etanol requiere una regulación más específica.
Se espera que en el futuro cercano se active el consumo local de los
biocombustibles en base a caña de azúcar, ya sea a través de incentivos
estatales o a raíz del siempre creciente precio de los derivados del petróleo
[17].
2.12.2. Potencial energético de los residuos de pal ma
africana
El cultivo de la palma africana es uno de los de mayor crecimiento en el país.
Este cultivo es la principal fuente del aceite que se consume en el mercado
nacional y en los últimos años ha adquirido también importancia como producto
de exportación, para el caso, en el año 2007 se comercializaron en el mercado
37
internacional 149 mil toneladas métricas de aceite, con un valor de USD 110,5
millones [17].
De acuerdo a estimaciones correspondientes a valores de producción de fruta
del año 2008, existe un potencial teórico de cogeneración de 307.317 MWh /
año (61,46 MWe) [17].
Por otro lado, se estima que actualmente se generan unos 28,6 millones de m3
de metano, que son liberados en su mayoría a la atmosfera, producto de la
descomposición aeróbica en las lagunas de oxidación de la materia orgánica
proveniente de los efluentes del proceso de extracción de aceite. Esto
representa un potencial de generación de energía eléctrica de 47.759 MWh
(9,5 MWe) y un adicional de recuperación calorífica de 21,26 MWth al utilizar
sistemas de recuperación de calor en los gases de escape [17].
Por el lado de los biocombustibles, se produce biodiesel en el país desde el
año 2006. En la actualidad, existen proyectos para la producción de biodiesel a
partir de palma de aceite y subproductos de tilapia. En el país, 540 mil
hectáreas son aptas para el cultivo de aceite de palma y 197.700 hectáreas son
necesarias para cubrir el 100% de la demanda actual de diésel fósil. Por otro
lado, si el biodiesel se basa en la Jatropha, 416.226 hectáreas se necesitarían
para la producción de B100. Por lo tanto, la demanda local de biodiesel puede
ser satisfecha completamente con la tierra disponible en el país [17].
2.12.3. Potencial energético de los residuos forest ales
La producción de residuos de la industria forestal, utilizables con fines
energéticos, proviene principalmente de las actividades de aserrío y de
transformación secundaria de la madera (elaboración de muebles, etc.) [17].
El volumen de los residuos generados por la industria de aserrío está entre
40% - 50% del volumen total de la madera procesada. En el año 2008 se
obtuvieron aproximadamente 341.900 m3 de residuos equivalentes
energéticamente a unos 25,72 MWe [17].
38
En el país, las experiencias para generación local de energía eléctrica a partir
de residuos forestales han sido aplicadas moderadamente y actualmente están
funcionando regularmente en algunos aserraderos del país [17].
2.12.4. Potencial energético de los residuos forest ales
De acuerdo al informe del Banco Central de Honduras, en el 2007 el café se
convirtió en el principal producto agrícola de exportación del país, lo que refleja
la importancia del café en la economía, cumpliendo además un importante
papel social con los 80.000 productores registrados [17].
El café se cultiva en 15 de las 18 provincias (departamentos) del país. Del total
de los productores, 95,2% son pequeños propietarios con volúmenes de
producción menores a 9,2 toneladas; 4,5% son medianos productores con
volúmenes de 9,2-46 toneladas; y sólo 0,3% (170 productores) son
considerados grandes productores con cosechas anuales de más de 46
toneladas. El 93% de la producción se destina a la exportación y el 7% restante
se distribuye entre los torrefactores [17].
En la temporada 2007-2008, se obtuvieron alrededor de 88.000 toneladas de
cascarilla disponibles para el uso energético, correspondientes a una
generación de energía eléctrica teórica de 62.655 MWh (16 MWe). Aunque en
la actualidad el único uso dado a este residuo es en el secado de café en las
centrales de acopio [17].
2.12.5. Biogás a partir de desechos animales
El potencial para la generación de energía a partir de biogás proveniente de
desechos de ganado y estiércol de aves de corral en Honduras se estima en 72
MW. Sin embargo, no hay proyectos o regulaciones nacionales orientadas a la
utilización de biogás a partir de fuentes animales [17].
39
2.13. México
Los resultados presentados sobre México aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1] y a los documentos
“Balance Nacional de Energía 2016” [18] y “La biomasa en la transición
energética de México” [19].
En México, la biomasa aporta el 4,7% del total de la energía primaria [18]. El
recurso básico es madera forestal en forma de leña y carbón vegetal. Se
estima un consumo de 38 millones de metros cúbicos de madera al año, es
decir, tres y media veces superior al uso de madera en rollo en las industrias
del papel, muebles, y la construcción. Cerca del 66% van al sector doméstico
de autoconsumo y alrededor del 2% para producir carbón vegetal, 2.500
toneladas en 2012. El resto va, en partes iguales, al sector doméstico comercial
y a pequeñas industrias [19].
El potencial de la biomasa en México no ha sido cuantificado en forma integral,
pero hay cifras sobre su valor en varios sectores. Su potencial energético bruto
se ubica entre 3.000 y 4.500 Petajoules (PJ) por año, considerando madera de
bosques naturales y de plantaciones forestales, subproductos agrícolas,
cultivos energéticos y RSU. Estas cifras representan entre 45 y 67 por ciento
de la oferta interna bruta de energía del año 2014 [19].
2.13.1. Combustibles de madera
La madera representa entre un 61 y un 41% del potencial total (1.823 PJ/año),
de los cuales alrededor de 1.500 PJ/año provienen del manejo de bosque
nativos y algo más 320 PJ/año podrían alcanzarse si se establecieran 2,9
millones de hectáreas de plantaciones forestales de Eucalipto. Cabe mencionar
que el potencial de cultivos dedicados, incluye solo las tierras aptas para cada
cultivo en particular, y se excluyeron todas las tierras que actualmente se
utilizan para la agricultura, están cubiertas por bosques, selvas y otras
coberturas naturales, pertenecen a áreas de conservación, son no cultivables
40
por tener pendientes superiores del 4 al 12%, dependiendo del cultivo, y
necesitan riego [1].
2.13.2. Combustibles agropecuarios
En México, se cuenta con un potencial de agrocombustibles de 1.611PJ/año, lo
que equivale entre un 54 y un 36% del total del potencial del recurso, 858
PJ/año (24%) corresponden a subproductos agrícolas y agroindustriales; 718
PJ/año (20%) corresponden cultivos energéticos y 35 PJ/año (1%)
corresponden a subproductos pecuarios [1].
2.13.3. Subproductos de origen municipal
El total del potencial de los residuos sólidos municipales es de 35 PJ/a, lo que
apenas representa el 1% del total del recurso de biomasa [1].
Se recogen los datos descritos en estos párrafos en la
Tabla 21.
Tabla 21. Potencial energético de los principales residuos en México [1].
† Millones de toneladas de materia seca por año.
‡ Los cultivos dedicados considerados en el estudio son: Jatropha curcas, palma aceitera, caña de azúcar, sorgo grano y plantaciones de Eucalyptus
Tipo/origen PJ/año Combustibles de madera Manejo de bosques nativos 101 MtMS/año† 1.515 Madera de plantaciones de Eucalipto 26 MtMS/año 345 Residuos de la industria forestal 3 MtMS/año 63 SUBTOTAL 1.923 Agroindustriales Residuos industriales de cultivos dedicados (bagazo y otros) ‡ 29 MtMS/año 431 Residuos agrícolas de cosechas (RAC) 13 Mt/año 227 Residuo de cultivos alimenticios y forrajeros 15 MtMS/año 114 Residuos agrícolas de cosechas de cultivos dedicados 8 MtMS/año 86
41
En el Anexo III se amplía información sobre el diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en México.
2.14. Nicaragua
Los resultados presentados sobre Nicaragua aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1] y al documento “CASO
NICARAGUA - Informe” [20]. Se presenta a continuación la información más
relevante respecto al objeto del presente documento.
El patrón energético de Nicaragua responde a un problema estructural que le
ha llevado a convertirse en un país altamente dependiente de petróleo
importado (en más de un 70% de la generación eléctrica) [20].
La crisis energética generalizada que ha afectado a la región centroamericana
en años recientes ha tenido importantes incidencias en el caso de Nicaragua,
considerando la alta dependencia en 2008 en un 74% de generación eléctrica a
partir de combustibles fósiles, pero que se ha visto mejorado en 2010 con una
dependencia de 65,3% en generación termoeléctrica. Además, la producción
total de energía en Nicaragua dependió en 2009 en un 82% del consumo de
leña y de petróleo importado. Esta situación provoca serias consecuencias
ambientales y económicas, por lo que siendo Nicaragua un país de una
economía pequeña y abierta, y que no produce petróleo, resulta imperativo el
cambio de la matriz energética [20].
Caña de azúcar para etanol 206 Mt/año 338 Sorgo grano para etanol - 202 Aceite de palma aceitera para biodiesel 13 Mt/año 121 Jatropha curcas para biodiesel 4 Mt/año 57 Residuos de ganado para biogás 35 Mt/año 35 SUBTOTAL 1611 Municipales Subproductos de origen municipal 35 Residuos sólidos municipales para biogás 35 SUBTOTAL 70
TOTAL 1.611
42
Los 953,7 millones de dólares de la factura petrolera representan el 64,06% de
las exportaciones totales de 2008. Desde el punto de vista ambiental, el patrón
energético vigente en 2007, basado en la combustión de petróleo y leña ha
tenido graves consecuencias ambientales que no son compatibles con los
objetivos de desarrollo sostenible de Nicaragua. Este patrón energético,
considerado insostenible financieramente, es altamente contaminante y
contribuye a incrementar las emisiones del CO2 hacia la atmósfera [20].
Nicaragua cuenta con un alto potencial de energías renovables, que debe ser
utilizado ampliamente para impulsar el crecimiento económico sostenible.
Existe consenso entre los actores nacionales que el potencial de generación de
energía con fuentes renovables puede terminar con la dependencia excesiva
del petróleo [20].
De acuerdo al potencial estimado de energía con fuentes renovables, y
específicamente el Plan de Expansión de Generación Eléctrica, se espera en el
año 2017 la matriz de energía eléctrica dependa en un 94% de fuentes
renovables, en las que la hidroenergía y la energía geotérmica representarían
el 77% del total de generación [20].
Tal y como se presenta en la Tabla 22, Nicaragua tiene más de 4.500 MW de
capacidad potencial para producir energía renovable, de los cuales 2.000 MW
corresponden a energía hidroeléctrica, 1,500 MW a energía geotérmica, 800
MW a energía eólica y 200 MW a Biomasa. Un importante potencial de
generación de energía eólica y a base de biomasa [20].
Tabla 22. Potencial de energías renovables en Nicaragua [20].
Tipo de Generación
Potencial (MW)
Capacidad Efectiva (MW)
Porcentaje de Aprovechamiento
(%) Hidroeléctrica 2.000 98 4,9 Geotérmica 1.500 37 2,5
Eólica 800 63 7,9 Biomasa 200 60 30 TOTAL 4.500 258 45
43
2.14.1. Combustibles agrícolas
Dentro del campo energético de la biomasa, los combustibles conseguidos a
partir de residuos agrícolas son los que mayor capacidad de obtención y
producción tienen. Dentro de este grupo de residuos el que mayor potencial
energético anual presenta es el de la caña de azúcar (hojas, cogollo y bagazo).
El potencial de los residuos agrícolas generados en Nicaragua se agrupa en la
Tabla 23. En ella se recogen cifras de producción y potencial energético de
acuerdo a los cultivos más relevantes respecto al campo de la bioenergía [1].
Tabla 23. Potencial energético de los residuos agrícolas en Nicaragua [1].
Cultivo Producción (t/año) Masa (t/año) Potencial energético (TJ/año) Palma de aceite 71.000 135.610 1.310 Caña de azúcar 7.893.000 46.884.420 357.879
Café 88.200 472.752 4.599 Maíz 572.000 806.520 8.661
Banano 48.000 295.200 169 Plátano 120.000 738.000 422
TOTAL 8.792.200 49.332.502 373.038
2.15. Panamá
La información expuesta se ha obtenido del contenido reflejado en el siguiente
documento: “Escenarios del Plan Energético Nacional 2015-2050” [21].
La biomasa es la materia viva de la madera, residuos agrícolas, caña de azúcar
y otros que se usan como materia prima en la generación de etanol y otros
bioquímicos, así como también se utiliza para producir combustibles [21].
Las fuentes más importantes de biomasa son los campos forestales y agrícolas
pues en ellos se producen residuos (rastrojos) que normalmente son dejados
en el campo al consumirse sólo un bajo porcentaje de ellos con fines
energéticos. En la agroindustria, los procesos de secado de granos generan
subproductos que son usados para generación de calor en sistemas de
combustión directa; tal es el caso del bagazo de caña de azúcar, la cascarilla
de café y la de arroz. También se utilizan tallos de maíz [21].
44
Los residuos agrícolas, como la leña y el carbón vegetal, han sido usados en
procesos tradicionales en Panamá; por ejemplo, la cocción de alimentos o las
pequeñas actividades productivas como panaderías, calderas, secado de
granos, etc. [21].
La biomasa se ha utilizado históricamente en los ingenios azucareros
aprovechando el bagazo de caña para la autogeneración de electricidad en
época de cosecha, permitiendo la venta de excedentes de energía al finalizar la
misma. Típicamente se han utilizado alrededor de 28 GWh al año [21].
2.15.1. Residuos municipales
En Panamá se han presentado algunas propuestas para el desarrollo de
sistemas sostenibles para el tratamiento y disposición final de la basura
municipal en algunas ciudades del país, con fines energéticos. En el caso de
las ciudades de Panamá y Colón, se ha planteado el aprovechamiento de los
residuos, para generar energía eléctrica, por el sistema de incineración directa
de los residuos sólidos o mediante la producción de metano; todo ello dentro de
un esquema integral de gestión municipal de la basura, que incluye actividades
previas de segregación, recolección, separación final y reciclaje de los residuos
[21].
El diseño eléctrico original, en el año 2004, especificaba una capacidad
instalada de 25 MW partiendo de una producción de residuos sólidos de 400
toneladas por día, producto de las actividades residencial, comercial e industrial
de estas ciudades, y una inversión de ฿§140 millones. Al año 2011, sólo en la
ciudad de Panamá se producían diariamente 1.500 toneladas de basura y en la
ciudad de Colón de 330 toneladas de basura [21].
§ ฿, Balboa, moneda de Panamá
45
En todo caso, la participación de biomasa en Panamá es muy baja. En la matriz
energética solo 0,1% de la generación es de biomasa (véase Figura 6).
Figura 6. Distribución de la capacidad energética por tipo de fuente en Panamá (2015).
2.16. Paraguay
La información presentada a continuación ha sido extraída de los siguientes
documentos: “Producción y Consumo de Biomasa Sólida en Paraguay” [22],
“Situación de Energías Renovables en el Paraguay” [23] y “Biocombustibles en
el Paraguay – Situación actual y perspectivas” [24].
De esta manera se cita literalmente de la referencia [23] lo que sigue:
En el Paraguay, el uso de la biomasa se limita, casi con exclusividad, a la
calefacción y a la cocción. La leña es el principal producto del sector biomasa
en el Paraguay. El consumo per cápita de leña en el Paraguay es casi una
tonelada anual, el más alto en América Latina. La leña es, sobre todo,
utilizada para hacer fuego en chimeneas o cocinas. Históricamente, ha
significado la utilización de restos de la deforestación (troncos y ramas de
rozados), pero debido a la pérdida de los bosques, la leña comienza a
46
escasear (en especial en la parte este del país) y la población debe
comprarla o invertir mucho tiempo en obtenerla.
En estas circunstancias, la leña adquiere las características de un mercado
comercial con su red de transporte, puestos de venta y precios bien
definidos. Una parte importante de la producción de combustibles de madera
proviene de la tala de bosques, por lo tanto no es sustentable.
Aparte de la limpieza de bosques, el combustible de madera es producido por
pequeños productores localizados en áreas remotas y vendido a
comerciantes. Estos pequeños productores no se encuentran organizados y
no tienen acceso a medios que puedan mejorar sus condiciones de vida.
