aI` ENERGÉT[CA

Biomasa^ la energía renovablede mayor contribución al balance

energético nacionalEI presente artículo aborda la producción y utilizaciónenergética de la biomasa en sus diversas formas.EI objetivo es divulgar las posibilidades de esta fuenteenergética de enormes perspectivas para el sectoragrario, pero bastante compleja en cuanto a lacombinación de las posibles fuentes, procesos yaplicaciones, lo que hace que frecuentemente seproduzca una cierta confusión en torno a la misma, conapreciaciones parciales e ideas preconcebidas que noresponden a la realidad.

Jesús Fernández.Catedrútico ae Producción Vegetal. ETS de Ingenieros Agrótlomos.Universidad Polit ►cnica ^1c Madrid.

a biomasa representa la gran oportunidad parael sector agrario en el siglo XXI, ofreciéndole laposibilidad de recuperar todo su potencial pro-ductivo, sin problemas de generación de exce-dentes, con un planteamiento sostenible basa-

do en la viabilidad económica y el respeto al medio am-biente. Para ello, es necesario desarrollar el concepto deAgroenergética, en su forma correcta, seleccionando loscultivos y procesos adecuados, con independencia de losplanteamientos agroalimentarios típicos, cuya finalidades totalmente distinta a la energética.

La biornasa en el contexto de lasenergías renovables

Bajo la denominación genérica de biomasa se incluyetodo un conjunto muy heterogéneo de materias, tanto porsu origen como por su naturaleza. En sentido amplio, serefiere a cualquier tipo de materia orgánica que haya teni-do su origen inmediato como consecuencia de un proce-so biológico. EI concepto de biomasa comprende tanto alos productos de origen vegetal como a los de origen ani-mal o microbiano, quedando fuera de este concepto los

combustibles fósiles y las materias orgánicas derivadasde éstos (los plásticos y la mayoría de los productos sin-téticos) ya que, aunque tuvieron un origen biológico, suformación tuvo lugar en tiempos remotos.

En el contexto energético, se ha aceptado el términobiomasa para denominar a una fuente de energía de tiporenovable que comprende la utilización de toda una gamade biocombustibles de diversa naturaleza (sólidos, líqui-dos o gaseosos) que pueden tener aplicación en todoslos campos de utilización de los combustibles tradiciona-les (electricidad, transporte, usos térmicos y como mate-rias primas para la industria química). Esta gran diversi-dad de posibilidades es una de las diferencias básicasde la biomasa respecto de las restantes energías reno-vables, en las que la producción de energía primaria con-siste básicamente en electricidad o calor ( cuadro I).

La biomasa tiene carácter de energía renovable, yaque su contenido energético procede en última instanciade la energía solar fijada por los vegetales en el procesofotosintético y acumulada en los enlaces de las molécu-las orgánicas que forman su biomasa. Esta energía se li-bera al romper los enlaces de los compuestos orgánicosen el proceso de combustión, dando como productos fi-nales anhídrido carbónico y agua. La materia orgánica in-tegrante de la biomasa, inicialmente formada por vía fo-tosintética, puede proporcionar energía por combustióndirecta o a través de compuestos derivados tales comoalcoholes, aceites o hidrocarburos, que también devuel-ven la energía mediante la oxidación, ya sea en motorestérmicos o en quemadores diseñados al efecto.

La cantidad de energía solar que fijan anualmente losvegetales en toda la biosfera se estima en unos 68.080millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep),contenida en los 170.000 millones de toneladas de ma-teria orgánica que supone la productividad media esti-

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mada de todos los ecosistemas vegetales de la tierra(cuadro II). Esta cantidad de energía supone más de 6,5veces la energía primaria que consumió la humanidad enel año 2002 -estimada en 10.376,42 Mtep según laIEAl- y es superior en más de 150 veces al contenidoenergético de los productos necesarios para alimentar auna población mundial de 6.000 millones de personas-18,3 EJ, para una dieta diaria media de 8,360 kJ (2.000kcal/día)-.

