CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN “BIOENERGÍA EN EL … · CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN ......

PROYECTO RURAL BIOENERGY Training Plan on Bioenergy for the agri‐food sector

2017‐1‐ES01‐KA202‐038057

IO2 – CURSO ESTRUCTURADO “BIOENERGÍA EN EL MEDIO RURAL”

Training Plan on Bioenergy for the agri‐food sector

2017‐1‐ES01‐KA202‐038057

CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN

“BIOENERGÍA EN EL MEDIO RURAL”

MATERIAL DE APOYO AL PROFESORADO

Y PARA LA FORMACIÓN PERMANENTE

PRODUCTO INTELECTUAL 2 (IO2)

2017‐2019

Esta publicación refleja solamente el punto de vista del autor y la

Comisión Europea no es responsable del uso que de ella pueda hacerse.


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ÍNDICE

PRESENTACIÓN 5

PARTE I. CONTENIDOS TEÓRICOS 7

MÓDULO 1. LA BIOENERGÍA Y SUS APROVECHAMIENTOS EN EL MEDIO RURAL 7

1.1. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA. CONCEPTOS IMPORTANTES Y MARCO EUROPEO 7 1.1.1. BIOECONOMÍA Y ECONOMÍA CIRCULAR 7 1.1.2. LA BIOENERGÍA COMO ENERGÍA RENOVABLE 10 1.1.3. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA 11

1.1.3.1. Materias primas y procesos de transformación de la biomasa 11 1.1.3.2. Ventajas e inconvenientes frente a las fuentes convencionales 18

1.1.4. CONTEXTO POLÍTICO Y ESTRATÉGICO DE LA BIOENERGÍA EN EUROPA 20

1.1.4.1. Estrategia europea 2020 20

1.1.4.2. Política agrícola común 20

1.1.4.3. Directivas para energías renovables 22

1.1.4.4. Marco estratégico sobre clima y energía para el periodo 2030 26

1.1.4.5. Reindustrialización de UE 2030 28

1.1.4.6. Mapa de ruta de la energía 2050 29

1.2. LA BIOENERGÍA COMO UNA NUEVA OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO RURAL 31 1.2.1. INTRODUCCIÓN A SUS APROVECHAMIENTOS EN LOS SECTORES FORESTAL Y AGROALIMENTARIO 31 1.2.2. APROVECHAMIENTO Y GESTIÓN DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES COMO FUENTES DE 33

ENERGÍA EN EL MEDIO RURAL 1.2.2.1. Introducción a la gestión de residuos 33 1.2.2.2. Biomasa procedente de residuos del sector agroalimentario 34 1.2.2.3. Aprovechamientos en el medio rural. Algunos ejemplos 37

MÓDULO 2. USO ENERGÉTICO DE LA MADERA. INSTALACIONES DE BIOMASA 42

2.1. INTRODUCCIÓN 43 2.1.1. EL SECTOR ENERGÉTICO DE LA MADERA EN EUROPA 44 2.1.2. ESTRATEGIAS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LA MADERA 47 2.1.3. EL CICLO DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE LA MADERA Y LOS IMPACTOS AMBIENTALES 48

2.2. LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS: 50 TRONCOS, ASTILLAS, PELLES Y MICROASTILLAS

2.3. TECNOLOGÍAS PARA LA CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA MADERA: 56 CONVERSIÓN TÉRMICA Y ELÉCTRICA, COGENERACIÓN

2.4. INSTALACIONES INDUSTRIALES, PEQUEÑAS‐MEDIANAS CALEFACCIONES Y REDES DE CALOR 57 2.4.1. CALDERAS O ESTUFAS DE TRONCOS DE LEÑA 57 2.4.2. CALDERAS DE PELLETS 58 2.4.3. CALDERAS DE ASTILLAS 58 2.4.4. PRODUCCIÓN COMBINADA DE CALOR Y ELECTRICIDAD: APLICACIONES A PEQUEÑA ESCALA 58

2.5. BIOMASA Y SECTOR AGRÍCOLA 59


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ÍNDICE

MÓDULO 3. INSTALACIONES DE BIOGÁS 61

3.1. INTRODUCCIÓN 62 3.1.1. BIOGÁS COMO FORMA DE BIOENERGÍA 63 3.1.2. ¿CÓMO SE UTILIZA EL BIOGÁS? 63 3.1.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE BIOGÁS 65 3.1.4. LA DIFERENCIA ENTRE BIOGÁS Y BIOMETANO 65

3.2. PROCESOS BIOQUÍMICOS Y MICROBIANOS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS. 66 TECNOLOGÍAS 3.2.1. METANOGÉNESIS 66 3.2.2. TIPOS DE SISTEMAS DE DIGESTIÓN ANAERÓBICOS 67

3.3. COMPONENTES TÍPICOS PRINCIPALES DE UNA INSTALACIÓN COMPLEJA DE BIOGÁS QUE CONTIENE DIGESTIÓN Y COGENERACIÓN ANAERÓBICAS 68

3.3.1. SITIO DE DESCARGA Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS 68 3.3.2. EQUIPO DE PRETRATAMIENTO 68 3.3.3. LÍNEA DE ALIMENTACIÓN Y TANQUE DE MEZCLA 68 3.3.4. DIGESTOR ANAERÓBICO 68 3.3.5. DEPÓSITO DE GAS (GASÓMETRO) 68 3.3.6. BOMBAS Y TUBOS 69 3.3.7. ANTORCHA DE SEGURIDAD 69 3.3.8. ALMACENAMIENTO DEL DIGESTATO 69 3.3.9. EQUIPO DE TRATAMIENTO DE BIOGÁS 69 3.3.10. UNIDAD DE COGENERACIÓN (CHP) 69 3.3.11. TRANSFORMADOR / CONEXIÓN A LA RED 69 3.3.12. SOFTWARE DE MONITOREO Y CONTROL REMOTO 70

3.4. MATERIAS PRIMAS PARA BIOGÁS Y SU IMPACTO AMBIENTAL 71

3.5. IMPLICACIONES AMBIENTALES O IMPACTOS 73

3.6. EL VALOR ECONÓMICO Y LA VIABILIDAD DE LAS PLANTAS DE BIOGÁS 74

MÓDULO 4. CULTIVOS ENERGÉTICOS Y PRODUCCIÓN DE BIOCARBURANTES 75

4.1. CULTIVOS ENERGÉTICOS: SIEMBRA, CUIDADO Y RECOLECCIÓN 76 4.1.1. INTRODUCCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 76

4.1.1.1. ¿Qué son los cultivos energéticos? 76 4.1.1.2. Características que deben tener 77 4.1.1.3. Ventajas e inconvenientes 78

4.1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 80 4.1.3. PRINCIPALES ESPECIES PARA CULTIVOS ENERGÉTICOS Y LABORES AGRÍCOLAS 82

4.1.3.1. Cultivos lignocelulósicos: Cereales, cardo, Brasica carinata, sorgo 82 4.1.3.2. Cultivos para obtención de biocarburantes 86

o Cultivos de oleaginosas: girasol, colza, otros o Cultivos para bioetanol: caña, maíz, sorgo, remolacha

4.1.4. CULTIVOS ENERGÉTICOS EN EUROPA 93


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ÍNDICE 4.2. PRODUCCIÓN DE BIOCARBURANTES 96

4.2.1. INTRODUCCIÓN 96 4.2.1.1. Desarrollo de los biocarburantes en Europa 96 4.2.1.2. Tipos de biocarburantes 98

4.2.2. PRODUCCIÓN DE BIODIESEL 101 4.2.3. PRODUCCIÓN DE BIOETANOL Y SUS DERIVADOS 103 4.2.4. BIOCARBURANTES Y REDUCCIÓN DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI) 105 4.2.5. LEGISLACIÓN SOBRE BIOCARBURANTES EN EUROPA Y EN ESPAÑA 108

FUENTES Y REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 111

PARTE II. RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADO 113

ANEXO 1. EJEMPLOS PRÁCTICOS PARA ESTUDIO DE CASOS 114

ANEXO 2. EJEMPLOS DE PROYECTOS PARA APLICACIÓN DEL MÉTODO DE APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS 133

ANEXO 3. “PARA SABER MÁS” 141

4


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


PRESENTACIÓN

5


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


PRESENTACIÓN

Se ha diseñado un curso de formación estructurado como un producto intelectual clave dentro del Plan de

Formación en Bioenergía del proyecto RURAL BIOENERGY, con el objetivo de facilitar las habilidades y

competencias sobre Bioenergía en el medio rural, fundamentalmente en los sectores agro‐alimentarios,

contribuyendo a mejorar los planes de estudio sobre Bioenergía, prácticamente inexistentes en los currículos

de la Formación Profesional.

Se trata de un modelo de curso estructurado que trata fundamentalmente de facilitar la formación de

formadores y docentes, pero que también servirá para el aprendizaje permanente de cualquier persona

interesada en el tema, dado que las energías renovables en general, y la bioenergía en particular, han

evolucionado mucho en los últimos años y conceptos como la economía circular o el uso de residuos

agrícolas, entre otros, aún no están suficientemente presentes en los currículos.

El curso estructurado consiste en MÓDULOS de aprendizaje que, siguiendo el esquema modular planteado

en el desarrollo del Curriculum propuesto, desarrollan los diferentes temas establecidos sobre bioenergía

rural y su aprovechamiento en los sectores agro‐alimentarios, incluyendo además el contexto de la

bioenergía en Europa, sus políticas y sus preocupaciones socioeconómicas, ya que el conocimiento del

contexto global será esencial para los futuros trabajadores rurales a pesar de que operan a nivel local.

Es un producto intelectual con contenidos teóricos desarrollados en los diferentes módulos incluidos en la

primera parte y con contenidos prácticos para aplicar las metodologías innovadoras propuestas (modelo de

Aprendizaje Basado en Proyectos‐ABP, estudios de casos, trabajo cooperativo, práctico, etc.) incluidos en la

segunda parte, con el objeto de proporcionar a los formadores recursos y ejemplos a través de los casos

prácticos para el análisis y las sugerencias de proyectos correspondientes a los diferentes módulos,

fácilmente adaptables y utilizables en su propio entorno de enseñanza.

La metodología desarrollada en el producto intelectual 1, especialmente el ABP, aplicada a un tema complejo

como la Bioenergía, puede permitir con facilidad un enfoque transversal que combine el proceso de

aprendizaje y los servicios prácticos en un proyecto en el que los participantes aprenden mientras trabajan

de acuerdo a necesidades locales reales.

Según los expertos estas metodologías propuestas tienen muchas ventajas importantes para los estudiantes,

entre otras: aumenta la motivación, conecta el aprendizaje y la realidad, ofrece oportunidades de

colaboración para construir conocimiento, incrementa las habilidades sociales y de comunicación, permite a

los estudiantes hacer y ver conexiones entre diferentes temas, en definitiva prepara a los estudiantes para

el trabajo.

Este material trata de ser totalmente transferible y adaptable a los diferentes entornos educativos de los

formadores europeos para mejorar y actualizar la formación de temas relacionados con BIOENERGÍA RURAL.

CONTENIDOS TEÓRICOSMódulo 1. La bioenergía y sus aprovechamientos en el medio rural 6


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Parte I. CONTENIDOSTEÓRICOS

Módulo 1. La bioenergía y sus aprovechamientos en el medio rural



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.‐ INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA. CONCEPTOS IMPORTANTES Y MARCO EUROPEO.

1.1.1.‐ BIOECONOMÍA Y ECONOMÍA CIRCULAR

BIOECONOMIA

Desde el punto de vista Europeo, la bioeconomía se define como "la producción de recursos biológicos

renovables y la conversión de estos recursos y los flujos de residuos en productos de valor añadido, tales como

alimentos, piensos, productos de base biológica y bioenergía” (Comisión Europea (CE) 2012). Además la CE

determina que: "la economía de base biológica integra toda la gama de recursos naturales renovables y

biológicos, recursos de tierra y de mar, biodiversidad y materiales biológicos (plantas, animales y

microorganismos), a través del procesamiento y el consumo de estos recursos”.

La bioeconomía abarca los sectores de la agricultura, la silvicultura, la pesca, la alimentación y la

biotecnología, así como una amplia gama de sectores industriales, que van desde la producción de energía

hasta la construcción y el transporte (Ibid, 2012 citado por McCormick & Kautto, 2013). Aunque la

bioeconomía va mucho más allá que la bioenergía, ésta continuará siendo un componente clave de la

bioeconomía (Johnson & Alunan, 2014).

Por lo tanto el término bioeconomía define la producción de diferentes bienes y servicios a partir de material

vegetal, animal ‐incluyendo la piscicultura y microorganismos‐ y forestal, en la cual una de las principales

metas es reemplazar los combustibles fósiles y los productos derivados de estos con productos derivados del

procesamiento de "biomasa". Así, los plásticos, nutracéuticos, farmacéuticos y todo tipo de bioproducción

se considerarían como parte de la bioeconomía (Brown y Brown, 2003; Johnson & Alunan, 2014).

Un análisis realizado por Schmidt, Padel, & Levidow (2012) muestra que existen tensiones entre las

diferentes definiciones que actualmente se debaten sobre el tema, tales como:

● La promoción del concepto a nivel público intenta favorecer los "aspectos sociales" y la importancia

de la innovación social, de los bienes públicos y de los agricultores.

● Las definiciones que favorecen la producción y transformación de biomasa hacen hincapié en los

insumos que requieren elevado capital para la agricultura y de tecnologías de procesamiento de

biomasa. Éstos devalúan los conocimientos y capacidades de los agricultores convirtiéndolos en solo

receptores de conocimientos y productos desarrollados en laboratorio.

● La bioeconomía se ha vinculado con los conceptos de eco‐eficiencia y/o eficiencia de los recursos,

pero resta especificar qué tipo de eficiencia, a través de qué medios y con qué fines.

La bioeconomía promueve una forma más inteligente de usar y concebir los recursos biológicos en general y

agrícolas en particular. Dar a los recursos biológicos, como por ejemplo los residuos, una “segunda vida”

convirtiéndoles en recursos valiosos significa generar recursos económicos con el cierre del ciclo de

producción. La bioeconomía consiste en convertir recursos biológicos renovables procedentes de la tierra o

el mar en otros productos o en bioenergía.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Es una forma de preservar la naturaleza y la biodiversidad

a la vez que se generan nuevas actividades económicas e

ingresos para agricultores, ganaderos, empresarios

forestales, pescadores,… promoviendo el empleo, el

crecimiento económico y por tanto el desarrollo local en

áreas rurales.

La bioeconomía persigue además reemplazar materiales

y fuentes de energía de origen fósil por alternativas

renovables.

Aunque puede parecer un concepto nuevo realmente no

lo es. Existen diferentes autores que hacen mención al

concepto de bioeconomía haciendo referencia a una idea

original, que es la gestión que realiza la biología de los

recursos naturales. Un buen ejemplo de bioeconomía o

economía biológica es el pastoreo, que permite el

desarrollo de una actividad económica humana al mismo

tiempo que se lleva a cabo la labor de limpieza de los

montes mediante la trashumancia, o pastoreo en

continuo movimiento. Otro ejemplo sería la rotación de

cultivos, que consiste en alternar el tipo de plantas que se

siembran en un mismo suelo. Esto permite que el suelo

en cuestión no se agote y termine siendo estéril, dado que

cada planta tiene unas necesidades concretas, el suelo se

puede recuperar sin problemas y sigue siendo

económicamente útil.

Pero los ejemplos de la bioeconomía no se limitan al

sector primario de la economía, sino que también se

podrían encontrar en modelos de turismo sostenible,

gestión de residuos que permitirían la creación de

modelos de economía circular, industrias locales y

sostenibles con el medio ambiente y con la sociedad, etc.

En realidad, la bioeconomía se podría aplicar a cualquier

actividad económica.

Uno de los países europeos que lidera la implementación

de la bioeconomía es FINLANDIA, por ejemplo con un

proyecto de Ropa hecha con celulosa de madera, plástico

fabricado con árboles y combustible producido a partir de

los excrementos de microbios, son algunos de los

desarrollos tecnológicos que adelanta, como resultado de

la estrategia de bioeconomía implementada desde 2012.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Finlandia prevé para 2025 un crecimiento económico cercano al 4 %, por encima del promedio de la zona

euro, que en 2016 registró un producto interno bruto (PIB) de 1,7 %. De ese modo, expandirían su producción

a 100 mil millones de euros, desde 60 mil millones (209,3 billones), para crear 100.000 nuevos empleos y

exportar más. En este sentido, Finlandia pretende consolidarse como un actor global en la bioeconomía,

según el documento Estrategia Finlandesa de Bioeconomía: “La idea es que las soluciones competitivas y

sostenibles de la bioeconomía se generen para aumentar el bienestar de todo el país, considerando que en el

año 2030, se necesitará un 50 % más de comida, 45 % más de energía y 30 % más de agua”.

ECONOMÍA CIRCULAR

Tomando como ejemplo el modelo cíclico de la naturaleza, la economía circular se presenta como un sistema

de aprovechamiento de recursos donde prima la reducción de los elementos: minimizar la producción al

mínimo indispensable y apostar por la reutilización de los elementos que por sus propiedades no pueden

volver al medio ambiente. Es decir, la economía circular

aboga por utilizar la mayor parte de materiales

biodegradables posibles en la fabricación de bienes de

consumo para que éstos puedan volver a la naturaleza

sin causar daños medioambientales tras su vida útil.

En los casos que no sea posible utilizar materiales “eco‐

friendly” (componentes electrónicos, metálicos,

baterías…) el objetivo será darle una nueva vida

reincorporándolos al ciclo de producción y componer

una nueva pieza. Cuando no sea posible, se reciclará de

una manera respetuosa con el medio ambiente.

¿Producir, usar y tirar? No, reducir, reusar y reciclar. El

paradigma del actual modelo económico lineal podría estar llegando a su fin y su lugar será ocupado por la

economía circular.

Principios de la economía circular. Hay diez rasgos configuradores que definen cómo debe funcionar la

economía circular:

1 El residuo se convierte en recurso: es la principal característica. Todo el material biodegradable vuelve a la

naturaleza y el que no es biodegradable se reutiliza.

2 Reintroducir en el circuito económico aquellos productos que ya no corresponden a las necesidades iniciales de

los consumidores.

3 Reutilización: reusar ciertos residuos o ciertas partes de los mismos, que todavía pueden funcionar para la

elaboración de nuevos productos.

4 La reparación: encontrar una segunda vida a los productos estropeados.

5 El reciclaje: utilizar los materiales que se encuentran en los residuos.

6 La valorización: aprovechar energéticamente los residuos que no se pueden reciclar.

7 Economía de la funcionalidad: la economía circular propone eliminar la venta de productos en muchos casos para

implantar un sistema de alquiler de bienes. Cuando el producto termina su función principal, vuelve a la empresa,

que lo desmontará para reutilizar sus piezas válidas.

8 Energía de fuentes renovables: eliminación de combustibles fósiles para producir el producto, reutilizar y reciclar.

9 La eco‐concepción: considera los impactos medioambientales a lo largo del ciclo de vida de un producto y los

integra desde su concepción.

10 La ecología industrial y territorial: establecimiento de un modo de organización industrial en un mismo territorio

caracterizado por una gestión optimizada de los stocks y de los flujos de materiales, energía y servicios.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.2. LA BIOENERGÍA COMO ENERGÍA RENOVABLE

CONCEPTO DE ENERGÍA RENOVABLE Denominamos energías no renovables, a aquellas de cantidad limitada en la naturaleza. Este tipo de energías

están englobadas en dos categorías, según su extracción: los combustibles fósiles y los nucleares. Pese a que

sean habitualmente las que más contaminen ‐generando emisiones y/o residuos‐, dado que son las que

clásicamente se utilizan y todos sus mecanismos ya están construidos, suponen alrededor de un 80% de la

energía mundial. Las fuentes de energía, no obstante, sólo se encuentran en determinadas zonas del planeta,

por lo que su extracción y uso ha dependido históricamente del comercio y colaboración internacional y por

ello ha sido el origen de muchos conflictos bélicos.

Sin embargo, las energías renovables son de uso más reciente, toman como fuente materiales infinitos en la

naturaleza ‐por ser inagotables o por su rápida regeneración‐, contaminando menos en el proceso. La energía

renovable es la energía procedente de fuentes renovables no fósiles, es decir: energía oceánica, eólica,

geotérmica, solar, hidráulica, aerotérmica e hidrotérmica.

TIPOS DE ENERGÍAS RENOVABLES Y NO RENOVABLES

Las energías RENOVABLES son las siguientes:

Energías del mar

Energía presente en los océanos y otras masas de agua en forma de oleaje, corrientes marinas y mareas, así como la energía de los gradientes de temperatura y de los gradientes de salinidad de los océanos.

Eólica Los parques eólicos, tanto en tierra como en mar, están formados por una serie de aerogeneradores que captan la energía cinética del viento para su transformación en energía eléctrica. La energía eléctrica producida por cada uno de los aerogeneradores, normalmente a media tensión, es transportada por vía subterránea a una estación transformadora que eleva su tensión y posteriormente, mediante una línea de evacuación se inyecta en la red de distribución o de transporte.

Geotermia Se define como la energía almacenada en forma de calor bajo la superficie de la tierra sólida, por tanto, engloba el calor almacenado en rocas, suelos y aguas subterráneas, cualquiera que sea su temperatura, profundidad y procedencia, pero no el contenido en masas de agua superficiales, continentales o marinas.

Solar

Solar térmica Usa el calor del sol para calentar un líquido a través de captadores por los que circula este líquido y diferentes recubrimientos y tecnologías.

Solar

termoeléctrica

Utiliza lentes o espejos y dispositivos de seguimiento solar para concentrar la radiación solar incidente en una superficie reducida. Esta concentración permite obtener altas temperaturas y, en correspondencia, altas eficiencias termodinámicas de conversión en trabajo. El calor que se obtiene en este proceso se transfiere normalmente a un fluido que pasando a través de una turbina, acoplada a un generador, produce electricidad.

Solar fotovoltaica Aprovecha la radiación solar transformándola directamente en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico, que consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (en este caso radiación solar).

Hidroeléctrica La energía hidroeléctrica es aquella que se obtiene de aprovechar la energía potencial de una masa de agua situada en un punto del cauce del río (el más alto del aprovechamiento) para convertirla primero en energía mecánica y finalmente en energía eléctrica disponible en el punto más bajo del aprovechamiento.

Bioenergía Es la energía obtenida por la transformación de biomasa. Se entiende por biomasa: la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, incluidas la pesca y la acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales; con la transformación de la biomasa se obtiene básicamente electricidad, calefacción o biocombustibles.

Aerotérmica Es la energía almacenada en forma de calor en el aire ambiente.

Hidrotérmica Es la energía almacenada en forma de calor en las aguas superficiales.

Las fuentes de energía NO RENOVABLES son:

Las energías de origen fósil: petróleo, gas natural y carbón.

La energía nuclear.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.3. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA

La bioenergía es la transformación de la biomasa que da lugar a la generación de electricidad, energía térmica

o biocombustibles.

1.1.3.1. Materias primas y procesos de transformación de la biomasa

La bioenergía es la energía producida a partir de la conversión de biomasa, donde ésta puede ser

utilizada directamente como biocombustible sólido o ser convertida en biocombustible líquido y/o

gases.

La bioenergía ofrece la posibilidad de un abastecimiento energético con recursos naturales autóctonos,

reduciendo la dependencia de combustibles fósiles importados. Es además, una alternativa para el

manejo de residuos y facilita el desarrollo económico local.

La base del recurso de biomasa proviene de las actividades forestal y agrícola, y suele clasificarse como

recurso primario cuando su origen es la cosecha directa de bosques y plantaciones agrícolas; como

recurso secundario, cuando se trata de residuos de las industrias forestales, agrícolas o ganaderas; y

como terciario, cuando su origen son residuos urbanos derivados de la construcción, demoliciones,

embalajes y otros residuos domiciliarios.

La biomasa debe ser recolectada, almacenada, transportada y pre‐tratada. Por ello, un aspecto clave

para el aprovechamiento de bioenergía es la disponibilidad y localización del recurso.

CLASIFICACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS O FUENTES DE BIOMASA POR SU ORIGEN

ORIGEN FORESTAL

ORIGEN AGRÍCOLA

Cultivos: especies principalmente leñosas producidas mediante las

actividades de cultivo en terreno forestal, cosecha y, en caso necesario, del

procesado de las materias primas recolectadas. También se consideran los

productos forestales no madereros como las plantas aromáticas y

medicinales, procedentes de recolección en sus hábitats naturales.

Aprovechamientos forestales: biomasa originada como producto de las

operaciones silvícolas en las masas forestales que precisen de permiso de

corta o plan de ordenación para su extracción.

Residuos forestales: biomasa residual generada en la limpieza y en el

mantenimiento de las masas forestales y los espacios verdes.

Cultivos: especies herbáceas o leñosas producidas mediante las actividades

de cultivo en terreno agrícola, cosecha y, en caso necesario, del procesado de

las materias primas recolectadas. También se incluyen en este grupo los

cultivos de algas, aunque se produzcan en medio acuoso.

Residuos de las actividades agrícolas: biomasa residual originada durante el

cultivo y primera transformación de productos agrícolas.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ORIGEN GANADERO

ORIGEN INDUSTRIAL

ORIGEN RESIDUOS

MUNICIPALES

PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA

Existen cuatro tipos de procesos que permiten obtener a partir de biomasa biocombustible, ya sea en estado

sólido, líquido o gaseoso:

❶ PROCESOS TERMOQUÍMICOS

Se basan en la descomposición térmica de la biomasa, en ausencia o carencia de oxígeno, a través de procesos como la pirólisis, gasificación o combustión.

● Pirólisis: degradación térmica de biomasa en ausencia de oxígeno. Se genera gas de síntesis para combustible, bioaceites, carbón activo e hidrocarburos ligeros (principalmente olefinas y parafinas).

● Gasificación: se somete a la biomasa a temperaturas que pueden oscilar entre los 800°C y 1.500°C en ausencia de oxígeno. Se originan productos gaseosos que constituyen una mezcla conocida como gas de síntesis, syngas o gas pobre, y está compuesta fundamentalmente por nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano e hidrógeno en proporciones variables.

● Combustión (oxidación completa): proceso de oxidación a temperaturas entre 600 °C y 1.300 °C. Genera CO2, agua y cenizas.

Residuos orgánicos generados en las explotaciones ganaderas. Se trata

principalmente de la mezcla de deyecciones y la cama de ganado,

denominándose comúnmente según la especie de la que proceden en

estiércol, purines y gallinaza.

Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del

sector agroalimentario: producción del aceite de oliva, procesado de cítricos,

extracción de aceite de semillas, industria vinícola y alcoholera, conservera,

cervecera, animal, producción de frutos secos, producción de arroz y

procesado de algas.

Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del

sector forestal: industrias forestales de primera y segunda transformación

(cortezas, serrerías, carpinterías, etc.), subproductos de la industria de la

celulosa (lejías negras), procedentes de la rec uperación de materiales

lignocelulósicos (palés, materiales de construcción, muebles viejos, etc).

Es la fracción biodegradable de los residuos urbanos que se generan

diariamente en todas las localidades. Además, se incluyen en esta categoría

los lodos de depuradora, las aguas residuales y los residuos de hoteles

restaurantes y cafeterías (aceites de fritura, etc.).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❷ PROCESOS MECÁNICOS

Consisten en la transformación física de la biomasa, con el objeto de producir combustibles

homogéneos y/o de mayor densidad como por ejemplo, los pellets.

❸PROCESOS QUÍMICOS

Operaciones básicas para la transformación del material mediante reacciones químicas y

conversiones catalizadas químicamente. Actualmente, el proceso químico empleado para la

producción de biodiésel (metil ésteres de ácidos grasos) es la transesterificación.

Este proceso consiste en combinar el aceite, normalmente aceite vegetal, con un alcohol ligero,

normalmente metanol, obteniendo como principal subproducto la glicerina, que puede ser

aprovechada en aplicaciones diversas.

❹ PROCESOS BIOLÓGICOS

Consisten en la degradación de biomasa por la acción de microorganismos o de enzimas. Como

resultado se puede obtener biogás, bioetanol u otros compuestos resultantes de la acción de

bacterias o levaduras.

En la actualidad existen tecnologías comerciales ampliamente probadas, como la combustión directa

o la digestión anaeróbica y otro número importante en etapas de investigación y desarrollo que

permitirán mejorar la eficiencia o aprovechar otras fuentes de biomasa.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


TECNOLOGÍAS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE LA BIOMASA

Por lo tanto podemos hablar de diferentes tecnologías de producción de energía de la biomasa en función

del tipo de conversión empleado, hasta llegar a convertir la biomasa en alguno de los productos

(principalmente energía eléctrica/calor, combustible para transporte o materia prima química).

A continuación recogemos algunos datos y ventajas e inconvenientes en relación a algunas de las tecnologías

de transformación de la biomasa más utilizadas.

CONVERSIÓN TERMOQUÍMICA

Los procesos de conversión termoquímica utilizan el calor como mecanismo principal para convertir la biomasa en otra forma química.

A.1. COMBUSTIÓN DIRECTA

La energía generada por la quema de biomasa es particularmente adecuada para países donde la

leña crece más rápidamente, como por ejemplo los países tropicales.

La quema de biomasa es el proceso más desarrollado y aplicado con mayor frecuencia.

• FEEDSTOCK: contenido de humedad de la biomasa <50%.

• PRODUCTO: calor, mecánica o electricidad.

• EQUIPO DE PROCESO: estufas, hornos, calderas, turbinas de vapor, turbogeneradores.

• Conversión neta de bioenergía. EFICIENCIAS: 20% ‐ 40%.