El carbón vegetal es el combustible obtenido de la destilación destructiva de
la madera en ausencia de oxígeno, en las carboneras. En algunos casos,
puede sustituir al coque en los procesos siderúrgicos y ser consumido en la
industria; y en el sector residencial, para cocción. El consumo del carbón de
leña está vinculado a las áreas urbanas y semiurbanas. Al contrario de la
leña, el carbón es un energético comercial con un mercado mucho mejor
organizado desde la producción hasta el consumo final. El carbón vegetal
tiene usos complementarios, por lo general se utiliza por falta de leña o gas
natural. La producción de carbón vegetal está en manos de pequeños
productores agrícolas y significó, en el 2009, 470.000 toneladas, de las
cuales el 43% fue exportado.
Chips o astillas es materia prima en piezas cortas no uniformes. En los
últimos años, los consumidores industriales de leña han cambiado a chips, ya
que este producto les permite alimentar directamente a los hornos
comparado con el proceso manual para la alimentación a través de las leñas.
Los chips están empezando a ser utilizados en el Paraguay. Ya existen
maquinarias para transformar los troncos en chips, esto en especial con la
plantación de eucalipto y el bambú (tacuara). Otros derivados de la biomasa
usados para calefacción o electrificación son aserrín, bagazo y basura
orgánica, sin embargo su uso en el Paraguay no es muy común.
A pesar que el país usa enormes cantidades de biomasa como combustible
residencial e industrial (el 50% del total de las viviendas utilizan leña o carbón
47
vegetal para satisfacer sus necesidades básicas y cerca del 70% del
consumo industrial de energía proviene de la leña o de los residuos
vegetales), la importancia económica de la biomasa como fuente de energía
es un tema poco conocido en el país. Desde la época de la colonia hasta
aproximadamente fines de la década del cincuenta y principios del sesenta,
el desarrollo de los núcleos poblacionales y la expansión de la frontera
agrícola se han realizado a expensas de las tierras cubiertas con bosque,
mientras que la ganadería tradicional se desarrolló principalmente sobre las
praderas naturales.
Sin embargo, a mediados de la década del sesenta, se intensifica en la
Región Oriental el proceso de colonización, a través de políticas públicas y
privadas de reforma agraria en terrenos de propiedad fiscal principalmente y
de la propiedad privada secundariamente que no consideró los aspectos
ambientales para la incorporación de dichas tierras a la producción.
Más tarde, a partir de la década del setenta, la producción agropecuaria
tradicional incorporó también una intensa transformación de áreas boscosas
nativas a praderas cultivadas, principalmente para el engorde del ganado
vacuno. El proceso de deforestación ocurrido en la Región Oriental muestra
que en 40 años, comprendidos entre 1945 y 1991, ha llegado a eliminar casi
7 millones de hectáreas, lo cual representa un promedio aproximado de 123
mil ha cada año. La consecuencia del inusitado proceso de desmonte por
parte de los grandes propietarios, quienes motivados por la presión que la
población rural ejercía en procura de tierras para la colonización, se vieron
obligados a introducir “mejoras” en sus propiedades.
En relación a la Región Occidental, dan cuenta que las colonias establecidas
en la zona central del Chaco llegaron a un promedio de deforestación de 45
mil ha anuales. La misma fuente registra, para la misma región, una pérdida
de área boscosa de aproximadamente 1,25 millones de ha. [19]. Durante los
últimos dos años, la tasa de deforestación en la región es del orden de 350 a
500 ha por día, según la época del año.
Queda bien evidenciado que la destrucción de los bosques ha resultado
principalmente por la transformación de bosques naturales en área de
48
pastoreo para cría de ganado, asociados a problemas de uso y tenencia de la
tierra. De hecho, estos principales elementos causales de la deforestación
demuestran que históricamente el problema forestal ha estado íntimamente
ligado a la tenencia de la tierra y a los modelos de reforma agraria y de
producción agropecuaria del país.
Este proceso de deforestación, aunque evidentemente menor, comparado
con la Región Oriental, es bastante significativo por la fragilidad de los
ecosistemas chaqueños, demostrados por las numerosas evidencias de
erosión eólica y la salinización de suelos que se están verificando en
diferentes zonas de la región.
Hoy no quedan muchos bosques. Algunos estudios mencionan una superficie
aproximada a 70.000 km².
Una futura política energética debería reintroducir planes de incentivos para
reforestaciones y plantaciones de combustibles de madera; algunas medidas
de apoyo ya existen por decretos, pero han sido suspendidos debido a la
carencia de medios económicos (o voluntad política).
El sector forestal requiere de planes de largo plazo y estos pueden brindar
historias exitosas como en el Uruguay y Chile. El mercado de combustible de
madera necesita seguridad de provisión de materias primas, actividades de
mercado más transparentes y un mejor entorno medioambiental.
Por medio del desarrollo de tecnologías adecuadas, el potencial energético
de la biomasa podría cubrir un porcentaje considerable de la demanda
energética actual. El Paraguay necesita políticas amplias y certificación
obligatoria para garantizar su producción de biomasa bajo los más altos
estándares.
El Paraguay no posee incentivos para la reforestación, y la financiación para
proyectos de esta actividad es aún incipiente, engorrosa y de limitada
disponibilidad para los interesados, por lo que es necesario poner en práctica
la Ley de Servicios Ambientales, así como el fondo para la forestación y la
reforestación.
49
Sumado a esto, la legislación restrictiva ahuyenta a los interesados, cuando
lo que necesitamos son mecanismos que incentiven la conservación de
bosques y la financiación de inversiones forestales.
2.16.1. Residuos forestales
Atendiendo a los datos de materias y residuos se copia del documento
referenciado como [22], lo que sigue:
Un trabajo de la Mesa Forestal Nacional del año 2003 indicó que del total de
bosques existentes, 765.456 ha, (22% del total de bosque) reúnen las
condiciones para ser declaradas como área prioritaria para manejo de
bosques de producción. De esta área 619.609 ha corresponde a bosque
continuo (>156 ha) y 145.847 ha a bosques remanentes (< 156 ha). En este
estudio se estimó 2.600.562 ha de bosques continuos (>156 ha), y 874.535
ha de bosques remanentes (<156 ha). El mismo estudio identificó bosques
protegidos en 641.585 ha que se encuentran dentro de Parques Nacionales y
bosques situados dentro de la franja de 100 metros de protección a ambos
lados de los cursos de agua.
Actualmente se estima una superficie de 2,4 millones ha o 15% de superficie
boscosa en la Región Oriental que incluye áreas protegidas. Los bosques
remanentes en general se encuentran en un estado de fuerte degradación
con poco potencial restante para una producción forestal.
En general, las masas residuales no compactas de bosque nativo en la
Región Oriental, aparte del alto nivel de fragmentación que presentan,
denotan un alto grado de degradación.
Se estima que la productividad de un bosque secundario varía de 2 a 3
m3/ha/año. Esto equivaldría a una producción sostenible de madera de rollos
de 1,4 a 2,1 m3/año. Una parte del árbol es la biomasa de ramas que
normalmente no se usa. Una parte de esta biomasa se puede usar para la
producción de leña. De la relación 0,4 t por cada m3 de rollo se obtendrían de
560.000 a 840.000 t de leña de bosque manejado a partir de 1,4 millones de
m3 a 2,1 millones de m3 de madera de producción sostenible.
50
Otros estudios realizados han mostrado que se puede aumentar el
incremento anual con un manejo adecuado en un 166% ó de 2 a 5,3
m3/ha/año. Cabe señalar que casi no existe un manejo forestal de bosque
nativo en Paraguay. Hasta la fecha existe un solo bosque con certificación
FSC (Forest Stewardship Council, Consejo de Administración Forestal) que
produce madera de bosque nativo en forma sostenible.
A parte de los residuos forestales, que son los que han tenido un estudio más
importante en Paraguay, se ha de tener en cuenta los residuos derivados de
las cosechas de grano (residuos agrícolas). En la Tabla 24 se presenta un
resumen de la producción de grano en el país.
Tabla 24. Producción de grano en Paraguay en los años 2011 – 2012 [22].
Cultivo Producción (t/año) Cantidad secada (t/año) Cantidad aprovechada (t) Soja 8.309.793 4.154.897 332.392 Trigo 1.401.987 1.121.590 672.954 Maíz 3.108.821 3.108.821 1.865.293
Girasol 262.293 196.720 118.032 TOTAL 13.082.894 8.582.027 2.988.670
Así pues, se puede concluir que la biomasa juega un rol importante en la matriz
energética del Paraguay basada principalmente en la leña, el carbón vegetal
(como derivado de la biomasa) y los desechos de cosecha (bagazo de caña de
azúcar, cascarillas de cereales, etc.) [24]. Pero se ha de realizar un trabajo de
investigación, valorización y divulgación para conseguir un adecuado desarrollo
de estas tecnologías en el país.
2.17. Perú
La información expuesta se ha obtenido según lo reflejado en los siguientes
documentos: “Matriz energética en el Perú y Energías Renovables” [25],
“Potencial energético de la biomasa residual en el Perú” [26].
El desarrollo literario del estado de la biomasa en Perú se ha extraído
textualmente de la referencia [25], como se presente a continuación:
51
Perú está planteando de manera planificada y sustentada, cuál va ser la
mejor estrategia para abastecer la demanda energética derivada del
crecimiento económico sostenido desde los años 90 y que se espera
continúe a un ritmo similar en las siguientes décadas.
Dentro de esta estrategia, sin duda, las energías renovables y dentro de ellas
la bioenergía van a desempeñar un papel muy importante. Nuestro país al
estar cerca a la línea ecuatorial dispone de un potencial apreciable de
energía solar, que en el caso de las zonas alto-andinas puede alcanzar los 6
- 6,5 kWh/m2·día. Por otro lado, en el litoral tenemos un potencial eólico que
llega a los 22.000 MW. De igual forma en la zona sur, el potencial geotérmico
según estudios preliminares podría llegar a los 3.000 MW, aunque esta cifra
requiere ser verificada con los estudios de factibilidad que demanda
desarrollar la fase de perforación que necesita cuantiosas inversiones
(alrededor de 5 a 10 millones de dólares por pozo perforado). Sin embargo,
hay que tener presente que las energías renovables no convencionales aún
tienen una participación marginal en el abastecimiento de la demanda, pues
sus costos están por encima de las tecnologías tradicionales, aunque su
tendencia es a disminuir (en algunas más que otras), además el mercado de
proveedores para ellas es limitado en nuestro país; esta es la razón por la
que su crecimiento debiera ser gradual y en la medida que el desarrollo
tecnológico haga que los costos se hagan cada vez más asequibles.
Teniendo en cuenta la generación de residuos agrícolas y agroindustriales
tanto en la cosecha como en el procesamiento se detalla en la Tabla 25 el
potencial energético disponible o aprovechable de residuos a nivel nacional.
Como puede apreciarse, el principal potencial proviene de la caña de azúcar
a partir del follaje (que en el caso de los ingenios azucareros se quema en los
campos tras la cosecha) y del bagazo (material fibroso generado en las
plantas de procesamiento). A continuación está la cascarilla del arroz, y luego
la pulpa que se obtiene del procesamiento de la palma aceitera, así como del
café y el cacao.
52
Tabla 25. Potencial disponible o aprovechable a nivel nacional en Perú de residuos
agrícolas y agroindustriales [26].
Producto Residuo (Tm) Energía tep
Maíz 2.779.277 1.055.114 Caña de Azúcar 1.884.271 616.509
Algodón 446.698 170.342 Espárragos 242.638 66.773
Arroz 1.730.612 539.973 Viruta 60.242 24.453
Bagazo 3.103.932 520.342
Total 10.247.670 2.993.506
2.17.1. Biocombustibles sólidos
La biomasa como fuente de energía tiene más posibilidades de ser utilizada
en sistemas aislados en los que no hay otros recursos renovables. Entonces,
en el país existen tres grandes regiones en las que la biomasa tiene un
potencial interesante para ser usada con fines energéticos de mediana y gran
escala. Así, en la Costa Norte (bagazo y follaje de la caña de azúcar,
cascarilla de arroz, broza de algodón), en la Selva Alta (cascarilla de café,
pulpa del café y cacao, residuos de la palma aceitera, residuos forestales), y
en la Selva Baja (residuos forestales).
Mención aparte merece el potencial energético que se puede obtener a partir
de las microalgas. Diversos estudios realizados, incluido uno en Perú a cargo
del Instituto del Mar del Perú, evidencian que el potencial de producción de
biodiesel a partir de ciertas especies de microalgas es mayor que el de
cualquier otro cultivo agroenergético como, por ejemplo, la palma aceitera, el
piñón o la soja. No obstante esta tecnología está aún en fase de
investigación y no llega a su etapa comercial, por lo que se prevé que a
futuro cuando los costos de producción se reduzcan debido al desarrollo del
mercado y se completen los paquetes tecnológicos, se obtendrá un excelente
potencial para producir biodiesel a partir de este recurso.
Respecto al consumo de leña, en la Costa Norte una gran proporción
proviene de los bosques secos del norte. En la Sierra, considerada por la
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura
(FAO) como en situación de escasez aguda de biomasa, los ecosistemas
53
naturales usualmente utilizados como fuente de energía son los bosques de
queñuales y otras formaciones boscosas como los totorales y los yaretales.
En esta región las plantaciones de eucalipto han contribuido parcialmente a
solucionar el problema energético, lo que ha impulsado la realización de
programas intensivos de reforestación con fines energéticos. Finalmente, en
la Selva, la abundancia de biomasa permite afirmar que su consumo no tiene
restricción.
2.17.2. Biocombustibles líquidos
Para el biodiesel los cultivos prioritarios son la palma aceitera, el piñón
blanco, la higuerilla y la colza. La palma aceitera es el único cultivo que
cuenta con un paquete tecnológico consolidado, y están en marcha, en
especial para el piñón, diversas investigaciones y proyectos orientados a ese
fin. Es importante resaltar que a la fecha se tiene un aproximado de 34 mil
hectáreas de palma aceitera; esta producción se destina al consumo humano
y como insumo de productos industriales, pero en la balanza tenemos un
déficit de aceites y grasas, ya que se importa aproximadamente un 60% del
consumo nacional.
Estos biocombustibles utilizan la misma materia prima que el etanol y el
biodiesel respectivamente, la diferencia está en la menor complejidad de su
proceso de producción, y como no requiere del alcohol como insumo bajan
los costos asociados, lo que favorece a las zonas rurales que necesitan
aprovisionarse. Sin embargo, aún no se han desarrollado las normas técnicas
para regular la producción y comercialización, lo que constituye una barrera
para que el uso local pueda consolidarse más allá de experiencias piloto o
iniciativas del mercado informal, situación que complica su sostenibilidad a
futuro.
En el Anexo IV se amplía información sobre el diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Perú.
54
2.18. Portugal
La información presentada a continuación ha sido extraída de los siguientes
documentos: “Grupo de trabalho da biomassa” [27] y “Estudo do potencial
energético de calor de cada biomassa/resíduo agrícola e vegetal” [28].
En Portugal, la biomasa se emplea, esencialmente, como un recurso apto para
la conversión termoquímica, desarrollándose principalmente las siguientes
opciones:
• Hornos industriales e instalaciones de cogeneración existentes
• Centrales termoeléctricas ya existentes
• Nuevas centrales y unidades energéticas con base en tecnologías
avanzadas.
Existen diferentes tipos de biomasa potencial en Portugal que pueden ser
usados para proporcionar energía:
• Residuos, incluyéndose en estos los residuos forestales y los de las
industrias relativas al ámbito forestal.
• Residuos agrícolas y de las industrias agroalimentarias, así como sus
efluentes.
• Purines y excretas animales provenientes de explotaciones pecuarias.
• La fracción orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos
• Cultivos y plantaciones energéticas (especies forestales de rápido
crecimiento, herbáceas de elevada productividad, plantas oleaginosas y
plantas productoras de glúcidos.
En el desarrollo que sigue se han expuesto las fuentes de biomasa más
relevantes en el territorio portugués.
55
2.18.1. Residuos forestales
En vista del porcentaje de superficie del territorio nacional cubierta de bosque
(38%), se identificó la "biomasa forestal" como los materiales lignocelulosos
obtenidos de la limpieza de los bosques, incluidas ramas y restos de poda, así
como los arbustos de zonas montañosas y las áreas de terreno sin cultivar, sin
olvidar la madera carente de valor comercial proveniente de áreas incendiadas
y, además, los residuos y desperdicios de las unidades de transformación de
madera que, en la situación actual, no pueden ser reciclados o empleados para
su transformación o incorporación en productos con interés comercial.