TerminologíaEs frecuente la utilización restrictiva del término bio-

masa en el contexto energético para referirse a la bioma-sa sólida utilizada como combustible, aunque para estafinalidad sería más propio la utilización del término bio-combustible sólido. Es necesario tener en cuenta estacircunstancia, ya que aparece incluso en documentos ofi-ciales tales como el Plan de Energías Renovables, re-cientemente aprobado por el Gobierno español (26-10-2005).

Con respecto a la terminología, es interesante preci-sar también que en España, frecuentemente, se utiliza eltérmino de biocombustible para referirse a los utilizadosen el transporte (bioetanol y biodiesel, etc.), pero estaacepción, cuando solamente se refleja en un título, da ori-gen a imprecisiones y posibles confusiones. Por este mo-tivo, es más correcto utilizar la palabra biocarburante2para referirse a los biocombustibles líquidos utilizados enmotores térmicos de combustión (tipo diesel) o de explo-sión por chispa. También se puede emplear una termino-logía que haga referencia al estado físico del combusti-ble, utilizando las acepciones biocombustibles líquidoscomo sinónimo de los biocarburantes para automoción ybiocombustibles sólidos en referencia a los que son utili-zados básicamente para fines térmicos. EI término bio-combustible a secas debería emplearse solamente cuan-do se refiera al conjunto de los combustibles de origenbiológico (sólidos, líquidos y gaseosos).

Importancia actualde 1a biomasa como fuente de ener ía^

Según datos del IDAE (2005)3, la biomasa en el año2002 contribuyó a satisfacer algo más de un 10% de lademanda energética mundial con un aporte de 1.064Mtep, de los que aproximadamente el 65% se consumie-ron en los países en vías de desarrollo y el resto (35%) enlos países industrializados. En 2002 el consumo de bio-masa en la UE-15 representó 41 Mtep, lo que supone el4% del consumo mundial de biomasa. En 2003 este con-sumo en la UE-15 alcanzó los 43 Mtep, lo que supone unincremento del 6,1% respecto al año anterior e indica elmomento de expansión de esta fuente de energía.

Según los datos provisionales publicados por el Mi-nisterio de Industria, Turismo y Comercio, relativos al año2005, la participación de los biocombustibles en el ba-lance de energía primaria nacional (biomasa, RSU, biogásy biocarburantes) ascendió a 5,27 Mtep, lo que represen-ta aproximadamente el 61% de todas las energías reno-vables ( figura 1).

En la actualidad, el principal sector de utilización de la

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biomasa en España es el de los biocombustibles sólidos,que en 2004 supusieron 4,167 Mtep, siendo el sectordoméstico el mayor consumidor (48,61%), seguido delpastero-papelero (17,89%), el de muebles, madera y cor-cho (10,98%) y el de alimentación y bebidas (8,23%). EIconsumo de biocarburantes en el año 2004 en Españarepresentó una cantidad aproximada de 228 ktep y el debiogás de 267 ktep.

FuenteS (^e b10111asa

En la actualidad, las materias primas utilizadas comobiocombustibles sólidos son principalmente biomasasde origen forestal, restos de podas o residuos de indus-trias agrarias. En España destacan en primer lugar las le-ñas y astillas (cerca del 50%), seguidas por las lejías ne-gras, los serrines y virutas, el orujo, el hueso de aceituna,

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Balance de la energía primaria en España en^

2005 (datos provisionales de IDAE. Boletítl el^ctrúnico n''24 de abril de 2006). Puede apreciarse que el corljurlto delos biocombustibles (biomasa, biogás y biocarburantra)supone el 3,3%, lo que representa el 56% del conjunto delas energías renovables (incluida la hidráulica).

5aldo eléctrico

TOTAL=146.485 ktep

Carbón14,6°l0

Fuente Ministerio de Industria, Turismo y Comercio / IDAEDatos provisionales.