A



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


A.2. COGENERACIÓN. CALOR Y ELECTRICIDAD COMBINADOS (CHP)

Algunas de las aplicaciones de conversión térmica son la combinación de calor y energía (CHP), que

integra la producción de calor y energía utilizables (electricidad). Esta tecnología es altamente

eficiente: proporciona mayores niveles de rendimiento de energía por unidad de biomasa

consumida en comparación con las instalaciones que generan energía únicamente.

A.3. GASIFICACIÓN

La conversión de la materia prima sólida de biomasa en gas combustible o gas de alimentación

química (gas de síntesis) se realiza a alta temperatura en presencia de una temperatura de

gasificación oxidante de 600–1.000 ° C.

A.4. PIRÓLISIS

La pirólisis es la descomposición térmica de materiales a temperaturas elevadas en una atmósfera

inerte: conversión de material orgánico en un sólido rico en carbono y materia volátil mediante

calentamiento en ausencia de oxígeno.

En general, la pirólisis de sustancias orgánicas produce productos volátiles y deja un residuo sólido

enriquecido en carbono, carbón.

La pirólisis es la base de varios métodos para producir combustible a partir de biomasa, es decir,

biomasa de lignocelulosas.

PROS CONTRAS

• La biomasa tiene un bajo contenido de azufre, lo que resulta en una menor emisión de SOx.

• Los altos contenidos de álcali en la biomasa, como el sodio y el potasio, causan problemas de escoria y suciedad y la oxidación en los equipos de gasificación.

• La biomasa es más reactiva y tiene mayor contenido de compuestos volátiles que el carbón; la gasificación de la biomasa se produce a una temperatura más baja.

• Una temperatura más baja reduce el alcance de la pérdida de calor, las emisiones y los problemas de materiales asociados con las altas temperaturas.

Comparación de la producción de una planta de energía estándar y la producción de energía CHP



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


CONVERSIÓN BIOQUÍMICA

La conversión bioquímica hace uso de las enzimas de las bacterias y otros microorganismos para descomponer la biomasa en combustibles gaseosos o líquidos, como el biogás o el bioetanol. En la mayoría de los casos, se usan microorganismos para realizar el proceso de conversión: digestión anaeróbica, fermentación y compostaje.

B.1. FERMENTACIÓN

La fermentación es un proceso anaeróbico (que se produce en ausencia de oxígeno) que

descompone la glucosa dentro de los materiales orgánicos. Es una serie de reacciones químicas que

convierten los azúcares en etanol.

El proceso de fermentación básico implica la conversión de la glucosa (o carbohidrato) de una

planta en un alcohol o ácido. La levadura o las bacterias se agregan al material de la biomasa, que

se alimenta de los azúcares para producir etanol (un alcohol) y dióxido de carbono. El etanol se

destila y se deshidrata para obtener una mayor concentración de alcohol para lograr la pureza

requerida para el uso como combustible automotriz. El residuo sólido del proceso de fermentación

se puede utilizar como alimento para el ganado y en el caso de la caña de azúcar; El bagazo se puede

utilizar como combustible para calderas o para la posterior gasificación.

El futuro pertenece al bioetanol producido a partir de biomasa de lignocelulosas, no a partir de

almidón de maíz o caña de azúcar.

B.2. DIGESTIÓN ANAERÓBICA

La digestión anaeróbica es un proceso natural y es la conversión microbiológica de la materia

orgánica a metano en ausencia de oxígeno.

La descomposición es causada por la acción bacteriana natural en varias etapas. Se lleva a cabo en

una variedad de ambientes anaeróbicos naturales, que incluyen sedimentos de agua, suelos con

acumulación de agua, aguas termales naturales, respiraderos termales oceánicos y el estómago de

varios animales (por ejemplo, vacas). La materia orgánica digerida que resulta del proceso de

digestión anaeróbica generalmente se llama digerido.

B

Proceso de fermentación



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La digestión anaeróbica se utiliza como parte del proceso para tratar desechos biodegradables y

lodos de aguas residuales. Como parte de un sistema integrado de gestión de residuos, la digestión

anaeróbica reduce la emisión de gases de vertedero a la atmósfera. Los digestores anaeróbicos

también pueden alimentarse con cultivos energéticos específicos, como el maíz.

La digestión anaeróbica es ampliamente utilizada como fuente de energía renovable. El proceso

produce un biogás, que consiste en metano, dióxido de carbono y rastros de otros gases

contaminantes. Este proceso tiene lugar en un digestor; Un recipiente airless calentado, sellado. El

tanque de digestión se calienta y se mezcla bien para crear las condiciones ideales para la conversión

de biogás. Este biogás se puede usar directamente como combustible, en motores combinados de

calor y energía (CHP) o se puede actualizar a biometano con calidad de gas natural. El digestato rico

en nutrientes también producido puede usarse como fertilizante para el suelo.

CONVERSIÓN QUÍMICA

Se puede usar una variedad de procesos químicos para convertir la biomasa en otras formas, como

producir un combustible que se use, transportar o almacenar más convenientemente, o para

explotar alguna propiedad del proceso en sí. Los procesos químicos, como la conversión de aceites

vegetales puros y de desecho en biodiesel, se denominan transesterificación.

BIODIESEL

Convencionalmente, el biodiesel se produce a partir de aceite vegetal (colza, soja, mostaza, lino,

girasol, canola, aceite de palma, cáñamo, jatropha) con la presencia de alcohol / alcalino /

catalizador ácido. Este proceso se conoce como transesterificación o alcoholisis.

Para evitar la competencia entre combustible y alimentos, se debe promover una producción de

biocombustible a partir de materias primas no alimentarias alternativas (biomasa de microalgas o

aceite de desecho).

BENEFICIOS

• Capacidad de tratar la alta biomasa que contiene humedad y varios tipos de biomasa y residuos.

• Muy fácil conversión en biogás (es un proceso natural).

• Generación muy limitada de contaminantes.

• Robustez y aplicabilidad a pequeña escala.

C

Conversión biológica: Digestión anaeróbica



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.3.2. Ventajas e inconvenientes frente a las fuentes convencionales

Para entender que la bioenergía es una energía limpia que se considera que no interfiere en el cambio

climático, es necesario conocer el ciclo del carbono en el planeta: El carbono se encuentra disuelto en el agua

marina y como resultado de los intercambios entre el mar y la atmósfera, el mar en su conjunto resulta ser a

la larga un absorbente del CO2 atmosférico y un emisor de oxígeno.

Mediante la fotosíntesis las plantas también absorben el CO2 y lo acumulan en los tejidos vegetales en forma

de grasas, proteínas e hidratos de carbono. Posteriormente los animales herbívoros se alimentan de estos

vegetales, de los que obtienen energía para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferirla a los demás

niveles de la cadena alimenticia. Dicha energía sigue varios caminos:

‐ Por un lado, es devuelta a la atmósfera como dióxido de carbono mediante la respiración.

‐ Por otro lado, se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos

orgánicos o combinarse con el agua para producir carbonatos y bicarbonatos (que suponen

el 71% de los recursos de carbono de la Tierra).

Además de la actividad que llevan a cabo los reinos vegetal y animal en el ciclo del carbono también entra el

carbono liberado mediante la putrefacción y la combustión.

El equilibrio que se consigue con este ciclo se está rompiendo debido a que la actividad humana ha elevado

el nivel de carbono en la atmósfera, sobre todo por la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas

natural) para producir energía.

El resultado es que emitimos más dióxido de carbono del que el planeta puede absorber.

Se considera que la biomasa tiene un balance neutro en emisiones de CO2 y su combustión no contribuye al

aumento del efecto invernadero, ya que el CO2 emitido ha sido captado de la atmósfera previamente por las

plantas mediante la fotosíntesis.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Las principales VENTAJAS del uso de bioenergía son las siguientes:

● Contribuye a la reducción de la dependencia de las importaciones de petróleo.

● La movilización de biomasa supone únicamente la obtención de un combustible renovable, neutro en cuanto a emisiones de CO2 y competitivo en precio con los combustibles fósiles que se importan desde fuera de la Unión Europea.

● Desempeña un importante papel en la preservación del medio ambiente, gracias fundamentalmente a la reducción de emisiones de CO2 por la sustitución del uso de combustibles fósiles y por la valorización de determinados residuos biomásicos generadores de emisiones difusas (tales como las deyecciones ganaderas, intensivas en generación de metano), aprovechando así las biomasas autóctonas y contribuyendo a convertir residuos potencialmente problemáticos en recursos.

● Juega un papel fundamental en la mejora de la gestión y limpieza de los montes, ayudando a prevenir los incendios.

● Repercusión positiva sobre el potencial de desarrollo regional y local, perspectivas de exportación, la cohesión social y las oportunidades de empleo en un nuevo sector, especialmente por lo que se refiere a las PYMEs y a los productores de energía independientes. Su impacto económico es especialmente positivo para la región en la que se instala.

● Al ser fuentes locales hay una mayor seguridad en el suministro local de energía, trayectos de transporte más cortos y menores pérdidas en la transmisión de la energía.

● Son menos contaminantes y más respetuosas con el medio ambiente, por lo que se consideran “energías limpias”.

● Son más seguras para la salud de las personas ya que no generan residuos y sus plantas de producción son fáciles de desmantelar.

Como INCONVENIENTES de su uso frente a otras fuentes de energía convencionales podemos señalar:

● Requiere de innovación, investigación e inversiones.

● Puede promover el monocultivo extensivo y reducir la biodiversidad.

● Pueden emitir partículas tóxicas en su combustión.

● Puede incrementar la erosión y la degradación de los suelos.

● La relación oferta‐consumo frecuentemente es definida por el mismo agente, sin una valoración explícita del recurso.

● Los sistemas bioenergéticos presentan en general costos de capital comparativamente más elevados que los sistemas convencionales basados en energía fósil.

● Normalmente no existe un marco institucional eficiente para estimular la producción y utilización racional de la bioenergía.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.4. CONTEXTO POLÍTICO Y ESTRATÉGICO DE LA BIOENERGÍA EN EUROPA

1.1.4.1. Estrategia europea 2020

La estrategia Europa 2020 es la agenda de crecimiento y empleo de la UE en la presente década para

garantizar una recuperación económica de Europa después de la crisis económica y financiera. Señala el

crecimiento inteligente, sostenible e integrador como manera de superar las deficiencias estructurales de la

economía europea, mejorar su competitividad y productividad y sustentar una economía social de mercado

sostenible.

Sus objetivos van dirigidos a diferentes áreas: Empleo, Investigación y desarrollo (I+D), Educación, Pobreza y

exclusión social, etc. En lo que se refiere a Cambio climático y energía sus principales objetivos son que las

emisiones de gases de efecto invernadero sean un 20% menos que los niveles de 1990; que el 20% de la

energía sea de fuentes renovables y un incremento del 20% de la eficiencia energética.

Estos objetivos también reciben el apoyo de otras iniciativas emblemáticas a escala europea entre los que

está el de “Una Europa que utilice eficazmente los recursos” que promueve la eficiencia energética,

apoyando el cambio hacia una economía con bajas emisiones de carbono, un mayor uso de las fuentes de

energía renovables, el desarrollo de tecnologías verdes y la modernización del sector del transporte una

política industrial para la era de la mundialización.

Esta iniciativa de Europa 2020 insiste en la necesidad de hacer una transición urgente hacia modos eficaces

de uso de los recursos naturales. Esto afecta por igual a los consumidores y los productores en áreas como

la energía, el transporte, el clima, el medio ambiente, la agricultura, la pesca y la política regional. La CE ha

presentado una propuesta de revisión de las normas obsoletas sobre la fiscalidad de los productos

energéticos en la Unión Europea. Con las nuevas normas propuestas se pretende reestructurar las

modalidades de imposición de los productos energéticos, a fin de suprimir los actuales desequilibrios y tener

en cuenta sus emisiones de CO2 y su contenido energético. Las nuevas normas también tienen como objetivo

promover la eficiencia energética y fomentar el consumo de productos más respetuosos con el medio

ambiente.

1.1.4.2. Política agrícola común

La política agrícola común (PAC) de la UE,

creada en 1962, representa una asociación

entre la agricultura y la sociedad, entre

Europa y sus agricultores, para:

● Mejorar la productividad agrícola, de

forma que los consumidores

dispongan de un suministro estable de

alimentos a precios asequibles.

● Garantizar a los agricultores de la UE

una vida razonable.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


En la actualidad la UE debe enfrentarse a más retos:

● La seguridad alimentaria: a escala mundial, la producción de alimentos deberá duplicarse para

alimentar a una población mundial de 9 000 millones de personas en 2050.

● El cambio climático y la gestión sostenible de los recursos naturales.

● La conservación del paisaje en toda la UE y el mantenimiento de una economía rural viva.

PILARES DE LA POLÍTICA AGRÍCOLA COMÚN (PAC)

PRIMER PILAR: Apoyo al mercado de productos agrarios y a la renta de los agricultores.

A través de:

● La organización común de mercados (OCM) de los productos agrarios (apoyo al mercado), financiada

mediante el Fondo Europeo Agrícola de Garantía (FEAGA). En la OCM se indican los productos agrarios

abarcados, cubre las normas en materia de competencia aplicables a las empresas y las normas sobre ayudas

públicas, y tiene asimismo disposiciones de carácter general relativas a medidas excepcionales y una reserva

para crisis en el sector agrario.

● Los pagos directos a las explotaciones con un sistema de pagos de apoyo a la renta de los agricultores: 1) un pago básico por hectárea; 2) un componente ecológico, como ayuda para compensar los costes asociados al suministro de bienes públicos medioambientales no remunerados por el mercado; 3) un pago complementario a los agricultores jóvenes; 4) un «pago redistributivo» para reforzar la ayuda a las primeras hectáreas de una explotación; 5) una ayuda adicional a las rentas en las zonas condicionadas por limitaciones naturales; 6) una ayuda vinculada a la producción para determinadas zonas o tipos de agricultura por motivos económicos o sociales; 7) un régimen simplificado opcional para los pequeños agricultores.

SEGUNDO PILAR: Política de desarrollo rural.

Para brindar apoyo a las zonas rurales de la Unión y para responder a los numerosos retos económicos, ambientales y sociales del siglo XXI. Un mayor grado de flexibilidad (en comparación con el primer pilar) permite que las autoridades regionales, nacionales y locales formulen sus propios programas de desarrollo rural para siete años sobre una base de medidas establecidas. A diferencia del primer pilar, financiado en su totalidad por la Unión, los programas del segundo pilar están cofinanciados por los fondos de la Unión y fondos regionales, nacionales o locales.

Las prioridades de UE para la política de desarrollo rural son: 1) Impulsar la transferencia de conocimientos en la agricultura, la silvicultura y las zonas rurales; 2) Mejorar la competitividad de todos los tipos de agricultura y aumentar la viabilidad de las explotaciones; 3) Fomentar la organización de la cadena alimentaria y la gestión de riesgos en agricultura; 4) Restaurar, preservar y mejorar los ecosistemas dependientes de la agricultura y la silvicultura; 5) Promover la eficiencia de los recursos y alentar el paso a una economía hipocarbónica, capaz de adaptarse a los cambios climáticos en los sectores agrícola, alimentario y forestal; 6) Fomentar la inclusión social, la reducción de la pobreza y el desarrollo económico en las zonas rurales.

La PAC ayuda a los agricultores a:

• cultivar de forma que se reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero

• utilizar técnicas de cultivo ecológicas

• cumplir las normas en materia de protección de la salud pública, medio ambiente y bienestar animal

• producir y comercializar las especialidades alimentarias de su región

• hacer un uso más productivo de los bosques y el espacio forestal

• desarrollar nuevos usos para los productos agrícolas en sectores como la cosmética, la medicina y la artesanía



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.4.3. Directivas para energías renovables

Porcentaje de energías renovables en el consumo final bruto de energía de la UE frente a la Directiva sobre

energías renovables y las trayectorias nacionales del Plan de acción de energías renovables. (Cuarto

informe sobre el estado de la Unión de Energía publicado el 9 de Abril de 2019 por la Comisión).

En 2017, 11 Estados miembros ya tenían una cuota de energía renovable por encima de sus objetivos de 2020

(Bulgaria, Italia, República Checa, Dinamarca, Estonia, Croacia, Lituania, Hungría, Rumanía, Finlandia y

Suecia). Además, 21 Estados miembros cumplieron o superaron su trayectoria indicativa promedio de la

Directiva sobre energías renovables para el período de dos años 2017‐2018 (además de los anteriores:

Alemania, Grecia, España, Chipre, Letonia, Malta, Austria, Portugal, Eslovaquia, y Reino Unido). Los 7 Estados

miembros restantes necesitan intensificar los esfuerzos para cumplir con la trayectoria promedio de 2017‐

2018 hacia 2020.

La Directiva 2009/28/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009, relativa al fomento

del uso de energía procedente de fuentes renovables, establece un marco común y fija objetivos nacionales

obligatorios en relación con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el consumo final bruto

de energía (cuota mínima de 20% ) y con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el

transporte (cuota mínima de 10%).

A partir del 2014 cada estado miembro ha estado obligado a exigir el uso de niveles mínimos de energía

procedente de fuentes renovables en los edificios nuevos y en los ya existentes que hagan una renovación

importante, así como en los edificios públicos; y a fomentar la utilización de sistemas y equipos de calefacción

y refrigeración a partir de fuentes renovables. En el caso de la biomasa se obligó a fomentar las tecnologías

de conversión que permitan una eficiencia de conversión de al menos un 85% en aplicaciones residenciales

y comerciales y al menos un 70% en industria.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Es cada estado miembro el que debe dar a conocer a los ciudadanos las medidas de apoyo así como la

elaboración de información, sensibilización y formación sobre las energías renovables y sobre su

disponibilidad y ventajas medioambientales para el transporte.

La Comisión controlará el origen de los biocarburantes y biolíquidos consumidos y los efectos de su

producción (en especial si la producción de biocarburantes tiene una subida en los productos alimentarios).

Exigencia de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos. En su Considerando (65) la Directiva indica

que la producción de biocarburantes debe ser sostenible. Los biocarburantes utilizados para cumplir los

objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los sistemas de apoyo nacionales deben por tanto

cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad. Los artículos 17, 18 y 19 incluyen los requisitos de

sostenibilidad exigidos a los biocarburantes y biolíquidos así como la reducción de emisiones de gases de

efecto invernadero. Para que el consumo de biocarburantes sea tenido en cuenta en el cumplimiento de los

objetivos tiene que proporcionar al menos una reducción del 35% de los gases de efecto invernadero (GEI)

con respecto a los carburantes de origen fósil. El umbral mínimo de ahorro de emisiones se eleva al 60% a

partir del año 2018.

Los biocarburantes y biolíquidos no se producirán a partir de materias primas de elevado valor en cuanto a

biodiversidad:

● Bosques primarios y otras superficies boscosas.

● Zonas protegidas.

● Prados o pastizales con una rica biodiversidad.

● Los biocarburantes y biolíquidos no se fabricarán a partir de materias primas procedentes de tierras

con elevadas reservas de carbono, es decir, tierras que en enero de 2008 pertenecían a una de las

siguientes categorías: a) Humedales b) Zonas arboladas continuas c) Tierras con extensión superior

a una hectárea, con árboles de una altura superior a cinco metros y una cubierta de copas de entre

el 10% y el 30%. d) Turberas.

Los Estados Miembros deberán exigir a los operadores económicos que demuestren que los criterios de

sostenibilidad se han cumplido. Se pueden mezclar lotes de distintas características con respecto a la

sostenibilidad. Los operadores deberán presentar información auditada por un agente independiente. El

auditor debe asegurarse de que el sistema y la información son exactos, fiables y protegidos contra el fraude.

Para demostrar el cumplimiento de las obligaciones impuestas a los operadores en materia de energías

renovables y del objetivo establecido para la utilización de la energía procedente de fuentes renovables en

todas las formas de transporte la contribución de los biocarburantes obtenidos a partir de desechos,

residuos, materias celulósicas no alimentarias y material lignocelulósico se considerará que equivale al

doble de la de otros biocarburantes.

Los biocarburantes utilizados para cumplir los objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los

sistemas de apoyo nacionales deben cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Modificación de la Directiva 2009/28/CE, los requisitos de sostenibilidad de los biocarburantes establecidos

en la Directiva de Energías Renovables han sido modificados mediante la aprobación de la Directiva (UE)

2015/1513 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 9 de septiembre de 2015, por la que se modifican la

Directiva 98/70/CE, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo, y la Directiva 2009/28/CE, relativa al

fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.

A continuación se resumen las principales modificaciones introducidas.

Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero

La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero derivada del uso de biocarburantes y biolíquidos será de un 50 % como mínimo, en el caso de los biocarburantes y biolíquidos producidos en instalaciones a partir del 1 de enero de 2018.

La cuota de energía procedente de biocarburantes producidos a partir de cereales y otros cultivos ricos en almidón, de azúcares, de oleaginosas y de cultivos en tierras agrícolas como cultivos principales fundamentalmente con fines energéticos no rebasará el 7 % del consumo final de energía en transporte en 2020. Los biocarburantes producidos a partir de las materias primas enumeradas en el anexo IX no se contabilizarán a efectos de este límite.

Se considerará que los biocarburantes producidos a partir de materias primas enumeradas en el anexo IX equivalen al doble de su contenido en energía.

Objetivo específico de biocarburantes avanzados: Cada Estado Miembro tratará de alcanzar el objetivo de que una proporción mínima de los biocarburantes producidos a partir de materias primas y otros carburantes enumerados en la parte A del anexo IX sea consumida en su territorio. Cada Estado miembro fijará un objetivo nacional, que se esforzará en alcanzar. Un valor de referencia para este objetivo es 0,5 puntos porcentuales en contenido de energía para la cuota de energía procedente de fuentes renovables en todas las formas de transporte en 2020, que deberá alcanzarse con los biocarburantes producidos a partir de materias primas y otros carburantes enumerados en la parte A del anexo IX.

Con carácter informativo se tendrán en cuenta para la determinación de la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero debida al uso de biocarburantes y biolíquidos que se comunicará a la Comisión los valores medios provisionales de las emisiones estimadas resultantes del cambio indirecto del uso de la tierra establecidos en el anexo VIII.

Anexo VIII

Parte A. Emisiones estimadas provisionales de las materias primas de biocarburantes y biolíquidos,

resultantes del cambio indirecto del uso de la tierra (gCO2eq/MJ)

Grupo de materias primas Media

Cereales y otros cultivos ricos en almidón 12

Azúcares 13

Oleaginosas 55

Parte B. Biocarburantes y biolíquidos para los que las emisiones resultantes del cambio indirecto del uso de

la tierra se consideran cero. Aquellos producidos a partir de las siguientes categorías de materias primas: 1) Materias primas no incluidas en la parte A del presente anexo. 2) Materias primas cuya producción haya llevado a un cambio directo del uso de la tierra, es decir, a un cambio de una de las siguientes categorías de cobertura del suelo establecidas por el IPCC: tierras forestales, pastizales, humedales, asentamientos y otras tierras, a tierras de cultivo o cultivos vivaces. En tal caso, deberá haberse calculado un valor el (emisiones resultantes del cambio directo del uso de la tierra), de conformidad con el anexo V, parte C, punto 7.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Anexo IX

Parte A. Materias primas y carburantes cuya contribución se considerará el doble de su contenido en energía:

a) Algas cultivadas en estanques terrestres o fotobiorreactores.

b) Fracción de biomasa de residuos municipales mezclados, pero no de residuos domésticos separados sujetos a los objetivos de reciclado establecidos en la Directiva 2008/98/CE.

c) Biorresiduos según la definición de Directiva 2008/98/CE recogidos de hogares particulares, sujetos a la recogida separada establecida en el artículo 3, apartado 11, de dicha Directiva.

d) Fracción de biomasa de residuos industriales no apta para su uso en la cadena alimentaria humana o animal, incluido material procedente de la venta al detalle o al por mayor y de la industria agroalimentaria o de la pesca y la acuicultura, con exclusión de las materias primas que figuran en la parte B del presente anexo.

e) Paja.

f) Estiércol animal y lodos de depuración.

g) Efluentes de molinos de aceite de palma y racimos de palma vacíos de la fruta.

h) Alquitrán de aceite de resina.

i) Glicerol en bruto.

j) Bagazo.

k) Orujo de uva y lías de vino.

l) Cáscaras de frutos secos.

m) Envolturas.

n) Residuos de mazorca limpios de germen de maíz.

o) Fracción de biomasa de residuos industriales y residuos de la silvicultura y de las industrias basadas en los bosques, es decir cortezas, ramas, aclareos precomerciales, hojas, agujas, copas de árboles, serrín, virutas, lejía negra, lejía marrón, lodos de fibra, lignina y aceite de resina.

p) Otras materias celulósicas no alimentarias definidas en el art. 2, párrafo segundo, letra s).

q) Otras materias lignocelulósicas definidas en el art. 2, párrafo segundo, letra r), a excepción de las trozas de aserrío y las trozas para chapa.

r) Combustibles líquidos y gaseosos renovables de origen no biológico para el transporte.

s) Captura y utilización del carbono con fines de transporte, si la fuente de energía es renovable de conformidad con el artículo 2, párrafo segundo, letra a).

t) Bacterias, si la fuente de energía es renovable (artículo 2, párrafo segundo, letra a).

Parte B. Materias primas cuya contribución se considerará el doble de su contenido en energía:

a) Aceite de cocina usado.

b) Grasas animales clasificadas en las categorías 1 y 2 con arreglo al Reglamento (CE) no 1069/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.4.4. Marco estratégico sobre clima y energía para el período 2030

Los gases de efecto invernadero existen de forma natural en la atmósfera (excepto los gases fluorados) pero

el rápido aumento de su concentración debido a la actividad antropogénica los ha convertido en una

amenaza para el clima.

Los gases de efecto invernadero son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), los

hidrofluorocarbonos (HFCs), los perfluorocarbonos (PFCs) y el hexafluoruro de azufre (SF6). De todos ellos, es

el CO2 el que más contribuye al cambio climático, dado que representa aproximadamente el 80% de las

emisiones totales.

La principal fuente de emisión de CO2 es la combustión de combustibles fósiles. Esta se realiza principalmente

para la obtención de energía, bien sea energía eléctrica en las centrales de producción de energía o bien sea

energía mecánica o térmica, como los motores de combustión interna de los vehículos o las calderas de

calefacción de los edificios. De este modo, los principales sectores implicados en la emisión de este gas son

el sector energético y el sector transporte.

Se hace mucho hincapié en la importancia de la eficiencia en el ámbito de la energía, es decir, la relación

entre los resultados obtenidos y los recursos, en este caso energéticos, utilizados para su consecución. Dicho

de otra manera, la eficiencia energética se define como la relación entre la producción de un rendimiento,

servicio, bien o energía, y el gasto de energía. La mejora de la eficiencia energética es el aumento de la

eficiencia energética como resultado de cambios tecnológicos, de comportamiento y/o económicos.

Los objetivos fundamentales del marco de clima y energía para 2030 son tres:

● al menos 40% de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)

● al menos 27% de cuota de energías renovables

● al menos 27% de mejora de la eficiencia energética

Este marco ‐ adoptado por los dirigentes de la UE en octubre de 2014 ‐ tiene como base el paquete de

medidas sobre clima y energía hasta 2020.

Además, se ajusta a la perspectiva a largo plazo que contemplan la Hoja de ruta hacia una economía

hipocarbónica competitiva en 2050, la Hoja de ruta de la energía para 2050 y el Libro Blanco sobre el

Transporte.

Gases de efecto invernadero: reducción de al menos 40%

Para 2030, el marco establece un objetivo vinculante de reducción de las emisiones de la UE de al menos

40% en relación con los niveles de 1990.

Esto permitirá que la UE tome medidas rentables para conseguir su objetivo a largo plazo de disminuir las

emisiones un 80‐95% en 2050, en el contexto de las reducciones que deben realizar los países desarrollados

y contribuya de forma equitativa y ambiciosa al Acuerdo de París.

Para conseguir el objetivo de reducción de al menos 40% los sectores incluidos en el régimen de comercio de

derechos de emisión de la UE (RCDE) deberían alcanzar una reducción del 43% en relación con los niveles de

2005, para lo que habría que reformar y reforzar el RCDE; además los sectores no incluidos en el RCDE

deberían alcanzar una reducción del 30% en relación con los niveles de 2005, para lo que habría que

establecer objetivos vinculantes en cada Estado miembro.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Energías renovables: al menos 27% de cuota

El marco establece un objetivo vinculante a escala europea para impulsar que las energías renovables

representen al menos el 27% del consumo de energía de la UE en 2030.

Eficiencia energética: al menos 27% de mejora

Basándose en la Directiva de eficiencia energética, el Consejo Europeo ha aprobado para 2030 un objetivo

de ahorro energético indicativo del 27%.

Ese objetivo se revisará en 2020 teniendo presente otro del 30%.

Las nuevas medidas nacionales deben garantizar importantes ahorros de energía para los consumidores y la

industria por igual. Por ejemplo:

● Los distribuidores de energía o las empresas minoristas de venta de energía deben lograr un ahorro de energía del 1.5% por año mediante la implementación de medidas de eficiencia energética.

● Los países de la UE pueden optar por lograr el mismo nivel de ahorro a través de otros medios, como mejorar la eficiencia de los sistemas de calefacción, instalar ventanas de doble acristalamiento o techos aislantes.

● El sector público en los países de la UE debería comprar edificios, productos y servicios energéticamente eficientes.

● Todos los años, los gobiernos de los países de la UE deben llevar a cabo renovaciones de eficiencia energética en al menos el 3% (por superficie) de los edificios que poseen y ocupan.

● Los consumidores de energía deben estar facultados para gestionar mejor el consumo. Esto incluye un acceso fácil y gratuito a los datos sobre el consumo a través de la medición individual.

● Incentivos nacionales para que las pymes se sometan a auditorías energéticas.

● Las grandes empresas realizarán auditorías de su consumo de energía para ayudarles a identificar formas de reducirlo.

● Seguimiento de niveles de eficiencia en nuevas capacidades de generación de energía.