La "biomasa residual forestal" resulta fundamentalmente de las acciones de
gestión forestal, como desbaste, descortezado y corte final (ramas, podas y
cortezas), derivados de las industrias de transformación de maderas (ITM) y de
productos al final del ciclo de vida de géneros forestales leñosos.
En Portugal existe una gran discrepancia entre la disponibilidad potencial y la
disponibilidad efectiva de los residuos en los bosques. La Tabla 26 sintetiza las
cantidades indicativas de biomasa forestal de acuerdo con la procedencia,
distinguiendo la producción de biomasa forestal y la disponibilidad efectiva de
este recurso energético.
Ante esta discrepancia, se da la situación de que, en muchas ocasiones, sólo
una pequeña porción de estos residuos tendrá viabilidad económica para ser
aprovechada para la producción de energía. Por otra parte, de acuerdo con una
gestión forestal sostenible, es recomendable la incorporación de parte de los
matorrales y residuos en el bosque, y no su extracción completa.
Por otro lado, se considera importante distinguir la biomasa forestal de la
biomasa residual forestal, siendo esta última aquella que se utiliza como
materia prima para la producción de energía, y procede de sobrantes de la
gestión y de la explotación forestal o de subproductos de la industria
manufacturera de productos forestales y de productos al final de su ciclo de
56
vida. Además, no toda la biomasa forestal es de fácil explotación debido a los
costes asociados (transportes, tarifas, etc.).
Tabla 26. Producción de biomasa forestal (a); - Disponibilidad potencial de biomasa
forestal (b); - Potencial disponible de residuos forestales y de ITM, para producción de
energía (c) [27].
Producción de biomasa forestal Tipo de residuo (a) Cantidad (millones de toneladas/año)
Arbustos 5,0 Producción de leñas 0,5
Ramas y podas 1,0 TOTAL 6,5 Disponibilidad potencial de biomasa forestal
Tipo de residuo (b) Cantidad (millones de toneladas/año) Arbustos 0,6
Biomasa procedente del áreas quemadas 0,4 Ramas y podas 1,0
TOTAL 2,0 Potencial disponible de residuos forestales y de IT M, para producción de
energía Procedencia del residuo (c) Cantidad (millones de toneladas/año)
Foresta 2,0 Industria manufacturera de madera 0,2
TOTAL 2,2
Cabe señalar, además, que la biomasa es un material susceptible de
transformación en diferentes tipos de biocombustibles, no sólo sólidos
(briquetas y pellets), sino también líquidos (etanol y metanol) o gaseosos
(metano).
En Portugal se utiliza para la producción de energía una parte importante de la
biomasa forestal residual, en industrias tales como la producción de pasta de
papel, paneles, aglomerados y residuos de madera (briquetas y pellets).
En 2005 se hizo una apuesta por este tipo de energía renovable, lanzando un
concurso para asignar 100 MW de potencia para la producción de energía
eléctrica a partir de biomasa forestal residual. El objetivo era alcanzar los 250
MW de potencia en centrales basadas en la biomasa forestal.
57
En vista de la apuesta por esta energía renovable y teniendo en cuenta el
potencial de la biomasa forestal en Portugal, existen expectativas en el
aumento de las necesidades de esta materia prima. En este sentido, la
sostenibilidad del subsector energético con base en la biomasa forestal, frente
a las capacidades a instalar, puede que tenga que pasar por la implantación de
cultivos forestales energéticos complementarias a los sobrantes, en caso de
carencias de suministro a las centrales.
En caso contrario, la disponibilidad de biomasa procedente de residuos
forestales podría ser insuficiente para las necesidades del país. Por otra parte,
algunos participantes estiman que las necesidades de materia prima para
abastecer a las centrales dedicadas (cuando entran en operación todas las
centrales en funcionamiento), centrales de cogeneración, fábricas de pellets y
cementeras, rondarán, a partir de 2015, las 4 Mt/año.
Teniendo en cuenta los valores de la Tabla 26, Portugal puede tener un déficit
de materia prima para la producción de energía a partir de la biomasa forestal
en cerca de 2 Mton / año, si las centrales programadas y proyectadas entran en
operación.
2.18.2. Residuos agrícolas
La agricultura ocupa cerca de 34% de la superficie total de Portugal. Según los
datos ofrecidos por el Instituto Nacional de Estadística portugués, la agricultura
que se practica sigue siendo sostenida por el cultivo de cereales (53%), que
ocupa el mayor área de cultivos temporales. Por otra parte, entre la explotación
del olivo y de la vid se ocupa cerca del 90% de la superficie empleada en
cultivos permanentes.
Se entiende como residuos agrícolas los que proceden de actividades
agrícolas, sin utilización posterior en la propia explotación. Así, se incluyen en
esta definición las pajas de los cereales, los tallos del girasol y del maíz, las
partes aéreas de las principales plantas herbáceas y las ramas de las podas de
los árboles.
58
La cantidad total de residuos agrícolas generados en territorio portugués
(alrededor de 1.172 millones de toneladas) no siempre está disponible para su
uso como biomasa. Las pajas tienen como aprovechamiento principal la
alimentación animal y la fabricación de camas para el ganado, por lo que
alcanza un gran valor comercial (alrededor de 35,2 €/t), lo que hace que esta
materia prima sea menos competitiva frente a otras.
Las partes aéreas de las plantas herbáceas constituyen también un residuo de
biomasa, sin embargo, éstas se dejan sobre el terreno para la alimentación del
ganado o, como alternativa, se utilizan como fertilizantes.
En el cultivo del girasol y del maíz, los tallos remanentes se dejan sobre el
terreno. Después de la trilla se queman y más tarde se utilizan las cenizas
como fertilizante para la próxima temporada de cultivo. Los residuos del girasol
y del maíz son, de este modo, los únicos residuos susceptibles de utilizarse
como biomasa, aunque, en una situación de demanda, puede tener
competencia por parte del mercado de alimentación del ganado.
En cuanto a los cultivos permanentes, la utilización de la leña de poda se
contabiliza como fuente de energía renovable. Esta, contrariamente a la paja,
no tiene mercado alternativo, lo que significa que no tienen valor comercial,
pudiendo ser utilizadas en pequeña escala para calefacción doméstica. Sin
embargo, esta fuente energética sólo está disponible de octubre a diciembre
cuando se realizan las podas de los árboles.
2.18.3. Cultivos energéticos
En Portugal, la inversión en cultivos energéticos es muy débil, y no hay casi
información sobre su cantidad, lo que hace que sea muy difícil hacer un
balance de los cultivos energéticos existentes. Hay cierta información acerca
de una plantación en la cual en 2005 se sembraron cerca de 200 hectáreas de
cultivo de cardo, obteniendo una producción de 15 a 20 toneladas por hectárea,
y tenían en fase de instalación más 400 ha. Esta especie tiene como producto
59
principal la biomasa, permitiendo la producción de biocombustible líquido y
sólido.
Existen muchas plantaciones de eucalipto en Portugal, sin embargo, estas no
están destinadas a ser utilizadas como biomasa, pues se emplean en la
industria celulosa para la producción de pasta de papel. Con el cultivo de
algunas especies energéticas en Portugal se están comenzando a dar los
primeros pasos en la dirección de la obtención de biomasa mediante estos
cultivos.
2.19. República Dominicana
Los resultados presentados sobre República Dominicana aluden a lo definido
en los documentos “El mercado de Energías Renovables en República
Dominicana” [29], “Síntesis de evaluación de necesidades tecnológicas (ENT)
para la Mitigación del Cambio Climático y Reporte de plan de acción para la
transferencia de tecnologías priorizadas en la República Dominicana” [30] y
“Perspectiva de energías renovables: República Dominicana” [31].
Existen muchas fuentes potenciales de materia prima de biomasa en la
República Dominicana, incluidos los residuos de cultivos agrícolas, tales como
el bagazo de la caña de azúcar, la cáscara del café, la paja del arroz y las
cáscaras de coco, así como biomasa de leña. Los residuos de cultivos y la
biomasa de leña son recursos energéticos renovables y limpios. Los residuos
de cultivos siguen un patrón regular de producción y pueden medirse de forma
proporcional a la cantidad de terrenos utilizados para el cultivo y el número de
veces que el cultivo se produce al año. Ambas formas de biomasa se pueden
utilizar para calor o electricidad, o pueden ser gasificados para tener la misma
funcionalidad que el petróleo o gas natural, pero sin bajar las emisiones netas
de carbono [29].
Para definir el potencial del recurso biomásico en el país, no existe información
completa sobre la cual se pudiera realizar una estimación. Este potencial
60
estaría conformado por la oferta sustentable de leña (bosques, plantaciones
forestales, árboles, cercas vivas, cafetales), los productos de los ingenios de
azúcar (bagazo, cachaza, residuos agrícolas de las cosechas) y otros residuos
biomásicos (aserraderos, arroceras, bananeras, plantaciones de piña,
beneficios de café, plantaciones de palma africana, criaderos de animales,
etc.). La mayoría de los datos de las instituciones nacionales, ya sean
forestales, agricultura, o energía, no tienen series de datos coherentes. El
rango de valores para cobertura boscosa, consumo de leña y carbón,
producción maderable, entre otros, es muy alto. Esta ausencia de información
representa un problema importante en los estudios energéticos, dada la alta
participación de la biomasa en el balance energético de República Dominicana.
Aún más, se desconoce qué porcentaje de la producción responde a patrones
de sustentabilidad. De ahí la importancia de identificar las fuentes de
producción de la biomasa en República Dominicana que permitirán alcanzar las
metas contempladas en el Plan DECCC, el cual contiene una curva de
reducción de costes que estima que para el 2030, la energía de biomasa
ahorraría casi 1,5 millones de toneladas equivalentes de dióxido de carbono
[30].
Cabe destacar que, según el Sistema de Información Económica-Energética de
OLADE (Organización Latinoamericana de Energía), la oferta de energía a
base de biomasa es de un 20% de la energía primaria total de la República
Dominicana (en millones de barriles equivalentes de petróleo). Esto sugiere un
uso potente por parte del país de este tipo de energías, pero como se ha
mencionado previamente, no resulta coherente con los datos reales.
61
Figura 7. Oferta de energía primaria en la República Dominicana (2014).
Los residuos procedentes del sector agrícola proporcionan la mayor parte del
potencial energético, así como el estiércol de animales y los residuos
domésticos para producción de biogás. Las fuentes tradicionales de residuos
agrícolas incluyen caña de azúcar, arroz, café y plantaciones de bananas y
cacao. Los residuos de las cosechas requieren costes adicionales de
recolección pero son costes accesibles. Existe cierto potencial también en la
biomasa leñosa (madera combustible y residuos forestales), sin embargo, dicho
potencial es bajo y sus costes significativos [31].
Así pues, según lo previamente definido y atendiendo a la aplicabilidad y al
potencial específico de la biomasa en la República Dominicana, cabe
mencionar que su rango de aplicación es amplio, dependiendo principalmente
de la disponibilidad de combustible. Se usa el bagazo de caña para la
producción de energía en su proceso de producción y los molineros de arroz
usan la paja de arroz en su calderas para el proceso de secado, que genera
vapor de baja presión para la industria textil dominicana (zonas francas), las
centrales eléctricas a base de biomasa tienen típicamente capacidades del
orden de los 20 MW. Sin embargo, existe la necesidad de cuantificar el
62
volumen en los diferentes tipos de biomasa, así como su caracterización,
estacionalidad y referencia geográfica en la producción, lo cual definiría el
alcance de un estudio, que sería el insumo básico para la implementación de
cualquier proyecto de biomasa [30].
En la república Dominicana, la energía de fuentes biomásicas está asociada a
los ingenios azucareros y los molinos de arroz, que utilizan el bagazo que
queda después de extraer el jugo de la caña y el descascarado y pulido del
arroz para la generación de energía. De la capacidad instalada total con este
tipo de tecnología, el bagazo de caña representó el 26,1% y otras biomasas el
2,6% en el año 2006 [30].
Desechos de origen agrícola generan 2.345.578 toneladas por año de biomasa
y corresponden a los productos agrícolas de mayor importancia como son
arroz, cacao, café, caña de azúcar, habichuelas, maíz y plátano. Los desechos
agrícolas como el arroz, maíz, café y caña de azúcar están siendo utilizados
desde hace mucho años, pero sin un criterio tecnológico de uso eficiente de la
misma [30].
2.20. Uruguay
Los resultados presentados sobre Uruguay aluden a lo definido en los
documentos “Balance Energético Nacional” [32] y “Oportunidades de inversión:
Energías Renovables” [34] y en la página web del “Proyecto BIOVALOR” [33].
La oferta bruta de biomasa creció 5% en 2016 respecto al año anterior. Para
analizar el comportamiento de la biomasa es conveniente desagregar en las
diferentes fuentes que participan bajo esta denominación, teniendo así: leña,
residuos de biomasa (cáscara de arroz, bagazo de caña, licor negro, gases
olorosos, metanol, casullo de cebada y residuos de la industria maderera) y
biomasa para la producción de biocombustibles [32].
La oferta bruta de leña para el año 2016 fue de 521 ktep, similar a lo registrado
en 2015 (522 ktep), manteniendo los niveles que se vienen registrando en los
63
últimos años. Respecto a los residuos de biomasa, la oferta bruta presentó un
crecimiento de 5% en 2016 (1.520 ktep) respecto a 2015 (1.441 ktep) [32].
En el caso de la biomasa para la producción de biocombustibles, la oferta bruta
para 2016 fue 114 ktep, manteniéndose del orden con respecto a 2015 (115
ktep). En estos últimos años, se observa una clara tendencia al aumento en la
oferta de fuentes de energía primarias involucradas en la producción de
bioetanol y biodiesel, situación que no se mantuvo para 2016 [32].
Tabla 27. Residuos de biomasa por año en Uruguay [33].
ktep 2013 2014 2015 Cáscara de arroz 37,9 42,9 44,0 Bagazo de caña 23,0 26,3 24,1 Casullo de cebada - 0,6 0,4 Licor negro 636,4 833,2 1.172,4 Metanol 0,0 0,3 0,6 Gases olorosos 4,2 14,7 16,5
Aserrín, residuos forestales, chip 156,3 208,9 183,7
OFERTA 857,8 1.127,0 1.441,5 Centrales eléctricas servicio público -70,5 -88,4 -107,3
Centrales eléctricas autoproducción -101,3 -137,7 -176,5
CENTROS DE TRANSFORMACIÓN -171,8 -226,1 -283,9
CONSUMO FINAL ENERGÉTICO 686,0 900,9 1.157,6 Residencial 7,6 7,6 7,6 Industrial 678,4 893,3 1.150,0
2.20.1. Residuos forestales
Se estima que en el cultivo, los residuos forestales generados son entre el 10%
y 30% del árbol en pie. Por otra parte, en los procesos industriales como el
aserrado, la producción de residuos es alrededor de 50% de la madera
procesada. Según el Censo Nacional de Aserraderos (2014), existe una
capacidad instalada de aserrado en el país de entre 3 y 3,2 millones de m3/año,
gran parte en establecimientos de más de 50.000 m3/año. La existencia de
grandes aserraderos se presenta como una posible ventaja para la utilización
del aserrín para la producción de etanol. Instalando una planta junto a dichos
64
establecimientos se reducen los costes de transporte y las necesidades de
stock. Sin embargo, la tecnología disponible para este tipo de producción es
todavía incipiente. También a partir de los residuos industriales de la
producción de celulosa se genera energía [34].
De este modo, existen dos tipos de modelo de negocio para la generación de
energía a partir de estos materiales: el establecimiento de una planta de
generación de energía como negocio principal o la cogeneración como un
subproducto, que permite reducir costes y eventualmente volcar el excedente a
la red eléctrica [34].
2.20.2. Residuos agrícola-ganaderos
Si bien actualmente existen varias experiencias de generación a partir de otros
residuos agrícolas, estos recursos están sub-explotados. Una de las primeras
fuentes de este tipo utilizadas en el país ha sido la cáscara de arroz. Hay dos
emprendimientos de procesamiento de este residuo. También existen
experiencias con la utilización del bagazo (subproducto de la caña de azúcar)
para la producción de electricidad [34].
En cuanto a residuos generados por las actividades ganaderas, también
existen experiencias de producción de biogás a partir de digestión anaerobia en
el área de la lechería y de la producción de lana [34].
Las principales actividades generadoras de residuos orgánicos son aquellas
asociadas a la producción bovina. La ganadería de engorde, las actividades
asociadas a la lechería, los frigoríficos y las curtiembres generan un 71% del
total de estos residuos [34].