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\RSUi;eotermia 0,3%

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las cortezas y el carbón vegetal. La paja de cereal se utili-za como combustible principal en la central eléctrica deSang►esa.

Las materias primas utilizadas para la producción delbioetanol-carburante son diferentes en los distintos luga-res del mundo; destacan la caña de azúcar en Brasil y enalgunos países tropicales, el maíz en los EE.UU. y los gra-nos de trigo y cebada en España, que es primer productoreuropeo en este biocarburante. También se ha utilizado laremolacha azucarera en algunos casos, aunque dado elcoste de este cultivo, solamente se utiliza para esta fina-lidad la remolacha excedentaria del cupo azucarero.

La paja de cereal es el residuo agrícola más abundante, pero su utilizacióncon fines energéticos está supeditada a los usos alternativos que tieneespecialmente la demanda ganadera en épocas de sequía.

Para la producción de biodiesel se utiliza principal-mente el aceite de colza en la gran mayoría de los paíseseuropeos, que tienen muy desarrollada esta actividad.También se utilizan aceites vegetales usados (residuosde frituras) y otros aceites vegetales como los de soja, gi-rasol o palma.

Si bien el desarrollo actual de los biocombustibles sóli-dos o líquidos está basado en el empleo de biomasas resi-duales o de productos de cultivos agrícolas tradicionales,desarrollados en principio para fines distintos de su aplica-ción energética, el futuro de la biomasa como fuente deenergía pasa por el desarrollo de la Agroenergética, es de-cir, ^^la producción de biomasa mediante cultivos específi-cos (cultivos energéticos) y la transformación de ésta enproductos energéticos de fácil utilización en los sistemasconvencionales, en sustitución de los combustibles tradi-cionales^^4. Esta nueva actividad del sector agrario podría re-vitalizar la agricultura actual ocupando una gran cantidad delas tierras abandonadas para los cultivos alimentarios e in-cluso sustituyendo algunos de los cultivos tradicionales ac-tuales de escasa rentabilidad.

EI desarrollo de los cultivos energéticos es funda-mental para alcanzar los objetivos asignados a la bioma-sa en los planes de la UE respecto a la participación de lasenergías renovables en el balance energético global. En elLibro Blanco de las Energías Renovables elaborado por laComisión de la UE en 1997, en el que se proponía una par-ticipación de éstas para el año 2010 en un 12%, se con-sideraba la necesidad de dedicar cerca de diez millonesde hectáreas de tierras agrícolas comunitarias para la pro-ducción de biomasa para usos energéticos, siendo dedestacar que la cantidad de energía esperada de estafuente suponía más del 40% de todo el incremento pro-puesto en energía primaria de origen renovable.

Perspectivas de la biomasaen Es añap

Siguiendo las directrices del Libro Blanco de la Comi-sión de la UE, el Gobierno español introdujo en la Ley delSector Eléctrico (Ley 54/1997 de 27 de noviembre), en

junto, se proponía que para elaño 2010 la energía que se con-suma en España de origen reno-vable debería ser de 16,639Mtep, con un incremento de9,526 Mtep sobre la situaciónde 1998. De este incremento, el

su disposición transitoria deci-mosexta, el compromiso de quepara el año 2010 se cubrieracomo mínimo el 12% del total dela demanda energética de Espa-ña con energías renovables. Paralograr este objetivo, en la reunióndel Consejo de Ministros del 31de diciembre de 1999, se aprobóel Plan de Fomento de las Energí-as Renovables ( PFER), elaboradopor el MINER a través del IDAE,en el que se realizan una serie depropuestas concretas. En con-

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74,4% (7086 ktep) correspondería a energía obtenida decombustibles de origen biológico ( biomasa) y el resto, delas otras fuentes de energía renovable. EI incremento pro-puesto de la utilización de los biocombustibles para elaño 2010 era de 5.100 ktep para la producción de bioe-lectricidad, 900 ktep para usos térmicos, 500 ktep parabioetano1,150 ktep para biogás y 436 ktep para los RSU.