Nuevo sistema de gobernanza

Se avanzará en el desarrollo de un proceso de gobernanza transparente y dinámico que contribuya a establecer la Unión de la Energía y a alcanzar los objetivos climáticos y de energía para 2030 de forma eficaz y coherente.

Beneficios

Un planteamiento conjunto hasta 2030 contribuye a garantizar la seguridad normativa que demandan los inversores y a coordinar los esfuerzos de los países de la UE. El marco establecido favorece el avance hacia una economía baja en carbono y la creación de un sistema energético que:

‐ garantice una energía asequible para todos los consumidores

‐ aumente la seguridad del suministro energético de la UE

‐ reduzca nuestra dependencia de las importaciones de energía

‐ cree nuevas oportunidades de crecimiento y empleo

Además, conlleva una serie de beneficios para la salud y el medio ambiente (por ejemplo, al reducir la contaminación atmosférica).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Inversiones necesarias

Según las previsiones, las inversiones adicionales anuales medias para el conjunto de la UE durante el periodo 2011‐2030 ascenderían a 38.000 millones de euros. Dichas inversiones se verían compensadas en gran medida por el ahorro de combustible. Más de la mitad de las inversiones deberían destinarse a los sectores residencial y terciario.

Los países con menor nivel de renta tendrían que realizar un esfuerzo relativamente mayor en comparación con su PIB (no obstante, las conclusiones del Consejo Europeo abordan el tema del reparto e incluyen medidas de equidad y solidaridad, que también tratan de garantizar la eficiencia de conjunto).

Costes del sistema energético

Los costes no difieren sustancialmente de los que entrañaría la renovación, ya inevitable, de un sistema

energético envejecido. Según las previsiones, en 2030 el coste total del sistema energético habrá

experimentado un aumento equivalente al 0,15% del PIB de la UE si se cumplen los objetivos de forma

rentable. En conjunto, existe un desplazamiento desde los costes operativos (combustible) hacia los costes

de capital (inversiones).

1.1.4.5. Reindustrialización de UE 2030: de una economía rural y una economía circular basadas en el medio rural

En lo relativo a la sostenibilidad en materia de agricultura, ganadería y desarrollo rural, así como en materia

de seguridad alimentaria, la política establecida en la Unión Europea marca la orientación y la estrategia en

la mayoría de los aspectos que tiene que ver con la producción agrícola y ganadera, la transformación de los

productos agrarios, y el suministro sostenible en cantidad suficiente de los alimentos seguros a los habitantes

de la UE, a través de la política agrícola común (PAC). Así mismo, la política pesquera común reformada

pretende contribuir al suministro sostenible de alimentos mediante la acuicultura y la pesca sostenibles.

En el marco del Nuevo Consenso Europeo por el Desarrollo, respecto a la Agricultura, se plantea por la UE los

apartados 26, 55, 56 y 110, centrados en la sostenibilidad de los recursos hídricos, la agricultura, pesca y

ganadería sostenible y los sistemas alimentarios sostenibles. Y en el mismo sentido la Política Agrícola Común

(PAC) de la UE representa una asociación entre la agricultura y la sociedad, entre Europa y sus agricultores.

Sus principales objetivos han evolucionado desde aquél momento, tras una reforma radical en 2013 con el

fin de ser más justa, más ecológica, más eficiente y más innovadora y ahora contempla entre sus objetivos

principales, con financiación a escala europea, tanto como un 38 % del presupuesto continental:

• ayuda a los agricultores a producir suficientes alimentos para Europa

• garantiza que los alimentos sean seguros (por ejemplo, a través de la trazabilidad)

• protege a los agricultores de la excesiva volatilidad de precios y de las crisis de mercado

• les ayuda a invertir en la modernización de sus explotaciones

• mantiene comunidades rurales viables, con economías diversificadas

• crea y mantiene puestos de trabajo en la industria alimentaria

• protege el medio ambiente y el bienestar de los animales



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.1.4.6. Mapa de ruta de la energía para 2050

La Comisión Europea está estudiando procedimientos rentables para conseguir que la economía europea sea

más respetuosa con el clima y consuma menos energía. Ha establecido una Hoja de ruta hacia una economía

hipocarbónica, con una serie de medidas para esta transición viable y económicamente posible.

En 2050, la UE deberá haber reducido sus emisiones de gases de efecto invernadero un 80% en relación con

los niveles de 1990, exclusivamente mediante reducciones internas (es decir, sin recurrir a créditos

internacionales). Este objetivo está en consonancia con el compromiso europeo de disminuir las emisiones

un 80‐95% en 2050, en el contexto de las reducciones que deben realizar los países desarrollados.

Para conseguirlo, antes tendrá que lograr una reducción del 40% en 2030 y del 60% en 2040. Para ahorrar

costes más adelante, conviene actuar pronto. Si aplazamos las medidas, tendremos que reducir las emisiones

de forma mucho más drástica en una fase posterior. Por ello las etapas previas establecidas son:

o Una reducción del 40% en 2030 respecto de los niveles de 1990 (este objetivo

ya forma parte del marco para 2030)

o Una reducción del 60% en 2040

Es necesario que contribuyan todos los sectores a la transición hacia una economía baja en carbono, en

función de su potencial tecnológico y económico. Aunque habrá que tomar medidas en todos los sectores

principalmente responsables de las emisiones en Europa, existen diferencias en cuanto a la importancia de

las reducciones que cabe esperar.

‐ Producción y distribución de electricidad: El sector eléctrico, que presenta el mayor potencial de

reducción, podría eliminar casi por completo las emisiones de CO2 de aquí a 2050. En el transporte y

la calefacción, la electricidad podría sustituir parcialmente a los combustibles fósiles. La electricidad

se obtendrá a partir de fuentes renovables (eólica, solar, hidroeléctrica, biomasa) y de otras fuentes

de bajas emisiones, como centrales nucleares o centrales térmicas dotadas de tecnologías de captura

y almacenamiento de carbono. Para eso, también habrá que realizar importantes inversiones en

redes inteligentes.

‐ Transporte: En 2050, las emisiones procedentes del transporte podrían reducirse más del 60%

respecto de los niveles de 1990. A corto plazo, la mayoría de los avances se concentrarán en los

motores de gasolina y diésel, que todavía pueden ser más eficientes en el consumo de combustible.

A medio y largo plazo, los vehículos "enchufables" tanto híbridos como puramente eléctricos harán

posible una reducción aún mayor de las emisiones. Los biocombustibles se utilizarán cada vez más

en la aviación y el transporte por carretera, ya que no todos los vehículos pesados del futuro serán

eléctricos.

‐ Edificios: Las emisiones residenciales y de los edificios de oficinas se podrían reducir casi por

completo (en torno al 90% en 2050). La eficiencia energética mejorará radicalmente mediante:

● la aplicación de tecnologías de vivienda pasiva en las nuevas construcciones

● la renovación de edificios antiguos para mejorar su eficiencia energética

● la sustitución de los combustibles fósiles por la electricidad y las energías renovables para usos

de calefacción, climatización y preparación de alimentos



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


‐ Industria: En 2050, las industrias de gran consumo de energía podrían haber reducido sus emisiones

en más del 80%. Las tecnologías utilizadas irán incrementando su limpieza y eficiencia energética.

Hasta poco después de 2030, se produciría una disminución gradual de las emisiones de CO2 gracias

a los avances en la reducción de la intensidad energética. A partir de 2035, se aplicarían tecnologías

de captura y almacenamiento de carbono en los sectores (acero, cemento, etc.) donde no sea posible

reducir las emisiones por otros procedimientos. De este modo, se podrían obtener disminuciones

mucho mayores en 2050. En cuanto a la emisión de gases distintos del CO2 en las industrias que

forman parte del régimen de comercio de derechos de emisión de la UE, las estimaciones ya prevén

un descenso a niveles muy bajos.

‐ Agricultura: A medida que aumente la demanda mundial de alimentos, el peso de la agricultura en

el total de emisiones de la UE se irá incrementando hasta representar la tercera parte en 2050,

aproximadamente. Sin embargo, aquí las reducciones también son posibles. El sector agrícola tendrá

que disminuir las emisiones procedentes de los fertilizantes, el estiércol y el ganado y puede

contribuir al almacenamiento del CO2 en los suelos y los bosques. La evolución hacia una dieta más

sana, rica en verduras y con menos carne, también puede reducir las emisiones.

La hoja de ruta concluye que la transición hacia una sociedad con bajas emisiones de carbono es viable y

económicamente posible, pero requiere innovación e inversiones.

Esta transición:

● daría un impulso a la economía europea, gracias al desarrollo de tecnologías limpias y energías con

emisiones de carbono muy bajas o nulas, y fomentaría el crecimiento y el empleo

● contribuiría a reducir en Europa el uso de recursos esenciales como la energía, las materias primas,

el suelo y el agua

● haría a la UE menos dependiente de las costosas importaciones de petróleo y gas

● conllevaría una serie de beneficios para la salud (por ejemplo, al reducir la contaminación

atmosférica)

Para realizar esta transición, la UE tendría que invertir 270.000 millones de euros adicionales (es decir, una

media del 1,5% de su PIB anual) durante los próximos cuarenta años.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.2.‐ LA BIOENERGÍA COMO UNA NUEVA OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO RURAL

1.2.1. INTRODUCCIÓN A SUS APROVECHAMIENTOS EN LOS SECTORES FORESTAL Y

AGRO‐ALIMENTARIO

Las Asociaciones para la valorización energética de la Biomasa (por ejemplo en AVEBIOM en España) que

agrupan a promotores de bioenergía, propietarios forestales y agrícolas, la industria forestal de primera

transformación y la industria recuperadora de residuos, que tratan de defender el uso de la bioenergía como

motor de la economía rural debido a la capacidad de generación de empleos que tiene este

aprovechamiento, estiman que se pueden crear 135 puestos de trabajo directos por cada 10.000 habitantes

usuarios de biomasa, frente a los 9 que se crean utilizando petróleo o gas natural (Miguel Trossero, FAO). Es

decir, la capacidad de generación de empleo de la bioenergía es 14 veces superior que los combustibles

fósiles.

En un desarrollo hipotético, en el que la bioenergía llegase a todos los ciudadanos en España se podrían crear

594.000 puestos de trabajo. Un ejemplo ocurrido, es el de Italia que hace unos años vio cómo solo en apenas

4 años se creó un mercado de calor con biomasa de 3.500 millones de euros y 6.500 empleos.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Como puede verse en el gráfico anterior algunos países europeos se encuentran entre los 10 primeros en el

ranking de países a nivel mundial con más potencia instalada de aprovechamientos bioenergéticos (Italia,

Suecia, Reino Unido y Alemania).

En el sector forestal el uso de la bioenergía contribuye a una gestión forestal sostenible, siendo

perfectamente compatible además con otros usos industriales. El aprovechamiento de los residuos forestales

tras las talas mejora el problema de la infrautilización de los montes y reduce el riesgo de incendios.

Un mayor aprovechamiento de las masas forestales aumentaría la productividad de los montes y mejoraría

las condiciones socio‐económicas del territorio. En Europa, se aprovecha de media el 61% del crecimiento

anual de las masas, y en los países nórdicos, casi el 90% gracias a lo cual se ha podido dinamizar la economía

reteniendo población en el medio rural. Esto da una idea de las enormes posibilidades en los países del sur

de Europa donde la productividad potencial de los bosques mucho mayor, por ser hasta 3 veces más largo el

largo período vegetativo en estas latitudes.

Pero además en el medio rural existe un enorme potencial de aprovechamiento de diferentes residuos de las

diversas actividades agrícolas, ganaderas y de la industria agroalimentaria de transformación. Son muchos

los ejemplos de residuos y subproductos que se producen en el medio rural con un enorme potencial

energético. Orujillos, alpechines y huesos de aceituna como restos de la industria olivarera; restos de podas

de frutales; sarmientos de vid, restos de piel y granos de uva, raspones y escobajos de uva como restos de la

actividad vitivinícola; sueros de leche y otros restos y lodos de la industria vinícola, cervecera y

agroalimentaria en general; purines y otros estiércoles ganaderos; pajas de cereal y otros restos de

actividades agrarias; residuos de la industria cárnica; restos del sustrato de cultivo de champiñón, y muchos

más.

Finalmente también existe la posible actividad económica agrícola destinada a cultivos explotados con el

único objetivo de la obtención de biomasa (cultivos energéticos, cultivos agrícolas o forestales de especies

vegetales de crecimiento rápido que se plantan con el objetivo de su recolección para obtención de energía

o como materia prima para la obtención de otras sustancias combustibles.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.2.2. APROVECHAMIENTO Y GESTIÓN DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES

COMO FUENTES DE ENERGÍA EN EL MEDIO RURAL

1.2.2.1. Introducción a la gestión de residuos agroalimentarios

La gestión de residuos o la eliminación de residuos son todas aquellas actividades y acciones necesarias para

gestionar los residuos desde su inicio hasta su eliminación final, en este caso hasta su empleo para la

producción de energía. Esto incluye, entre otras cosas, la recogida, el transporte, el tratamiento y la

eliminación de desechos junto con el monitoreo y la regulación. La gestión de residuos dentro de una

empresa agrícola consiste en cómo deshacerse de todo aquello que no desea en la granja.

El empleo de los residuos agrícolas y ganaderos como bioenergía aparte de resolver el problema de la

eliminación de estos residuos implica la valorización económica de un recurso nuevo que puede suponer un

ingreso económico o ahorro importante si se emplea para autoconsumo.

DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES DE LA GESTIÓN DE RESIDUOS POR LOS AGRICULTORES Y GANADEROS

Además el empleo de residuos agroalimentarios como materia prima para producción de energía puede

resolver otros problemas asociados a estos residuos (olores, contaminación de suelos, etc).

Cuando los desechos orgánicos se descomponen por microorganismos en un ambiente que genera calor, el

volumen de desechos se reduce, se destruyen muchos organismos nocivos y se producen productos útiles y

potencialmente comercializables.

• Debido a que no se sabe qué hacer con ellos en algunas ocasiones los desechos se

descargan y amontonan indiscriminadamente, lo que conduce a la contaminación del

suelo, el aire y el agua.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


• Algunos desechos también se usan como combustible o se queman abiertamente,

contaminando de esta manera el aire.

• En el caso de los ganaderos, los desechos representan un peligro para sus animales si no

se eliminan adecuadamente.

• Donde se aplican las regulaciones ambientales, los agricultores se enfrentan a

importantes desafíos adicionales.

Estos desafíos, entre otros, podrían convertirse en oportunidades utilizando los desechos para generar varios

productos para uso propio o para ventas lo cual también ofrece a los agricultores una forma de amortiguador

de la posible fluctuación de los precios. Donde haya caídas en de precios, los ingresos por los desechos

podrían proporcionar un apoyo adicional interesante.

También hace que el grado de dependencia energética descienda de una forma significativa.

Los productos energéticos a partir de residuos pueden ser:

Biogás Residuos de materia prima para central eléctrica

Otros biocombustibles Electricidad

Pellets Vapor para calentamiento y secado

La mayoría de estos productos podrían no ser consumidos por el agricultor. Podrían ser vendidos para

generar ingresos adicionales e impulsar el negocio.

1.2.2.2.‐ Biomasa procedente de residuos del sector agroalimentario

La biomasa es una fuente de energía renovable derivada de materiales orgánicos procedentes de actividades

diversas:

• cultivos agrícolas

• actividades forestales

• residuos agrícolas, ganaderos,

industriales, forestales y urbanos



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La energía obtenida de la biomasa se puede utilizar para:

• Producción de calor, principalmente calefacción, usado en las propias instalaciones ganaderas o en

los procesos industriales o en redes de calor (district heating) abasteciendo de calefacción y agua

caliente a conjuntos de viviendas y edificaciones, a barrios o pueblos y ciudades enteras.

• Generación eléctrica (en pequeña escala para autoconsumo pero más habitualmente en grandes

centrales eléctricas para verter a la red).

• Producción de combustibles.

Recientemente, el uso de biomasa como fuente de energía ha aumentado en la UE y contribuye

significativamente a la diversificación del suministro de energía en Europa. La industria relacionada con la

energía de biomasa crea un nuevo trabajo para las personas y reduce las emisiones de gases de efecto

invernadero (GEI).

La biomasa es cualquier materia orgánica (madera, cultivos, algas, desechos animales) que se puede utilizar

como fuente de energía. La biomasa es probablemente nuestra fuente de energía más antigua después del

sol. Durante miles de años, las personas han quemado madera para calentar sus hogares y cocinar sus

alimentos. La biomasa obtiene su energía del sol: toda la materia orgánica contiene energía almacenada del

sol. Durante un proceso llamado fotosíntesis, la luz solar proporciona a las plantas la energía que necesitan

para convertir el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y azúcares. Estos azúcares o carbohidratos,

suministran energía a las plantas y a los animales que las comen. La biomasa es una fuente de energía

renovable porque sus suministros no están limitados. Siempre podemos cultivar árboles y cultivos, y siempre

habrá residuos.

Formas de biomasa Energía/Combustibles: Los combustibles de biomasa o los biocombustibles se

encuentran en varias formas: sólido (madera, serrín, basura, etc); líquido o en forma de gas (biogás).

La biomasa existe en la fina capa superficial de nuestro planeta llamada biosfera. Representa solo una

pequeña fracción de la masa total de la tierra, pero es una enorme reserva de energía, como un almacén

continuamente repuesto. El sol es la principal fuente de suministro de energía. De hecho, se cree que una

fracción muy pequeña, es decir, alrededor del 0,5 por ciento de la energía solar que incide sobre la Tierra, es

capturada por las plantas a través de la fotosíntesis a nivel mundial. La biomasa incluye principalmente

árboles y residuos de plantas (por ejemplo, madera, serrín, hojas, ramitas), residuos agrícolas, residuos de

animales, etc.

Recursos de biomasa y residuos biológicos: Por lo general, la biomasa se refiere a la parte no alimenticia de

las plantas. Varios recursos de biomasa incluyen especies leñosas y herbáceas, desechos de madera, residuos

agrícolas e industriales, residuos de papel, residuos sólidos municipales, bio‐sólidos, residuos del

procesamiento de alimentos, residuos animales, plantas acuáticas y algas, y así sucesivamente. Los

principales componentes orgánicos de la biomasa pueden ser clasificados en celulosa, hemicelulosas y

lignina.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Principales formas de utilización de la energía de la biomasa: Hay cuatro formas principales de utilizar la

energía de biomasa: combustión directa, gasificación, pirólisis y digestión anaeróbica. En las regiones rurales

de los países en desarrollo, la combustión de residuos agrícolas secos ha sido el método más importante para

calentar y cocinar.

• La biomasa seca se puede quemar para producir calor o electricidad. También puede gasificarse para

producir metano, hidrógeno y monóxido de carbono, o se puede convertir en un combustible líquido.

• La forma húmeda de la biomasa, como los lodos de depuración, el estiércol de ganado y los desechos de la

industria alimentaria, pueden fermentarse para producir combustible y fertilizantes.

Debido a que la biomasa se puede convertir directamente en un combustible líquido, podría cubrir gran parte

de nuestras necesidades de combustible de transporte en el futuro para automóviles, camiones, autobuses,

aviones y trenes.

ALGUNOS TIPOS DE RESIDUOS DE BIOMASA EN EL SECTOR AGROALIMENTARIO.

VENTAJAS DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS COMO FUENTE DE ENERGÍA.

• No se produce competencia con la producción de alimentos

• Evitan el cambio de uso de la tierra de cultivo ofreciendo muchos recursos los

residuos de biomasa de tierras agrícolas existentes

• Reducen los problemas ambientales (por ejemplo, las emisiones derivadas de la

quema a campo abierto)

• Son una fuente adicional de ingresos para los agricultores ‐ generación de ingresos

• Representan una alternativa para el desarrollo rural

• Representan un sistema de energía basado en la comunidad



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1.2.2.3. Aprovechamientos de bioenergía en el medio rural. Algunos ejemplos.

A continuación se exponen con más detalle algunos aprovechamientos clasificando los biocombustibles

según sean sólidos o líquidos‐gaseoso y se incluyen algunos ejemplos de aplicaciones en los sectores

agroalimentarios.

BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS

Los combustibles sólidos obtenidos de biomasa que pueden usarse con fines de producción de calor no son

sólo los cultivos forestales o los restos de actividades forestales; existe una gran diversidad de restos y/o

subproductos de actividades agrícolas y de la industria agroalimentaria con gran potencial como por ejemplo

leñas y restos de podas (con su posible transformación en astillas, pellets, etc.), huesos de aceituna, cáscaras

de frutos secos, paja de cereal y otros muchos.

PARA USO TÉRMICO

Las aplicaciones térmicas de la biomasa se pueden realizar principalmente a través de calderas,

estufas o chimeneas. Las calderas son los únicos equipos capaces de dar al mismo tiempo calefacción

y agua caliente sanitaria, mientras que las estufas y chimeneas permiten calentar la estancia en la

que se encuentran ubicadas.

Una opción especialmente interesante son las redes de calor, que por su mayor eficiencia energética

y el aprovechamiento de las economías de escala, permiten llegar a un mayor número de usuarios.

Existen ejemplos de estas redes de calor en España, desde instalaciones de 400 kW de potencia y

varios cientos de metros de tuberías que dan servicio a varios edificios municipales y particulares

(como la red del ayuntamiento de El Atazar, en Madrid), hasta instalaciones de alrededor de 15 MW

y más de 10 km de red, como las que ya están en funcionamiento en las ciudades de Soria y Móstoles

o en la Universidad de Valladolid.

También pueden utilizarse estos combustibles sólidos dentro del sector agroalimentario para

producción de la calefacción y/o el agua caliente necesarios en los procesos de producción de granjas

y explotaciones ganaderas, industrias vinícolas, alimentarias, etc. A continuación incluimos algunos

ejemplos:

Empleo de residuos del proceso vitivinícola como biocombustibles sólidos en Bodegas.

Los residuos empleados van desde los sarmientos de las podas de las vides, hasta los toneles en

desuso pasando por los raspones o restos de los racimos tras el prensado. A través de la combustión

de biomasa en caldera se consigue la climatización de las instalaciones y se obtiene el agua caliente

sanitaria y el agua que se usa en los procesos industriales de las bodegas.

Ejemplo: Bodega Emina. Valbuena de Duero. Valladolid. España.

A



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Uso de biomasa en granjas porcinas, avícolas, etc.

Se pueden sustituir las calderas de combustibles convencionales como gasoil por calderas de

biomasa (de pellets o polivalentes que admiten diferentes biocombustibles sólidos) para producir la

climatización necesaria en algunos tipos de granjas (áreas de maternidad).

Puede realizarse a través de un contrato con una Empresa de servicios energéticos que se ocupa de

la instalación y del mantenimiento.

Ejemplo: Granja porcina en Benavente, Zamora y granjas avícolas en Villalón de Campos, Valladolid (España).

Aprovechamiento del hueso de aceituna como biocombustible sólido.

El hueso de aceituna es un combustible de unas características excelentes: elevada densidad,

humedad en torno al 15%, granulometría muy uniforme y poder calorífico en torno a 4.500 kcal/kg

en base seca. Es muy adecuado para usos térmicos, tanto en el sector industrial como doméstico y

residencial. Tradicionalmente se ha utilizado en calderas de industrias del olivar, tanto almazaras

como extractoras. También se ha usado en otros sectores como el sector industrial cerámico, granjas,

etc.

En la actualidad cada vez están cobrando más importancia los usos en el sector doméstico y

residencial para suministro de agua caliente sanitaria y calefacción. La tecnología ha experimentado

un gran avance, importándose en la actualidad equipos con muy alto rendimiento y bajos niveles de

emisiones. Para facilitar el acopio de combustible se está comenzando a comercializarse el hueso en

sacos de 15 kg, de fácil distribución y manejo, óptimo para su uso en el sector doméstico, y con un

precio considerablemente menor al de otros combustibles de similares prestaciones, como el pellets

de madera.

PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

La biomasa también puede generar electricidad. La producción de electricidad precisa de sistemas

aún más complejos dado el bajo poder calorífico de la biomasa, su alto porcentaje de humedad y su

gran contenido en volátiles. Para ello se necesitan centrales térmicas específicas con grandes

calderas, con volúmenes de hogar mayores que si utilizara un combustible convencional, que

conllevan inversiones elevadas.

La gran demanda de combustible de este tipo de plantas obliga a asegurar un abastecimiento

continuo, que tiene la dualidad de encarecer su precio por la distancia a la que se debe buscar el

suministro, pero también puede reducirlo al adquirir grandes cantidades. Son pocas las plantas de

producción eléctrica que existen en España y la mayor parte de la potencia instalada procede de

instalaciones ubicadas en industrias que tienen asegurado el combustible con su propia producción.

Es el caso de la industria papelera y, en menor medida, de otras industrias forestales y

agroalimentarias, que aprovechan los residuos generados en sus procesos de fabricación para

reutilizarlos como combustibles.

Una de las explicaciones para este escaso avance es la inexistencia de cultivos energéticos que

suministren combustible de manera continuada, en cantidad y calidad, a determinadas plantas.

B



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Con el fin de mejorar el rendimiento de las instalaciones y por tanto su rentabilidad económica, la

innovación tecnológica en este campo está orientada hacia el desarrollo de la gasificación de

biomasa y posterior conversión en electricidad a través de motogeneradores u otros sistemas de

combustión del gas de síntesis producido. El futuro inmediato, será la promoción de la co‐

combustión de biomasa, es decir, la combustión conjunta de biomasa y otro combustible (en

concreto carbón para el caso español) en centrales térmicas ya instaladas.

Entre los combustibles más utilizados en aplicaciones eléctricas se encuentran los residuos de la

industria del aceite de oliva como el orujo y el orujillo, existiendo plantas de gran tamaño en el Sur

de España que se alimentan de estos combustibles.

Orujo: El proceso de obtención del aceite de oliva en las almazaras, principalmente por centrifugación

y en un reducido número por prensado, genera como subproducto el orujo. Por cada tonelada de

aceituna procesada se obtienen aproximadamente 0,8 toneladas de orujo que tiene una humedad

aproximada del 60%‐65%. El orujo generado en las almazaras se almacena en balsas para su

procesado posterior que puede tratarse de un proceso físico de segunda centrifugación o un proceso

químico en las extractoras, obteniéndose aceite de orujo, pero también se puede destinar

posteriormente a la producción de energía eléctrica, previo secado hasta una humedad aproximada

del 40% para facilitar la combustión del mismo. En torno a un 30% del orujo generado en Andalucía

se somete a este proceso.

Orujillo: El orujo, una vez secado y sometido al proceso de extracción de aceite, se transforma en

orujillo. Se trata de un subproducto con una humedad en torno al 10% que tiene unas buenas

propiedades como combustible, con un poder calorífico en torno a 4.200 kcal/kg en base seca, y que

puede utilizarse tanto para generación de energía térmica en industrias como para generación de

energía eléctrica.

Existen 7 plantas de generación de energía eléctrica con orujillo, con una potencia total instalada de

67 MW, lo que supone una capacidad de consumo de 422.000 Tm/año. El resto, 262.000 Tm/año,

estarían disponibles para consumo térmico.

Una parte del orujillo generado en las extractoras se autoconsume en la propia instalación, tanto en

el secado del orujo como en calderas para generación de vapor para el proceso. En algunos casos, y

de forma cada vez más frecuente, el secado en las extractoras se realiza mediante cogeneración con

gas natural, lo que supone para las extractoras una fuente de ingresos adicional por venta de la

energía eléctrica producida. La cogeneración implica un menor autoconsumo de orujillo en la

extractora, lo que hace que quede disponible para otros usos.

Las industrias forestales y otras industrias agroalimentarias (como por ejemplo las maicerías y las

alcoholeras) también tienen su cuota de importancia al producir energía eléctrica con sus propios

residuos (astillas, serrín, cascarilla de arroz, granilla de uva,…).

Una de las mayores plantas eléctricas de biomasa en España se sitúa en Sangüesa (Navarra), en este

caso alimentada con paja de cereal. Planta de Sangüesa (Navarra‐ España)

Otro ejemplo lo tenemos en Biomasa de Cantabria donde se aprovecha como biomasa

fundamentalmente biomasa forestal procedente de los restos de la tala de eucaliptos y otras especies

forestales de crecimiento rápido. Biomasa de Cantabria (España)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS (o GASEOSOS)

Genéricamente llamados biocombustibles líquidos hacen referencia a todos los combustibles, tanto líquidos

como gaseosos, que se obtienen a partir de la biomasa y que pueden ser utilizados para cualquier aplicación

energética, ya sea térmica, eléctrica o mecánica, para alimentar calderas y motores de combustión interna

(Otto y diesel). No obstante los términos comúnmente empleados para su definición son:

‐ Biocarburantes: biocombustible líquido o gaseoso empleado para el transporte.

‐ Biolíquidos: biocombustibles líquidos o gaseosos destinados a usos energéticos distintos

del transporte, incluidas la electricidad y la producción de calor y frío.

BIOGÁS PARA USO TÉRMICO Y ELÉCTRICO

El biogás es un gas compuesto principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), en

proporciones variables dependiendo de la composición de la materia orgánica a partir de la cual se

ha generado. Tiene unas enormes posibilidades en el sector agroalimentario pues las principales

fuentes de biogás son los residuos ganaderos y agroindustriales aunque también los lodos de

estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDARs) y la fracción orgánica de los residuos

domésticos.

El biogás es la única energía renovable que puede usarse para cualquiera de las grandes aplicaciones

energéticas: eléctrica, térmica o como carburante.

Puede canalizarse para su uso directo en una caldera adaptada para su combustión y así producir

calor en procesos industriales o para viviendas. Puede inyectarse previa purificación hasta biometano

en las infraestructuras de gas natural existentes, tanto de transporte como de distribución.