65
Figura 8.Generación de residuos por sector [34].
2.20.3. Biocombustibles líquidos
Uruguay posee condiciones para la producción de combustibles líquidos a
partir de la biomasa. La producción de bioetanol y biodisel ha crecido
constantemente desde 2010. Su participación en la oferta bruta de energía
pasó de 0,5% en 2010 a 2,2% en 2015 [34].
La empresa ALUR S.A. (94% propiedad de ANCAP - Administración Nacional
de Combustibles, Alcohol y Portland-) es el principal productor de
agrocombustibles del país. Cuenta con una capacidad de producción de
bioetanol de 100 millones de litros al año cuyo principal destino es el suministro
a ANCAP, donde se mezcla con las gasolinas en un porcentaje de 5%.
Además, cuenta con una capacidad de producción anual de 83 millones de
litros de biodiesel que también son suministrados a ANCAP, para realizar una
mezcla del 5% con el gasoil. La empresa ha logrado colocar sus productos en
mercados internacionales: el bioetanol ha sido exportado a Chile y el biodiesel
ha logrado ingresar al mercado holandés (el biodiesel exportado se generó a
partir de aceite de fritura) [34].
66
Para la producción de bioetanol, ALUR S.A utiliza sorgo bajos taninos y caña
de azúcar como materias primas. Por su parte, las materias primas utilizadas
para la producción de biodiesel incluyen soja y canola, sebo vacuno y aceite
usado de fritura [34].
2.20.4. Residuos urbanos
Actualmente, Uruguay no cuenta con plantas de mediano o gran porte para la
transformación de los residuos urbanos en energía, más allá de planes piloto
llevados a cabo por algunas intendencias. En Maldonado opera la planta Las
Rosas. Con una capacidad instalada de 1,2 MW, genera energía eléctrica a
partir de la captura y quema de biogás. En Montevideo, una planta de captura
de gas metano, bajo un acuerdo con el Banco Mundial, genera Certificados de
Reducciones de Emisiones. En este último proyecto el gas generado podría
utilizarse para generar energía eléctrica [34].
El tratamiento y disposición final de residuos urbanos es responsabilidad de
cada una de las 19 intendencias del país. Según los distintos estudios
disponibles, se estima que los RSU dispuestos en los principales Sitios de
Disposición Final totalizan 1.100.000 t/año de los cuales 780.000 corresponden
a Montevideo [34].
En noviembre de 2015, la Cámara de Industrias del Uruguay (CIU) inauguró un
sitio de disposición final de residuos sólidos industriales que recibe parte de los
desechos industriales de la capital y alrededores, procedentes tanto de
empresas públicas como privadas. El sitio recibe residuos provenientes de la
industria primaria (agro industria), secundaria (manufacturera) y servicios. Las
autoridades nacionales y departamentales consideran la valorización de
residuos a través de la producción de energía como una acción necesaria y se
encuentran interesadas en desarrollar emprendimientos de este tipo, que
abarquen varios centros urbanos y entienden que existen oportunidades para el
ingreso de actores privados [34].
67
A continuación se presentan una serie de valores gráficos de cara a comprobar
la evolución de la energía en Uruguay, viéndose tanto las energías renovables
como los porcentajes que aporta cada tipo de energía a la producción total. En
la Figura 9 se puede comprobar que, respecto a la producción total, la biomasa
representa un 11% de la potencia total instalada en el país.
Figura 9. Potencia instalada por fuente y año en Uruguay [34].
En la Figura 10 se observa la tendencia positiva que refleja el uso de energías
renovables en Uruguay, llegando a casi un 60% del abastecimiento total de
energía con una energía total equivalente por encima de los 3.000 ktep*.
Figura 10. Abastecimiento de energía por tipo y año en Uruguay [34].
68
Por último, en la Figura 11 se facilita de forma gráfica la participación en la
producción de energía eléctrica según el tipo de tecnología empleada. Así
pues, se observa que la biomasa tiene un peso del 18% de la producción total
de electricidad.
Figura 11.Generación de electricidad por fuente y año en Uruguay [34].
En el Anexo V se amplía información sobre el diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Uruguay.
2.21. Venezuela
Los resultados presentados sobre Venezuela aluden a lo definido en el libro
“Bioenergía: Fuentes, conversión y sustentabilidad” [1]. Se presenta a
continuación la información más relevante respecto al objeto del presente
documento.
Existe un desarrollo de centrales azucareras en el país, se implementa el uso
de bagazo (residuo del procesamiento de la caña de azúcar) como combustible
para la producción de vapor utilizable dentro del proceso industrial y para la
producción de energía eléctrica necesaria para dicho proceso, dentro de los
periodos de cosecha y procesamiento de la caña.
69
La capacidad nominal de generación en conjunto de las 18 centrales
azucareras del país era 120 MW, en los cuales el 63% de la energía se
producía a partir de la quema de bagazo de caña, y el otro 36% a partir de
combustibles fósiles (22,58% fuel-oil, 0,12% diésel y 12,93% gas natural), la
diferencia del 1% fue comprada al sistema eléctrico nacional.
Se tenía en propuesta la instalación de 266 MW de generación con biomasa en
las regiones con mayor potencial biomásico, 71 MW para el 2013 y 195 para el
2014.
2.21.1. Residuos agrícolas
Atendiendo al potencial de los residuos de biomasa generados en Venezuela,
la Tabla 28 recoge las cifras conocidas a 2011 en este aspecto, para cada uno
de los cultivos listados. Como se ha visto en la información recolectada de
otros países, nuevamente la caña de azúcar es el cultivo cuyos residuos tienen
el mayor potencial energético entre otros [1].
Tabla 28. Potencial de los residuos agrícolas de Venezuela [1].
Cultivo Producción (t/año) Residuo (t/año) Potencial energético (TJ/año) Palma de aceite 438.526 837.585 8.091 Caña de azúcar 8.134.111 48.316.619 368.811
Café 75.510 404.733 3.937 Maíz 2.117.710 2.985.971 32.064 Arroz 845.254 2.155.398 9.550
Plátano 304.971 1.875.572 1.071
TOTAL 11.916.082 56.575.878 423.524
2.21.2. Residuos sólidos urbanos (RSU)
En los últimos años ha habido un aumento significativo en la recolección de los
RSU, debido a los cambios en patrones de consumo de la población, el poder
adquisitivo, entre otras causas. La cantidad de residuos por habitante fue de
0,992 kg·hab/día La mayor parte de los RSU (cerca de 95%) se destina a los
vertederos a cielo abierto, generando serios problemas de contaminación, sin
aprovechamiento de la fracción orgánica. Entre los cultivos tropicales
70
tradicionales, los principales rubros productores son la caña de azúcar, el café
y el cacao. Los residuos del procesamiento industrial de estos cultivos son
subutilizados y, en el caso del café, acumulados. Se plantea el desarrollo de
tecnología para la valorización energética de los desechos agrícolas de café en
la producción de briquetas para su uso como combustible, secado y doméstico
[1].
71
BIBLIOGRAFÍA
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conversión y sustentabilidad, Bogotá, Colombia: La Red Iberoamericana
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73
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Paraguay: GIZ pp.21-39.
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el Paraguay. Lima, Perú: Fundación Friedrich Ebert (FES).
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74
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Dominicana, Santo Domingo, República Dominicana: Instituto Español
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[30] Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales (2012). Síntesis de
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Cambio Climático y Reporte de plan de acción para la transferencia de
tecnologías priorizadas en la República Dominicana. Santo Domingo,
Rep. Dominicana: Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales,
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[31] International Renewable Energy Agency (IRENA), (2017), Perspectiva
de energías renovables: República Dominicana, Santo Domingo,
República Dominicana: Comisión Nacional de Energía (CNE).
[32] Ministerio de Industria, Energía y Minería, (2016), Balance Energético
Nacional, Montevideo, Uruguay: Dirección Nacional de Energía (MIEM).
[33] Proyecto BIOVALOR – Generando valor con residuos agro-industriales
(05-04-2018), Ministerio de Industria, Energía y Minería - El Ministerio
de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente - El Ministerio
de Ganadería, Agricultura y Pesca., Montevideo, Uruguay. Extraído de:
<http://biovalor.gub.uy/>
[34] Instituto de Promoción de Inversiones y Exportaciones, (2017),
Oportunidades de inversión: Energías Renovables, Montevideo,
Uruguay: URUGUAY XXI.
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo I. Diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Colombia
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
1
Disponibilidad de los recursos de biomasa
La estimación de los residuos de biomasa generados en Colombia se muestra
en la Tabla 1.
Tabla 1. Residuos de biomasa generados en Colombia.
Cultivo Área cosechada
(ha)
Producción
(t)
Eficiencia
(t/ha)
Café 777.705 853.920 1,06
Caña de azúcar 219.379 24.464.863 110,0
Caña de panela 190.667 1.151.189 5,87
Banano 32.808 341.475 10,15
Banano Exportación 47.583 1.664.312 30,82
Arroz riego 231.026 1.469.870 5,58
Arroz secado manual 63.780 137.911 2,55
Arroz secado
mecanizado 293.432 995.279 4,80
Palma de aceite 1.000.052 2.847.238 2,54
Maíz tecnificado 1.229.235 223.000 4,12
Maíz tradicional 289.428 420.424 1,56
Plátano 394.073 3.684.345 8,61
Plátano exportación 20.484 226.710 14,83
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
2
Localización de la biomasa
Tabla 2. Producción de café por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Antioquia 14
Cauca 10
Huila 17
Tolima 13
Valle del Cauca 7
Caldas 8
Santander 6
Total 75
Tabla 3. Producción de caña de azúcar por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Cauca 16
Meta 5
Valle del Cauca 77
Total 98
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
3
Tabla 4. Producción de caña panelera por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Cauca 6
Cundinamarca 15
Santander 16
Antioquia 13
Boyacá 14
Tolima 6
Total 70
Tabla 5. Producción de plátano de exportación por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Antioquia 49
Chocó 45
Total 94
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
4
Tabla 6. Producción de plátano por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Antioquia 9
Quindío 7
Chocó 5
Tolima 5
Valle del Cauca 9
Meta 7
Risaralda 4
Córdoba 7
Caldas 6
Arauca 15
Total 74
Tabla 7. Producción de banano por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Cundinamarca 12
Quindío 10
Santander 11
Tolima 11
Valle del Cauca 32
Total 76
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
5
Tabla 8. Producción de banano de exportación por departamentos.
Departamento
(Provincia)
% de la Producción
Nacional
Antioquia 72
Magdalena 25
Total 97
Accesibilidad de la biomasa
Teniendo en cuenta la amplia superficie de Colombia, dependerá de la
localización de los residuos la facilidad de acceso a los mismos. Así, en zonas
montañosas existen pendientes cuyo desnivel dificultarían las labores de
recolección, mientras que, en zonas de las llanuras, los valles (valle del río
Magdalena, valle del río Cauca, etc.) o la tierra caliente se ofrece una orografía
abordable desde el punto de vista práctico de la recogida de residuos.
Usos y destinos actuales de la biomasa residual y
excedentaria
Generalmente los residuos agrícolas de los cultivos se utilizan como
combustible, se dejan sobre la tierra para fertilizar los suelos o simplemente se
queman para evitar la proliferación de plagas. La otra parte los residuos agrícolas
industriales (RAI) se utilizan como fuente de calor en las mismas plantas
agroindustriales como los molinos de arroz (cascarilla), los ingenios azucareros
(bagazo) entre otros. Los RAI son de fácil recolección y el exceso se puede
utilizar en la generación eléctrica.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
6
Potencial energético de las biomasas más
representativas
Tabla 9. Potencial energético de la biomasa residual del sector agrícola en Colombia
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
7
Tabla 10. Potencial energético de la biomasa residual del sector pecuario en
Colombia.
Tabla 11. Potencial energético para la biomasa residual del sector de los residuos
sólidos orgánicos urbanos para doce ciudades de Colombia.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
8
Conclusiones
A partir de los residuos potenciales previamente listados se ha elaborado una
tabla en la que se ofrece una visión del grado de disponibilidad, así como la
potencialidad de los mismos a producir biogás.
Tipo de biomasa
Grado de disponibilidad
(clasificar de muy abundante a
poco abundante)
Grado de disponibilidad (clasificar de
fácil extracción a difícil
extracción)
Grado de biodegradabilidad (clasificar de muy biodegradable a
poco biodegradable)
Sector agrícola Media Mediana dificultad
Muy biodegradable
Ganadería bovina Abundante Difícil extracción Muy biodegradable
Ganadería porcina Poco abundante Fácil extracción Muy biodegradable
Ganadería avícola Abundante Mediana dificultad
Muy biodegradable
Residuos sólidos orgánicos
Poco abundante Muy difícil extracción
Biodegradable
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
9
Referencias
[1] H. Escalante Hernández, J. Orduz Prada, H. J. Zapata Lesmes, M. C. C.
Cardona Ruiz y M. Duarte Ortega, Atlas del Potencial Energético de la
Biomasa Residual en Colombia, Bogotá: Unidad de Planeación Minero
Energética (UPME), 2010.
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo II. Diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en España
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
1
Situación actual de la biomasa en España
En un estudio reciente, elaborado por Analistas Financieros Internacionales (Afi),
se revela que el balance actual de las biomasas en España es positivo y alcanza
los 1.323 millones de euros. Sin embargo, pone de manifiesto que con un
rediseño de los incentivos para el sector se podrían generar 12.596 empleos
adicionales (hasta un total de 45.541) y se podría alcanzar un balance positivo
anual de 2.147 millones de euros en 2021 [1].
En España, la biomasa representa un porcentaje muy modesto en el mix de
generación eléctrica. Del total de la producción nacional de energía eléctrica en
2016, la biomasa, el biogás y la fracción orgánica de los residuos municipales
(FORM) solo suponen un 2,1% del total. El crecimiento entre 2010 y 2017 ha
sido prácticamente nulo [1].
En lo referente a la generación térmica, España consume significativamente
menos biomasa que la media UE-28. De acuerdo con el informe EurObserv´ER
de diciembre de 2017, España ocupa la posición 22 de la UE-28 en consumo de
energía procedente de biomasa sólida per cápita (0,114 tep/hab). A pesar de la
abundancia de recursos autóctonos, los combustibles fósiles son ampliamente
utilizados tanto en edificaciones como en industrias, en detrimento de otras
fuentes de generación sostenibles y autóctonas como la biomasa [1].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
2
Disponibilidad y localización
Residuos de cultivos, industria y restos agroforest ales
Como añadido a lo descrito en el documento Tarea 1. Diagnóstico de los
recursos de biomasa disponibles en Iberoamérica se presentan los siguientes
mapas de distribución y aprovechamiento de la biomasa producida en terreno
forestal y agrícola (Figuras 1 a 6). Además, se complementa la información
expuesta en el mentado documento con datos relativos a biomasa de origen
industrial y biomasa orgánica de diversa procedencia.
Figura 1. Aprovechamiento de restos en masas forestales existentes [2].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
3
Figura 2. Aprovechamiento de árbol completo en masas forestales existentes [2].
Figura 3. Masas leñosas susceptibles de implantación en terreno forestal [2].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
4
Figura 4. Aprovechamiento de restos de cultivos agrícolas tradicionales [2].
Figura 5. Masas herbáceas susceptibles de implantación en terrenos agrícolas [2].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
5
Figura 6. Masas leñosas susceptibles de implantación en terrenos agrícolas [2].
Residuos agroindustriales
Además de esta biomasa forestal y agrícola de campo, existe un importante
volumen de biomasa agroindustrial. En España existe una disponibilidad anual
de 12 millones de toneladas de subproductos de las industrias de la madera y
agroalimentarias que incluyen aproximadamente 5 millones de toneladas de
residuos sólidos de la industria de la madera, 4,5 millones de toneladas de
residuos de industrias agroalimentarias y 1,7 millones de toneladas de licores
negros de la industria papelera.
En 2011 fue realizada una evaluación de los recursos disponibles en algunos
sectores industriales que generan subproductos sólidos que pueden ser de
interés para su uso como combustibles en calderas, poniendo especial énfasis
en subproductos con suficiente calidad para uso en el sector doméstico. Las
empresas incluidas en la evaluación son:
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
6
• Industrias de la madera de primera transformación e integradas
(aserraderos, fábricas de embalajes, etc.).
• Industrias de la madera de segunda transformación (muebles, puertas,
etc.).