Según se deduce del cuadro III, a finales de 2004 (ala mitad del Plan) los incrementos alcanzados para la bio-electricidad fueron de 469 ktep (9,2% del objetivo final),69 ktep para los usos térmicos (7,6% del objetivo final),228 ktep para los biocarburantes (45,6% del objetivo fi-nal), 186 ktep para el biogás (124% del objetivo final) y134 ktep para los RSU (30,7% del objetivo final).

Los biocombustibles sólidos fueron los que peor secomportaron, ya que su cumplimiento de objetivos enconjunto fue inferior al 9%, principalmente por la nula par-ticipación de los cultivos energéticos para esta finalidad.Los biocarburantes cumplieron en un 45,6% y el biogássuperó ampliamente los objetivos finales. Por este moti-vo, en la revisión del PFER realizada en el nuevo Plan deEnergías Renovables ( PER)5 se ajustaron los objetivos deincremento asignados a los biocombustibles sólidos parael año 2010 fijándolos en 5,04 Mtep, de los que 4.457ktep serían para la producción de electricidad en centra-

Central térmoeléctrica alimentada con residuosforestales en Helechosa de los Montes (Badajoz ► .

les de biomasa y co-combustión y el resto (583 ktep} iríandestinados a fines térmicos.

En esta revisión del balance energético previsto para2010, y en una postura muy conservadora, se han rebaja-do en un 43% las previsiones de participación de los culti-vos energéticos, pasando de 3.359 ktep que tenían en elPFER a 1.908,3 ktep y aumentado las expectativas para eluso de biomasas residuales, a pesar de la problemáticacompleja que presenta este tipo de biomasa. En nuestraopinión, la falta de desarrollo de los cultivos energéticosen el período 1999-2004 no radica en la imposibilidad ma-terial de su establecimiento, sino en la falta de una com-ponente agroenergética en la política agrícola, a pesar deque actualmente en España hay más de dos millones dehectáreas de tierras de cultivo que han quedado abando-nadas en los últimos veinte años, pudiendo utilizarse unaparte importante de éstas en la producción de biomasamediante cultivos energéticos.

La Agroenergética supone, pues, una pieza clave parala consecución de los objetivos asignados a la biomasa

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en el PER y a su vez, una enorme posibilidad para el im-pulso de la actividad agraria, tanto en el aspecto de laproducción de la materia prima, como en las agroindus-trias derivadas. Esto puede representar una ocasión sinprecedentes para que el sector agrario recupere su espí-ritu productivo (parcialmente anestesiado en la actuali-

dad por efecto de las subvenciones de laPAC) y consiga también en el área energéti-ca una posición predominante, al igual quela tiene de forma indiscutible en el área dela producción de alimentos.

En próximos artículos se tratará conmás detalle el tema de los cultivos energé-ticos y los biocombustibles que pueden ob-tenerse a partir de su biomasa. n

Bibliografía

FERNÁNDEZ, J. (2002). Energía de la Bio-masa. Capítulo 6° del libro Energías Renova-bles para el desarrollo. Editorial Paraninfo-Thomson Learning. ISBN 84-283-2864-1.Pp. 187-260.

1 Key world Energy statistics 2004. IEA (AgenciaInternacional de la Energía).

z Carburación: mezcla de un líquido o gasinflamable (carburante) con la cantidad de airenecesaria para su combustión o explosión. EIcarburador es uno de los sistemas utilizadospara lograr la carburación en tos motores deexplosión, hoy en día sustituidomayoritariamente por los sistemas de inyección.

3 Eficiencia energética y energías renovablesn° 7(septiembre 2005). Boletín IDAE. Ministeriode Industria, Turismo y Comercio.

4"Agroenergética, un nuevo campo para losingenieros agrónomos", Vida Rural, 15 de juniode 2005, pp. 18-21.

5 Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010, aprobado por el Gobierno español en elConsejo de Ministros de 26 de agosto de 2005.

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