El biogás puede utilizarse como combustible en una instalación de cogeneración de energía eléctrica

y térmica. Básicamente se trata de un motor de gasolina conectado a un generador. El motor activa

el generador que a su vez produce la electricidad. Como resultado de la combustión interna, el motor

a gas genera también calor. El motor libera dicho calor a través de los gases de escape y del agua

refrigerante. Los intercambiadores permiten capturar y utilizar esta energía termal de forma

productiva ya que la temperatura del agua alcanza los 90ºC.

La industria agroalimentaria necesita gran cantidad de energía eléctrica y térmica que la producción

de biogás puede satisfacer.

Ejemplos en el sector agroalimentario y forestal:

Utilización de biogás en pequeñas empresas agroalimentarias a pequeña escala para

autoconsumo, por ejemplo para producción de calor necesario en las maternidades de las

granjas, además de la producción de energía eléctrica. El problema es que al tratarse de PYMES

la producción de residuos o subproductos susceptibles de producir biogás es pequeña; esto

requiere la adaptación de la tecnología a plantas de pequeña escala y/o la asociación de varias

granjas o industrias agroalimentarias para producción conjunta. Tiene la ventaja de que el

fertilizante obtenido además es muy interesante para las explotaciones agrícolas. Hay muchos

ejemplos de casos de éxito de plantas a pequeña escala.

Ejemplos de Casos de plantas a pequeña escala de biogás (autoconsumo)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Existen plantas de biogás adaptables a pequeñas explotaciones ganaderas (compactas,

modulares, de fácil instalación y operación simple para las explotaciones ganaderas gallegas de

tamaño pequeño y medio, que permitiera valorizar los residuos orgánicos mediante la

producción de biogás y de un fertilizante que pueda ser usado in situ en las propias

explotaciones que permite la obtención de biogás con un contenido en metano de hasta el 64%

que puede ser empleado como combustible en motores para generación de calor y electricidad.

Además, el digestato líquido resultante muestra mejores capacidades fertilizantes que el purín

de origen.

Pequeños digestores anaerobios compactos, modulares, transportables y de fácil instalación

adaptados a las explotaciones gallegas

Producción de biogás para producir electricidad utilizando residuos y subproductos varios con

alto contenido en agua: sueros (subproducto de la industria láctea) estiércoles y purines del

sector porcino y otros subproductos de origen agroalimentario (restos de la industria vitivinícola

y cervecera).

Empleo de sueros de la industria láctea para la producción de biogás en Vall d'Uixó , Castellón. España

CONTENIDOS TEÓRICOSMódulo 2. Uso energético de la madera. Instalaciones de biomasa 42


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



Módulo 2. Uso energético de la madera. Instalaciones de biomasa.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.1.‐ INTRODUCCIÓN

Con el término “energía de la madera”

nos referimos al uso de la madera como

combustible y al ciclo de producción de

energía utilizando recursos naturales de

madera. La madera, como cualquier

otra biomasa vegetal, es un resultado

del proceso de la fotosíntesis llevado a

cabo por las plantas, es decir, la

producción de carbohidratos a partir de

la energía solar. Esta es la tercera fuente

de energía más utilizada en el mundo

después del petróleo y el carbón.

En general, se acepta que su uso de un modo razonable contribuye al mantenimiento del equilibrio

bioquímico en el planeta (como hemos visto en el primer módulo el carbono renovable no contribuye al

efecto invernadero, el contenido de azufre es insignificante, etc.).

El interés en la energía de la madera ha estado alentando el desarrollo de nuevas tecnologías que integran

la automatización de la carga de combustible y la gestión de la combustión durante varias décadas. Estas

nuevas tecnologías se caracterizan por sus muy buenos parámetros tanto para la industria energética como

para el medio ambiente.

Las fuentes de esta energía son muy importantes y se obtienen de:

1. Bosques (tocones, residuos, pequeñas ramas secas...)

2. Agricultura (productos de desecho de la poda de árboles, ramas jóvenes de la tala, desechos de

productos agrícolas...) ó actividades humanas (madera para reciclar...)

3. Actividades industriales (astillas, serrín, virutas, pellets, briquetas...)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.1.1.‐ EL SECTOR ENERGÉTICO DE LA MADERA EN EUROPA

El papel de la energía de la madera es muy importante en el escenario de las fuentes de energía renovables

de Europa ya que su territorio incluye muchos bosques, desde las regiones subárticas hasta el mar

Mediterráneo (las áreas forestales cubren aproximadamente un tercio de la superficie de Europa). Algunos

estados europeos son muy ricos en bosques, por ejemplo, más del 45% de los territorios de Austria, Suecia y

Finlandia están ocupados por bosques.

Las tecnologías para la producción de energía a partir de la madera se han desarrollado cada vez más en

Europa. Hoy existe una clara voluntad de utilizar esta fuente de energía: el primer combustible renovable

que está disponible en la mayor parte de los estados miembros de la Unión Europea.

Se trata de un recurso que está todavía ampliamente disponible en general; además la superficie europea

cubierta por bosques está creciendo. En la mayoría de los estados este proceso aún continúa, principalmente

a través de la forestación de tierras agrícolas abandonadas. El rendimiento de la madera es mucho menor

que el crecimiento anual. En promedio, solo el 50% del crecimiento anual de los bosques en Europa se utiliza

para la producción.

El suministro de energía siempre ha sido uno de los principales usos de la madera. El interés político en la

seguridad energética y las fuentes de energía renovables, combinado con precios relativamente altos de

petróleo y gas, ha llevado en los últimos años a una reevaluación del posible uso de la madera como fuente

de energía. El uso de energías renovables está comprometido a través de objetivos legalmente vinculantes

que se han establecido para cada Estado miembro de la UE con respecto al papel que deben desempeñar las

fuentes de energía renovables hasta 2020. La edición 2016 del “Informe del indicador sobre la estrategia

Europa 2020” proporciona información sobre el progreso realizado hacia el objetivo de lograr una

participación del 20% de la energía renovable en el consumo final de energía para 2020. Este objetivo está

diseñado para ayudar a reducir las emisiones, mejorar la seguridad del suministro de energía y reducir la

dependencia de las importaciones de energía.

Entre 2005 y 2016, el consumo de energía renovable en la UE‐28 aumentó en un 78,6%. Algunas fuentes de

energía renovables crecieron exponencialmente. Entre las fuentes de energía renovables, la biomasa total

(es decir, madera y carbón, biogás y biocombustibles y residuos municipales) desempeña un papel

importante, ya que representó dos tercios (65%) del consumo bruto de energía interior de las energías

renovables en la UE‐28 en 2016. En este cómputo total de biomasa, la madera y los productos de madera

aglomerados, como pellets y briquetas, proporcionaron la mayor proporción de energía de origen biológico,

representando casi la mitad (45%) del consumo bruto de energía renovable en el interior de la UE‐28 en 2016

Consumo interior bruto de energía renovable, EU‐28, 2005 y 2016 (1.000 Tm de petróleo equivalente) Fuente: Eurostat (nrg_107a)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


En muchos Estados miembros de la UE, la madera era la fuente de energía más importante de las energías

renovables. Como se muestra en la siguiente figura, la madera y los productos de madera representaron el

6,0% de la energía total consumida dentro de la UE‐28 en 2016. La proporción de madera y productos de

madera en el consumo bruto de energía continental varió de más del 20% en Letonia y Finlandia a menos del

1% en Chipre y Malta. La madera fue la fuente de más de las tres cuartas partes de la energía renovable

consumida en Estonia, Lituania, Hungría, Letonia, Finlandia y Polonia. Por el contrario, la proporción de

madera en la combinación de energías renovables fue relativamente baja en Chipre y Malta (donde se

informó la proporción más baja, 4.5%); Este fue también el caso en Noruega (6,4%).

Madera como fuente de energía, 2016 (porcentaje de madera y productos de madera en el consumo

bruto de energía continental, en TOE).

Fuente: Eurostat (nrg_100a and nrg_107a)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La UE promueve la gestión forestal sostenible, con el objetivo de:

crear y preservar empleos y contribuir de otro modo al mantenimiento del medio rural

mejorar la competitividad de las industrias forestales en el mercado interno

proteger el medio ambiente preservando el suelo, minimizando la erosión, purificando el agua, protegiendo los acuíferos, mejorando la calidad del aire, absorbiendo carbono, mitigando el cambio climático y preservando la biodiversidad

reducir la pobreza en los países en desarrollo fomentando la aplicación de la ley forestal, las condiciones de comercio justo y deteniendo la deforestación y la tala ilegal

monitorear el estado de los bosques para cumplir con los acuerdos ambientales

promover el uso de madera y otros productos forestales como productos amigables con el medio ambiente

La Comisión Europea presentó una nueva

estrategia forestal de la UE (COM (2013) 659)

para los bosques y el sector forestal en 2013,

en respuesta a las crecientes demandas

impuestas a los bosques y a los importantes

cambios sociales y políticos que han

afectado a los bosques durante los últimos

15 años.

La estrategia es un marco para medidas

relacionadas con los bosques y se utiliza para

coordinar iniciativas de la UE con las políticas

forestales de los Estados miembros. En

marzo de 2010, la Comisión Europea adoptó

un Libro Verde sobre protección e

información forestal en la UE: preparación

de bosques para el cambio climático (COM

2010, 66 final). El documento pretendía

estimular el debate sobre la forma en que el

cambio climático modifica los términos de

gestión y protección de los bosques, y cómo

la política de la UE debería desarrollarse

como consecuencia.

La silvicultura, junto con la agricultura, sigue

siendo crucial para el uso de la tierra y la

gestión de los recursos naturales en las zonas

rurales de la UE, y como base para la

diversificación económica en las comunidades rurales. La política de desarrollo rural forma parte de la política

agrícola común (PAC) de la UE, que ha sido el principal instrumento para implementar medidas forestales en

los últimos años. En este contexto, se estima que el gasto en medidas relacionadas con los bosques, a través

del Fondo Europeo Agrícola para el Desarrollo Rural, ascendió a entre 9 y 10.000 millones de euros durante

el período 2007‐2013.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.1.2. ESTRATEGIAS PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LA MADERA

Una estrategia correcta e integrada para la producción de energía a partir de la madera, debe considerar

toda la cadena de producción, involucrando muchos temas y muchas profesiones diferentes. Cada paso a lo

largo de la cadena necesita un análisis profundo considerando:

Aspectos tecnológicos

Modelos de gestión

Análisis económico, evaluando la relación costos / beneficios

Aspectos contractuales

Los principales pasos a considerar son los siguientes:

Suministro de combustible

• Tipo y características del combustible

• Manejo de cosecha

• Administración de almacenamiento

Tipo y características de las plantas

• Tecnología de combustión

• Dimensión correcta de las plantas, en relación con las necesidades energéticas

• Aspectos logísticos

• Impacto medioambiental

• Aspectos financieros

Gestión de la cadena

• Participación de figuras profesionales y empresariales

• Definición de tareas y beneficios relevantes

• Definición de acuerdos contractuales



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.1.3. CICLO DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE LA MADERA E IMPACTOS

AMBIENTALES

El desarrollo de la energía de la madera a largo plazo tiene una situación muy favorable a nivel mundial en

las diferentes actividades humanas. Las fuentes de energía fósil son limitadas y tienen consecuencias serias

(contaminación, conflictos bélicos, etc). Para los países en desarrollo con un acceso limitado a la energía son

fuentes excepcionalmente caras por lo que están en una situación desfavorable y al mismo tiempo tienen

que hacer frente al aumento de la población y la mejora de las condiciones de vida. Los países desarrollados,

están sufriendo los resultados de una dependencia energética muy costosa y graves problemas ambientales.

La mayoría de los estados ya han comenzado un proceso para resolver esta situación, que incluye medidas

para la protección del medio ambiente, el desarrollo de la economía y, en otras palabras, han elaborado

planes para un desarrollo a largo plazo. La energía de la madera es la energía renovable más utilizada en el

mundo y constituye una parte importante de los planes de desarrollo a largo plazo.

La madera como combustible renovable.

La madera es una fuente de energía que se regenera a través de la fotosíntesis. Su utilización razonable no

perjudicará las reservas energéticas y el medio ambiente para las generaciones futuras. Permite ahorrar las

fuentes de energía fósil (petróleo, gas natural, carbón, uranio) que son de cantidades finitas y de distribución

no uniforme. El tiempo de regeneración de la madera es mucho más corto en comparación con otras fuentes

de energía, como se muestra en la siguiente tabla:

Energía Período de regeneración Reservas estimadas

Madera 15‐200 años Renovable

Carbón 250‐ 300 millones de años 500 años

Petróleo 100‐ 450 millones de años 50 años

Sin embargo, la principal ventaja de la energía de la madera es que no contribuye al efecto invernadero. La

cantidad de CO2 que se libera en la combustión de la madera es comparable a la cantidad producida durante

su formación natural. Esta cantidad de CO2 corresponde a la cantidad absorbida a través de la fotosíntesis en

el proceso de crecimiento. De esta manera, se mantiene el equilibrio y, por lo tanto, el balance de CO2 es

cero.

Impactos en el suelo y la diversidad biológica.

La explotación forestal no es necesariamente sinónimo de deforestación. Si no es intensiva o ilegal, como

ocurre en Europa, no tendrá un impacto negativo en la calidad del suelo o las condiciones del agua, o aún

menos en la diversidad biológica.

El mejor enfoque, y el que requiere la menor inversión al mismo tiempo, es una explotación basada en la

regeneración natural de los bosques en los que la naturaleza sigue su propio curso y el hombre cosecha lo

que la naturaleza ha producido. Por eso, es necesario llevar a cabo una explotación razonable con un

monitoreo cuidadoso de las condiciones forestales. En muchos países, la explotación de los bosques para la

producción de madera para energía cumple con este requisito. En otros estados, sin embargo, será necesario

imponer medidas legales y educar a la población.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Emisiones nocivas

Para determinar las principales fuentes de contaminación, será bueno considerar los diversos factores de emisiones nocivas. La comparación entre todas las emisiones nocivas muestra las siguientes tendencias:

• La madera produce unas 20 veces menos emisiones netas de CO2 que el gas natural y 30 veces menos que el petróleo.

• La madera produce unas 20 veces más emisiones en forma de partículas que el gas natural y 10 veces más que el petróleo.

• Las emisiones de óxido de nitrógeno de la madera son dos veces más altas que en el petróleo y 4 veces más altas que en el gas natural.

• El petróleo produce emisiones de dióxido de azufre (SO2) 3 veces mayores en comparación con la madera y el gas natural.

• La cantidad total de hidrocarburos liberados por la madera en la atmósfera es la menor.

Uso y remoción de cenizas.

La ceniza de la madera natural se puede usar como fertilizante en la agricultura si cumple con ciertos criterios.

Los requisitos que debe cumplir y las cantidades que se utilizarán se determinan en conjunto con las

autoridades agrícolas locales. La ceniza de madera totalmente natural se puede utilizar en pequeñas

cantidades como fertilizante en huertos.

Las cantidades en exceso se eliminan junto con los desechos domésticos o se extienden a otros sitios con la

aprobación del propietario. La ceniza de la madera procesada en ningún caso se utilizará como fertilizante y

se eliminará de acuerdo con la legislación vigente. Normalmente, la ley prohíbe el uso de fertilizantes para

los bosques. La ceniza de madera se considera como fertilizante. Los fertilizantes orgánicos y minerales solo

se pueden usar en jardines de viveros y también en la siembra o la instalación.

Las cenizas para fertilizantes no deben exceder los siguientes niveles recomendados (en mg/kg de materia

seca).

Concentración recomendada de metales pesados Fuente: ITEBE

Energía de la madera y calidad del aire.

En los últimos años, muchas autoridades locales, en el marco de las acciones contra el cambio climático, han

puesto atención en el tema de la calidad del aire. La calefacción y la movilidad y transportes son los

principales factores de contaminación del aire, pero en algunas áreas el sector de la energía de la madera

puede contribuir a aumentar la contaminación de las partículas finas.

El sector de la energía de la madera se basa en la mejora de las tecnologías y los métodos para disminuir la

emisión de partículas finas, centrándose en dos direcciones principales:

• Garantizar una alta calidad de los combustibles de madera, a través de rigurosos sistemas de certificación.

• Mejora de las tecnologías de combustión.

Plomo Cadmio Cromo Cobalto Cobre Molibdeno Niquel Mercurio Zinc

100 3 100 12 150 6 60 1 600



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.2. LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS

TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS

En el marco del aumento de la importancia de las energías renovables y la energía de la madera, los últimos

años ha habido una evolución tecnológica continua en el proceso de producción de combustibles de madera.

En el contexto de la actividad forestal, se han desarrollado nuevos productos adaptados a diferentes

necesidades.

Los principales combustibles de madera disponibles en el mercado son:

1. Troncos de madera 3. Pellets

2. Astillas de madera 4. Microastillas de madera

❶ TRONCOS DE MADERA

En muchos estados europeos, la madera en forma de troncos es el combustible de madera más

extendido para la producción de calor. Los principales problemas para este sector son el alto precio

de producción, la falta de una calidad uniforme del combustible y el inconveniente de su uso.

La producción de troncos de madera implica las siguientes fases:

• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Por lo tanto, existe una necesidad inmediata de mejorar la calidad de los productos y minimizar los

costes de producción para desarrollar este mercado. La cosecha y la preparación de la leña deben

mejorarse, pasando de los medios convencionales usados tradicionalmente a su modernización a

través de una amplia mecanización:

‐ Existe una tendencia a pasar de los métodos convencionales de producción de madera a la

producción en sitios permanentes.

‐ La logística de la producción de leña a menudo no está cubierta por las especificaciones del

proceso, ya que la leña todavía se considera solo como un producto secundario de la

producción de madera para aplicaciones industriales.

‐ En los últimos diez años, el nuevo equipo destinado a todo el proceso de producción de leña

(por ejemplo, máquinas para talar, máquinas combinadas para talar y cortar, máquinas para

medir el volumen de madera, etc.) permitió mejorar y proporcionar especificaciones conjuntas

para la logística de producción de leña y su preparación para uso inmediato.

❷ ASTILLAS

Las astillas son un combustible de madera muy interesante, se adapta para ser utilizado en una

amplia gama de plantas de calefacción, desde las domésticas hasta las redes de calefacción de

comunidad. La producción de astillas de madera es una actividad forestal o agrícola bastante

simple, que incluye las siguientes fases:

• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos.

• División de troncos en astillas

• Almacenamiento y secado

De hecho, las dificultades en la producción de astillas de calidad a precios competitivos provienen

de la planificación de las operaciones y la logística de la entrega:

‐ Existe una amplia gama de alternativas para la división de la madera, tanto en términos de

organización como de productividad.

‐ Existe una buena selección de maquinaria de alta calidad de diferentes fabricantes disponibles

en el mercado.

‐ El funcionamiento normal de los sistemas de calefacción requiere que la composición de las

astillas sea muy uniforme por tamaño.

Hay cinco tipos de máquinas de división: divisores pequeños transportados por tractores agrícolas,

divisores conectados al tractor, divisores móviles o autopropulsados, divisores estacionarios de

servicio pesado montados en un camión o semirremolque y divisores estacionarios.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❸ PELLETS

El consumo de este tipo de leña, ha aumentado fuertemente en los últimos años, por muchas

razones:

• Alto poder calórico

• Facilidad de gestión (embalaje y transporte)

• Facilidad de uso a nivel doméstico en estufas pequeñas

La producción de pellets puede ser una actividad forestal o agrícola, pero requiere un proceso de

producción más complejo, incluidas estas fases:

• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos

• Primera división de troncos en astillas

• Fresado destinado a obtener una viruta fina

• Secado hasta una humedad entre 8 y 12%

• Almacenamiento

• Refinamiento finalizado para obtener serrín

• Peletización

❹ MICROASTILLAS DE MADERA

En los últimos años, algunos agricultores comenzaron la producción de este nuevo combustible de

madera, una astilla de madera muy pequeña y seca, que combina las ventajas de la astillas de madera

con las de pellets:

• El proceso de producción es el mismo que el tradicional de astillas de madera.

• El uso de micro astillas de madera es el mismo que el de pellets, como combustible de

madera para pellets domésticos.

• El microprocesador de madera se adapta mejor en una cadena corta, basada en el uso de la

producción forestal local.

• El coste del microprocesador de madera es menor que el pellet.

• Ciclo de producción de energía de la madera.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Un paso muy importante de la evolución reciente hacia la especialización de la producción de leña ha sido la

adopción de un sistema de calidad a través de los esquemas de certificación UNI‐EN‐ISO.

Las reglas relacionadas con la certificación de biocombustibles sólidos de la madera son las siguientes:

• UNI EN ISO 17225: 2014 ‐ 1 Biocombustibles sólidos. Especificaciones

y clasificación del combustible. Parte 1: Requisitos generales.

• UNI EN ISO 17225: 2014 ‐ 2 biocombustibles sólidos ‐ Especificaciones

y clasificación del combustible ‐ Parte 2: Pellets de madera.

• UNI EN ISO 17225: 2014 ‐ 3 Biocombustibles sólidos. Especificaciones

y clasificación del combustible. Parte 3: Briquetas de madera.

• UNI EN ISO 17225: 2014 ‐ 4 biocombustibles sólidos ‐ Especificaciones

y clasificación del combustible ‐ Parte 4: Virutas.

• UNI EN ISO 17225: 2014 ‐ 5 Biocombustibles sólidos ‐ Especificaciones

y clasificación del combustible ‐ Parte 5: Madera.

Los principales factores de calidad definidos a partir del esquema de certificación, para cada tipo de

biocombustible de madera, son:

• Origen del producto:

este parámetro es muy importante porque permite saber si el producto proviene efectivamente de la actividad forestal y agrícola, y el área de origen.

• Dimensión:

es un elemento de evaluación esencial, porque este parámetro está directamente relacionado con el funcionamiento correcto de la planta de calefacción / energía. La dimensión óptima del biocombustible de madera depende del tipo de calefacción / planta de energía.

• Contenido de agua:

este parámetro está relacionado tanto con la eficiencia de la conversión de energía como con el valor calorífico. Algunos tipos de plantas de calefacción / energía requieren un bajo contenido de agua (es decir, pellets o astillas).

• Valor calorífico:

es un parámetro económico muy importante: el valor calorífico más alto (MJ / Kg o kWh / Kg) es el elemento principal para establecer el precio del biocombustible de madera.

• Contenido de cenizas:

es un parámetro ambiental muy importante, porque la ceniza es un posible factor de contaminación.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


PROCESOS EN LA FABRICACIÓN DE PELLETS

Línea de descortezado y astillado

Concebida con el propósito de poder recepcionar, clasificar y tratar diferentes tipos de residuos forestales y

de 1ª transformación. De esta forma las materias primas pueden ser serrines, astillas, leñas, apeas de monte,

troncos descartados para el aserrado, etc.

La línea de astillado consta de una primera etapa de astillado que se lleva a cabo con una máquina astilladora

con cuchillas que proporciona un tamaño de astilla uniforme, empleando como material de entrada troncos

y descortezados.

El resto de la línea de astillado consta de varias etapas de almacenamiento intermedio, cribado y reducción

de tamaño mediante un molino de martillos diseñado para la trituración de astillas con gran cantidad de

humedad (60 %). Dicho molino proporciona una producción de microastillas.

Línea de producción de pellets de madera

La línea de producción de pellets consiste en un proceso de deshidratación llevado a cabo por máquinas

diseñadas por marcas especializadas con largas trayectorias en Europa.

Caldera de biomasa aceite térmico: Una caldera de aceite térmico nos proporciona el calor necesario para el

secado. El combustible empleado normalmente es biomasa no apta para la fabricación de pellets de madera.

Normalmente podemos decir que las pelletizadoras son gestores integral de residuos forestales y de la 1ª

transformación, puesto que lo clasifican y destinan, según sus características, a combustible o a materia

prima para la producción, aprovechándolo todo de la mejor forma posible.

La caldera de biomasa de aceite térmico dispone de un hogar de parrillas móviles y extractor de cenizas en

húmedo, lo que le confiere una gran versatilidad en la utilización de combustibles de biomasa. La instalación

tiene un intercambiador aceite‐agua para transmitir al agua el calor necesario que requiere el secado,

proporcionando agua a temperatura en torno a 105‐85ºC.

Sistema de secado de banda a baja temperatura: La materia prima es sometida a una 90ºC (max.) para

secarla, respetando su naturaleza al máximo durante el proceso evitando la tostación o quemado.

El secado térmico de baja temperatura va alimentado con agua caliente procedente de la caldera de biomasa

de aceite térmico.

Ventajas de este sistema de secado:

‐ Se trata de un secado indirecto que no aporta cenizas y otras partículas al producto a pelletizar,

permitiendo su certificación dentro de los más exigentes estándares de calidad como los establecidos

en la norma DIN+, Enplus, etc, siempre y cuando la materia prima de partida tenga las características

adecuadas para ello.

‐ Bajos valores de emisión (normalmente por debajo de 15 mg/Nm3 de partículas no siendo necesarios

tratamientos adicionales).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


‐ Posibilidad de aprovechamiento de energías residuales de baja temperatura, como por ejemplo agua

caliente y/o vapor procedentes de una planta de cogeneración.

‐ Óptima calidad de producto.

‐ Operación automática con bajos costes de mantenimiento.

El producto húmedo se distribuye uniformemente sobre la banda transportadora mediante una rosca de

alimentación. La banda transporta la capa de producto a lo largo del túnel de secado. Mediante otra rosca

transportadora, el producto se recircula y se deposita el producto de nuevo en la banda, formándose una

segunda capa de producto. Tras pasar por segunda vez por el túnel de secado, el producto seco se extrae del

sistema mediante una rosca de descarga.

Mediante la medición de la humedad en continuo del producto seco final, se controla la velocidad de avance

de la banda transportadora.

Mediante un ventilador, el aire ambiente pasa a través de un intercambiador aire‐agua donde se calienta

antes de atravesar la banda de secado y producir la evaporación del agua contenida en el producto. La

capacidad del ventilador se ajusta mediante un convertidor de frecuencia de acuerdo a la energía disponible

en el intercambiador de calor.

Para asegurar una óptima operación del sistema, la banda se limpia continuamente mediante un cepillo rotativo y un sistema intermitente a alta presión que se activa automáticamente.

Línea de pelletización y salida del producto

Consiste en un Molino donde se genera la “Harina de Madera” y Prensas granuladoras, con salida de pellets

que permita almacenar a granel o en silos pasando el producto antes por un tamizador final para

posteriormente pasar a la línea de ensacado y paletizado y/o cargar en camión, eliminando así los posibles

finos generados por los pellets durante el tránsito hasta el punto final.

Puede incluirse algún sistema de ensacado automático y/o sistema de carga telescópico para graneles.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.3. TECNOLOGÍAS PARA LA CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA MADERA: CONVERSIÓN TÉRMICA Y ELÉCTRICA, COGENERACIÓN

El proceso de combustión de la madera se lleva a cabo generalmente en tres etapas que dependen de la

temperatura del proceso:

1. Secado

2. Descomposición

3. Combustión

El secado

El agua contenida en la madera comienza a evaporarse incluso a temperaturas inferiores a 100°C. Como la

evaporación es un proceso que utiliza la energía liberada durante el proceso de combustión, la temperatura

en la cámara de combustión disminuye y ralentiza el proceso de combustión.

De hecho, la madera "fresca" requiere tal cantidad de energía para evaporar el agua contenida en ella que la

temperatura en la cámara de combustión cae por debajo del nivel mínimo requerido para el mantenimiento

de la combustión. Por esta razón, el contenido de agua del combustible de madera se encuentra entre los

parámetros de calidad más importantes.

Descomposición térmica (pirólisis/generación de gas)

Después del proceso de secado a una temperatura de aproximadamente 200°C, la madera sufre

descomposición térmica que conduce a la evaporación de la materia volátil contenida en ella. Las sustancias

volátiles constituyen más del 75% en peso de la madera y, debido a esto, se puede afirmar que su combustión

significará básicamente la quema de los gases incluidos en su composición.

Combustión

Es la oxidación completa de gases y esta es una fase que

comienza a 500°C y 600°C, y continúa a temperaturas de

hasta aproximadamente 1.000°C. Dentro del rango de

800°C ‐ 900°C se produce la quema de carbono fijo y

también de resina junto con él.

“La regla de las tres T” demuestra que la falta de

condiciones adecuadas conducirá a una combustión

incompleta de la madera y, en consecuencia, a un

aumento de las emisiones nocivas. Las principales

causas de la combustión incompleta son las siguientes

condiciones negativas:

1. Mezcla inadecuada de aire‐combustible dentro de la cámara de combustión y escasez general de oxígeno

2. Baja temperatura de combustión

3. Corto tiempo de combustión

Desde el punto de vista del espacio dentro de las calderas que funcionan con troncos de madera, estas etapas se ejecutan por separado, mientras que especialmente en calderas de mayor tamaño con alimentación automática de la parrilla móvil, estos procesos tienen lugar en secciones separadas de la parrilla.

Por lo tanto, la calidad de la combustión

depende de tres factores principales:

Tiempo, Temperatura y Turbulencia



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.4. INSTALACIONES INDUSTRIALES, CALEFACCIONES Y REDES DE CALOR PEQUEÑAS Y MEDIANAS

Los sistemas de calderas de leña se pueden dividir en las siguientes categorías según el tipo de leña utilizada,

la capacidad de generación y el sistema de alimentación de la caldera:

• Calderas de troncos de madera, alimentación manual.

• Pequeñas calderas de pellets de madera, alimentación automática.

• Calderas pequeñas y medianas encendidas con astillas de madera, con rejilla inclinada (es

decir, fija) y alimentación automática con un tornillo de alimentación.

• Calderas de tamaño mediano y grande con parrilla móvil y alimentación automática con

un tornillo de alimentación o un empujador.

2.4.1. CALDERAS DE LEÑA O TRONCOS DE MADERA

Las calderas de leña se pueden dividir en dos categorías según el principio de combustión: combustión

inferior y combustión inversa.