• Industria olivarera (almazaras, orujeras).
• Industria descascaradora de frutos secos: almendras, avellanas y piñas.
• Industria vitivinícola (industria alcoholera).
Según dicha evaluación, la suma de recursos disponibles en España asciende a
1.242 ktep/año. El análisis de la disponibilidad de energía en los subproductos
según tipo de industria (Figura 7) indica que el 61% de la energía está disponible
en los subproductos de la industria de la madera y el mueble y el 26% en la
industria del olivar. El 13% restante se reparte entre la industria descascaradora
de frutos secos y las alcoholeras.
Figura 7. Importancia porcentual de cada recurso según el tipo de industria [3].
En el análisis por comunidades autónomas (Figuras 8 y 9) destaca Andalucía
(321 ktep/año), seguida por Galicia (167 ktep/año), Cataluña (143 ktep/año) y
Castilla y León (140 ktep/año). En términos relativos, Andalucía dispone del 26%
de la disponibilidad anual de energía de subproductos de biomasa, Galicia
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
7
(13%), Cataluña (12%), Castilla y León (11%), Castilla-La Mancha (8%) y País
Vasco (6%) tienen, a su vez, cantidades destacables de recurso.
Figura 8. Disponibilidad por Comunidades Autónomas en subproductos de biomasa
industrial [3].
Figura 9. Mapa político de España [4].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
8
Residuos orgánicos de diversa procedencia
Asimismo, existe un importante volumen de residuos/subproductos orgánicos
procedentes de los siguientes ámbitos:
• Industria alimentaria
• Ganadería
• Plantas de biocombustibles líquidos
• Gran distribución alimentaria
• Bares, hoteles y restaurantes
Los residuos de las industrias alimentarias (IIAA) se han dividido en dos grandes
grupos, en función de que su origen sea animal (subproductos cárnicos,
subproductos lácteos y subproductos de pescado, Figura 11) o vegetal
(subproductos hortofrutícolas excedentes, subproductos hortofrutícolas no
conformes, subproductos de transformación de productos hortofrutícolas, paja
de cereal, lodos EDARI – transformados vegetales, Figura 12).
Figura 10. Residuos agroalimentarios de origen animal (t/año) [2].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 11. Residuos agroalimentarios de origen vegetal (t/año) [2].
El potencial de las deyecciones ganaderas (Figura 12) se ha calculado en base
al uso de coeficientes de generación según especie, edad fisiológica y
orientación productiva, a lo que se añaden los coeficientes de productividad de
biogás específicos de cada residuo. Además, también se ha tenido en cuenta la
diferenciación entre explotaciones intensivas y extensivas según la densidad en
cabezas por hectárea de la explotación. Las provincias claramente extensivas o
intensivas se han utilizado para fijar densidades “de corte” (4 cabezas/ha para
porcino y 2 cabezas/ha para bovino). Todas aquellas explotaciones cuya
densidad sea menor que la densidad de corte fijada, son consideradas
extensivas y han sido eliminadas del potencial accesible. Una vez obtenido el
potencial accesible, dicho potencial se ha minorado teniendo en cuenta los usos
o aprovechamientos alternativos considerados en el análisis de disponibilidad.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 12. Residuos agroindustriales de origen ganadero (t/año) [2].
En cuanto a los subproductos procedentes de las plantas de biocombustibles
líquidos (Figura 13), se han tenido en cuenta los subproductos generados en las
plantas de biodiesel (glicerina) y bioetanol (residuos del aprovechamiento como
materias primas de remolacha azucarera, trigo o maíz). La metodología
empleada está basada en la aplicación de factores de generación de residuos
según la capacidad de producción de biocarburante instalada.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 13. Residuos de plantas de biocombustibles líquidos (t/año) [2].
La estimación de los residuos perecederos procedentes de la gran distribución
alimentaria (hipermercados y supermercados, Figura 14) se ha realizado en base
a los datos del informe “Consumo y gasto en hogares en supermercados e
hipermercados”, publicado en el año 2006 por el Ministerio de Agricultura, Pesca
y Alimentación. Sobre dichos datos, se ha aplicado una serie de coeficientes
para estimar la generación de residuos (consumo según subcategoría de
producto a partir del cual se genera el residuo, cuota de mercado de la gran
distribución, variabilidad provincial del consumo y pérdida de los diferentes
productos perecederos en supermercados).
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 14. Residuos de plantas de distribución alimentaria (t/año) [2].
Para los residuos HORECA (Figura 15), la metodología ha sido análoga. En este
caso, se ha empleado una base de datos principal “Cifras de población” (INE,
2008) para estimar el consumo total en bares, restaurantes y hoteles. Sobre
dicha fuente de datos se han aplicado diferentes coeficientes para estimar la
generación de residuos (consumo según subcategoría, estimación del consumo
realizado por el sector y provincia y generación de residuo respecto al total
comprado por los establecimientos).
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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13
Figura 15. Residuos HORECA (t/año) [2].
Accesibilidad, transporte y gestión
La accesibilidad a la biomasa se ve limitada por restricciones de índole ecológica,
económica o de mecanización (figuras de protección, altitudes, pendientes, etc.).
Por otra parte, el propio rendimiento durante el proceso de recogida de la misma
reduce su accesibilidad [5], ya que se deben dejar restos en el terreno por
razones ecológicas además de la imposibilidad de recoger el 100% del material
(mayor dificultad por pendiente, etc.). Por ello, se recomienda analizar de manera
individual la facilidad de acceso a la biomasa en función de las características
orográficas, legales, etc. de cada localización.
Cabe mencionar, además, que la mayoría de la superficie forestal de España se
encuentra en propiedades privadas y, en muchos casos, esa propiedad es de
pequeño tamaño, siendo otro problema añadido para la movilización de biomasa
forestal. Se ha de tener en consideración que la superficie forestal en España
tiene una fisiografía compleja, con más de un 36% en pendientes superiores al
35%, y cerca de un 39% con pendientes entre 12,5 y 35%. Esto supone una gran
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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14
proporción de superficie con importantes dificultades para el aprovechamiento
de la madera y de la biomasa [6].
Por otro lado, el coste de transporte de la madera representa el 20-40% de su
precio, mientras que el de la biomasa se acerca al 45% viéndose muy afectado
por el menor coeficiente de apilado [6]. Este hecho evidencia una falta de
eficiencia en el proceso de recogida y transporte.
Así pues, se necesita el desarrollo de maquinaria adecuada para las condiciones
españolas. La maquinaria procedente del norte de Europa está pensada para
grandes superficies forestales y pendientes reducidas. Sería útil poder emplear
máquinas más pequeñas y específicas, tanto en el interior del monte como en
su transporte por carretera donde la exigencia de camiones-góndola complica la
movilidad [6].
Dependiendo de la zona geográfica de implantación existen diversos factores
que afectan directamente a la gestión de la biomasa, desde razones legislativas
hasta falta de aprovechamiento en la recogida dadas las condiciones
orográficas.
Clasificación de la biomasa en España
Tabla 1. Clasificación de la biomasa en España.
Tipo de biomasa Grado de abundancia
Dificultad en la extracción
Grado de biodegradabilidad
Residuos de cultivos, industria y restos agroforestales
Muy abundante
Difícil extracción Biodegradable
Residuos agroindustriales Poco abundante
Fácil extracción Biodegradable
Residuos orgánicos de diversa procedencia Abundante Mediana
dificultad Muy
biodegradable
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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15
Bibliografía
[1] Unión por la biomasa, «Balance Socioeconómico de las Biomasas en España
2017-2021,» 06 2018. [En línea]. Available:
http://www.unionporlabiomasa.org/pdf/Balance_Biomasas.pdf. [Último acceso:
04 07 2018].
[2] Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital, «ANEXO IV. EVALUACIÓN
DEL POTENCIAL DE LAS FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES,» de
INFORME DE SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DEL PLAN DE ENERGÍAS
RENOVABLES 2011-2020, Madrid, MINETAD, 2011, pp. 7-24.
[3] Ministerio de Economía y Competitividad, «Plataforma Tecnológica Española de
la Biomasa (BioPlat),» 2012. [En línea]. Available:
http://www.bioplat.org/setup/upload/modules_docs/content_cont_URI_3387.pdf.
[Último acceso: 03 07 2018].
[4] Ministerio de Sanidad, Consumo y Bienestar Social, «Organismos Autonómicos
de Salud, Consumo, Servicios Sociales e Igualdad,» MSSSI, 2018. [En línea].
Available: https://www.msssi.gob.es/organizacion/ccaa/directorio/home.htm.
[Último acceso: 03 07 2018].
[5] Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital, INFORME DE
SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DEL PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES
2011-2020, Madrid: MINETAD, 2011.
[6] Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales, «Principales obstáculos y
retos para el desarrollo comercial de la biomasa forestal,» 24 05 2012. [En línea].
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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16
Available: http://www.unionporlabiomasa.org/pdf/6raulcalle.pdf. [Último acceso:
03 07 2018].
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo III. Diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en México
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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1
Disponibilidad de los recursos de biomasa
Tipología y cuantía de las diferentes corrientes en general. Inventario de las
biomasas residuales principales que se generan en el país.
En México, debido a su orografía y heterogeneidad productiva y económico-
social, es importante contemplar además del inventario de las biomasas
residuales, la eficiencia energética, el impacto ambiental y social que tendrá el
potencial aprovechamiento de dichas biomasas puesto que existe una gran
diversidad de posibles biomasas disponibles.
En el presente trabajo se toma como referencia el año 2016 y fundamentalmente
se homologará con reportes realizados para otras latitudes en Iberoamérica,
pudiéndose ampliar o restringir algunas de las actividades reportadas. De esta
manera, además de considerar las actividades pecuarias, agrícola,
agroindustrial, forestal y residuos domésticos, se reporta el potencial
aprovechamiento de la carga orgánica de aguas residuales municipales.
En la Tabla 1 se resume el potencial de biomasas residuales disponibles en
México, para fines de comparación se asigna un valor porcentual donde
seguramente se subestiman otras fuentes potenciales al tratarse de periodos
temporales próximos (2015-2017).
Tabla 1. Biomasa residual en México.
FUENTE RESIDUOS (t/año) %
Pecuario 80.722.537 34%
Agrícola 75.730.000 32%
Agroindustria 28.000.000 12%
Domésticos 53.100.000 22%
Agua residual (carga
orgánica, sólidos volátiles)
1.248.000 1%
Forestal 805.834 0%
TOTAL 239.606.371
Fuente: elaboración propia
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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2
El biogás, en México, conforme a la clasificación de bioenergéticos es
considerado como de primera generación, mientras que el biometano de
segunda generación y el biohidrógeno de tercera generación1. Sin embargo, en
el presente trabajo no se diferenciarán los términos biogás y biometano. A
continuación, se describen diferentes tipos de residuos que constituyen el
inventario biomásico contemplado.
Residuos pecuarios
La producción pecuaria en México es regulada por la SAGARPA2, para fines de
mantener uniformidad en las fechas de recolección de datos, las siguientes
tablas y figuras esquematizan la producción pecuaria nacional.
Figura 1. Producción de carne de pollo en México 2005-20163.
1 http://rtbioenergia.org.mx/wp-content/uploads/2016/12/Divulgacion_Estado-del-arte-de-la-bioenerg%C3%ADa-en-M%C3%A9xico.pdf 2 http://infosiap.siap.gob.mx/repoAvance_siap_gb/pecResumen.jsp 3https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/200631/Panorama_Agroalimentario_Avicultura_Carne_2016.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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3
Figura 2. Producción de carne de cerdo en México 2006-20174.
Figura 3. Producción de carne de bovino en México 2007-20175.
La Tabla 2 complementa la información necesaria para estimar la generación de
biogás por los recursos pecuarios mencionados.
4 http://www.ugrpg.org.mx/pdfs/Panorama%20Agroalimentario%20Carne%20de%20cerdo%202017.pdf 5https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/200639/Panorama_Agroalimentario_Carne_de_bovino_2017__1_.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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4
Tabla 2. Productividad de biogás para diferentes materias primas6.
Residuos agrícolas
México es el tercer país más grande de América Latina en términos de área de
tierras de cultivo y se convertiría en un foco central de atención para la
producción de biocombustibles. Ya en el año 2010 se realizaron estudios sobre
la distribución y potencial de recursos bioenergéticos de actividades agrícolas en
México, donde se evaluó el tipo, ubicación y cantidades de diversos residuos de
cultivos para evaluar su potencial de conversión en bioenergía a través de la
combustión y la fermentación. Se estimó que, en el año 2006, 75,73 millones de
toneladas de materia seca se generaron a partir de 20 cultivos en México. Del
total de residuos generados en 2010, 60,13 millones de toneladas corresponden
a residuos de cultivos primarios principalmente de paja de maíz, paja de sorgo,
hojas de caña de azúcar y paja de trigo. La generación de residuos de cultivos
secundarios representó 15,60 millones de toneladas a las cuales el bagazo de
caña de azúcar, mazorcas de maíz, bagazo de maguey y pulpa de café fueron
los principales contribuyentes7.
En México se estima que existe un potencial para uso energético de 472 PJ/año,
proveniente principalmente de residuos del maíz, la caña de azúcar, el sorgo y
el trigo, considerando una tasa de remoción de residuos del 40%1. Estos cultivos
6 http://rembio.org.mx/areas-tematicas/biogas/ 7 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032110000961
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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5
aportan el 85% de los residuos agrícolas del país1, pero sus usos actuales para
generar energía son muy limitados.
Más del 50% de los residuos de cosecha del maíz, sorgo, trigo y cebada, se
utilizan para protección del suelo, 27% para alimentar el ganado y 20% se
quema1. Por esta razón, existe interés en evaluar el potencial energético de
residuos que tienen baja calidad alimenticia, los cuales son mayormente
quemados en campo, por ejemplo, los residuos de cosecha de la caña y las
podas de frutales.
Residuos sólidos urbanos
En México, según la cifra más reciente publicada en 2015, la generación de RSU
alcanzó 53,1 millones de toneladas, lo que representó un aumento del 61,2%
con respecto a 2003 (10,24 millones de toneladas más generadas en ese
período; ver la figura 4). Si se expresa por habitante, alcanzó 1,2 kilogramos en
promedio diariamente en el mismo año8.
Figura 4. Generación de RSU, producto interno bruto (PIB) y gasto del consumo final
privado en México, 2003-2015.
8 http://apps1.semarnat.gob.mx/dgeia/informe15/tema/pdf/Cap7_Residuos.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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6
Un ejemplo del aprovechamiento de los residuos, en lo particular de la fracción
orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU), es la ciudad de México. En
el año 2017 se contempla aprovechar el biogás producido en los rellenos
sanitarios y se estima generar una tercera parte del consumo eléctrico del
Sistema de Aguas de la Ciudad de México por 138 GWh/año, con
aproximadamente 2.000 toneladas por día de FORSU9.
De acuerdo al Informe de la Situación del Medio Ambiente en México –
Semarnat, si se clasifica a las entidades federativas por el volumen de RSU
producidos, cinco concentraron el 45,7% en 2012: el estado de México (6,7
millones de toneladas; 16,1% del total nacional), el Distrito Federal (4,9 millones
de toneladas; 11,8%), Jalisco (3,1 millones de toneladas; 7,2%), Veracruz (2,3
millones de toneladas; 5,5%) y Nuevo León (2,2 millones de toneladas; 5,1%);
mientras que las que registraron los menores volúmenes fueron Nayarit (347 mil
toneladas; 0,82%), Tlaxcala (339 mil toneladas; 0,81%), Campeche (272 mil
toneladas; 0,65%), Baja California Sur (259 mil toneladas; 0,62%) y Colima (228
mil toneladas; 0,5%)10.
Durante 2016, los habitantes y la población flotante que diariamente ingresa a la
ciudad de México generaron 12.920 toneladas diarias de residuos sólidos
urbanos. La generación de residuos diaria por habitante en la ciudad se
encuentra entre 0,86 y 2,44 kilogramos por habitante al día11. En 2017 en México
se producían 102.895 toneladas de residuos al día.