Las calderas de combustión de fondo normalmente usan corrientes de aire naturales y la caída de presión

requiere alimentar aire primario desde el exterior que luego se transfiere a la cámara de combustión; los

gases de combustión se transfieren a la parte inferior del horno (aire secundario) y luego a la segunda cámara

de combustión. A medida que el flujo de aire pasa por debajo del horno, es muy importante disponer la

madera de la manera adecuada para que el aire pueda moverse uniformemente a la zona de combustión.

Las calderas de combustión inversa con tiro inducido son las soluciones más innovadoras para las calderas

en términos de tecnología. Los gases se descargan a través de un orificio debajo del horno hacia la segunda

cámara de combustión revestida de un material refractario como resultado de una caída de presión forzada

creada por un ventilador ubicado en la parte inferior. La resistencia del flujo de gases de combustión es alta

y requiere un ventilador ID con controles electrónicos. El ventilador permite una modulación precisa del flujo

de aire primario (normalmente precalentado) y del flujo de aire secundario dentro de las cámaras de

combustión. Normalmente, hay una sonda lambda en la primera sección de la chimenea para la medición

continua de la concentración de oxígeno en los gases de combustión y la regulación del ventilador, y en las

calderas con alimentación automática, la tasa de alimentación de combustible. Este sensor de concentración

de oxígeno es excepcionalmente útil en troncos de madera y calderas de astillas de madera, ya que estos

combustibles tienen típicamente un contenido variable de agua y energía. Además, la sonda lambda ayuda

a obtener un mantenimiento continuo de un proceso de combustión de alto rendimiento y, en consecuencia,

minimiza las emisiones nocivas. Las calderas de leña normalmente se encienden manualmente, sin embargo,

los modelos más avanzados también tienen encendido automático.

En las calderas de leña es muy importante proporcionar almacenamiento de energía a través del acumulador

de agua caliente (también conocido como tanque de compensación), que tiene un tamaño adecuado según

una serie de parámetros de ingeniería térmica.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.4.2. CALDERAS DE PELLETS

Las calderas de pellets de madera pueden satisfacer completamente las

necesidades anuales de calor de una casa de una o dos familias. En

general, existe la opción de tener un sistema compacto semiautomático

o totalmente automático. El sistema semiautomático compacto consiste

en una caldera con un tanque de combustible al lado (puede ser un

tanque para necesidades diarias o semanales), normalmente con

alimentación manual. Una gran cantidad de combustible (por ejemplo,

empaquetada en bolsas) debe mantenerse almacenada en otro lugar.

El combustible de pellets se alimenta automáticamente a la cámara de combustión mediante el tornillo de

alimentación. El tanque de combustible debe tener un volumen de al menos 400 litros. Entonces, el

combustible puede ser suficiente hasta para un mes, dependiendo del área de vivienda a calentar y la

temperatura exterior. En un caso ideal, el propietario será informado sobre el alcance del nivel más bajo de

la carga de combustible mediante un indicador instalado en la caldera o en un lugar remoto, y luego el

sistema debe permanecer en modo operativo para controlar la temperatura de apagado.

En el sistema completamente automático, una tolva se encuentra cerca del tanque de combustible semanal y se carga automáticamente con grandes cantidades de combustible (por ejemplo, durante un año; la alimentación se realiza mediante un tornillo de alimentación o un sistema de extracción neumático. En un caso ideal, la tolva es cargada, por ejemplo, por un tanque.

2.4.3. CALDERAS DE ASTILLAS

Las calderas de astillas de madera se dividen en dos categorías:

Las calderas con rejilla inclinada son calderas pequeñas a medianas de 25 kW hasta 400‐500 kW adecuadas

para aplicaciones domésticas en pequeños sistemas de transferencia de calor. Tienen una cámara de

combustión fija con diferentes tipos de alimentación. Las calderas más extendidas son las de rejillas con

alimentación de fondo por medio de un empujador donde el aire primario está activo debajo de la rejilla y

contribuye al secado de la producción de madera y gas, mientras que el aire secundario está activo debajo

de la rejilla y contribuye a la oxidación eficiente de gases liberados.

2.4.4. PRODUCCIÓN COMBINADA DE CALOR Y ELECTRICIDAD. APLICACIONES A PEQUEÑA ESCALA

La producción combinada de calor y energía eléctrica (CHP, calor y energía combinados o cogeneración) a

partir de biomasa de madera se realiza mediante procesos térmicos cerrados en los que el ciclo de

combustión de la biomasa y el ciclo de producción de energía eléctrica están separados por la fase de

transferencia de calor, desde los gases de combustión hasta el medio de transferencia utilizado en la segunda

producción. Esto se hace para evitar dañar los motores de combustión interna por los aerosoles, metales y

compuestos de cloro contenidos en los gases liberados en el proceso de combustión. Para lograr un

desarrollo energético constante y protección del medio ambiente, la producción de energía eléctrica a partir

de combustible de biomasa implicará también la producción de energía térmica de acuerdo con el siguiente

principio: "¡Producción de kWel solo cuando también se necesita su equivalente de calor!" de lo contrario, el

proceso conducirá al desperdicio de recursos y, por lo tanto, a la pérdida de grandes cantidades de energía.

Y así, la cogeneración requiere el uso de calor y energía eléctrica al mismo tiempo, algo que no es fácil.

1. Calderas con rejilla inclinada 2. Calderas con rejilla móvil



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


2.5. BIOMASA Y AGRICULTURA

Un nuevo modelo de producción de energía, las perspectivas para el ahorro de energía y la promoción de

nuevas fuentes de energía están relacionados con los nuevos modelos económicos, enfocados en el

desarrollo local sostenible. Esto requiere una elección explícita de estrategias, dirigidas al ahorro de energía

general y un uso a gran escala de fuentes renovables por medio de instalaciones de pequeña y mediana

capacidad, utilizando las fuentes de energía en el lugar. Esto reducirá al mínimo el efecto ambiental negativo

y fomentará tanto la economía como el medio ambiente de estos territorios. Por lo tanto, un nuevo modelo

de producción de energía debe cumplir con los siguientes objetivos:

Sostenibilidad económica: las perspectivas para la producción agrícola y forestal de energía dedicada están

relacionadas con el beneficio económico de esta actividad para el negocio: es decir, con el valor agregado

que le queda al empresario como resultado de la transformación energética del producto agrícola.

En una producción que requiere procesamiento industrial de productos agrícolas con / sin grandes gastos

para el transporte del producto a las instalaciones de procesamiento, el beneficio económico para la empresa

agrícola será considerablemente menor. Por lo tanto, la promoción de cadenas de producción locales para la

utilización directa de productos agrícolas y forestales es una solución viable y económicamente viable para

las empresas agrícolas. De esta forma se lograrán los siguientes resultados: promoción de nuevas regiones y

mercados de producción agrícola y forestal; consumo de energía reducido de los negocios; valoración del

territorio.

Sostenibilidad medioambiental: como resultado de la transformación energética de la biomasa agrícola y

forestal, se logrará un equilibrio neutral del dióxido de carbono, es decir, la cantidad de CO2 liberado durante

la combustión será igual a la cantidad absorbida en el ciclo biológico. Sin embargo, si las consecuencias de la

utilización de la biomasa fueran favorables, dependerá de las condiciones de utilización. Por ejemplo, el

procesamiento de biomasa en las grandes instalaciones de producción de energía eléctrica está relacionado

con los siguientes efectos negativos: baja eficiencia de conversión de energía con considerable disipación de

calor; alto consumo de energía para el transporte de combustible a la estación; por lo tanto, incluso en lo

que respecta al hábitat natural, los resultados óptimos de la utilización de fuentes renovables pueden

lograrse mediante cadenas cortas de producción.

Importancia del desarrollo local: en los últimos años, las áreas rurales hicieron mucho por la recuperación

de las empresas locales y el turismo, creando un modelo de desarrollo local, incorporando perfectamente la

producción de energía a partir de fuentes renovables. Para este propósito, se deben tomar medidas como:

estimular la construcción a gran escala de pequeñas instalaciones; promoción de acuerdos para cadenas

productivas; promoción de información y actividades educativas.

En conclusión, podemos decir que la promoción de fuentes de energía renovables como parte de la política

de desarrollo local requiere un apoyo financiero importante y, sobre todo, normas y estándares explícitos,

objetivos políticos esbozados y métodos constructivos complejos. En nuestra opinión, los siguientes factores

son de importancia clave: tomar medidas, coordinadas con los sectores de producción y las instituciones

competentes (en el campo de la agricultura, el medio ambiente, las operaciones de producción, el

ordenamiento territorial, el transporte); atrayendo a las autoridades locales y los principales círculos

económicos.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Otro aspecto que merece atención se refiere a los posibles modelos organizativos de las cadenas energéticas, su efecto en las condiciones de las nuevas oportunidades para el desarrollo de las granjas agrícolas, así como su papel en los modelos separados. Para ello, describiremos tres modelos básicos, revelados en los últimos años:

1. El modelo de producción de energía de tipo de circuito cerrado (es decir, para satisfacer las

necesidades de la familia/la granja).

2. El modelo de venta de materiales de desecho para la producción de energía.

3. El modelo de venta de energía.

En el primer modelo organizativo, la empresa agrícola produce la energía necesaria y la consume por completo. La energía térmica, necesaria para el calentamiento de las instalaciones residenciales y de la empresa, puede producirse, por ejemplo, mediante pequeñas calderas que utilizan madera residual, madera fragmentada o pellets o, mediante paneles solares. La necesidad de electricidad puede satisfacerse con techos fotovoltaicos o mini instalaciones de energía eólica. En este caso, el empresario logrará una economía energética considerable ya que utiliza productos o subproductos de la granja o fuentes de energía natural. Obviamente, debe hacerse una evaluación cuidadosa de los costes de instalación, de los beneficios logrados y de las condiciones de amortización de la inversión.

El modelo de venta de material de desecho para la producción de energía es una actividad empresarial, cuyas características difieren según el tipo de organización de la cadena de producción. Como ya hemos mencionado, en el caso de la producción de energía industrial en grandes centrales eléctricas que, en la mayoría de los casos, están lejos de las instalaciones para la producción de material de desecho, las compañías agrícolas se verán seriamente perjudicadas debido a que el coste del procesamiento y transporte de los desechos o materiales disminuirán considerablemente el valor agregado para el productor.

Diferente es la situación con las instalaciones de pequeña y mediana escala, implementadas a nivel local y caracterizadas por una cadena de producción corta, en la que también participan los productores. Esto disminuye el efecto ambiental negativo y asegura mayores ingresos para los agricultores. Este es el caso, por ejemplo, de las redes de calefacción, que se alimentan con leña, que se utilizan para calentar pequeños municipios, estructuras públicas o áreas residenciales. En este caso, el origen local del material de desecho y la negociación directa del precio entre los participantes en la cadena de producción asegura un mayor valor agregado para el productor.

En los últimos años, predominantemente en algunos países, se estableció el modelo de venta de energía de las granjas agrícolas. En este caso tenemos tipos de organización más o menos complejos. El caso más simple, al que llamaremos "calienta a tu vecino", es el caso de las empresas, que construyen pequeñas redes de calefacción que satisfacen las necesidades del negocio y también proporcionan calefacción a los vecinos más cercanos. En otros casos, los empresarios crean pequeñas cadenas de producción de circuito cerrado, proporcionando así a sus clientes una instalación, material de desecho y mantenimiento de la instalación.

Se ha acumulado experiencia de vanguardia de asociaciones o cooperativas agrícolas, dedicadas a la producción de energía. Estos son realmente negocios de agro‐energía donde los agricultores suministran material de desecho para el negocio y poseen una participación en sus ganancias, ya sea directamente o mediante la recuperación de energía (por ejemplo, biocombustibles).

En conclusión, podemos decir que la producción de energía a partir de fuentes renovables es una buena oportunidad para las empresas agrícolas. La rentabilidad y la ganancia de esta actividad dependen del éxito con que la granja maneje las fases separadas de la cadena de producción.

CONTENIDOS TEÓRICOSMódulo 3. Instalaciones de biogás 61


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



Módulo 3. Instalaciones de biogás.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.1. INTRODUCCIÓN

Con el cambio climático, el calentamiento global, el aumento de las emisiones de CO2 y el agotamiento de

los recursos naturales, no es de extrañar que el biogás haya sido el centro de atención y esté incluido en

muchas políticas y estrategias a largo plazo, tanto de la UE como en todo el mundo.

El biogás, también llamado gas renovable, es muy similar a lo que conocemos como gas natural en el sentido

de que su elemento químico principal es el metano o CH4.

Si bien el gas natural se extrae artificialmente de los depósitos subterráneos naturales y se suministra al

consumidor a través de una compleja infraestructura de tuberías, el biogás se genera de forma natural en la

superficie de la tierra en entornos naturales como marismas, vertederos de estiércol o en entornos

controlados por humanos llamados digestores anaerobios.

La tecnología de producción y uso de biogás por el ser humano se explorará con más detalle en los siguientes

apartados.

Foto: Pixabay. Damos por sentado el medio ambiente pero estamos sometiendo al planeta a procesos irreversibles que pueden convertir “nuestro hogar” en un desierto.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


El gas natural y el biogás tienen bajas

emisiones de CO2 en comparación con

otras fuentes de energía, como el carbón

y el gasóleo, por ejemplo, y, por lo tanto,

se consideran fuentes de energía

ecológicas. Si bien el gas natural como

combustible fósil es finito y su extracción

puede tener un controvertido impacto en

el medio ambiente, el biogás es energía

renovable y es una forma de utilizar los

desechos para un medio ambiente más

limpio y como fuente gratuita de energía.

3.1.1. BIOGÁS COMO UNA FORMA DE BIOENERGIA

El biogás es una de las principales formas de bioenergía, junto con la biomasa y otros biocombustibles. En

particular, el biogás puede considerarse como uno de los biocombustibles obtenidos de la transformación de

la biomasa.

Es un subproducto de la descomposición de la biomasa en ausencia de oxígeno, un proceso también conocido

como digestión anaeróbica. Este proceso y el equipo requerido para ello se explorarán con más detalle en

una sección a continuación.

3.1.2. ¿CÓMO SE UTILIZA EL BIOGÁS?

Hay tres formas principales en que se puede utilizar el biogás: biogás para calentar, biogás para electricidad

y biogás como combustible para el transporte.

Calor. El biogás como fuente de calor puede funcionar de varias maneras. La primera y más simple

es cuando el biogás se quema como combustible en una caldera de gas en el mismo lugar donde se

produce, por ejemplo, en una granja.

También hay una forma centralizada y más

compleja para el uso de biogás como fuente de

calor. El biogás producido en una instalación de

biogás más grande (también llamada planta de

biogás) se somete a purificación y tratamiento

para cumplir con los estándares de calidad

específicos y luego se inyecta en la tubería

centralizada de distribución de gas natural. A

partir de ahí, se utiliza de la misma manera que

el gas natural, principalmente para aparatos de

cocina, agua caliente sanitaria, calefacción de

espacios, etc.

Foto: Pixabay.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Electricidad. El biogás para electricidad es probablemente la forma más eficiente de usar biogás. En

las instalaciones más eficientes, la generación de electricidad se combina también con la

recuperación del calor residual que se crea en el proceso. Esta tecnología, conocida como

cogeneración o generación combinada de calor y energía, puede basarse en un motor de combustión

interna o una turbina de vapor, y puede servir tanto para proyectos a gran escala como a pequeña

escala. Los proyectos a gran escala pueden ir desde plantas de energía térmica y servicios de

calefacción urbana de 10 GW, por ejemplo, mientras que los proyectos a pequeña escala pueden ser

de 20 kW (que sirven a una casa) a varios cientos de kilovatios (que sirven a un hotel, hospital, fábrica,

etc.) La eficiencia energética que se puede lograr en este proceso de generación combinada es de

hasta el 96%, en comparación con aproximadamente solo el 40% cuando el calor y la electricidad se

generan por separado por una caldera y una planta de energía.

Además de la electricidad y el calor, las plantas de cogeneración se pueden actualizar para

proporcionar también energía de enfriamiento. Puede proporcionar el aire acondicionado de todo

un edificio, o puede garantizar la refrigeración necesaria en un proceso industrial. Esta tecnología

mejorada se llama trigeneración, después de los tres tipos de energía: enfriamiento combinado, calor

y energía.

QuattroGi ‐Termogamma

Group

Trabajo en progreso para

la construcción de una

planta de cogeneración a

pequeña escala, que

suministra electricidad y

calor, para instalación en

interiores

Combustible para el transporte. El biogás puede usarse como combustible para vehículos como los

autobuses en la red de transporte público, al igual que otros biocombustibles que se estudiarán en

el modulo 4. Sin embargo el biogás y otros biocombustibles se producen a través de diferentes

tecnologías y de diferentes fuentes, ya sea desechos o cultivos producidos especialmente para ese

propósito, tal y como se verá más adelante en los apartados dedicados a los biocombustibles.

Similar al escenario de suministro centralizado de biogás para fines de calor, en este caso el biogás

se actualiza nuevamente a biometano y se suministra a través de las estaciones de llenado o como

gas comprimido en botellas (como el gas natural comprimido ‐ GNC).

Foto: QuattroGi / Termogamma Group.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.1.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE BIOGAS

La composición química, así como la calidad y la cantidad del biogás que se produce en las plantas de biogás

(digestores anaeróbicos) depende de la cantidad y el tipo de sus materias primas y del diseño de la planta de

biogás. Las materias primas disponibles se someten a pruebas en laboratorios especializados, que luego

recomiendan la mejor "receta", es decir, la mejor combinación de materias primas y sus proporciones para

lograr la mejor producción de biogás.

En general, el componente principal del biogás es el metano (CH4) cuya concentración es del 40% al 60%,

seguido de dióxido de carbono (CO2) ‐ 40% al 20%, agua (H2O) y pequeñas cantidades de otros componentes

químicos como óxido nitroso (N2O), sulfuros, etc.

3.1.4. DIFERENCIA ENTRE BIOGAS Y BIOMETANO

El biometano es biogás purificado (o mejorado), lo que significa que se han eliminado todos los demás

componentes del biogás (que no sean CH4). El biometano tiene una calidad similar a la del gas natural y puede

inyectarse en la red de distribución de gas natural o suministrarse como combustible. Existen diferentes

tecnologías disponibles para la actualización de biogás a biometano, la más moderna a través de una

membrana especial.

[Contenido sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=GTNUdfiQ8U8]



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.2. PROCESOS BIOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS PARA LA

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS. TECNOLOGÍAS

A continuación se revisan los diferentes procesos biológicos que tiene lugar en la producción de biogás y las

tecnologías asociadas, es decir, en qué consiste fundamentalmente el proceso de metanogénesis y los

diferentes sistemas de digestión anaerobia.

3.2.1. METANOGÉNESIS

Cuando los microorganismos descomponen la biomasa en presencia de oxígeno (ambiente aeróbico), se está

produciendo el proceso llamado compostaje, el cual nos proporciona un rico fertilizante del suelo. Cuando

no hay oxígeno, este proceso se llama digestión anaeróbica y, además del fertilizante (llamado digestato),

también se produce biogás.

La formación de biogás se llama metanogénesis (por ser el metano su componente principal) y ocurre en el

paso final en la descomposición biológica de la biomasa en ausencia de oxígeno. Es la producción biológica

de metano mediado por microorganismos anaerobios del grupo de microorganismos comúnmente llamado

metanógenos que pertenecen al reino de las Arqueas (Archae).

Se ha desarrollado la tecnología necesaria para crear el ambiente necesario para producir biogás a través de

este proceso diseñándose plantas de biogás que implican la digestión anaeróbica.

Foto: Pixabay. Foto que muestra digestores anaeróbicos para producción de biogás.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.2.2. TIPOS DE SISTEMAS DE DIGESTIÓN ANAERÓBICA

Existen diferentes tipos de sistemas de digestión anaeróbica según la temperatura que mantienen, el

porcentaje de materia seca en la biomasa, la velocidad a la que se alimenta la biomasa al digestor y otros.

A continuación se muestra una descripción y una comparación de las principales categorías de digestores

anaeróbicos (tal como se presenta en www.biogas‐info.co.uk)

[1 http://www.biogas-info.co.uk/about/ad/, 28.02.2019)

Mesofílica o termofílica

Los sistemas mesofílicos operan a temperaturas entre 25 y 45 ° C y los sistemas termofílicos operan entre 50 y 60 ° C o más. Los sistemas termofílicos tienen un rendimiento más rápido con una producción de biogás más rápida por unidad de materia prima y digestor m³ y hay una mayor destrucción de patógenos. Sin embargo, los costos de capital de los sistemas termofílicos son más altos, se necesita más energía para calentarlos y generalmente requieren más manejo.

Húmedo o seco

La diferencia entre lo que se considera un proceso húmedo y un proceso seco es bastante pequeña. Efectivamente, en AD húmeda, la materia prima se bombea y agita (5‐15% de MS) y en AD seca se puede apilar (más de 15% de MS). El AD seco tiende a ser más económico porque hay menos agua para calentar y hay más producción de gas por unidad de materia prima. Sin embargo, el AD húmedo tiene un coste de capital de instalación más bajo.

Flujo continuo o discontinuo

La mayoría de los digestores son de flujo continuo, ya que abrir el digestor y reiniciar el sistema desde el frío cada pocas semanas supone un importante reto de gestión. También generalmente dan más biogás por unidad de materia prima y sus costos operativos son más bajos. Sin embargo, algunos sistemas secos son de flujo discontinuo. Para superar picos y valles en la producción de gas, generalmente hay múltiples digestores de lotes con tiempos de cambio escalonados.

Digestores simples, dobles o múltiples

Como se explicó anteriormente, AD ocurre en varias etapas. Algunos sistemas tienen múltiples digestores para asegurar que cada etapa ocurra de manera secuencial y sea lo más eficiente posible. Los digestores múltiples pueden proporcionarle más biogás por unidad de materia prima, pero a un coste de capital más alto, un coste operativo más alto y mayor necesidad de gestión.

Tanque vertical o flujo de tapón horizontal

Los tanques verticales simplemente toman la materia prima en una tubería en un lado, mientras que el digestato se desborda a través de una tubería en el otro. En los sistemas de flujo de tapón horizontal, se utiliza una materia prima más sólida como un "tapón" que fluye a través de un digestor horizontal a la velocidad en que se alimenta. Los tanques verticales son simples y más baratos de operar, pero la materia prima puede no mantenerse en el digestor durante el período de tiempo óptimo. Los tanques horizontales son más caros de construir y operar, pero la materia prima no abandonará el digestor demasiado pronto ni permanecerá en él durante un período que resulte antieconómico. El mejor sistema en cada caso estará determinado por las materias primas disponibles, qué rendimiento se desea maximizar (por ejemplo, ¿el objetivo es la producción de energía o la mitigación de residuos?), el espacio y la infraestructura disponibles".

NOTA IMPORTANTE: Tiempo de retención hidráulica. Un término que a menudo se menciona en relación con los sistemas de digestión anaeróbica. Determina cuánta materia prima debe ingresar al digestor anaeróbico y cuánto tiempo debe permanecer dentro para obtener una producción óptima de biogás.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.3. PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN DE BIOGÁS

Estos son los principales componentes de una instalación de biogás que incluye digestión anaerobia y

cogeneración.

3.3.1. SITIO DE DESCARGA Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS

Hay instalaciones de almacenamiento separadas para materias primas líquidas (tanques) y materias primas

sólidas (silos). El almacenamiento compensa las fluctuaciones estacionales en el suministro de materias

primas.

3.3.2. EQUIPO DE PRETRATAMIENTO

Los subproductos animales (desechos de sangre y mataderos por ejemplo) pueden contener patógenos de

enfermedades animales que pueden propagarse a través del digestato si tales materiales se usan en la

digestión anaerobia. Para evitar ese riesgo, los subproductos animales deben tratarse térmicamente antes

de cargarlos en el tanque de mezcla y en el sistema de digestión anaeróbica, para destruir posibles patógenos.

NOTA IMPORTANTE: Se deben verificar los Reglamentos existentes sobre seguridad de la salud animal (como

el Reglamento CE Nr. 1069/2009 ‐ Normas sanitarias para subproductos animales y productos derivados no

destinados al consumo humano).

3.3.3. LÍNEA DE ALIMENTACIÓN Y TANQUE DE MEZCLA

Una línea de alimentación automática asegura el suministro adecuado de materias primas en el digestor.

Para líquidos consiste en tuberías y bombas, mientras que para materias primas sólidas podría ser un

alimentador mezclador vertical. Dependiendo del tipo de materias primas, puede ser necesario una zona (un

tanque receptor) dedicada a mezclarlas y homogeneizarlas antes de ingresar al digestor anaeróbico.

3.3.4. DIGESTOR ANAERÓBICO

Se trata de a parte donde tiene lugar la parte más importante del proceso, un reactor resistente a los gases

donde la descomposición de las materias primas tiene lugar en ausencia de oxígeno, y se produce el biogás.

En las condiciones climáticas europeas, los digestores anaeróbicos deben tener aislamiento térmico y deben

calentarse puesto que es fundamental par aque tenga lugar el proceso de fermentacion anaeróbica que

exista una adecuada temperatura.

3.3.5. DEPÓSITO DE GAS O GASÓMETRO

Esta es una membrana hermética y estanca, resistente a la presión, agentes atmosféricos, condiciones

meteorológicas y radiación ultravioleta. Sirve como almacenamiento del biogás producido y también como

cubierta del digestor anaeróbico.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.3.6. BOMBAS Y TUBOS

Los componentes separados de la planta de biogás están interconectados a través de tuberías y la circulación

en ellas está asegurada por bombas.

3.3.7. ANTORCHA DE SEGURIDAD

Cuando hay un exceso de biogás que no se puede almacenar ni utilizar, la combustión es la última solución

posible para evitar riesgos para la seguridad y proteger el medio ambiente. Esto está garantizado por una

antorcha de seguridad.

3.3.8. ALMACENAMIENTO DEL DIGESTATO

Los residuos de la digestión se bombean fuera del digestor y se transportan a través de conductos a un

separador donde se separan los digestatos sólidos y líquidos.

El digestato líquido se transporta a través de canales a estanques de almacenamiento temporal, lagunas

artificiales equipadas con membranas.

3.3.9. EQUIPO DE TRATAMIENTO DE BIOGÁS

Además del metano (CH4), el biogás sale del digestor con vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y una cierta

cantidad de sulfuro de hidrógeno (H2S). Cuando se combina con el vapor de agua en el biogás, crea ácido

sulfúrico (H2SO4). El sulfuro de hidrógeno es tóxico, corrosivo y tiene un olor desagradable específico, y puede

dañar el motor de cogeneración. Para evitar dicho daño, es necesario incluir equipos para la desulfuración y

el secado del biogás.

3.3.10. UNIDAD DE COGENERACIÓN (CHP)

Esta es el área donde el biogás se transforma en energía eléctrica y térmica. Consiste en un motor de

combustión interna con pistones cuyos ejes están conectados a generadores eléctricos.

El agua de refrigeración del motor y los gases de emisiones del motor de combustión interna se dirigen a

intercambiadores de calor para la producción de agua caliente. El calor generado suele utilizarse para cubrir

las necesidades del proceso de digestión anaeróbica.

3.3.11. TRANSFORMADOR/CONEXIÓN A LA RED

El complejo debe incluir también un transformador elevador de la tension que pase de baja a media tensión,

en el caso de que la electricidad generada se vaya a vender a la red.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.3.12. SOFTWARE DE MONITOREO Y CONTROL REMOTO

Como ya se ilustra, las plantas de biogás son instalaciones complejas donde todos los componentes son

interdependientes. Un funcionamiento y una eficiencia centralizados y automatizados garantizan mejor una

eficiencia adecuada.

Este software registra parámetros fundamentales (temperaturas, consumos de energía, tasas de producción

de biogás, etc.) para permitir el monitoreo continuo y el ajuste del rendimiento del sistema, así como un

mantenimiento que prevenga posibles fallos.

Algunos de los datos recopilados son:

• El tipo y la cantidad de las materias primas cargadas.

• La temperatura del proceso.

• El valor del pH.

• La cantidad y composición del gas.

• El llenado de los tanques, los digestores y los tanques de almacenamiento de gas.

MANTENIMIENTO

El mantenimiento es esencial para la sostenibilidad de las plantas de biogás. Las actividades de

mantenimiento incluyen mantenimiento y reparaciones preventivas programadas y ad hoc, cambio de

repuestos y consumibles, así como una revisión (una reparación importante) del motor de cogeneración

cuando se alcanza un cierto número de horas de operación. Una revisión puede extender la vida útil del

sistema dos veces.

Una parte invaluable de las actividades de mantenimiento que asegura confiabilidad e intervención rápida

es el software de monitoreo y control remoto en tiempo real.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.4. MATERIAS PRIMAS PARA BIOGÁS

El sector agroalimentario es rico en residuos y subproductos que son valiosas fuentes de energía: materias

primas para la producción de biogás. Estas son las fuentes principales, pero a menudo tienen que combinarse

para obtener buenos resultados.

RESIDUOS DE ORIGEN ANIMAL

Existen numerosos posibles lugares de generación de residuos animales en el medio rural:

Granjas de cría de animales ‐ estiércol.

En el diseño de sistemas de biogás, se

debe considerar que el estiércol de

diferentes animales tiene contenidos y

por lo tanto potenciales bastante

diferentes para la producción de biogás,

como por ejemplo los purines de cerdos y

los excrementos de pollos y gallinas.

Granjas lecheras ‐ suero de leche. A menudo se usa como materia prima para la producción de

biogás en combinación con otras materias primas (paja, ensilaje de maíz, etc.).

Mataderos: desechos líquidos (aguas residuales y sangre) y desechos sólidos (despojos

comestibles y no comestibles, cuero y piel, pelos, cerdas, etc.). Los desechos de mataderos

representan un significativo desafío desde el punto de vista ambiental.

En la mayoría de los países en desarrollo, no existe una estrategia organizada para la eliminación

de los desechos sólidos y líquidos generados en los mataderos.