Residuos agroindustriales
En 2016 EL Centro Mario Molina realizó el estudio “Bioenergía: Análisis regional
del aprovechamiento integral de los residuos de la industria agropecuaria”12. En
ese trabajo se ubica geográficamente y por ramo las principales industrias
9 http://www.cec.org/sites/default/files/documents/agenda/Thu-23-Mar-2017/04_jaime-slomianski-
aguilar.pdf 10 http://apps1.semarnat.gob.mx/dgeia/informe15/tema/pdf/Cap7_Residuos.pdf 11 http://www.sedema.cdmx.gob.mx/storage/app/media/IRS-2016.pdf 12 http://centromariomolina.org/wp-content/uploads/2017/10/5.-Bioenerg%C3%ADa_2016.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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7
agropecuarias, así como se realiza un inventario en donde se identifica el tipo y
la cantidad de residuos generados con el fin de encontrar oportunidades para su
aprovechamiento y para la mitigación de sus impactos. Los residuos analizados
son la producción de cerveza, de leche y sus derivados, la elaboración de
conservas de frutas y verduras, la producción y procesamiento y envasado de
cárnicos, de pescados y mariscos, así como la industria azucarera y la
producción de tequila. Se evaluó también la elaboración de aceites, harinas y
café.
Del total de las industrias analizadas se estimó una generación de residuos
sólidos anual de 28 millones de toneladas y 93 millones de metros cúbicos de
efluentes líquidos. La mayor cantidad de los residuos sólidos proviene de la
industria del azúcar de caña, la cual genera en total 20 millones de toneladas
anuales de bagazo y cachaza.
A nivel nacional, Veracruz es el de mayor concentración de este residuo con el
35% de producción de bagazo. Con respecto a los residuos líquidos, la mayor
generación proviene de la industria de conservas y frutas con una generación
anual de 29 millones de metros cúbicos. El Estado de México presenta la mayor
concentración de residuos líquidos debido principalmente a la industria de
conservas de frutas y verduras12.
Se identificaron las regiones del País que son de mayor interés para el
establecimiento de actividades conjuntas de aprovechamiento integral de
residuos por diferentes industrias agropecuarias.
La región del Golfo de México (Veracruz) es la que contiene la mayor generación
de residuos sólidos, específicamente por el bagazo de la caña de azúcar en
Veracruz. En esta región se concentra el 39% de la generación de bagazo de
caña del país. Los residuos líquidos de mayor generación son los de la industria
de conservas de frutas y verduras principalmente por la elaboración de jugo de
naranja y conserva de chile verde.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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La región Occidente (Jalisco), concentra el 22% de la generación de bagazo de
caña de azúcar, así como casi todo el bagazo de agave y el 25% nacional de
bagazo de cerveza; otras industrias importantes en esta región son las de
producción de leche y de aceite, la cual concentra la generación del 47% de los
residuos sólidos de esta industria12.
Con respecto a los residuos líquidos, la industria de conserva de frutas y
verduras y la elaboración de cerveza son los mayores productores de aguas
residuales12.
Aguas residuales
Las aguas residuales, así como los lodos producidos en plantas de tratamiento
de aguas residuales municipales (PTAR), pueden considerarse residuos con
amplio potencial de generación de biogás aprovechable energéticamente13. El
siguiente listado de instalaciones de PTAR ofrecen una aproximación del flujo de
aguas provenientes de PTARs en México, cuya distribución con respecto al
caudal de diseño es:
• 43 plantas de tratamiento con gasto de diseño entre 200 L s-1 – 300 L s-1
• 25 plantas de tratamiento con gasto de diseño entre 300 L s-1 – 300 L s-1
• 14 plantas de tratamiento con gasto de diseño entre 600 L s-1 – 300 L s-1 • 23 plantas de tratamiento con gasto de diseño mayor a 1000 L s-1
Solamente cuatro de ellas tiene un caudal mayor igual a 3,000 L s-1:
• PTAR Norte, en Monterrey, NL, con un caudal de diseño de 3.000 L s-1
• PTAR Cerro de la Estrella, CDMX, con un caudal de diseño de 4.000 L s-1
• PTAR Dulces Nombres, Pesquería, NL, con un caudal de diseño de 7.500 L s-1
• PTAR Agua Prieta, Zapopan, JAL, con un caudal de diseño de 8.500 L s-1
13 https://www.imta.gob.mx/biblioteca/libros_html/energia-limpia/files/assets/common/downloads/publication.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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En general, las plantas de tratamiento revisadas no operan a su gasto de diseño
y apenas se utiliza el 65% de la infraestructura instalada. Esto se debe a que
muchas de las localidades no cuentan con una red de alcantarillado que
garantice la recolección y envío de las aguas residuales hasta la planta de
tratamiento, los colectores o drenajes presentan roturas y o fracturas, están en
proceso de construcción y/o rehabilitación. El 65% de las plantas operan con
proceso convencional de lodos activados.
Sin embargo, las plantas de El Gallo (Ensenada, BC), Binacional (Tijuana, BC),
La Paz (BCS), Piedras Negras (COAH), Lerdo (DGO), Municipal (Salamanca,
GTO), Tecomán (COL), Club de Golf (Zihuatanejo, GRO), Renacimiento
(Acapulco, GRO), Xalapa (VER), Toluca Oriente (MEX), Uruapan (MICH),
Chilpancingo (GRO), Río Mayo (Navojoa, SON) y El Ahogado (Tlajomulco, JAL)
trabajan al menos al 90% de su gasto de diseño.
La carga orgánica del agua residual tiene grandes variaciones, y se registran
valores de DBO desde 80 mg L-1 hasta 480 mg L-1. Vale la pena resaltar a la
PTAR San Pedro Ahuacatlán II, que presenta una carga de 1.142 mg L-1 de DBO,
pero hay que considerar que cuenta con el aporte de agroindustrias.
De acuerdo con las Estadísticas del Agua en México 201614, en 2015 se trataron
120,9 m3/s de agua residuales en 2.477 plantas municipales. En 2015 se
generaron 10,15 millones de toneladas de DBO5 al año y se remueven en los
sistemas de tratamiento 1,49 millones de toneladas de DBO5 al año. Con la
finalidad de esquematizar la equivalencia masa de materia orgánica, se requiere
1,19 g de oxígeno para oxidar un gramo de lodo (fórmula estequiométrica
C10H19O3N) por lo que se tiene un residuo orgánico potencialmente
biodegradable equivalente a 1,25 millones de toneladas de materia seca.
14 http://201.116.60.25/publicaciones/eam_2016.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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Residuos forestales
Según el Anuario Estadístico Forestal 201615, la producción forestal nacional fue
de 6,7 millones de m3 (6.715.284 m3) y el consumo aparente fue de 23,4 millones
de m3.
Los productos maderables en México son presentados por género y/o grupo
donde se desglosa a la producción en función de sus características biológicas
y por tipo de producto en el cual se presenta la producción de acuerdo al fin que
ésta tiene.
Por género y/o grupo:
• Pino
• Oyamel
• Otras coníferas
• Encino
• Otras latifoliadas
• Preciosas
• Comunes tropicales
Por producto:
• Escuadría
• Celulosa
• Chapa y triplay
• Postes, pilotes y morillos
• Leña
• Carbón
• Durmientes
15 https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/282951/2016.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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Los principales estados productores en 2016 fueron: Durango (35,1%),
Chihuahua (13,2%), Veracruz (7,8%), Michoacán (6,7%) y Oaxaca (5,9%) que
contribuyeron con el 68,6% de la producción total, equivalente a 4,6 millones de
m3r16, Cabe resaltar que los dos estados con mayor producción tuvieron una
participación conjunta del 48,3% de la producción forestal maderable total.
Los estados de Baja California Sur, Colima, Durango, Guanajuato, Guerrero,
México, Michoacán, Morelos, Puebla, Quintana Roo, San Luis Potosí, Sinaloa,
Sonora, Tlaxcala, Veracruz, Yucatán y Zacatecas registraron en conjunto un
incremento de 1.043.841 m3r (29,7%) en relación al año anterior.
Los principales productos que se obtuvieron durante el año 2016 fueron: la
madera para aserrío (escuadría y durmientes) con el 74,9% de la producción (5,0
millones de m3r), los combustibles (leña y carbón) con el 9,4% (630,9 mil m3r) y
el restante 15,7% (1,1 millón m3r) se destinó a celulósicos, chapa y triplay,
postes, pilotes y morillos.
La producción de aserrío se encuentra en primer lugar, donde los estados de
Durango y Chihuahua son los principales productores. El segundo lugar se
encuentra representado por la producción de combustibles (leña y carbón) en
donde los estados de Sonora, Durango y Puebla son los tres principales
productores en ese orden. Los celulósicos se encuentran en tercer lugar, cuyos
principales productores son Durango, Tabasco y Chihuahua (Ver Tabla 3).
16 m3r, se refiere al volumen en metros cúbicos de rollo de madera.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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Tabla 3. Estados con la mayor participación en la Producción Forestal Maderable 2016
(m3r).
Si asumimos 10% de desperdicio que pudiera contemplarse como residuo
valorizable, (según otras referencias puede ser de 50%)1, se desperdician
671.528 m3r y al asumir una densidad de la madera de 1,2 t/m3 se generan por
el mismo concepto 805.833,6 toneladas de residuos de madera anuales.
En México, muchos bosques y selvas ya están bajo manejo forestal y cuentan
con permisos de aprovechamiento, pero no hay en el mercado oportunidades
para el uso de su potencial energético. A nivel nacional, el volumen de los
aprovechamientos forestales autorizados por la Secretaría de Medio Ambiente y
Recursos Naturales (Semarnat) fue de 21 a 15 millones de m3/año en los años
2008 a 2012. No obstante, solo se extrajeron entre 6,5 y 5,5 millones de m3/año
(casi todo para uso industrial) y quedaron unos 12 millones de m3/año sin utilizar
(6 MtMS/año)1.
La diferencia entre el volumen cosechado y la productividad potencial
demuestran que hay un margen productivo importante no aprovechado. La
mayor parte de ese potencial corresponde a los árboles, las partes de árboles o
las especies que no son comerciables como insumo para las industrias de la
madera. Otra parte corresponde a áreas forestales que no están siendo
manejadas. Se estima que entre 20 y 60% de la biomasa de los árboles
aprovechados y 50% de la madera en rollo que se procesa en los aserraderos
son residuos1.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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Localización de la biomasa
Zonas de interés preferente.
En México las zonas de mayor interés en el país se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4. Zonas importantes de biomasa residual en México.
FUENTE REGIONES
Pecuario
Jalisco, Coahuila, Durango, Chihuahua,
Guanajuato, Veracruz, Puebla.
Agrícola
Jalisco, Michoacán, Guanajuato, Sinaloa,
Chihuahua.
Agroindustria
Veracruz, Estado de México, Jalisco, Nuevo
León, Sinaloa.
Domésticos
Estado de México, Ciudad de México, Jalisco,
Veracruz, Nuevo León.
Aguas residuales
Ciudad de México, Estado de México, Jalisco,
Nuevo León, Puebla.
Forestal
Durango, Chihuahua, Veracruz, Michoacán,
Oaxaca.
Fuente: elaboración propia con información de este documento
Tabla 5. Municipios mexicanos con mayor potencial de bioenergía estimado (280,320-
2.181.021 toneladas de materia seca por año, año 2006)7.
ESTADO MUNICIPALIDAD PRINCIPALES CULTIVOS
Baja California Mexicali Trigo, algodón, sorgo
Campeche Hopelchen Maíz, sorgo
Chiapas Venustiano Carranza Caña de azúcar, maíz, frijol
Chihuahua Cuauhtémoc Maíz, trigo, frijol
Guanajuato Abasolo, Irapuato, Pénjamo, Salamanca, Valle de Santiago Maíz, trigo, sorgo, cebada, frijol
Hidalgo Cardonal Maguey, maíz, frijol
Jalisco La Barca, San Martin Hidalgo Maíz, trigo, sorgo, cebada, caña de azúcar
Oaxaca Acatlán de Pérez Figueroa, San Juan Bautista Tuxtepec Caña de azúcar, maíz
Quintana Roo Othon P Blanco Caña de azúcar, maíz, frijol, sorgo
San Luis Potosí Cuidad Valles Caña de azúcar, maíz
Sinaloa Ahome, Angostura, Culiacán, Guasave, Navolato, Sinaloa,
Maíz, caña de azúcar, sorgo, frijol, algodón, trigo
Sonora Cajeme, Etchojoa, Navojoa Trigo, maíz, algodón, sorgo, frijol
Tabasco Cárdenas Caña de azúcar, maíz, sorgo, frijol
Tamaulipas El Mante, Matamoros, Reynosa, Río Bravo, San Fernando, Valle Hermoso Caña de azúcar, sorgo, maíz
Veracruz Cosamaloapan de Carpio, Pánuco, Tres Valles Caña de azúcar, maíz, sorgo, frijol
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
14
Accesibilidad de la biomasa
Facilidad de extracción/uso. Dificultades encontradas durante el proceso.
Los residuos pecuarios, usualmente son tratados en sitio y valorizados en
biodigestores, cuando así se decide tratarlos. Tanto los residuos ganaderos
como porcinos, debido a su contenido en agua, son transportados como residuos
con alto contenido de humedad y, por razones sanitarias, en recipientes
cerrados, aunque las referencias de transporte se refieren más a los residuos de
manejo especial o (RPBI)17.
Los residuos agrícolas en México son poco aprovechados como fuente de
energía pero sí como alimento de ganado (aquéllos que demuestran rentabilidad
en su aprovechamiento)18,19, por lo tanto existe baja industrialización y
disponibilidad de recursos alrededor de su aprovechamiento, incluso una gran
parte de residuos agrícolas son quemados en sitio21, lo que genera un problema
medioambiental20.
Residuos agroindustriales como el bagazo de caña, vinazas y otros residuos
como mermas de industrialización de productos alimenticios son realizados por
vehículos propios para el transporte de grandes cantidades de materia por lo
tanto son de elevado tonelaje, en su mayoría. Sobresale el caso del transporte
de la caña21, donde incluso la logística y tiempos y movimientos son críticos que
incluso son reportados en cada estación de zafra. Se utilizan vehículos con
capacidad de arrastre combinado de hasta 120 toneladas, que cuentan con una
configuración de camión rígido que les permite no solo funcionar como vehículos
de arrastre, sino también para cargar volcos sobre su bastidor con una capacidad
17 https://www.porcicultura.com/destacado/Manejo-de-residuos-s%C3%B3lidos-en-granjas-porc%C3%ADcolas 18 https://www.engormix.com/ganaderia-carne/articulos/los-residuos-fibrosos-cosechas-t31144.htm 19 http://ww.ucol.mx/revaia/portal/pdf/2009/sept/1.pdf 20 http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-39252008000300001 21https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/114371/Nota_T_cnica_Informativa_Diciembre_2015.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
15
técnica de carga sobre el bastidor de 26 toneladas, vehículos hechos para operar
en los terrenos difíciles que se presentan en los campos e ingenios. Otra
modalidad de transporte es a través de tractores de 230 a 275 Hp remolcando
trenes de vagones con carga neta de caña cortada entera de 8 a 12 toneladas o
de 34 a 45 m3 de capacidad repartidas en 4 o 5 vagones19.
Los residuos domésticos, indiscutiblemente son los que están mejor provistos en
sistemas de transporte debido al interés de eliminarlos de las ciudades y por
tratarse de servicios municipales, de esta manera existe una gran variedad de
vehículos, apoyos logísticos e informáticos que permiten optimizar el transporte
de estos residuos.
Las aguas residuales usualmente no son trasportadas en los sistemas
municipales, sin embargo, sí lo son en pequeñas comunidades o industrias que
en condiciones particulares requieren este servicio.
Los residuos forestaless propiamente dichos, tienen una proporción marginal en
relación al transporte de la materia prima forestal, por obvias razones. Sin
embargo, el transporte requerido es el mismo utilizado para el transporte de la
materia prima con adecuaciones requeridas para el caso de aserrín y residuos
de bajas dimensiones. Sin embargo, como ya se ha señalado, está en función
de su potencial valorización22.
En la actualidad el transporte de los residuos orgánicos con uso potencial como
bioenergía se encuentra mejor documentado debido a las implicaciones
relacionadas con el rendimiento financiero y energético de su aprovechamiento
así como de emisiones de gases con efecto invernadero (GEI)23.
22 http://bft.cirad.fr/cd/BFT_271_103.pdf 23 http://www.fao.org/3/a-bp843s.pdf
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
16
Usos y destinos actuales de la biomasa residual y
excedentaria
Los usos y destinos actuales de la biomasa residual se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6. Usos y destinos de biomasa residual en México.
FUENTE USOS Y DESTINOS
Pecuario
Disposición en suelos y cuerpos de agua,
escorrentías, biogás.
Agrícola
Quema, composta, alimento para animales,
abandono en sitio.
Agroindustria
Disposición en rellenos sanitarios, composta,
comercialización, aguas residuales alimento
para animales.
Domésticos
Rellenos sanitarios, depósitos a cielo abierto,
biogás.
Forestal
Abandono en sitio, uso como subproducto
para fabricación, pellets.
Fuente: elaboración propia
Biodegradabilidad y potencial metanogénico de las
biomasas más representativas
Determinar las biomasas más interesantes para procesos de generación de
metano/biometano.
Indudablemente la mayoría de los residuos identificados en el presente trabajo tienen un uso potencial como fuente de energía a través de la digestión anaerobia y por lo tanto en la producción de biogás.
Los residuos pecuarios tienen un amplio potencial de conversión energética a metano ya que la tecnología necesaria es básicamente de baja inversión, es decir, se pueden logran niveles de conversión energética de manera eficiente con baja inversión tecnológica. Existen además estímulos hoy un poco debilitados como son los bonos de carbono o Mecanismos de Desarrollo Limpio que en su momento impulsaron de manera importante la instalación de biodigestores para fomentar la conversión energética a metano. Independientemente de las iniciativas internacionales sobre cambio climático, en
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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17
México es necesario contar con las condiciones legislativas y de respeto de la Ley para promover el uso de tecnologías para el aprovechamiento de los residuos pecuarios. Las grandes granjas porcinas y de ganado bovino deberían estar obligadas en la instalación y gestión de biodigestores, finalmente es un tema de discusión que incluso puede llegar a un análisis cultural y de niveles de sensibilización de los productores pecuarios.
Con relación a los residuos agrícolas, por una parte será necesario profundizar la investigación sobre la hidrólisis de residuos lignocelulósicos y la viabilidad de aprovechamiento energético de estos sustratos mediante la producción de metano y otros bioenergéticos; en este sentido, a pesar de existir cultivos de alta producción pero con residuos primarios con alto contenido de lignina, se requiere identificar la relación óptima de residuos y biodegradabilidad óptimos permitan un aprovechamiento económicamente viable; y por otra parte, es necesario identificar los impactos socio-ambientales que están vinculados con el aprovechamiento de estos sustratos y que en lo particular los suelos pudieran requerir de sustitutos de fuentes nutricionales que en la actualidad se obtienen de los residuos agrícolas que permanecen en sitio y que pudieran contribuir al enriquecimiento de los suelos.
Respecto a los residuos agroindustriales, la viabilidad tecnológica pudiera ser ya comercializable, sin embargo, no se identifica un apremio industrial por el aprovechamiento energético de los residuos y existen pocos casos de éxito documentados que incentiven el aprovechamiento energético de los residuos agroindustriales.
Los residuos domésticos a pesar del conocimiento de su composición y viabilidad de producción de biogás y a pesar que existan modelos matemáticos y amplio conocimiento de diversas variables que actúan sobre el rendimiento de biogás, es el residuo biológico que está completamente correlacionado con el desarrollo urbano y por lo tanto con las condiciones socioculturales de la sociedad. Al tratarse también de un servicio público, existen riesgos de ser politizado o de depender de las condiciones socioculturales como es la sensibilidad sobre el reciclaje y el aprovechamiento energético de la fracción orgánica.
Los residuos forestales, además de las restricciones orográficas y de condiciones del país, tienen mayor viabilidad de ser valorizados como materia orgánica seca y por lo tanto aprovechar su poder calorífico en calderas y no necesariamente como sustrato para la digestión anaerobia. Es decir, existe mayor factibilidad en aprovechar estos residuos gracias a su poder calorífico
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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18
como materia prima de combustión en calderas y no necesariamente para la producción de biogás.
Los residuos de biomasa más importantes que tienen un potencial de producción de biogás y que fueron identificados en este trabajo tienen un potencial aproximado a 4.300 millones de m3 por año, ver Tabla 7.
Tabla 7. Potencial metanogénico de la biomasa residual más representativa en
México, 2016.
FUENTE CANTIDAD (cabezas o
hectáreas)
RESIDUOS
DISPONIBLES
(t/año)
POTENCIAL
PRODUCCION
BIOGAS
(Nm3/año)
Estiércol vacuno24,25,a 33.502.623 64.325.038 1.929.751.191
Estiércol cerdo a 16.364.459 13.737.963 478.284.661
Estiércol pollo a 534.692.610 2.659.536 159.572.141
Residuos arroz 38.739 387.390 11.621.707
Residuos maíz26 6.357.629 31.788.145 1.271.525.855
Residuos caña de
azúcar27,28,29,b 802.000 14.436.000 433.080.059
Residuos algodón 98.351 2.950.503 94.416.063
TOTAL 130.284.575 4.378.251.678
Fuente: Elaboración propia
Conclusiones
Principales oportunidades y barreras existentes en el aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás.
Las siguientes conclusiones son un extracto de comentarios y contribuciones
planteadas en el documento “Estado del arte de la bioenergía en México” editado
24 https://www.industriaalimenticia.com/articles/88696-informe-anual-c%C3%A1rnico-y-av%C3%ADcola 25 https://www.gob.mx/siap/documentos/poblacion-ganadera 26 https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/200637/Panorama_Agroalimentario_Ma_z_2016.pdf 27https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/154118/Informe_Estad_stico_Zafra_2015_2016_estados_final.pdf 28 https://datos.gob.mx/busca/dataset/produccion-de-la-cana-de-azucar-infocana/resource/01f6cbc3-79f6-4363-b652-333a0ec978c9?inner_span=True 29 https://www.eleconomista.com.mx/empresas/Produccion-de-azucar-repuntara-en-ciclo-2017-2018-20171201-0018.html
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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19
por los doctores Carlos Alberto García Bustamante y Omar Masera Cerutti de la
Red Temática de Bioenergía (RTB) del Conacyt.
Los recursos biomásicos en México tienen un amplio potencial, sin embargo
existe incertidumbre sobre la disponibilidad actual y futura de biomasa apta para
uso energético: sus límites y condiciones físicas, tecnológicas, económicas y
sociales son dinámicos, están fuertemente interrelacionados con otros sectores
económicos, y en última instancia dependen de decisiones político-normativas.
Por otro lado, la bioenergía debe competir en un mercado abierto contra energías
fósiles, que todavía son abundantes y baratas porque no internalizan sus costos
ambientales —a diferencia de lo que se exige de las energías renovables, y esta
es otra condición política—. Y, por último, aunque ya hay un alto grado de
maduración en las tecnologías de primera generación, las tecnologías
avanzadas de segunda y tercera generación han tenido dificultades para
alcanzar todas sus expectativas. Se esperaban rápidos saltos cualitativos en
términos de eficiencia, costos y reducción de emisiones; sin embargo, los
avances han sido en realidad lentos y estas tecnologías todavía no son maduras
comercialmente.
Recomendaciones concretas en términos prácticos y de prioridades de
investigación y desarrollo tecnológico. En particular:
• Es urgente mejorar el conocimiento sobre los recursos de biomasa;
precisar sus potenciales de producción y uso energético, tomando en
cuenta otros potenciales usos de estos recursos; evaluar objetivamente
sus costos económicos, ambientales y sociales, y compararlos con los de
otras opciones energéticas.
• México tiene muchas y variadas posibilidades para desarrollar bioenergía,
pero para lograrlo se requiere aplicar en el corto plazo un conjunto
favorable de medidas regulatorias, económicas y políticas con efectos
inmediatos y con una visión de mediano y largo plazos.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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20
• En el caso de las tecnologías de primera generación, la mayor parte de
las barreras son económicas, pero para poder utilizar las de segunda y
tercera generación falta todavía completar un proceso de demostración,
adecuación y validación tecnológica y económica.
Las principales dificultades para el aprovechamiento de biomasa para
producción de biogás en México no están ligadas a la disponibilidad de los
recursos que potencialmente podrán constituirse como fuente de producción de
biogás ya que de acuerdo al “Estado del arte de la bioenergía en México” pueden
estar ligados más bien con la investigación y desarrollo particularmente con la
transferencia de tecnología donde es necesario cuantificar mejor los potenciales
de bioenergía utilizables, establecer la relación con la reducción de emisiones de
gases de efecto invernadero, generación de empleo, valor agregado, realizar
estudios técnico económicos para poner en valor el ciclo de vida del
aprovechamiento de los recursos disponibles que básicamente son
considerados actualmente como residuos. Es necesario desarrollar procesos
robustos, estables y con elevado rendimiento de biohidrógeno y biogás, es
necesario identificar y superar barreras para la adopción de tecnologías
eficientes en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales, finalmente es
necesario desarrollar metodologías, datos e indicadores que permitan la
definición y evaluación de la sostenibilidad de sistemas de producción de
biocombustibles con énfasis a los impactos sociales y en términos globales, es
necesario investigar los fundamentes, diseños, costos y beneficios obtenidos por
las políticas de promoción de bioenergéticos.
Tabla 8. Evaluación del uso de biomasa residual para producción de biogás en
México.
Tipo de biomasa Grado de disponibilidad
Grado de disponibilidad
Grado de biodegradabilidad
Residuos agrícolas Muy abundante Fácil extracción Regular Residuos pecuarios Muy abundante Fácil extracción Muy biodegradable
Residuos agroindustriales Abundante Fácil extracción Regular
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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21
Residuos forestales Abundante Difícil extracción Poco biodegradable Residuos domésticos Abundante Regular Muy biodegradable
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo IV. Diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Perú
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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1
Disponibilidad de los recursos de biomasa
Tipología y cuantía de las diferentes corrientes en general. Inventario de las
biomasas residuales principales que se generan en el país.
Las principales fuentes de recursos de biomasa en el Perú son la actividad pecuaria, agrícola, agroindustrial, forestal y residuos domésticos.
La disponibilidad de residuos de biomasa es superior a 86 millones de toneladas, siendo la principal fuente los residuos pecuarios, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Biomasa residual en Perú.
FUENTE RESIDUOS (t/año) %
Pecuario 45.183.453 52,0%
Agrícola 35.046.393 40,3%
Agroindustria 3.869.000 4,5%
Domésticos 1.882.393 2,2%
Forestal 891.433 1,0%
TOTAL 86.872.671
Fuente: elaboración propia a partir de datos MINAGRI, INEI.
El sector agrícola es una importante fuente de residuos, algunos de los cuales son subproductos de los procesos de recolección o residuos de cosecha (hojas, cogollos, ramas) y otros son resultado de las transformaciones que sobre el producto se aplican en las plantas de procesamiento o molinos a los que se denominan residuos agroindustriales (pepas, cáscaras, etc.). (Asureira, 2012).
Los estudios muestran que los residuos: cáscara de arroz, paja de arroz, broza de espárragos, broza de algodón, residuos de cosecha de la caña de azúcar (hojas y cogollos), el bagazo y las hojas de maíz, son los más importantes.
La producción de madera (incluye leña) en el año 2016 fue de 7.428.607 m3. (Anuario Forestal 2016). Considerando un desperdicio de 10%, la disponibilidad de biomasa residual es de 742.861 m3/año.
Los residuos forestales de importancia son el aserrín y la viruta. El cachimbo, la caoba, la capirona, la catahua, el cedro, la copaiba, la cumala, el eucalipto, la
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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2
higuerilla, el ishpingo, la lupuna, la moena, el roble corriente, el shihuahuaco y el tornillo son las especies más importantes (Asureira, 2012).
Localización de la biomasa
Zonas de interés preferente.
La producción de los residuos de biomasa estudiados varía espacial y temporalmente. De acuerdo a los datos recolectados, las 05 zonas de mayor interés en el país de acuerdo a la producción de residuos de biomasa, se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2. Zonas importantes de biomasa residual en Perú.
FUENTE REGIONES
Pecuario Puno, Arequipa, Cajamarca, Lima, La Libertad
Agrícola La Libertad, San Martín, Ica, Lima, Arequipa
Agroindustria Ica, La Libertad, Piura, Lima, Lambayeque
Domésticos Lima, La Libertad, Piura, Cajamarca, Puno
Forestal Loreto, Ucayali, Madre de Dios, Pasco, Junin
Fuente: elaboración propia
Accesibilidad de la biomasa
Facilidad de extracción/uso. Dificultades encontradas durante el proceso.
La actividad agropecuaria y agroindustrial se realiza cerca de los centros poblados, por lo que la extracción de dichos residuos es fácil y económica.
Alrededor del 45% de los residuos pecuarios se utilizan como fertilizantes en la actividad agrícola, y alrededor del 32% de los residuos agrícolas se utilizan como alimento para animales.
La actividad forestal se realiza, mayoritariamente, en la zona de selva. El transporte aquí es difícil debido a la reducida red de carreteras, las grandes distancias, las fuertes lluvias y las crecidas repentinas de los ríos.
Los residuos domésticos son de fácil extracción porque todas las ciudades cuentan con recolección de residuos domésticos.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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3
Transporte y gestión
Tipo de logística y sistema de gestión actualmente implementado en el país para
las diferentes tipologías de biomasa residual.
Según los resultados de la Encuesta Nacional Agropecuaria realizada en el 2015 por el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), en el Perú existen 2.244.679 pequeños y medianos productores agropecuarios.
De este total, el 75,7% se dedica a la actividad tanto agrícola como pecuaria, el 17,8% solo a la actividad agrícola, y el 3,9% únicamente a la pecuaria.
La gestión de los residuos agropecuarios es realizada por los agricultores. El transporte de los residuos agropecuarios se realiza en vehículos con capacidad promedio de 10 toneladas.
El transporte de los residuos agroindustriales se realiza en vehículos con capacidad promedio de 20 toneladas.
Los residuos forestales normalmente no se transportan, y la mayoría de veces se les quema en el lugar.
Los residuos domésticos son almacenados en rellenos sanitarios o arrojados a botaderos en quebradas.
Usos y destinos actuales de la biomasa residual y
excedentaria
Los usos y destinos actuales de la biomasa residual se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Usos y destinos de biomasa residual en Perú.
FUENTE USOS Y DESTINOS
Pecuario Fertilizantes, quema
Agrícola Alimento animales, fertilizantes, quema
Agroindustria Desagüe, botaderos
Domésticos Rellenos sanitarios, botaderos
Forestal Quema
Fuente: elaboración propia
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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4
Biodegradabilidad y potencial metanogénico de las
biomasas más representativas
Determinar las biomasas más interesantes para procesos de generación de
metano/biometano.
Los tipos de biomasa más interesantes para la generación de biogás son el estiércol de vacuno y pollo, los residuos de arroz, maíz, caña de azúcar, algodón y espárrago.
Los residuos domésticos afrontan barreras legales para su uso, lo cual dificulta su empleo. Los residuos forestales, por su alto contenido de lignina, requieren de un tratamiento previo.
Los siete residuos de biomasa más importantes tienen un potencial de producción de biogás superior a 850 millones de m3 por año, ver Tabla 4.
Tabla 4. Potencial metanogénico de la biomasa residual más representativa en Perú.
FUENTE CANTIDAD (cabezas o
hectáreas)
RESIDUOS
DISPONIBLES
(t/año)
POTENCIAL
PRODUCCION
BIOGAS
(Nm3/año)
Estiércol vacuno 5.535.454 10.628.072 318.842.168
Estiércol pollo 739.538.056 3.678.427 220.705.633
Residuos arroz 419.563 4.195.633 125.868.975
Residuos maíz 464.887 2.324.435 92.977.404
Residuos caña de azúcar 121.905 2.194.290 65.828.709
Residuos algodón 18.099 542.965 17.374.875
Residuos espárragos 31.967 319.670 8.950.760
TOTAL 23.883.492 850.548.524
Fuente: elaboración propia
Conclusiones
Principales oportunidades y barreras existentes en el aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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5
Las principales ventajas para el aprovechamiento de biomasa para producción de biogás en Perú son:
- Grandes cantidades de residuos de biomasa, que no son aprovechados. - Se dispone de conocimiento para producir biogás y biometano. - Interés del Estado en promover el desarrollo de energías renovables. - Interés de los agricultores y empresas en aprovechar sus residuos
Las principales dificultades para el aprovechamiento de biomasa para producción de biogás en Perú son:
- Escasa recolección de la biomasa residual, normalmente se quema o arroja en botaderos.
- Reducida capacidad de inversión de agricultores para instalar plantas de biogás.