Los desechos sólidos del matadero se recolectan y vierten en vertederos o áreas abiertas,

mientras que los desechos líquidos se envían al sistema de alcantarillado municipal o cuerpos de

agua, poniendo en peligro la salud pública y la vida terrestre y acuática. La digestión anaeróbica

es una de las mejores opciones para la gestión de residuos de los mataderos, lo que conducirá a

la producción de biogás rico en energía, a la reducción de las emisiones de GEI y al control efectivo

de la contaminación en los mataderos.

El potencial de biogás de los desechos del matadero es mayor que el estiércol animal, y se informa

que está en el rango de 120‐160 m3 de biogás por tonelada de desechos. Sin embargo, la

proporción C: N de los desechos del matadero es bastante baja (4: 1), lo que exige su codigestión

con sustratos altos en C: N como estiércol animal, desechos de alimentos, residuos de cultivos,

basura de aves, etc.

A



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


RESIDUOS DE ORIGEN VEGETAL

Algunos puntos de generación de residuos vegetales son los siguientes:

Explotaciones agrícolas de diferentes cultivos: tallos de girasol, cabezas y cáscaras, tallos y

cáscaras de cereales, bagazo, tallos y hojas de maíz.

Industria agroalimentaria (producción de alimentos y bebidas): semillas de oliva prensadas

después de la producción de aceite de oliva, uvas prensadas después de la producción de vino,

cáscaras y semillas de frutas, desechos de cervecerías y destilerías, etc.

Residuos y desechos alimentarios: Cantidades increíbles de alimentos se descartan todos los días

de restaurantes, supermercados y hogares. Pocos países tienen sistemas centralizados para la

gestión del desperdicio de alimentos.

Más información sobre el impacto del desperdicio de alimentos, las buenas prácticas para su

gestión y cómo se utiliza en la digestión anaeróbica en el informe preparado por la Asociación

Mundial de Biogás en 2018 ‐ "Gestión global de desperdicios de alimentos: una guía de

implementación para ciudades", disponible en http://www.worldbiogasassociation.org/food‐

waste‐management‐report.

Residuos forestales (dendromass): En general, los desechos forestales no son adecuados para la

producción de biogás debido al componente de lignina en la madera, que no puede ser digerida

por las bacterias metanogénicas.

POTENCIAL DEL METANO

Los residuos orgánicos se caracterizan sobre todo por su composición de materia seca (MD) y materia volátil

(MV). El potencial de metano es el volumen de biogás de metano producido durante la degradación

anaeróbica en presencia de bacterias de una muestra introducida inicialmente, expresada en condiciones

normales de temperatura y presión (CNTP: 0 °C, 1013 hPa).

La biodegradación se estima a partir de

la producción de biogás de metano

obtenida durante las pruebas en

comparación con la producción máxima

teórica. El protocolo se basa en la

medición de la producción de metano

por un motor cerrado en el que se

ponen en contacto una cantidad

conocida de la muestra a analizar y una

cantidad conocida de microorganismos

anaerobios, este último se encuentra en

condiciones favorables para la

degradación de la muestra.

En la tabla puede verse el potencial de

producción de metano de algunos

residuos (en m3 de metano por tonelada

de materia prima).

B

Potencial de producción de metano por biodegradación de residuos

Materia prima Potencial de Metano

(m3 CH4/Ton de materia prima)

Estiércol líquido de vaca 20

Contenidos de panza 30

Estíercol de vaca 40

Pulpa de patata 50

Restos de cerveceras 75

Cortes de césped 125

Residuos de maíz 150

Grasas de mataderos 180

Melazas 230

Aceites usados 250

Residuos de cereales 300

Fuente: http://www.biogas‐renewable‐energy.info/waste_methane_potential.html



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.5. IMPLICACIONES O IMPACTOS AMBIENTALES

Impacto en la comunidad local

¿Huele? Las antiguas plantas de biogás

causaban molestias a las ciudades o pueblos de

los alrededores con el mal olor debido a la

biomasa en descomposición (sulfuro de

hidrógeno (H2S), amoníaco, ácidos grasos

volátiles, etc.).

Sin embargo, debe considerarse que la biomasa

que no se trata en su ubicación original causa

los mismos malos olores, por ejemplo, los

vertederos de estiércol en las granjas, o incluso

puede causar problemas de salud, como el caso

de los desechos de los mataderos.

Este no es el caso de las tecnologías modernas para el tratamiento y la contención de olores, que incluyen los

filtros biológicos, el tratamiento del aire de ventilación, la descarga y el almacenamiento de materias primas en

espacios cerrados, y membranas selladas e impermeables específicas que no permiten que se escape ningún olor

ni gases.

El digestato, el desecho que se obtiene después de la producción de biogás, sirve como fertilizante destinado a

extenderse en los terrenos agrícolas o forestales. Aunque emite algo de olor es mucho menor que el del estiércol

no tratado. Además, el digestato puede recibir tratamiento adicional para una mayor reducción de cualquier olor

restante. De hecho, cuanto más largo sea el tiempo de retención, es decir, cuanto más tiempo permanezca la

biomasa en el digestor anaeróbico, menos olor tendrá.

Impacto positivo en la contaminación del aire: metano y CO2

Las plantas de biogás producen energía que sustituye a otras fuentes de energía que tienen un alto nivel de

emisiones de CO2, como el carbón o el combustible diesel, y en este sentido tiene un impacto ambiental positivo.

Si el estiércol o los desechos orgánicos no se tratan, emite metano en la atmósfera. El metano en sí es un gas de

efecto invernadero, mucho más fuerte que el CO2. A través de las plantas de biogás, este metano se captura y se

entrega como fuente útil de energía, en lugar de dañar el medio ambiente.

Se estima que el biogás puede reducir las emisiones del cambio climático global en un 20%.

Ahorro de energía: una perspectiva sobre el digestato

El subproducto de las plantas de digestión anaerobia, llamado digestato, es un fertilizante rico que reemplaza los

fertilizantes químicos producidos por las industrias químicas con un consume intensive de energía. Ahorra tanto

la energía como las materias primas consumidas en el proceso de fabricación de fertilizantes químicos.

¿Qué le sucede al CO2 producido junto con el CH4 en el biogás?

Las instalaciones modernas pueden capturar el CO2 y entregarlo a los invernaderos que lo necesitan para la

fotosíntesis de las verduras o a las industrias que lo utilizan en el proceso de fabricación (bebidas gaseosas, gases

medicinales). Este proceso se llama cuadgeneración: calor, energía, enfriamiento y CO2 combinados.

Foto: QuattroGi / Termogamma Group. Membrana para cubrir área de almacenamiento.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


3.6. VALOR ECONÓMICO Y VIABILIDAD DE LAS PLANTAS DE BIOGÁS

Según la Asociación Mundial de Biogás, el biogás puede convertirse en una industria global sostenible con un

valor de 1 billón de libras y crear millones de empleos, muchos en áreas rurales.

Se espera que continúe la construcción mundial de nuevas plantas de biogás, y para 2025 se espera que la

capacidad instalada aumente a 9.600 MWel, mientras que el número de plantas de biogás crecerá a 15.000,

según un informe de Reports sobre las tendencias en el sector de plantas de biogás y mercados.

https://www.businesswire.com/news/home/20170606005904/en/Biogas‐Energy‐World‐Market‐Biogas‐Plants‐2016‐2025

El informe proyecta además que las subvenciones para electricidad, calor o combustible producidos en

instalaciones de biogás seguirán siendo el principal impulsor de este desarrollo. Sin embargo, como muchos

países (especialmente europeos) reducen sus esquemas de apoyo, este desarrollo no será tan dinámico como

se preveía a principios de 2010. Muchos proveedores de tecnología están desarrollando actualmente su

negocio de servicios relacionados con la optimización de plantas existentes.

La sostenibilidad y la larga vida de las plantas de biogás están garantizadas por su buen mantenimiento

después de su instalación, y por el cálculo cuidadoso de los beneficios económicos y energéticos en la fase

conceptual antes de que se lleve a cabo el proyecto.

En primer lugar, los proyectos de biogás deben evaluarse en términos de su eficiencia energética total, lo que

significa que toda la energía que producirán (electricidad, calor y/o refrigeración) debe utilizarse por

completo, ya sea en el sitio o venderse a la red o a usuarios finales cercanos.

También es necesario el cálculo del equilibrio entre la inversión y el período de recuperación, que definirá la

elección entre las diferentes tecnologías disponibles y las diferentes materias primas existentes.

CONTENIDOS TEÓRICOSMódulo 4. Cultivos energéticos y producción de biocarburantes 75


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



Módulo 4. Cultivos energéticos y producción de biocarburantes



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.1. CULTIVOS ENERGÉTICOS: SIEMBRA, CUIDADO Y RECOLECCIÓN

4.1.1. INTRODUCCION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS

En las últimas décadas ha habido una creciente preocupación ambiental tanto por los gases de efecto

invernadero como por la necesidad de reducir el uso de combustibles fósiles, problemas a los que también

puede darse respuesta desde el medio rural a través de la producción de cultivos energéticos.

El uso de la biomasa para la producción de energía tiene muchos beneficios (ambientales, de dependencia

energética, sociales, de desarrollo rural). Dipti y Priyanka (2013) y FNR (2009) sostienen que la biomasa no

solo está disponible en grandes cantidades, sino que tiene la considerable ventaja de ser la única fuente de

energía renovable que puede almacenarse y usarse en la producción de biocombustible cuando sea

necesario. (En “Cultivos energéticos: producción de biomasa y bioenergía”. Autora: Ana Luísa Diogo Ferreira.

Coimbra, julio, 2015).

Como se ha visto hasta aquí se puede obtener bioenergía de las industrias de primera y segunda

transformación de los productos agrícolas y forestales, de los residuos de explotaciones ganaderas, de los

restos de aprovechamientos forestales y de los residuos de los cultivos.

Pero también se obtiene de cultivos explotados con el único objetivo de la obtención de biomasa. A estos

últimos se les denomina cultivos energéticos, pero no dejan de ser cultivos agrícolas o forestales (aquí nos

centraremos en los primeros).

4.1.1.1. ¿Qué son los cultivos energéticos?

Se definen como cultivos energéticos aquellas especies vegetales de crecimiento rápido que se plantan con el objetivo de su recolección para obtención de energía o como materia prima para la obtención de otras sustancias combustibles.

La ventaja fundamental de los cultivos es la predictibilidad de su disposición y la concentración espacial de la biomasa, asegurando el suministro.

Los cultivos energéticos son una opción interesante como fuentes de energía alternativas al petróleo que

pueden, además de reducir la dependencia de los combustibles convencionales, representar una

oportunidad potencial para el sector agrario contribuyendo al desarrollo rural de zonas marginadas,

motivando la inversión, revalorizando las tierras y evitando la emigración rural y el abandono de la tierra.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.1.1.2. Características que deben tener

Los cultivos energéticos, como cualquier otro, deben responder lo más posible a criterios de sostenibilidad y

respeto medioambiental así como ser rentables económicamente para los productores. Por tanto deben

responder a las siguientes características:

Adaptarse a las condiciones edafo‐climáticas del lugar donde se cultiven: la productividad será mayor en

aquellos lugares que reúnen condiciones más favorables por lo que es importante buscar el tipo de cultivo

que mejor se acomode a las características del suelo y a las condiciones del lugar. Además, sus requisitos

edáficos y climáticos deben ser similares a los cultivos en retirada, para cultivarse en las mismas tierras.

Tener altos niveles de productividad en biomasa y bajos costes de producción, intentando obtener la mayor

rentabilidad económica y energética posible. Interesa que las explotaciones no requieran mucha atención

cultural para ahorrar en gastos de explotación y que sean más rentables. Suelen tratarse de cultivos de

crecimiento rápido y rotaciones cortas con una alta producción anual además de tener un alto rendimiento

en la transformación energética posterior. Los requisitos de los insumos de producción deben reducirse, de

modo que las necesidades de fertilizantes, fitosanitarios, agua para riego o combustible no sean altas.

No tener un uso alimentario en paralelo para asegurar un suministro a un precio competitivo a largo plazo.

Tener un manejo sencillo. Los cultivos energéticos, aunque tienen sus propios requerimientos y condiciones

de explotación, es interesante que sean lo más parecidas posible a cualquier otro cultivo durante su proceso

de desarrollo, constituyendo productos agrarios que requieran técnicas y labores agrícolas comunes entre

los agricultores así como la utilización de maquinaria convencional existente en la gran mayoría de las

explotaciones, sin necesidad de grandes inversiones en maquinaria específica para su cultivo.

Tener un balance energético positivo: la energía que produzcan debe ser mayor que la energía necesaria en

su desarrollo, es decir se extrae de ellos más energía de la que se invierte en el cultivo y su puesta en planta.

Esto es una condición indispensable para ser considerado como fuente de energía.

Ser sostenibles y no contribuir a degradar el medio ambiente: para que la biomasa sea efectiva en la

reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, debe producirse de manera sostenible. La

producción de biomasa implica una cadena de actividades que van desde el cultivo de materias primas hasta

la conversión de energía final. Cada paso en el camino puede plantear diferentes retos de sostenibilidad que

deben gestionarse. Estos cultivos no deberían empobrecer el suelo permitiendo una fácil recuperación de la

tierra, para implementar posteriormente otros cultivos cuando la rotación sea posible y beneficiosa o si el

agricultor decide aumentar la superficie para un cultivo, la parcela debe permanecer al menos en las mismas

condiciones que cuando se empezó con el cultivo energético. También es importante que no represente un

peligro para el resto de la flora, teniendo en cuenta sus características de propagación fuera del área de

cultivo, por tanto, su difusión debe ser débil o fácilmente controlable.

La Comisión Europea ha emitido recomendaciones sobre criterios de sostenibilidad para la biomasa (en las

instalaciones de energía de al menos 1 MW de calor térmico o energía eléctrica):

Prohibir el uso de biomasa de tierra convertida de bosque y otras áreas con alto contenido de carbono, así como áreas de alta biodiversidad.

Garantizar que los biocombustibles emitan al menos un 35% menos de gases de efecto invernadero a lo largo de su ciclo de vida (cultivo, procesamiento, transporte, etc.) en comparación con los combustibles fósiles. Para nuevas instalaciones, esta cantidad aumentó a 50% en 2017 y 60% en 2018.

Favorecer los esquemas nacionales de apoyo a los biocombustibles para instalaciones altamente eficientes.

Alentar el seguimiento del origen de toda la biomasa consumida en la UE para garantizar su sostenibilidad.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Específicamente los cultivos deben cumplir los siguientes requisitos:

No empobrecer el suelo y permitir la fácil recuperación de la tierra, para implantar posteriormente

otros cultivos. Esta posibilidad de cultivar en las tierras después de desarrollarse el cultivo energético

es muy importante ya que, si el agricultor decide levantar la superficie destinada a un cultivo

energético la parcela debe permanecer al menos en las mismas condiciones previas al cultivo

energético para poder ser usada para el cultivo de otra especie en la campaña siguiente.

Los requerimientos edáficos y climáticos deben ser similares a los cultivos en retirada de forma que

se puedan cultivar en los terrenos antes utilizados por éstos.

Los requerimientos de inputs de producción deben ser reducidos, de tal forma que las necesidades,

tanto en fertilizantes como en fitosanitarios o el consumo de agua para riego o de carburante para

realizar las labores agrícolas necesarias, no sean elevados y no deterioren el medioambiente.

No suponer un peligro para el resto de la flora, siendo su propagación, fuera del área de cultivo, nula

por su forma de diseminación o fácilmente controlable; es decir que no suponga un riesgo de

convertirse en especies invasoras.

4.1.1.3. Ventajas e inconvenientes

Ventajas de los cultivos energéticos

Reducen las emisiones de gases efecto invernadero (GEI). Los cultivos energéticos presentan un balance neutro o

positivo en emisiones de CO2 a la atmósfera. La combustión de biomasa produce agua y CO2, pero la cantidad emitida

de este gas, fue captada previamente por las plantas durante su crecimiento (la biomasa, como ésta ha sido

previamente fotosintetizada y para ello ha requerido la planta ese CO2 para realizar la fotosíntesis y formar hidratos

de carbono que es lo que tiene la planta en su composición química). Representan por tanto una ventaja frente a los

combustibles convencionales derivados del petróleo y contribuyen positivamente sobre el medioambiente porque

no produce emisiones sulfuradas o nitrogenadas, apenas partículas sólidas.

Además una parte de ese dióxido de carbono fijado permanece en las raíces de la planta y estas no se utilizan para la obtención de energía, por lo que se absorbe más CO2 de lo que se emite a la atmósfera, contribuyendo de forma positiva sobre el medioambiente.

Disminuyen la dependencia externa para el abastecimiento de combustibles, y de recursos no renovables, contribuyendo a asegurar un suministro estable de origen local o cercano a la zona de uso.

Los cultivos energéticos contribuyen a asegurar el abastecimiento sostenible de biomasa.

Los agricultores no necesitan ninguna reconversión para su trabajo ya poseen las tecnologías necesarias para la puesta en marcha de los cultivos energéticos.

Tiene importantes ventajas socioeconómicas especialmente para el medio rural dada la complicada situación por la que atraviesa en numerosas zonas (despoblación, envejecimiento, pérdida de poder adquisitivo, etc.) para los cuales este tipo de cultivos puede contribuir a:

o Favorecer la creación de empleo agrícola en el medio rural a través del desarrollo de nuevas actividades económicas que requieren importante mano de obra, contribuyendo a la fijación de la población rural.

o Permitir la reutilización de tierras de retirada o la diversificación hacia nuevos cultivos, presentando una alternativa.

o Tener una rentabilidad económica sostenible: el agricultor puede obtener un contrato a largo plazo y a precio cierto, con lo que desaparecería una de las grandes incertidumbres del mundo agrario.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Inconvenientes de los cultivos energéticos

La compatibilidad de los cultivos con el tipo de suelo y las condiciones climáticas pues cada especie tiene

unos requerimientos. Se estima que para que el margen económico neto para el agricultor sea atractivo

se requieren especies que permitan obtener a bajo coste del orden de 20 Toneladas de materia seca

(con menos de un 30% de humedad) por hectárea.

Falta de desarrollo de los agropelets y de equipos de combustión para materiales herbáceos a pequeña

escala o nivel doméstico. Falta de desarrollo de este mercado.

La localización del cultivo debe ser próxima a la planta consumidora para que el cultivo sea rentable (se

estima que a distancias menores de 50 Km. a fin de reducir los costes de transporte).

Al ser cultivos estacionales requieren almacenamiento para un suministro regular a la planta y este

almacenamiento supone riesgo de ignición espontánea de la materia o del deterioro de la calidad de la

biomasa.

Como principal impacto ambiental está el posible riesgo de potenciación de monocultivos intensivos y el

uso de pesticidas y herbicidas con la consiguiente contaminación y degradación ambiental.

Cuando se trata de cultivos para producción de biocarburantes, debemos tener en cuenta que dicha

producción precisa de una transformación previa compleja que provoca contaminación. En el caso de los

bioalcoholes, la destilación provoca, respecto a la gasolina o al gasóleo, una mayor emisión en dióxido de

carbono.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS

Se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios.

❶ En función de la naturaleza de la biomasa del cultivo energético se puede distinguir entre:

Cultivos herbáceos: aquellos en los que su ciclo de cultivo se desarrolla durante menos de un año.

Ejemplo: trigo, cebada, cardo, etc.

Cultivos leñosos: con un crecimiento más lento que los herbáceos, su ciclo de cultivo se desarrolla

durante varios años. Ejemplo: chopo, eucalipto, sauce, etc.

❷ En función del conocimiento que se tenga de la especie vegetal o del número de hectáreas que se

cultivan históricamente del mismo en un determinado lugar, se tiene lo siguiente:

Cultivos tradicionales: aquellas especies vegetales que se cultivan históricamente en una

determinada región o comarca para la alimentación u obtención de materias primas de interés para

la industria. Ejemplo en España: trigo, girasol, maíz, chopo, etc.

Cultivos alternativos: aquellas especies que, a pesar de tener aptitudes para su desarrollo con fines

energéticos, o no se conocen en un determinado lugar o bien se conocen, pero no se cultivan.

Ejemplo en España: cardo, pataca, sorgo, etc.

❸ Atendiendo al medio en el que viven los cultivos energéticos, estos se pueden clasificar de la

siguiente manera:

Cultivos terrestres: aquellos que viven en tierra firme. Ejemplo: colza, cardo, chopo, etc.

Cultivos acuáticos: especies vegetales que viven necesariamente en lugares en los que está

presente el agua. Ejemplo: Chlorella sp., Alaria sp., etc.

❹ Según el tipo de biomasa que producen y su aprovechamiento final se pueden clasificar de la

siguiente manera:

4.1.‐ Cultivos productores de biomasa lignocelulósica

Son los que tienen un importante contenido en celulosa que les hace ser especialmente aptos para

combustión directa en calderas para producción de energía eléctrica o térmica, con o sin

transformación, pudiendo usarse para distintas aplicaciones:

Térmicas, como climatización de edificios, agua caliente sanitaria y aplicaciones

industriales (preparación de cualquier fluido de proceso).

Fabricación de combustibles más elaborados, con un valor añadido a la biomasa

bruta, como astillas o pellets.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Cogeneración generalmente asociada a una actividad industrial o generación

eléctrica simple.

Obtención de biocarburantes de segunda generación. Se conoce con este nombre

a aquellos biocombustibles que se obtienen a partir de biomasa lignocelulósica

procedente de residuos de cultivos y de subproductos de las industrias alimentaria

y forestal (aunque también pueden proceder de cultivos específicamente

destinados a su obtención tales como las algas o la Jatropha). A diferencia de los de

primera generación, estos residuos no sólo no tienen valor económico en el

contexto en el que se generan, sino que suelen provocar problemas ambientales

en su eliminación. Los cultivos son abundantes y de rápido crecimiento en ciclos

cortos, por lo que las tierras se pueden recuperar fácilmente para el uso que se

considere o dedicarlos específicamente a la producción de biomasa con fines

energéticos.

Los cultivos lignocelulósicos en el área mediterránea son los de especies leñosas

cultivadas en turnos de rotación cortos (chopo, eucalipto, etc), o los cultivos de

especies herbáceas, entre los que destaca el cardo.

Por lo tanto proceden del sector forestal, agrícola o de industrias transformadoras

y que son destinados a la generación de energía térmica o eléctrica.

4.2.‐ Cultivos para producción de biocarburantes.

Son los que se destinan a biocarburantes o combustibles líquidos obtenidos a partir de productos

agrícolas y a su vez se clasifican en dos grupos:

Cultivos de plantas oleaginosas: aquellos a partir de los cuales se obtiene aceite, y mediante una

serie de procesos químicos ese aceite se transforma en biodiesel utilizable en todos los vehículos

diesel. Ejemplo: girasol, colza, cardo, etc.

Cultivos de plantas alcoholígenas: aquellos a partir de los cuales se genera bioetanol, y mediante

una serie de reacciones químicas en las que participa dicho bioetanol se obtiene ETBE (etil‐ter‐butil‐

éter), empleado como aditivo de la gasolina. Ejemplo: trigo, cebada, pataca, sorgo, etc.

La UE lleva años apoyando la utilización de biocarburantes con el objetivo de reducir las emisiones de gases

de efecto invernadero, diversificar las fuentes de abastecimiento y desarrollar combustibles alternativos al

petróleo.

En la UE, el objetivo mínimo obligatorio para el uso de biocombustibles como combustible en vehículos será del 10% para 2020. Por ejemplo, en España, el contenido promedio de bioetanol en la gasolina ya estaba entre 6 y 7,5% en 2012 y entre 8,1 y 8,9% de biodiésel en gasóleo. La producción de biocombustibles se subvenciona mediante la exención del impuesto a los hidrocarburos o mediante la ayuda a los productores de cultivos energéticos en la Unión Europea.

De acuerdo con la anterior clasificación un mismo cultivo energético se puede clasificar en distintos grupos

en función del criterio que se siga. Ejemplo: la cebada es un cultivo tradicional terrestre, herbáceo y

alcoholígeno; mientras que, por ejemplo, el cardo es un cultivo alternativo, herbáceo, terrestre y

lignocelulósico.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.1.3. PRINCIPALES ESPECIES PARA CULTIVOS ENERGÉTICOS Y LABORES AGRÍCOLAS

Lo que se busca es el tipo de cultivo que mejor se acomode a las características del suelo y a las condiciones

del lugar, intentando obtener la mayor rentabilidad.

4.1.3.1. Cultivos lignocelulósicos

ESPECIES DE LA AGRICULTURA TRADICIONAL

Entre estas especies se encuentran las plantas anuales que tradicionalmente se han cultivado con el objetivo

de utilizar sus frutos y semillas para otros fines (alimentación humana o animal, industria, etc), entre otros

los cereales o la colza (cuyo cultivo se desarrollará en el apartado correspondiente a cultivos oleaginosos por

ser otro de sus usos). Es importante distinguir entre cultivos de invierno y de verano ya que sus características

y sobre todo las exigencias de riego serán importantes a la hora de valorar la idoneidad y rentabilidad de los

cultivos. En determinados lugares donde se dispone de agua y el clima es adecuado, las especies de verano

más prometedoras son el maíz y el sorgo.

CEREALES

Aunque existe una amplia oferta de posibilidades de nuevos cultivos para producir biomasa, los cereales son uno de los más apropiados para la producción de biomasa (para la producción de calor o de calor y electricidad) dada la tradición de cultivo existente.

Todas las especies de cereales de invierno son susceptibles de utilizarse en la producción de energía (trigos, cebadas, triticales, avenas y centenos principalmente), aunque unos serán más favorables que otros para el uso energético.

Los triticales, avenas y centenos son los mejores para aprovechamiento de su biomasa integral para producir energía por ser las especies con menores índices de cosecha (biomasa grano/biomasa total). Las avenas y los centenos tienen la ventaja de ser menores demandantes de nitrógeno y, por tanto, menos costosos de producir. Aunque no hay que obviar que también son más sensibles al encamado y menos aconsejables en tierras de alta productividad.

El sistema de cultivo es el mismo si hablamos de una producción de grano que si hablamos de una producción de biomasa, siendo la recolección el único elemento diferente a tener en cuenta (siega de la planta entera y empacado posterior). De este modo, los costes de producción son similares a los costes tradicionales de producir cereales, aunque la recolección de la biomasa es más costosa económicamente que la recolección del grano.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Los costes totales de producir biomasa son superiores a la producción de grano, aunque los sistemas de

recolección de la biomasa actuales tienen todavía mucho que evolucionar, mejorando su eficiencia y

reduciendo por tanto el coste final. Es razonable pensar que los costes finales de producir biomasa con

cereales se sitúen en un horizonte próximo en torno al 20% por encima de la producción de grano (según

estimaciones del ITGA de Navarra‐Spain).

De un modo sencillo se puede estimar que los precios de la biomasa de los cereales deberían situarse

próximos a la mitad del precio del grano del mismo cereal.Los cereales además tienen posibilidades

energéticas aunque se cultiven para otros aprovechamientos pues los residuos como las pajas de cereal

pueden ser un complemento de ingresos para los agricultores porque pueden quemarse como biomasa

sólida.

NUEVAS ESPECIES

Entre las denominadas nuevas especies para la producción de biomasa lignocelulósica se pueden mencionar Cynara cardunculus, Brassica carinata y Sorghum bicolor.

CARDO (Cynara cardunculus)

El cardo es una especie vivaz muy bien adaptada al clima mediterráneo de veranos secos y calurosos que

puede alcanzar buenas producciones para biomasa: cuando el cultivo está establecido puede alcanzar

producciones totales superiores a 18‐20 Tm de materia seca por Ha y año.

El cultivo de cardo podemos decir que entra en producción a partir del segundo año, pudiendo permanecer

en el mismo terreno una cantidad de años ilimitada, siempre que se lleven a cabo unos mínimos cuidados

necesarios para su mantenimiento.

En el cultivo de cardo hay que tener presente la consideración de que el primer año es de implantación, con

un desarrollo lento ya que procede de semilla. Los años posteriores sucesivos la planta rebrota de las yemas

remanentes del cuello de la raíz y forma rápidamente una roseta de hojas basales gracias a las reservas

acumuladas en la raíz.

A continuación incluimos una relación de tareas con el desglose de costes de éstas y productos como orientación del coste de la implantación del cultivo y del coste de operación anual del cultivo de cardo: (Fuente: J. Fernández, Fernando Sebastián, CIRCE, e IDAE España)

Coste de implantación en €/Ha Coste de operación anual en €/Ha

Alzado 100 Fertilización 0,5 Tm/ha 105

Gradeo 13 Cosechado, empacado y transporte 300

Abonado 13Alquiler de terreno 100

Abono 0,7 Tm/ha 150

Siembra con máquina neumática 26

Repercusión coste de implantación en 7 años 65 2 pasadas de cultivador 100

Semilla 15

Venta de semilla ‐200 Alquiler del terreno 100

Total costes de implantación 517 Coste anual por Ha 359



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La producción del cardo oscila sobre las 18 toneladas de materia seca al año por Ha, más la producción de 2

Tm de semilla oleaginosa, que también tiene mercado.

Para una producción media como la antedicha, durante los siete años de duración de la cepa el coste es de

20 € por tonelada, puesta en planta. Este precio es competitivo para aplicaciones térmicas, con respecto al

coste de los combustibles fósiles.

Brassica carinata

La Brassica carinata es una planta crucífera aunque ésta a diferencia de otras no se cultiva como oleaginosa

porque la torta del grano es tóxica, y eso hace perder mucho valor a la semilla.

Pero es una planta interesante para la producción de biomasa por su alta productividad, ser menos exigente

que Brassica napus e integrarse muy bien en las rotaciones, siendo más beneficiosa que un año de barbecho

lo que la hace económicamente sostenible, ya que se ha demostrado que produce incrementos de

rendimiento en los cultivos posteriores, por ejemplo de cereal.

Labores y manejo (Fuente: ITGA de Navarra‐Spain): Brassica carinata como cultivo para el aprovechamiento

de su biomasa se adapta bien a los secanos frescos e intermedios, con producciones que se sitúan en torno

a las 6‐8 Tm/Ha de biomasa. En cuanto al coste de producción, incluida recolección y transporte a fábrica,

está en torno a 50‐70 €/Tm.

El cultivo de brasicas se integra perfectamente en la rotación cerealista, mejorando los rendimientos en los

cereales siguientes y permitiendo la reducción del uso de fertilizantes nitrogenados y de fitosanitarios.

Rotación de cultivos para producción de biomasa herbácea.

1 CABECERA CULTIVO PARA BIOMASA (BRASICAS) 1/6 año, 1/6 superficie

2 CEREALES Clima húmedo: Trigo, cebada Clima seco: cebada

LEGUMINOSA

Brassica carinata es recomendable para ser la cabecera de un ciclo de rotación, seguida de un cereal y una

leguminosa. Este sistema de rotación consiste en que el primer año se implanta un cultivo de cabecera de

biomasa (por ejemplo brasicas), los dos años siguientes un cultivo de cereal y, por último, uno de

leguminosas, consiguiendo un rendimiento mucho mayor en cada cultivo debido a la interacción que se da

entre ellos.

La recolección implica una serie de labores diferentes: siega, hilerado, empacado y manipulación. Se han

estudiado diferentes soluciones en cuanto al método de recolección para que las pérdidas de biomasa en las

diferentes operaciones sean lo menores posibles y el rendimiento en masa mayor.

La siega se realiza cuando empiezan a formarse las silicuas y antes de que se haya formado el grano

completamente, ya que lo que se pretende es un mayor desarrollo de la parte vegetativa que de la

reproductora. Es importante una adecuada adaptación de la maquinaria para la recolección de la parte

vegetativa para conseguir una máxima cantidad de biomasa recogida.

La biomasa segada tiene un contenido en humedad inicial del 60‐80% que se deja reducir en campo hasta un

15% antes de hilerarse y empacarse.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Los rendimientos de Brassica carinata varían mucho en función de la técnica de recolección con los siguientes

rendimientos (Fuente: ITGA Navarra‐España): 7.000 kg biomasa/ Ha con segadora, 4.000 kg biomasa/Ha con

segadora‐cosechadora (más aproximadamente 1.100 kg grano/Ha) y unos 2.200 kg biomasa/Ha con

cosechadora (y unos 1.900 kg grano/Ha).

Tanto el cultivo como la recolección de la biomasa de esta especie pueden hacerse con maquinaria

convencional, sin que sean necesarias inversiones extraordinarias por parte del productor.

El balance energético de algunas especies agrícolas que se pueden emplear para producir biomasa

lignocelulósica ha sido estudiado en el proyecto “Bioelectricity crops” financiado por la UE. Los resultados

son los siguientes:

CULTIVO PRODUCCION MATERIA SECA

OUTPUT ENERGETICO

INPUT ENERGETICO

BALANCE (OUTPUT‐INPUT)

RENDIMIENTO

B. carinata A. Braun 5,2 95.609 16.402 78.873 5,8

Brassica napus 4,8 88.702 15.407 73.315 5,7

Sorghum bicolor 21,4 386.719 39.713 347.006 9,7

Fuente: Proyecto “Bioelectricity crops”. Contrato NNE‐2001‐0065. ITGA de Navarra y J. Fernández

Nota: para el cálculo del input energético se ha tenido en cuenta incluso la fabricación de la maquinaria necesaria para el cultivo y la cosecha.

SORGO (Sorghum bicolor)

El sorgo es una especie anual de la familia de las gramíneas de origen tropical. Entre las variedades para

cultivos con fines de producción de biomasa lignocelulósica destaca el sorgo para fibra.

El sorgo para fibra, con las limitaciones de temperatura y necesidad de riegos, es de los cultivos más

interesantes en cuanto a la producción de bioenergía debido a su posible doble aprovechamiento: la

producción del grano para la obtención de biocarburantes, y el resto de la planta (que puede crecer hasta los

4 m de altura) para uso de biomasa con fines térmicos o eléctricos.

Los rendimientos son muy variables en función de la zona de cultivo; en la zona mediterránea pueden

obtenerse datos muy positivos en cuanto a la producción de materia seca en condiciones de cultivo exigentes

(fertilidad, disponibilidad de agua y temperaturas suaves).

Para obtener buenas producciones hacen falta suelos de mediana a buena calidad, siembra para obtener de

150.000 a 200.000 plantas/Ha y riegos de 7.000 m3/Ha y año. Algunos estudios realizados en España apuntan

a una productividad de 80 Tm/Ha y unos 10 kg de azúcar y 17 Tm de materia seca por Ha.

Valores indicativos de las pérdidas

producidas en la recolección de

biomasa de brasicas.

Fuente: ITGA de Navarra (ESPAÑA)

Operación % perdidas

Siega 3

Hilerado 9

Empacado 6

Total 18



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Otras especies con posibilidades

Entre las plantas herbáceas de rápido crecimiento que pueden quemarse directamente para producir calor y

electricidad encontramos además otras: Miscanthus, sp. y Arundo donax porque, además de la alta

productividad, no son exigentes en condiciones edafoclimáticas. Staiss y Pereira (2002) indican que, en

regiones con buenas condiciones de agua y radiación solar y altas temperaturas, los rendimientos de 32 Tm

de materia seca/ha/año de Miscanthus, sp hasta 40 Tm de materia seca/Ha/año de Arundo donax. Brás et al.

(2006) agrega que la alta productividad demostrada de Miscanthus, sp. anuncia un aumento en el área

dedicada a su producción, especialmente en tierras en barbecho. Por otro lado, a pesar del potencial de

Arundo donax, tanto productivo como de uso final, la prudencia en su adopción es necesaria ya que esta

especie revela un comportamiento invasor en diferentes circunstancias, como se menciona en la literatura.

4.1.3.2. Cultivos para obtención de biocarburantes

La Agencia Internacional de la Energía se ha planteado que el 27 % del combustible utilizado en el mundo en

2050 sean biocarburantes. Aunque estamos todavía muy lejos de ese porcentaje se van produciendo avances

debido a las ventajas climáticas y de lucha contra la contaminación de los biocarburantes.

Una de las alternativas más beneficiosas para mitigar la emisión de CO2 y CO al ambiente son los

biocombustibles, como el bioetanol o el biodiesel. Así lo han corroborado varios estudios internacionales y,

sobre todo, la Agencia Mundial de la Energía. Según sus cálculos, la adición de bioetanol a los carburantes

puede reducir una media del 30 % la emisión de los contaminantes más tóxicos.

De forma global, se pueden distinguir dos clases de biocarburantes:

1. los biocarburantes para los motores de encendido por compresión o diesel. Las plantas oleaginosas

se utilizan para la producción de biodiesel, extrayendo el aceite de sus semillas, con el objetivo de

reemplazar el gasóleo que se consume en el sector del transporte.

2. los biocarburantes para los motores de encendido de chispa. Los bioalcoholes son una alternativa a

las gasolinas, bien como elemento de sustitución total o como elemento que mejora su índice de

octano.

❶ CULTIVOS DE PLANTAS OLEAGINOSAS

Se puede utilizar una gran cantidad de plantas para producir biocombustibles siempre que se observen

buenas prácticas agrícolas y ambientales durante su cultivo y que no compitan con los alimentos.

Con respecto al biodiesel, aunque inicialmente se produjo en gran medida a partir del aceite de girasol y de

colza, otros cultivos también se adoptaron como materias primas, como la soja y la palma (Rosa, 2008),

aunque algunos mostraron una mayor productividad que otros. Sin embargo, otras plantas oleaginosas,

menos exigentes en suelo, humedad y clima, han demostrado ser mejores soluciones para el uso de suelos

más pobres, como la jatropha curcas y el aceite de ricino. Además, presentan mejores índices de

productividad que los cultivos de primera generación utilizados para la producción de biodiesel (Marques,

2008).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


GIRASOL

El cultivo más tradicional es el girasol.

Staiss y Pereira (2002) indican que las

nuevas variedades de girasol pueden

alcanzar rendimientos de 2,5 a 4,0 Tm de

semillas/Ha con un contenido de aceite

de 40 a 50%.

Labores agrícolas

• Preparación del terreno: Cuanto más profundo sea el suelo, más capacidad de desarrollo tendrá la planta dado que el girasol tiene raíz pivotante, que puede llegar a alcanzar hasta los 2 metros en condiciones favorables, aunque la mayor cantidad de las raíces

secundarias se desarrollen entre los 5 y 30 cm de profundidad. También dependerá del manejo: en siembras directas, en tierras fuertes o si el suelo está compactado y resulta difícil el desarrollo radicular, aunque el suelo sea profundo el cultivo puede tener problemas de implantación. En regadío, puede cultivarse en primeras siembras o como segunda cosecha tras un cultivo de invierno (cebada, colza, forrajes, etc.). Para estas segundas cosechas, los riegos por aspersión y la siembra directa favorecerán que el cultivo pueda implantarse en el menor tiempo posible tras la recolección del anterior.

• Siembra: El girasol puede iniciar su germinación cuando la temperatura del suelo alcanza de 5 a 7ºC, pero entonces la germinación es lenta, por lo que se considera que como mínimo la temperatura debe ser de los 10ºC. A mayor temperatura en el suelo, la nascencia es más rápida y la pérdida de semilla menor. La profundidad de siembra adecuada es de 3 a 6 centímetros, a mayor profundidad el número de plantas que emergen es menor.

En secano, con el agua como uno de sus factores limitantes, hay que intentar que la siembra se haga en las primeras fechas en las que su nascencia sea factible, para conseguir el mayor desarrollo posible cuando lleguen los calores más fuertes y más escasa sea la humedad. A finales de los años 80 se realizaron ensayos de épocas de siembra en Aragón (España) en secano, observándose que las siembras de últimos de marzo y primeros de abril fueron las que dieron mayores producciones. Las siembras excesivamente tempranas no tenían ningún interés, ya que la nascencia y floración se igualaban con siembras más tardías y el número de plantas en la recolección era inferior.

La densidad de siembra habitual es de 150.000 semillas para sembrar 2 Ha en regadío y 3 Ha en secano (84.000 golpes/Ha en regadío y entre 40‐60.000 golpes/Ha en secano).

• Abonado: El girasol es un cultivo exigente en principios nutritivos y así, con extracciones de nitrógeno de 50 kg/Tm. El 70‐90% de nitrógeno se absorbe desde las 3‐4 hojas hasta la plena floración.

No se recomiendan, para 3.000 kg de producción, más de 150 unidades de nitrógeno. Para producciones bajas se pueden aportar todo el nitrógeno en sementera y con producciones más altas podría ser de interés añadir parte del nitrógeno en cobertera. En los riegos por aspersión, la incorporación del abono en el agua de riego sería más racional.

• Control de plagas y enfermedades: Los gusanos del suelo son los que pueden provocar mayores daños al cultivo pudiendo tratarse contra ellos en la siembra.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


COLZA

La colza es una planta de la familia de las crucíferas que tradicionalmente se ha aprovechado para producción

de semilla oleaginosa. Se siembra en suelos frescos y fértiles en climas no excesivamente fríos y con una

pluviosidad razonable.

El aceite de colza, que produce una alta producción de grano y produce un aceite de excelente calidad, es la

semilla oleaginosa más cultivada en la UE, siendo Alemania el principal productor. Bajo condiciones

ambientales de la península ibérica este cultivo se puede sembrar en septiembre‐octubre y cosechar en

mayo, lo que ofrece ventajas sobre el cultivo de girasol en condiciones de secano, ya que solo en junio

comienza la fase crítica de floración (Lourenço y Januário, 2008).

Labores agrícolas

En el cultivo de colza es importante sembrar correctamente para asegurar una buena nascencia y observar

el cultivo para detectar plagas y tratarlas en el momento adecuado.

La colza es un cultivo que tanto se puede sembrar en secano como en regadío. En secano se pueden tener producciones de 2.200 kg/Ha mientras que en regadío se puede llegar a 4.500 kg/Ha. Para estas producciones la clave es una buena implantación y llegar al invierno con unas plantas de buen tamaño (generalmente unas 8 hojas) y una raíz de longitud de 15 a 20 cm para que así pueda aguantar bajas temperaturas de hasta ‐17ºC.

• Preparación del terreno: La colza requiere de suelos profundos y bien drenados, con buena estructura. La preparación del suelo es parecida a la de los cereales. La principal diferencia es que la colza al tener raíz pivotante es más sensible a la compactación en profundidad. También es sensible al encostrado pero sembrando con humedad se evita este problema.

Por el pequeño tamaño de su semilla, necesita una preparación esmerada de los 20 cm superficiales del suelo. Para una germinación adecuada debemos asegurar una preparación mullida y fina que permita un íntimo contacto entre el suelo y la semilla. La colza se adapta a casi todos los tipos de suelo, tolera bien suelos salinos y con rango de pH óptimo entre 5,5 y 8. Si la preparación cultural del suelo no nos asegura una buena cama de siembra, es preferible recurrir a la siembra directa.

Abonado: Las necesidades de abonado en colza van a depender del potencial productivo del terreno y de su nivel de fertilizantes, por lo que se recomienda realizar un análisis de suelo de las parcelas y conocer el nivel de nutrientes de estos. Como norma general, aplicaremos para secano sobre 80‐90 UF de nitrógeno (30‐40% en fondo), 60 UF de fósforo (en fondo) y 60 UF de potasio (en fondo). En regadío, será preciso aumentar un 15‐20% estas aportaciones.

Un abonado de fondo es una buena ayuda para la implantación de la colza, un cultivo muy exigente respecto al fósforo. Por eso se recomienda hacer un abonado de fondo con un abono NPK que aporte los tres macronutrientes (por ejemplo, un 8‐15‐15) ya que la colza no necesita mucho nitrógeno para la implantación, sino que lo necesita a salida de invierno.

El azufre es un elemento esencial para la colza, el cual aplicaremos en cobertera junto con el nitrógeno en cantidades de 60‐65 UF por hectárea.

• Siembra: Las primeras semanas de octubre marcarían el límite para las siembras de colza de invierno en zonas atlánticas aprovechando así las primeras lluvias de otoño en la nascencia para llegar al estado de roseta antes de las primeras heladas. Se puede sembrar por tanto en estas áreas desde principios de septiembre hasta mediados de octubre, pero cuanto antes mejor para asegurar una planta de buen tamaño a principio de invierno y en cualquier caso asegurando la humedad necesaria en el suelo para facilitar que nazca.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


En áreas mediterráneas, la siembra otoñal de colza comienza en septiembre y se extiende hasta la última semana de noviembre, ya que no tiene parada invernal ni riesgos de heladas.

La siembra es uno de los momentos más críticos para el cultivo, siendo muy importante acertar con la preparación del terreno y aplicar la dosis de semilla apropiada pues el factor crítico para un buen desarrollo del cultivo es una buena instalación del mismo (con una población de planta suficiente y repartida de forma homogénea). La dosis de siembra a emplear debe garantizar una población final de plantas entre 30 y 40 por metro cuadrado, es decir, en terrenos secanos normales o pobres, densidades de 4 kilogramos de semilla por hectárea (entre 65 y 75 semillas/m2) y en secanos frescos y riego de 2,5‐3 kilogramos de semilla por hectárea (entre 45 y 55 semillas m2).

Además el coste de las semillas es elevado, sobre todo en el caso de las variedades híbridas. Así, la dosis de siembra aconsejable para variedades no híbridas es de 50 a 100 semilla/m2 y en variedades híbridas de 40 a 60 semilla/m2 (éstas últimas requieren dosis inferiores por tener mayor capacidad de ramificación). Si hubiera problemas de caracoles se podría incrementar ligeramente esa densidad de siembra para contrarrestar las pérdidas causadas por estos.

La distancia entre líneos deberá estar entre 20 y 45 cm., mientras que la profundidad de siembra ideal estará en unos 2 centímetros debido al pequeño tamaño de la semilla.

Para conseguir el máximo rendimiento es importante que al final del invierno haya un máximo de 40 plantas/m2 repartidas uniformemente en el campo pues si hay más las plantas se hacen competencia a ellas mismas y el rendimiento se ve disminuido de forma importante.

La colza es un cultivo muy versátil respecto a la sembradora a utilizar, pudiendo usarse tanto sembradoras de cereal convencional o de precisión, que permiten una reducción en la dosis. Es tipos se puede conseguir una buena implantación del cultivo si se respeta la profundidad de siembra.

Incluso se puede sembrar con una sembradora de precisión (monograno) como la que se usa en maíz. Con este tipo de sembradora se consigue la máxima homogeneidad del cultivo y se pueden llegar a grandes rendimientos, de hasta 5.500 kg/Ha en regadíos de aspersión.

Dentro de las variedades de colza encontramos híbridas y no, más y menos rústicas, de más y menos precoces, de talla más y menos alta, etc. Es importante analizar las necesidades concretas antes de elegir la variedad.

• Control de malas hierbas y plagas: Hacer una rotación de cultivos ayuda a controlar las malas hierbas. Al tratarse de un cultivo de hoja ancha es relativamente fácil controlar malas hierbas de hoja estrecha como el vallico o la avena loca. Haciendo rotación con colza también está demostrado que se incrementa en un 10% el rendimiento del cultivo siguiente, ya sea trigo o cebada, respeto a un monocultivo de cereales. Para el buen control de malas hierbas es importante sembrar con el suelo limpio de malas hierbas por lo que es importante realizar un tratamiento con algún herbicida de amplio espectro. En pre‐emergencia (hasta que el cultivo tiene 3 hojas) es interesante aplicar metazacloro para el control del vallico y de malas hierbas de hoja ancha como las amapolas. Con estas aplicaciones de herbicidas es relativamente fácil controlar las malas hierbas hasta la salida de invierno.

En el cultivo de la colza es importante controlar ciertas plagas durante todo el cultivo. El caracol y la pulguilla son las dos plagas principales que afectan a la implantación. Los caracoles y limacos o babosas se alimentan de las hojas tiernas por lo que conviene controlados por tratamientos específicos disponibles en el mercado para conseguir una buena implantación.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


En algunos casos es suficiente aplicarlo solo en los márgenes del campo. La pulguilla es un insecto plaga de la colza que se alimenta de las hojas y puede causar daños importantísimos hasta que las plantas tienen 3‐4 hojas por eso es básico tratar rápido cuando se detecta la plaga.

Al principio del ciclo, puede darse algún ataque de pulguilla, mientras que al final pueden aparecer poblaciones de pulgones que, con tratamientos a principio de incidencia en los bordes de la parcela, permiten un buen control.

Hay que prestar especial atención también a la posible aparición de gorgojos durante la primavera.

Enfermedades como mal del pie o esclerotinia, pueden representar un problema serio según la fase del cultivo en que se presenten.

OTROS CULTIVOS

Se han intentado cultivos como el cardo o la jatropha para reemplazar los cultivos de girasol, especialmente

en suelos con menos retención de agua.

El cardo es una planta perenne con una fase de crecimiento activo en otoño y primavera y puede producir

20 Tm de materia seca por hectárea por año y aproximadamente 2 a 3 Tm de semillas por hectárea por año,

con un contenido de aceite del 25% (Staiss y Pereira, 2002). Además, como ya se ha dicho, el cardo se puede

cultivar con la capacidad dual de, además del aceite de semilla, también puede suministrar biomasa sólida

como materia prima para la producción de energía (Brás et al., 2006; Lourenço y Januário, 2008), dando

rendimientos interesantes cuando se compara con las plantas celulósicas.

De las oleaginosas menos estudiadas, Jatropha es la que ha generado más expectativas debido al éxito

obtenido en países como India o China. Sin embargo en Europa es difícil mantener las plantas viables durante

el invierno, principalmente debido a las heladas.

Los cultivos tradicionales para la obtención de biodiésel han sido la colza o el girasol, aunque existen nuevos

cultivos que se están implantando rápidamente.

CULTIVOS PARA BIODIESEL (Proyecto Ecas 2007)

Convencionales

Colza Girasol Soja Palma

Alternativos

Jatrofa Cardo Ricino Brassica carinata

Como en cualquier otro cultivo, el clima va a influir en el desarrollo de los cultivos, por ejemplo, a partir de

una hectárea de palma en las regiones tropicales se obtiene entre 3.700 y 5.400 l de biodiésel, mientras que

si el cultivo es cardo en secano en regiones de clima mediterráneo se obtiene entre 150 y 360 l y además

entre 9 y 13,5 Tm de materia seca.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❷ CULTIVOS CULTIVOS PARA BIOALCOHOLES O BIOETANOL

El alcohol etílico de origen vegetal o bioetanol es un producto químico obtenido a partir de la fermentación

de los azucares que se encuentran en los productos vegetales (tales como cereales, remolacha, caña de

azúcar o biomasa). Se obtiene por fermentación de materias primas azucaradas con un grado alcohólico

inicial del 10 al 15%, pudiéndose concentrar más tarde por destilación hasta la obtención del denominado

alcohol hidratado, 4‐5% de agua, o llegar hasta el alcohol absoluto tras un proceso específico de

deshidratación.

El etanol hidratado se puede utilizar directamente en los motores de explosión convencionales con ligeras

modificaciones, y unos rendimientos análogos a los que se obtienen en los de gasolina, si están bien

regulados. El etanol absoluto se puede usar en mezcla con la gasolina normal para aumentar el índice de

octano y eliminar los aditivos de plomo en los supercarburantes. Estos carburantes se conocen con el nombre

de "gaso‐holes".

El etanol se usa en mezclas con la gasolina en concentraciones del 5, el 10%, e incluso el 85%, E5, E10 y E85

respectivamente, que no requieren modificaciones en los motores actuales.

Las materias primas utilizadas para producir este tipo de alcoholes deben ser productos hidrocarbonados de

bajo coste, ya sean de tipo azucarado o amiláceo, susceptibles de sufrir un proceso de fermentación

directamente, como la fructosa, la glucosa o la sacarosa, o tras un proceso de hidrólisis, como es el caso del

almidón o la inulina.

Cultivos como la caña de azúcar, el sorgo azucarero o la remolacha entre los del primer grupo y cereales,

mandioca, patatas, entre los del segundo, pueden resultar económicamente interesantes en algunas

circunstancias para la producción de etanol carburante.

Aproximadamente, se puede

obtener un litro de etanol a partir

de 2,5‐3 kg de granos de cereal, de

10 kg de raíces de remolacha o de

15‐20 kg de caña de azúcar.

Mediante el cultivo de una

hectárea de regadío de remolacha

se pueden producir 6.000 litros de

etanol, mientras que si se cultiva

maíz o sorgo dulce se obtienen

3.700 l o si el cultivo es la caña de

azúcar se producen hasta 10.000 l.

Si el cultivo es en secano, una

hectárea de trigo produciría 880 l,

mientras que el sorgo dulce

produciría 700 l (Proyecto ECAS 2007).

Al igual que en el biodiésel, la producción con cultivos tradicionales como el maíz está dando paso a la

aparición de nuevas especies de mayor rendimiento.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


CULTIVOS PARA BIOETANOL (Proyecto Ecas 2007)

Convencionales

Cereales (trigo, maíz, cebada…) Remolacha Caña de azúcar

Alternativos

Patata Sorgo sacarino Chumbera

RENDIMIENTOS DE BIOETANOL Y BIODIESEL DE DIFERENTES CULTIVOS

CULTIVO LITROS BIODIESEL/Ha LITROS BIOETANOL/Ha

Palma africana 4.000‐5.000 Colza 900‐1.300 Soja 300‐600 Girasol 600‐1.000 Ricino 1.000‐1.200 Jatropha Curcas 800‐2.000 Caña 4.500‐8.000 Maíz 2.500‐3.500 Sorgo Dulce 2.500‐6.000 Switchgrass 3.000‐7.000 Remolacha 2.500‐6.000

BIOETANOL BIODIESEL

Balance energético (Unidad retornada de energía por cada unidad de energía usada)

Trigo 2 Girasol 3,2

Remolacha 2 Canola 2,7

Maíz 1,5 Soja 3

Caña de azúcar 8,3 Palma 9

Balance ambiental (Emisiones de gases efecto invernadero‐GHG por Tm de petróleo en Tm equiv de CO2)

Remolacha 2,17 Soja 2,6 Trigo 1,85 Canola 1,79

Caña de azúcar 0,41 Palma 1,73

Paja 0,33 Madera 0,27

Comparación de rendimientos biodiesel y bioetanol (IICA 2007). ADEME Comisión Europea



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.1.4. CULTIVOS ENERGÉTICOS EN EUROPA

Muchos países de la UE tienen un gran potencial para la implantación de cultivos energéticos, debido a la

disponibilidad de superficie agrícola y de tierras abandonadas; se puede disponer de suficiente espacio para

cultivos energéticos sin afectar los cultivos tradicionales y cubrir las necesidades de biocombustibles, de

acuerdo con los objetivos fijados por la Unión Europea.

Países como Bulgaria, Eslovaquia, República Checa y Polonia muestran un gran apoyo a los cultivos para

biocarburantes y piden el uso de fuentes de origen agrícola y forestal de la Unión Europea para cubrir los

objetivos de renovables en el transporte, marcados por la nueva directiva europea. Además se comprometen

a tomar las medidas necesarias para el uso de “mezclas más altas de renovables de origen agrícola, como el

E10, con un máximo de bioetanol del diez por ciento en las gasolinas; convencidos de que la UE tiene

posibilidades suficientes para producir volúmenes adecuados de alimentos y piensos necesarios, así como

satisfacer la demanda para producir biocarburantes convencionales”. Inciden en que la demanda se puede

cubrir con los producidos en Europa y, sobre todo, sin echar mano de los que, como el aceite de palma,

suponen un alto riesgo de cambio del uso de la tierra, según el acto delegado publicado por la Comisión

Europea.

PORTUGAL

El cultivo energético de tipo oleaginoso más tradicional en Portugal es el girasol. Sin embargo, se han

intentado cultivos como la colza, el cardo o la jatropha para reemplazar los cultivos de girasol, especialmente

en suelos con menos retención de agua.

El aceite de colza, que tiene una alta producción de grano y produce un aceite de excelente calidad, es la

semilla oleaginosa más cultivada en la UE, siendo Alemania el principal productor. En condiciones

ambientales portuguesas, este cultivo se puede sembrar en octubre y cosechar en mayo, lo que ofrece

ventajas sobre el cultivo de girasol en condiciones de secano, ya que solo en junio comienza la fase crítica de

floración (Lourenço y Januário, 2008).

El cardo es una planta perenne con una fase de crecimiento activo en otoño y primavera y puede producir

20 Tm de materia seca por hectárea por año y aproximadamente 2 a 3 Tm de semillas por hectárea por año,

con un contenido de aceite del 25% (Staiss y Pereira, 2002). Además, el cardo se puede cultivar con la

capacidad dual de, además del aceite de semilla, también puede suministrar biomasa sólida como materia

prima para la producción de energía (Brás et al., 2006; Lourenço y Januário, 2008), dando rendimientos

interesantes Cuando se compara con las plantas celulósicas.

De las oleaginosas menos estudiadas, Jatropha es la que ha generado más expectativas debido al éxito

obtenido en países como India o China. Sin embargo, a los productores nacionales les ha resultado difícil

mantener las plantas viables durante el invierno, principalmente debido a las heladas.

ESLOVAQUIA

El potencial energético de biomasa agrícola en Eslovaquia es bastante alto y representa teóricamente el

20,4% del consumo anual de energía en la República eslovaca, que es de 800 PJ. Esto es igual a un área en

Eslovaquia de aproximadamente 30.000 hectáreas. Los pronósticos indican que con las condiciones

climáticas de Eslovaquia un uso de biomasa que represente una proporción entre el 6 y el 12% del consumo

total de energía es realista.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Según las fuentes disponibles en la actualidad, la superficie de cultivos energéticos no aumenta, sino que se

estanca. En la actualidad son las siguientes plantas las que se cultivan en Eslovaquia como cultivos

energéticos:

ITALIA

El desarrollo del sector agroalimentario en la Toscana depende de las características estructurales de la

agricultura.

Los principales datos que explican nuestra agricultura son los siguientes:

• Las principales características de la agricultura en la Toscana son pequeñas granjas familiares con una

producción diversificada (vino, aceite y cultivos). Había 72.600 granjas en la Toscana en 2010, sin

embargo, muchas de ellas eran de muy pequeña escala.

• Los datos de la Unión de Comercio indican que había 41.000 granjas profesionales registradas en la

región. Aproximadamente 40.000 granjas tienen cultivos herbáceos y 10.000 tienen ganado, 2.360

tienen ovejas y 1.300 tienen cerdos. Mientras que 26.000 granjas tienen uvas y 50.000 tienen olivos.

• Dos tercios de las granjas en Toscana tienen menos de 5 hectáreas, mientras que el 80% tiene menos

de 10 hectáreas. Sin embargo, mientras el 11% de las granjas en Toscana son de 20 hectáreas o más,

representan el 67,8% de la superficie terrestre. La granja típica de la Toscana tiene alrededor de 10

hectáreas y produce vino, aceite y cultivos, mientras que las granjas en las zonas de montaña suelen

tener ganado vacuno y ovino.

• Aproximadamente el 55% de la superficie terrestre en la Toscana es tierra agrícola ya que el paisaje en

la Toscana es generalmente colinas y montañas. El área forestal es más del 50% de la superficie regional.

Como resultado de este análisis territorial, la región de Toscana no tiene las mejores condiciones para

desarrollar cadenas energéticas basadas en cultivos energéticos:

1. La superficie global para los cultivos no es alta y existe una fragmentación relevante de los cultivos.

2. El rendimiento de los cultivos no es alto, porque la mayor parte de la tierra cultivable se encuentra en

colinas y montañas.