- Limitaciones legales para el uso de residuos domésticos. - Escaso tratamiento a residuos lignocelulósicos.
Tabla 5. Evaluación del uso de biomasa residual para producción de biogás en Perú.
Tipo de biomasa Grado de disponibilidad
Grado de disponibilidad
Grado de biodegradabilidad
Residuos agrícolas Muy abundante Fácil extracción Regular Residuos pecuarios Muy abundante Fácil extracción Muy biodegradable Residuos agroindustriales Abundante Fácil extracción Regular
Residuos forestales Abundante Difícil extracción Poco biodegradable Residuos domésticos Abundante Regular Muy biodegradable
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo V. Diagnóstico de los recursos de
biomasas disponibles en Uruguay
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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1
Disponibilidad de los recursos de biomasa
Tipología y cuantía de las diferentes corrientes en general. Inventario de las
biomasas residuales principales que se generan en el país.
Uruguay es un país cuya principal actividad industrial deriva de actividades
agrícola-ganaderas. La cría de ganado bovino, ovino, suino y avícola, el cultivo
de cereales y la forestación son los principales rubros a partir de los cuales se
generan residuos en volúmenes importantes. A esto se suman los residuos
municipales, especialmente los de la capital, Montevideo, que reúne
aproximadamente la mitad de los 3.400.000 habitantes del país.
La estimación de los residuos de biomasa generados se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Residuos de biomasa generados en Uruguay.
Tipo Cuantificación Origen Referencia Residuos de monte para aserrío1
208 kt/a Forestal, estimado 2020
Presidencia ROU, 2010
Residuos de monte para producción de celulosa2
751 kt/a Forestal, estimado 2020
Presidencia ROU, 2010
Residuos de aserraderos3
688 kt/a Aserraderos, estimado 2020
Presidencia ROU, 2010
Residuos de plantas de celulosa4
242 kt/a (70% de humedad)
Planta UPM Informes de UPM 2012, 2015 y 2018.
Residuos de la industria láctea
Biovalor, 2016; Bioproa, 2015
Barros grasos sólidos
0,48 kt bs/a Planta de tratamiento de efluentes (PTE)
Lodos sólidos 0,32 kt bs/a PTE Material
inadecuado p/ consumo
9,5 kt bs/a PTE
Otros residuos sólidos
0,18 kt bs/a PTE
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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2
Suero líquido 0,7 Mm3/a5
0,16 Mm3/a6 Industria láctea
Efluentes líquidos 6,2 Mm3/a Industria láctea Residuos de tambos
Biovalor, 2016; Bioproa, 2015
Excretas colectables
91 kt bs/a Tambos
Agua de limpieza 6,8 Mm3/a Tambos Lodo 7,9 kt bs/a PTE tambos
Lavadero y peinaduría de lanas
Bioproa, 2015
Agua de lavado de lanas
0,28 Mm3/a Lavado de lana
Polvo de lana 0,8 kt bs/a Filtro de aire Cenizas de cáscara de arroz7
200 kt/a Producción de arroz
Presidencia ROU, 2010
Sector Frigorífico (bovino, ovino, suino, equino)
Bioproa, 2015
Aguas verdes 1,2 Mm3/a Frigorífico Aguas rojas 2,3 Mm3/a Frigorífico
Sólidos 28 kt bs/a Estiércol, rumen, lodos, etc,, de aguas verdes, rojas y lodos PTE
Ganadería a corral (feedlot)
Bioproa, 2015
Residuos líquidos 788 Mm3/a Agua de lluvia y lavados
Residuos sólidos 144 kt bs/a Estiércol principalmente
Producción avícola
59 kt bs/a Camas, excretas, etc
Bioproa, 2015
Cría de porcinos 0,2 Mm3/a Excretas Bioproa, 2015 Industria oleaginosa
6 kt bs/a 24 kt/a8
Alperujo y lodos PTE
Bioproa, 2015
Curtiembres (bovino y ovino)
6,5 kt bs/a Residuos, lodos, pelos
Bioproa, 2015
Sector sucro alcoholero
Bioproa, 2015
Residuos sólidos9 146 kt bs/a Bagazo y torta de filtración
Vinaza 0,38 Mm3/a Destilación de melaza
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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3
Maltería y cervecería
Bioproa, 2015
Sólidos de Maltería
29 kt bs/a Residuos, lodos PTE
Líquidos de Maltería
0,77 Mm3/a Efluente remojo y germinación
Sólidos de Cervecería
14 kt bs/a Cáscaras y proteínas coaguladas
Líquidos de Cervecería
0,39 Mm3/a Aguas de lavado
Frutas y hortalizas
78 kt/a Restos de frutas y verduras
Bioproa, 2015
Sector vitivinícola y producción de sidra
Bioproa, 2015
Efluentes líquidos 0,28 Mm3/a Aguas de lavado Residuos sólidos 3,7 kt bs/a
28 kt/a10 Orujo, borras, escobajo, descartes
Materia orgánica de residuos sólidos urbanos
Montevideo y Canelones
245 kt/a (humedad 30-60%)11
Alur, Miem-Dne, LKsur, Informes 1 y 2, 2013
Comunidades de menos de 5000
habitantes
41 kt/a Bioproa, 2015
Residuos de cultivos cerealeros
Curto et al., 2017
Rastrojo de maíz 400 kt bs/a Tallo, hoja, mazorca
Rastrojo de sorgo 290 kt bs/a Biomasa aérea Rastrojo de trigo 1400 kt bs/a12 Biomasa aérea
Rastrojo de cebada
213 kt bs/a Biomasa aérea
Rastrojo de soja 3000 kt bs/a Biomasa aérea, sin hojas
1Estos residuos incluyen la corteza, que en general se recomienda devolver a la
tierra para reincorporación de nutrientes.
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2Está planteada la instalación de una tercera planta de celulosa en el país, con
una capacidad de producción de 2 Mt/a de celulosa. La producción máxima
actual de las dos plantas principales (UPM y Montes del Plata) es de 1.3 Mt/a
cada una, por lo que los residuos de monte para producción de celulosa
aumentarían.
3En la actualidad, buena parte de estos aserraderos utilizan sus residuos para la
generación de energía eléctrica. Según el informe de encuesta de leña (Dirección
Nacional de Energía, 2012), se destinaron 551 kt en ese año con fines de
generación eléctrica.
4Se considera sólo los residuos de UPM actual, ya que Montes del Plata utiliza
sus residuos.
5Según Bioproa, 2016.
6Según Biovalor, 2015.
7Se consume una proporción variable entre 50 y 100% para cogeneración
(Dirección Nacional de Energía, 2012).
8Estimación para 2020, incluyendo podas y sólo para sector olivícola, según
Curto et al., 2017.
9El bagazo se utiliza totalmente como combustible en la propia planta.
Representa 118 kt bs/a.
10Según Curto et al., 2017 e incluyendo podas.
11Según los informes indicados, se producen 1.320 t/d de residuos en
Montevideo, con un promedio de 41% de materia orgánica (197 kt/a) y 395 t/d
en Canelones, con un 33% de materia orgánica (48 kt/a).
12Los productores dejan el residuo en el suelo como protección contra la erosión
y para mantener la humedad del mismo.
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Localización de la biomasa
Zonas de interés preferente.
Tabla 2. Ubicación de los residuos de biomasa generados en Uruguay.
Tipo Ubicación* Referencia Residuos de monte, estimados para 2020
Zona litoral-centro-norte: departamentos de Río Negro, Paysandú, Tacuarembó, Rivera. Zona SE: depto. de Lavalleja
Presidencia ROU, 2010
Residuos de aserraderos, estimados para 2020
Zona litoral-centro-norte: departamentos de Paysandú, Tacuarembó, Rivera y Durazno.
Presidencia ROU, 2010
Residuos de planta de celulosa (UPM)
Río Negro Informes de UPM 2012, 2015 y 2018
Residuos de industria láctea
Centro, Litoral y SW del país: Colonia, San José, Canelones, Montevideo, Florida
Residuos de tambo SW del país: Colonia, San José, Florida y Canelones
Bioproa, 2015
Lavaderos y peinadurías de lanas
Dispersos fuera de Montevideo
Bioproa, 2015
Cenizas de cáscara de arroz
Depto. de Treinta y Tres Sitio web de Galofer
Sector frigoríficos Muy distribuido en el territorio. Varias industrias importantes en Canelones, Durazno, Cerro Largo, Tacuarembó.
Sitios web de industrias involucradas
Engorde a corral (ganado bovino)
SW del país: Soriano, Río Negro, San José, Colonia y Canelones
Bioproa, 2015
Producción avícola Montevideo y Canelones Gabinete Productivo, 2008
Cría de porcinos SW del país: Colonia, Canelones, San José y Florida
Bioproa, 2015
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Oleaginosa Montevideo, Treinta y Tres, Lavalleja, Cerro Largo
Bioproa, 2015 y Sitios web de industrias involucradas
Curtiembres Montevideo, San José, Paysandú
Sitios web de industrias involucradas
Sucro-alcoholera N del país: Artigas Bioproa, 2015 Maltería y cervecería Montevideo, Paysandú,
Lavalleja Sitios web de las empresas
Frutas y hortalizas Producción litoral norte y sur; residuos generados a lo largo de la cadena
Bioproa, 2015
Sector vitivinícola S del país: Canelones y Montevideo
Bioproa, 2015
Parte orgánica de residuos sólidos urbanos
Principalmente Montevideo y Canelones
Alur, Miem-Dne y LKSur, 2013
Rastrojos de cereales Muy distribuido. Mayor concentración en litoral oeste, SW y centro: Paysandú, Río Negro, Soriano, Colonia, Flores, Durazno, Florida, San José
Curto et al., 2017
*En la Figura 1 se muestra un mapa del país con sus Departamentos.
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Figura 1. Mapa político de Uruguay.
Accesibilidad de la biomasa. Facilidad de extracción/uso. Dificultades
encontradas durante el proceso.
Si bien la superficie del país es pequeña, hay dificultades de baja concentración
de varios tipos de residuos. En el caso forestal la extracción se hace dificultosa
por la necesidad de maniobrar entre los árboles. En cuanto al terreno, el país no
presenta elevaciones de o irregularidades de importancia.
Transporte y gestión
Tipo de logística y sistema de gestión actualmente implementado en el país para
las diferentes tipologías de biomasa residual.
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En el caso de residuos forestales se utiliza maquinaria específica (harvester), así
como personal especializado. Se debe acondicionar el piso del área con residuos
que eviten el daño del suelo durante la operación. El chipeado y compactación
(nuevamente con maquinaria específica) se hacen en la plantación, en caminos
vecinales o en fábrica, según que sea oneroso o rentable el transporte del
residuo de baja densidad energética.
Para los residuos urbanos, se realiza una recolección común en contenedores,
llevando los residuos a rellenos o vertederos municipales. En algunos puntos de
la ciudad se hace la separación previa, pero en principio la mayor parte de los
residuos no es separada.
Para los residuos industriales hay diversas realidades, pero en general los
residuos sólidos que no son reutilizados en fábrica son cargados en camiones y
dispuestos en vertederos o vertidos en el campo. Los efluentes líquidos se
suelen infiltrar en el terreno (caso de efluentes de tambos) o verter en cursos de
agua.
Usos y destinos actuales de la biomasa residual y
excedentaria
Los usos que se le dan a alguno de los residuos de biomasa se indicaron en la
Tabla 1. En general los residuos que no se vierten se utilizan en compostaje,
camas de ganado o como combustible directo (Biovalor, 2016).
Biodegradabilidad y potencial metanogénico de las
biomasas más representativas
Determinar las biomasas más interesantes para procesos de generación de
metano/biometano.
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El trabajo de Bioproa (2015) realiza la evaluación del potencial metanogénico
para varios residuos producidos en el país. Los resultados se muestran en la
Tabla 3:
Tabla 3. Potencial metanogénico de diversos residuos de biomasa generados en
Uruguay.
Tipo Potencial metanogénico (MNm3/a) Mínimo Máximo
Residuos de industria láctea, incluyendo tambos
43,3 56,9
Engorde a corral (feedlots)
19,9 36,2
Industria avícola 13,8 19,0 Sector frigoríficos 10,9 15,2 Cría de porcinos 6,3 7,8 Sucro-alcoholera 4,8 5,8 Sector vitivinícola y sidra 3,7 4,7 Comunidades de menos de 5000 habitantes
2,8 5,4
Curtiembres 2,4 3,4 Maltería y cervecería 2,3 2,7 Frutas y vegetales 1,9 2,4 Lavadero y peinaduría de lanas
0,9 2,4
Para residuos forestales, de aserraderos, de plantas de celulosa puede tomarse
el valor de 0,137 Nm3 CH4/kg (Liu et al., 2015; Teghammar et al., 2014). Con esa
base se obtendrían 260 MNm3 CH4/a a partir de los mismos.
Para rastrojos de cereal, se pueden tomar los potenciales de generación de Liu
et al. (2015). Rastrojo de maíz (a 0,3 Nm3/kg): 120 MNm3/a; rastrojo de sorgo
(estimando 0,2 Nm3/kg): 58 MNm3/a; rastrojo de trigo (a 0,3 Nm3/kg): 420
MNm3/a; rastrojo de cebada (a 0,28 Nm3/kg): 60 MNm3/a y rastrojo de soja
(supuesto 0,2 Nm3/kg): 600 MNm3/a.
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En el caso de residuos orgánicos domiciliarios de Montevideo y Canelones,
asumiendo la misma capacidad de generación de metano que en ciudades
pequeñas (298-573 m3/t SV) se tendría 10-48 MNm3/a.
Conclusiones
Principales oportunidades y barreras existentes en el aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás.
El informe de Bioproas (2015) comenta cada uno de los casos analizados.
Tipo de biomasa Grado de disponibilidad
(clasificar de muy abundante a
poco abundante)
Grado de disponibilidad
(clasificar de fácil extracción a difícil
extracción)
Grado de biodegradabilidad (clasificar de muy biodegradable a
poco biodegradable)
Suero y efluentes de lavado de equipos de Industria láctea
Abundante Mediana dificultad Muy biodegradable
Excretas vacunas de Feedlot
Abundante Difícil extracción (fresco)
Muy biodegradable
Excretas de aves ponedoras y pollos parrilleros
Abundante Mediana dificultad Muy biodegradable
Aguas verdes y rojas de frigoríficos
Abundante Fácil extracción Muy biodegradable
Excretas de cría de porcinos
Mediana Fácil extracción Biodegradable
Vinaza en industria sucro-alcoholera
Abundante Fácil extracción Muy biodegradable
Efluentes líquidos y sólidos de bodegas e industria de sidra
Mediana Fácil extracción (zafral)
Biodegradable
Fracción orgánica de residuos urbanos
Muy abundante Muy difícil extracción
Muy biodegradable
Residuos primarios de curtiembres
Mediana Fácil extracción (caso sin cromo)
Muy biodegradable
Efluentes de malterías y cervecerías
Mediana Fácil extracción Muy biodegradable
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Residuos de frutas y hortalizas
Abundante Difícil extracción (alta dispersión)
Biodegradable
Lavadero y peinaduría de lanas
Baja Muy fácil extracción (centralizado, ya hay experiencias)
Muy biodegradable (efluente líquido)
Residuos forestales Muy abundante Difícil extracción Biodegradable Residuos de aserradero
Mediana Fácil extracción Biodegradable
Rastrojos de cereal Muy abundante Difícil extracción Biodegradable
Observaciones: para la toma de acciones estos datos deben revisarse, para
tener en cuenta aspectos como actualización y afinamiento de cifras,
consideraciones de variaciones por zafra, diferenciación entre los residuos de
una misma cadena, posibilidad de codigestión de residuos diferentes. También
debe considerarse que en la puesta en marcha de emprendimientos
generalmente se involucra una industria o pequeña zona, no el sector en su
conjunto (Bioproa, 2015). En todo caso, el estudio para un tipo de residuo en
especial debe rehacerse para considerar y cuantificar todos los detalles de su
posible procesamiento y especialmente su rentabilidad económica.
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Referencias
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BIOPROA (Biotecnología de Procesos para el Ambiente), Instituto de Ingeniería
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Uruguay.”Identificación de residuos en el Uruguay pasibles de ser valoriaados
por digestión anaerobia y estimación de su potencial de metanización. Octublre
2015.
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Curto, P., Pena, G., Mantero, C., Siri, G., Tancredi, N., Amaya, A., Durante, A.,
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