3. Existe una competencia fuerte de alimentos/no alimentos, por lo tanto, la mayor parte de la tierra

cultivable está involucrada en cultivos de alimentos y/o piensos.

Los principales cultivos que se cultivaron en la Toscana durante el año 2018 fueron:

Cultivos Hectáreas Producción (Tm) Rendimiento (100 K)

Trigo 30.638 1.069,425 34,9

Trigo duro 66.413 2.117,897 31,9

Maíz 11.463 953,897 83,2

Cebada y avena 37.389 994,500 26,6

Girasol 15.967 408,234 25,6

Colza 1.297 25,856 19,9

Fuente: ISTAT

Hierba de elefante (Miscanthus x giganteus) Cáñamo verdadero (Cannabis sativa, L.)

Gran mijo (Sorghum bicolor) Caña gigante (Arundo donax, L.)



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Por lo tanto, la parte principal del esfuerzo en el campo de la agroenergía está dirigida a desarrollar cadenas

energéticas de madera, utilizando los desechos de producción de la silvicultura. En este caso, la elección

estratégica está orientada a crear cadenas de suministro cortas, capaces de producir energía utilizando

residuos de producción local, realizando plantas de energía de pequeña y mediana escala, produciendo

energía térmica o energía térmica y energía a través de tecnologías de cogeneración.

BULGARIA

Entre los objetivos establecidos por la Comisión Europea para la reducción de emisiones nocivas en el

transporte y el medio ambiente, existe la idea de reducir o eliminar significativamente los incentivos para los

biocombustibles producidos a partir de alimentos o cultivos forrajeros. Tal cambio, si se adopta, afectará

fuertemente a Bulgaria, que es uno de los mayores productores de colza de Europa, la principal materia prima

para este tipo de combustible. Bulgaria también se encuentra entre los países que producen biodiesel y

bioetanol a partir de cultivos similares, aunque los datos muestran que no utiliza toda su capacidad. Si se

consideran los combustibles producidos y la violación (en búlgaro "рапица"), el valor de este mercado supera

los mil millones de BGN.

Actualmente, sin embargo, se están considerando propuestas legislativas a nivel europeo, según las cuales

la producción de los llamados biocombustibles de "primera generación" a partir de la violación, el girasol, la

remolacha azucarera, etc., deben ser reemplazados por biocombustibles a partir del llamados

"biocombustibles de segunda generación", los que se producen a partir de desechos y residuos agrícolas y

forestales como arbustos, paja, etc. La idea general es hacer este cambio para 2030, incluso eliminando los

incentivos para los combustibles de primera generación.

Por otro lado, el 30 de noviembre de 2016, la Comisión Europea (CE) publicó una nueva propuesta legislativa

(RED II) para el período 2021‐2030. El RED II limita progresivamente el uso de biocombustibles a base de

alimentos. Las tasas de mezcla para los biocombustibles avanzados se incrementan gradualmente entre 2020

y 2030, con el objetivo de impulsar el mercado de estos biocombustibles no alimentarios. El RED II también

incluye criterios de sostenibilidad armonizados adicionales para productos desde biocombustibles hasta

biomasa. Los requisitos de sostenibilidad propuestos son una posible barrera comercial para la importación

de pellets de madera.

También se mencionará que la industria de los biocombustibles en Bulgaria aún se encuentra en una etapa

temprana de desarrollo. Esto se relaciona principalmente con el tamaño de la economía y el menor consumo

de combustibles fósiles, así como con la falta de un entorno empresarial y económico alentador para la

producción y el uso de biocombustibles. El mercado de combustibles fósiles está dominado por muy pocas

empresas, que no tienen un interés económico en el uso de biocombustibles ya que los legisladores no

proporcionaron un estímulo suficiente.

A pesar de esto, ya hay varios productores de biocombustibles establecidos y probados. La materia prima bio

se ha convertido en una de las ideas principales de muchas compañías de petróleo y gas. La extracción de la

materia prima en sí es por transesterificación de grasas vegetales, que son un producto residual extraído en

forma de glicerol. Cada vez más, también hay interés por los microcombustibles, o los llamados

biocombustibles basados en microorganismos. Tales son bacterias, microalgas, cianobacterias. Sus

rendimientos son 40 y 300 veces más altos que los combustibles ecológicos convencionales. Las estadísticas

muestran que 83.675 toneladas métricas de petróleo equivalente de biodiesel se consumieron en 2015 en

Bulgaria. La cantidad de bioetanol consumido fue significativamente menor en comparación con el biodiesel.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2. PRODUCCIÓN DE BIOCARBURANTES

4.2.1. INTRODUCCION

4.2.1.1. Desarrollo de los biocarburantes en Europa

Los biocarburantes son combustibles líquidos o gaseosos para transporte producidos a partir de la biomasa

procedente especialmente de cultivos energéticos pero también de la fracción biodegradable de los

productos, desechos y residuos procedentes de la agricultura, de la silvicultura y de las industrias conexas,

así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.

Desde comienzos de los años 90, la producción europea de biocarburantes, ha experimentado un notable

incremento, que se sustenta en el marco normativo, pero la situación en los diferentes Estados miembros

varía enormemente, teniendo algunos países una mayor contribución al total de producción de

biocarburantes europeos que otros.

Existen a nivel europeo y de los diferentes estados medidas para impulsar el uso de los biocarburantes en el

transporte, aunque en opinión de muchos sectores éstas son aún insuficientes.

Los biocarburantes presentan ventajas medioambientales de reducción de emisiones de gases de efecto

invernadero respecto a los carburantes convencionales y contribuyen a la seguridad de suministro y a la

reducción de la dependencia energética del petróleo.

Los requisitos de sostenibilidad de los biocarburantes establecidos en la Directiva de Energías Renovables

han sido modificados mediante la aprobación de la Directiva (UE) 2015/1513 del Parlamento Europeo y del

Consejo, de 9 de septiembre de 2015, por la que se modifican la Directiva 98/70/CE y la Directiva 2009/28/CE,

relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. Los biocarburantes utilizados para

cumplir los objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los sistemas de apoyo nacionales deben

cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad.

Para evitar los posibles impactos negativos de los biocarburantes, la Directiva 2009/28/CE sobre energías

renovables establece unos criterios de sostenibilidad de los biocarburantes. Así, para que puedan computar

para los objetivos se exige que con éstos se alcance una determinada reducción de emisiones de gases de

efecto invernadero, no se produzcan a partir de materias primas procedentes de tierras de elevado valor en

cuanto a diversidad ni de tierras con elevadas reservas de carbono. El Parlamento europeo ha limitado la

producción de algunos biocarburantes más allá de 2030, es el caso del biodiesel de aceite de palma y de soja.

La cuota de energía procedente de biocarburantes producidos a partir de cereales y otros cultivos ricos en

almidón, de azúcares, de oleaginosas y de cultivos en tierras agrícolas como cultivos principales

fundamentalmente con fines energéticos no rebasará el 7 % del consumo final de energía en transporte en

2020.

Algunos países europeos como Bulgaria, Eslovaquia, República Checa y Polonia muestran un gran apoyo a los

cultivos para biocarburantes y piden el uso de fuentes de origen agrícola y forestal de la Unión Europea para

cubrir los objetivos de renovables en el transporte, marcados por la nueva directiva. Además se

comprometen a tomar las medidas necesarias para el uso de “mezclas más altas de renovables de origen

agrícola, como el E10, con un máximo de bioetanol del diez por ciento en las gasolinas".



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Los ministros de agricultura de estos países, en una declaración conjunta publicada por el Consejo de la UE

reafirman la importancia de la utilización de fuentes de energía renovables de origen agrícola y forestal de la

UE con el objetivo de mejorar la seguridad energética y la sostenibilidad ambiental, económica y social de

Europa.

El informe “Renewables 2018, global status report” de la Red “Renewable Energy Policy Network for the 21st

Century” recoge datos de los tres principales campos en los que actúa la bioenergía (electricidad, energía

térmica y transporte) resaltando que la cuota de renovables en el sector del transporte sigue siendo baja

(3,1%) con más de un 90% proporcionado por biocombustibles líquidos.

Los inconvenientes de los biocarburantes son los costes de la producción, las grandes superficies de cultivo

necesarias para su producción a partir de cultivos energéticos (con el posible riesgo es la potenciación de

monocultivos intensivos y el consiguiente uso de pesticidas y herbicidas); y la transformación compleja

necesaria que incluye algunos procesos concretos con altas emisiones de dióxido de carbono.

Los principales biocarburantes existentes atendiendo a su desarrollo comercial, utilizados principalmente en

el transporte por carretera son actualmente el Bioetanol (alcohol etílico producido a partir de productos

agrícolas o de origen vegetal, ya se utilice como tal o previa modificación o transformación química), el

Biodiésel (éster metílico o etílico producido a partir de grasas de origen vegetal o animal) y el Hidrobiodiésel

(HVO, Hydrotreated Vegetable Oil), un hidrocarburo resultante del tratamiento de aceites vegetales o grasas

animales con hidrógeno, bien en unidades dedicadas a ello, o bien mediante tecnologías de co‐procesado en

refinerías. En los últimos años se está produciendo también un importante avance de los carburantes para la

aviación.

Otros biocarburantes poco habituales actualmente en el mercado de combustibles para el transporte,

previsiblemente adquirirán cierta presencia en los próximos años, como por ejemplo el biogás (combustible

gaseoso producido por digestión anaerobia de biomasa) o los biocarburantes sintéticos (hidrocarburos

sintéticos producidos a partir de la biomasa mediante tecnologías de conversión térmica y catalítica).

La Comisión Europea ha hecho público un estudio (Research and Innovation perspective of the mid ‐ and

long‐term Potential for Advanced Biofuels in Europe) en noviembre de 2017, en el que se pone de manifiesto

el elevado potencial a medio y largo plazo de los biocarburantes avanzados de aplicarse políticas adecuadas

de Investigación e Innovación en la UE. El estudio señala concretamente que los biocarburantes avanzados

podrían llegar a cubrir en 2050 de manera sostenible alrededor del 50% de todas las necesidades energéticas

de la UE y aportar el 65% de los ahorros de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) requeridos para

entonces en el sector del transporte, utilizando principalmente recursos autóctonos. Su desarrollo mejoraría

significativamente la seguridad energética, crearía más de 100.000 puestos de trabajos netos y permitiría a

los biocarburantes avanzados una contribución al PIB de la UE del 1,6%. El estudio considera que la

aportación de los biocarburantes avanzados será especialmente importante en los sectores de la aviación, la

navegación marítima y el transporte de mercancías por carretera, dada la escasez de alternativas viables de

descarbonización en estas áreas durante el período considerado.

Para aprovechar todo este potencial es clave la puesta en marcha de políticas de investigación e innovación

dirigidas a este fin, especialmente en relación con las materias primas y las tecnologías de conversión.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2.1.2. Tipos de biocarburantes

Este es el listado detallado de tipos de biocarburantes diferentes que existen:

• Bioetanol.‐ etanol producido a partir de biomasa o de la fracción biodegradable de los residuos, para

su uso como biocarburante.

• Biodiésel.‐ éster metílico producido a partir de aceite vegetal o animal de calidad similar al gasóleo,

para su uso como biocarburante.

• Biogás.‐ combustible gaseoso producido a partir de biomasa y/o a partir de la fracción biodegradable

de los residuos.

• Biometanol.‐ metanol producido a partir de la biomasa, para uso como biocarburante.

• Biodimetiléter.‐ dimetiléter producido a partir de la biomasa, para su uso como biocarburante.

• Bio‐ETBE (etil ter‐butil éter).‐ ETBE producido a partir del bioetanol. La fracción volumétrica de bio‐

ETBE que se computa como biocarburante es del 47%.

• Bio‐MTBE (metil ter‐butil éter).‐ combustible producido a partir del biometanol. La fracción

volumétrica de bio‐MTBE que se computa como biocarburante es del 36%.

• Biocarburantes sintéticos.‐ hidrocarburos sintéticos o sus mezclas, producidos a partir de la biomasa.

• Hidrobiodiesel combustible producido por hidrogenación/isomerización de aceite vegetal o animal.

• Bioqueroseno.‐ fracción ligera procedente de la destilación de biodiesel obtenido por

transesterificación. Uso en mezclas con queroseno hasta el 20% para uso en motores aviación.

• Bio‐hidrógeno.‐ hidrógeno producido a partir de la biomasa y/o a partir de la fracción biodegradable

de los residuos para su uso como biocarburante.

• Aceites vegetales puros.‐ aceites obtenidos a partir de plantas oleaginosas mediante presión,

extracción o procedimientos comparables, en crudo o refinado, pero sin modificación química,

cuando su uso sea compatible con el tipo de motor y las exigencias correspondientes en materia de

emisiones.

Teniendo en cuenta el estado de madurez de las tecnologías de producción y utilización, se ha establecido

una categorización entre biocarburantes de primera y segunda generación:

Biocarburantes de primera generación.

El biodiésel, los aceites vegetales, el bioetanol obtenido a partir de los cereales y los azúcares que se

encuentran en otros productos vegetales, el bio‐etil‐tercbutil éter (ETBE) y el biogás, pertenecen a esta

categoría. La producción y el uso de estos biocarburantes están ya en fase de aplicación avanzada. Los

principales márgenes de mejora se deben buscar en la reducción de los costes de producción, la

optimización del balance energético, la mejora de los rendimientos energéticos de los motores de

combustión y el incremento de los porcentajes de mezcla con los combustibles fósiles.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Biocarburantes de segunda generación.

El bioetanol producido a partir de materias primas celulosas, el bio‐hidrógeno, el syngás, los bio‐aceites,

el biometanol, el biobutanol o el diésel sintético obtenido a través de la reacción de Fischer‐Tropsh

pertenecen a esta categoría. Su producción no tiene escala industrial y se limita a plantas

experimentales. Todos los biocarburantes de segunda generación tienen en común el hecho de estar

producidos a partir de materias primas con coste nulo o muy reducido: biomasas lignocelulósicas. A

pesar de estar aún están aún en fase de mejora, las tecnologías de producción de biocarburantes de

segunda generación se consideran muy prometedores por su potencial para reducir los costes de

producción. Estos costes representan en la actualidad una penalización respecto a las fuentes fósiles

corrientes y no permiten desvincular la producción de los biocarburantes de las políticas de ayudas

económicas y fiscales actualmente existentes. Además, los biocarburantes de segunda generación

permiten incrementar el rango de materias primas ya que el uso de material lignocelulósico y residual

no compite con el mercado alimentario.

Biocombustibles de tercera generación.

Los biocombustibles de tercera generación utilizan métodos de producción similares a los de segunda

generación, pero empleando como materia prima cultivos bioenergéticos específicamente diseñados o

adaptados (a menudo por medio de técnicas de biología molecular) para mejorar la conversión de

biomasa a biocombustible. Un ejemplo es el desarrollo de los árboles “bajos en lignina”, que reducen

los costes de pretratamiento y mejoran la producción de etanol, o el maíz con celulosas integradas.

Biocombustibles de cuarta generación.

Los biocombustibles de cuarta generación llevan la tercera generación un paso más allá. La clave es la

captación y almacenamiento de carbono (CAC), tanto a nivel de la materia prima como de la tecnología

de proceso. La materia prima no sólo se adapta para mejorar la eficiencia de proceso, sino que se diseña

para captar más dióxido de carbono, a medida que el cultivo crece. Los métodos de proceso

(principalmente termoquímicos) también se combinan con tecnologías de captación y almacenamiento

de carbono que encauza el dióxido de carbono generado a las formaciones geológicas (almacenamiento

geológico, por ejemplo, en yacimientos petrolíferos agotados) o a través del almacenamiento en

minerales (en forma de carbonatos). De esta manera, se cree que los biocombustibles de cuarta

generación contribuyen más a reducir las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero), porque son

más neutros o incluso negativos en carbono si se comparan con los biocombustibles de las otras

generaciones. Los biocombustibles de cuarta generación encarnan el concepto de «bioenergía con

almacenamiento de carbono».



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Tanto el bioetanol como el biodiesel pueden utilizarse como único combustible o en mezclas con la gasolina

y el gasóleo respectivamente sin efectuar ninguna modificación en el motor. Los tipos de carburantes

existentes en función de estas mezclas son los siguientes:

E5: Mezcla de un 5% de bioetanol con un 95% de gasolina normal. Es la mezcla máxima autorizada por la regulación europea para ser vendida como gasolina normal. Evita que se emitan 8 gramos de CO2 por km recorrido (4%) respecto a la gasolina de 95 octanos.

E10: Mezcla del 10% de bioetanol con 90% de gasolina normal. Es la más utilizada en EEUU ya que hasta esta proporción los motores no requieren ninguna modificación. Permite mejorar el octanaje y disminuir el contenido de plomo. Probablemente la regulación europea se adecue en un futuro a este baremo.

E25: Mezcla de 25% de bioetanol y 75% de gasolina. Se utiliza en Brasil.

E85: La mezcla de 85% de bioetanol y 15 % de gasolina precisa modificación en los motores. Son los llamados motores flexifuel que tienen modificado el sistema de inyección para funcionar con distintos porcentajes de mezcla Mediante un sensor detecta qué proporción de alcohol y gasolina existe y ajusta en tiempo real el sistema para optimizar el rendimiento. Se usa en Estados Unidos y Brasil y también en algunos países del norte de Europa, sobre todo en Suecia. Evita que se emitan 150‐170 g de CO2 (80%) por cada km recorrido, respecto a la gasolina de 95.

E95: Contenido de etanol del 95%. Se utiliza en flotas de autobuses de Suecia, Italia, Holanda y España.

E100: 100% de bioetanol para motores especiales.

Cuando el consumidor reposta en una gasolinera un carburante sin etiquetar, en realidad está repostando gasolina 95 con un contenido máximo del 5% de bioetanol, (cuando la gasolina no supera un contenido del 2,7% en masa de oxígeno) o del 10% de bioetanol (cuando la gasolina tiene un contenido máximo del 3,7% en masa de oxígeno). En el caso de repostar gasóleo, éste tiene un contenido máximo en biodiésel del 7%.

Los carburantes sin etiquetar se pueden utilizar en los vehículos sin realizar modificaciones, por lo que se venden en las estaciones de servicio sin identificación de su contenido en biocarburantes y tienen un contenido máximo establecido por Directiva Europea, la normativa española y las especificaciones correspondientes. Por encima de este umbral, es necesario que se indique el contenido en biocarburantes del carburante comercializado.

ETBE: Etil ter‐butil eter (45% etanol, 55% isobutilenos) no se comercializa como un biocarburante sino como un aditivo de la gasolina. Es menos volátil y más miscible con la gasolina que el propio etanol. Sirve, como el etanol, para mejorar el octanaje y la lubricación sin añadir plomo. Se emplea mezclado con gasolina hasta un 10‐15%.

E‐DIÉSEL: El bioetanol se mezcla con gasoil usando un aditivo solvente. Mejora la combustión y reduce emisiones. Se comercializa en EEUU y Brasil y pronto hará su aparición en España y Europa.

B20: Mezcla del 20% de biodiésel y el 80% de diésel normal. Es la más utilizada. Otras proporciones también presentes en el mercado son B5 y B10.

B100: Biodiésel al 100% sin mezcla alguna con diésel normal. Precisa pequeñas modificaciones del motor en coches antiguos (sustituir los manguitos de goma por otros de plástico).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2.2. PRODUCCION DE BIODIESEL

Los aceites vegetales utilizados en la producción de biodiesel se obtienen por procedimientos convencionales

a partir de plantas oleaginosas que precisan una preparación consistente en un desengomado y filtración

previos. Las semillas son prensadas mecánicamente separándose el aceite, sometiéndose a un calentamiento

previo y a la acción de un disolvente, con rendimientos de extracción de aceite cercanos al 100%. La torta,

que se obtiene como residuo del prensado, tiene un alto contenido en proteína y se comercializa para

alimentación animal.

La utilización de combustibles vegetales, en motores Diesel, es antigua. El propio inventor del motor Rudolf

Diesel los utilizó en 1900. No obstante en los motores actuales adaptados para utilizar gasóleo los aceites

vegetales sin modificar causarían diversos problemas por lo que para evitarlos se transforman químicamente

mediante un proceso de transesterificación capaz de mejorar sustancialmente las características como

carburante de los aceites vegetales.

CÓMO SE PRODUCE EL BIODIESEL

La fabricación de biodiesel es un proceso sencillo y bien conocido desde el punto de vista técnico.

Se parte de un aceite vegetal, que se somete a un proceso llamado de transesterificación, en el que se

hidrolizan los enlaces "éster" de los triglicéridos y se obtienen nuevos ésteres con los ácidos grasos liberados

en la hidrólisis y un alcohol sencillo que se utiliza como reactivo (normalmente metanol o etanol). Es decir la

obtención del biodiesel se basa en la reacción con metanol o etanol de las moléculas de triglicéridos para

producir ésteres. De esta manera se consigue que las moléculas grandes y ramificadas iniciales, de elevada

viscosidad y alta proporción de carbono, se transformen en otras de cadena lineal, pequeñas, con menor

viscosidad y porcentaje de carbono y de características físico‐químicas y energéticas similares al gasóleo de

automoción.

El proceso se realiza a una temperatura moderada (alrededor de 60ºC) en presencia de un catalizador (por

lo general sosa o potasa) y como subproducto se obtiene glicerol, que tiene infinidad de aplicaciones en los

sectores agrario, industrial, de la medicina, los cosméticos y la alimentación.

La reacción de transesterificación es un proceso químico relativamente sencillo, pero para la fabricación de

biodiesel de calidad se deben optimizar las variables de proceso, tales como el exceso de metanol, la catálisis

del mismo, desactivación del catalizador, agitación, temperatura y, en general, todas las variables del

proceso.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La producción de biodiesel a partir de aceites vegetales es una tecnología capaz de aprovechar diversas

materias primas, que ha alcanzado nivel comercial en muchos países de Europa, Asia y Estados Unidos desde

su inicio en pequeñas cooperativas de productores a fines de la década de los 80.

Los costes de transformación industrial de los aceites vegetales en biodiesel dependen mucho de la

capacidad de la planta de transformación. Para una planta de 500.000 Tm/año los costes totales (incluida la

extracción, el refinado y la esterificación) se situarían en torno a las 140,6 €/tonelada de biodiesel.

Puesto que por cada litro de biodiesel producido es necesario un litro de aceite vegetal, de no contar con

subvenciones, el coste actual de la materia prima hace inviable el proceso desde un punto de vista

económico, si se realiza con los aceites tradicionalmente obtenidos por el sector agrícola. Para el desarrollo

de esta actividad de forma masiva, utilizando las grandes posibilidades productivas del sector agrario hay que

buscar nuevos cultivos o variedades, capaces de proporcionar aceites más baratos. Además este precio

podría rebajarse si se imputaran a los costes de operación los ingresos obtenidos por la venta de los

subproductos como la glicerina.

A partir de 1.000 kg de aceite, 156 kg de metanol y 9,2 kg de potasa se puede obtener 965 kg de biodiesel y

178 kg de glicerina (sin refinar) con una recuperación de 23 kg de metanol.

Una de las cuestiones que hacen interesante la incorporación del biodiesel a la matriz energética, es la

posibilidad de la reactivación de la economía producto del incremento del área destinada a cultivos

oleaginosos y la generación de empleo directo e indirecto. El biodiesel podría representar el aumento de la

producción de cultivos oleaginosos, mediante la sustitución paulatina de la importación de gasóleo por

biodiesel. Se puede destacar, además, la posibilidad de desarrollar áreas agrícolas marginales, poner

nuevamente en funcionamiento plantas aceiteras abandonadas, silos con capacidad ociosa y la adopción

comercial de cultivos oleaginosos alternativos. Esto traería como consecuencia la oportunidad de disponer

también de subproductos con valor comercial: glicerina y tortas y harinas como base para la alimentación

animal.

Debido a que los ésteres de los aceites poseen características físico‐químicas similares a las de los gasóleos,

se pueden mezclar en distintas proporciones con el gasóleo convencional y utilizarlos en los vehículos diésel

sin necesidad de introducir modificaciones importantes en los motores.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2.3. PRODUCCIÓN DE BIOETANOL Y SUS DERIVADOS

La producción de bioetanol se realiza a partir de jugos de productos agrícolas ricos en azúcares (tallo de la

caña de azúcar o del sorgo azucarado, raíz de remolacha o melazas de azucarería por ejemplo) o a partir de

productos que contienen almidón o inulina (granos de cereales, tubérculos de patatas o raíces de endivia por

ejemplo), a los que previamente hay que hidrolizar para obtener glucosa y/o fructosa que formarán parte

del mosto azucarado. Una tercera posibilidad es usar biomasa lignocelulósica de la que, por hidrólisis de la

celulosa, se puede obtener glucosa fermentable pero este caso está menos desarrollado aunque es muy

interesante por la abundancia y bajo precio de la biomasa lignocelulósica.

CÓMO SE PRODUCE EL BIOETANOL

El bioetanol se obtiene por fermentación de medios azucarados hasta lograr un grado alcohólico, después de

fermentación, en torno al 10%‐15%, concentrándose por destilación para la obtención del denominado

"alcohol hidratado" (4‐5% de agua) o llegar hasta el alcohol absoluto (mínimo un 99,8% de riqueza) tras un

proceso específico de deshidratación. Esta última calidad es la necesaria si se quiere utilizar el alcohol en

mezclas con gasolina en vehículos convencionales.

El proceso de producción es el siguiente:

• Una vez obtenido el mosto azucarado, las levaduras, en ausencia de oxígeno, transforman la glucosa en

etanol. Por cada 100 g de glucosa se obtienen 51,1 g de etanol y 48,9 g de CO2.

• Como consecuencia de este proceso se obtiene un “vino” con una concentración de etanol variable (del

10 al 15%). En este vino hay, además de agua y etanol, numerosos compuestos orgánicos y los restos de

las células de las levaduras que, una vez alcanzado el límite de su tolerancia al etanol, mueren.

• La separación del etanol se realiza normalmente mediante un proceso de destilación que comprende

dos fases. En la primera, mediante arrastre con vapor de agua, se obtiene etanol hidratado con un 4‐5

% de agua. La segunda fase consiste en retirar el agua del etanol, lo que se logra mediante un disolvente

intermediario (normalmente benceno), que separa el etanol del agua. Luego se recupera dicho

disolvente, quedando ya el etanol deshidratado (con una pureza superior al 99,8 % en volumen).

El etanol puede utilizarse como único combustible, realizando modificaciones a los motores, o en mezclas

con la gasolina desde un 10% hasta mezclas mucho más altas como el E‐85. El E‐85 es un combustible que

contiene hasta el 85% de etanol y sólo un 15% de gasolina, que puede utilizarse en los vehículos denominados

FFV (Flexible Fuel Vehicle). Los FFV están diseñados para poder utilizar indistintamente gasolina y mezclas en

cualquier porcentaje hasta un máximo de etanol del 85%. Estos vehículos están equipados con un sensor de

combustible que detecta la proporción etanol/gasolina y adapta los sistemas de inyección e ignición a las

características de la mezcla. Estos vehículos están disponibles en el mercado en algunos países como Estados

Unidos, Brasil o Suecia.

En algunos países se prefiere utilizar mezclas de etanol con gasolina después de transformar el etanol en etil

terciario butíl éter (ETBE). El ETBE es el producto principal de la reacción en la que interviene una molécula

de etanol y otra de isobuteno, lo que equivale a utilizar una tonelada de isobuteno y 0,8 Tm de etanol para

obtener 1,8 Tm de ETBE. El ETBE es una alternativa al MTBE (metil terciario butil éter), que se obtiene a partir

del petróleo y se utiliza como mejorante de las gasolinas. El ETBE tiene un índice de octano y un poder

calorífico ligeramente superior al MTBE, y su rendimiento de fabricación, a partir del isobuteno, también es

más elevado.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


El ETBE se puede producir en las mismas instalaciones en las que ahora se obtiene MTBE y en los países de

la UE se acepta la incorporación del ETBE como mejorante de las gasolinas hasta un porcentaje del 10% sin

que tenga que realizarse marcado especial, siendo su empleo totalmente aceptado por los fabricantes de

automóviles.

Teniendo en cuenta que, para producir un litro de alcohol se necesitan aproximadamente 3 kg de cereal o l0

kg de raíz de remolacha, y que el valor que se espera que los cereales de secano al precio de garantía tengan

en un futuro próximo (unas 0,12 €/kg) o el de la remolacha de tipo C (al precio medio de 0,02 €/kg), el precio

de la materia prima para producir un litro de etanol a partir de cereales o de remolacha sería de 0,36 € o 0,20

€, respectivamente. La incidencia del coste del proceso de producción del etanol en el precio final de este

producto, depende mucho del tamaño de la destilería.

Para una destilería que produzca 40 millones de litros al año, los costes variables podrían establecerse en

unas 0,102 €/l y los derivados de la amortización de la instalación en unas 0,045 €/l.

La producción de etanol a partir de remolacha de tipo C parece ser viable desde el punto de vista económico,

pero el problema es la falta de seguridad sobre la cantidad que se produciría anualmente de este tipo de

remolacha.

Dado el amplio margen que queda para la producción de etanol, el precio de la remolacha C podría

incrementarse hasta unos 0,03 €/kg, lo que podría aumentar el interés de los agricultores por cultivar

remolacha fuera del cupo que tuvieran autorizado para la producción de azúcar. Por otra parte, los cultivos

de remolacha para la producción de etanol podrían utilizar algunas de las variedades de alta producción de

azúcar que no se comercializar por tener un mal rendimiento en azúcar cristalizada, pero que podrían ser

una buena materia prima para la producción de etanol.

64% Isobuteno + 36% Metanol ‐> MTBE

55% Isobuteno + 45% Etanol ‐> ETBE



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2.4. BIOCARBURANTES Y REDUCCIÓN DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO

INVERNADERO (GEI)

El uso de biocarburantes en lugar de los carburantes de origen fósil supone una reducción en todo el ciclo de

vida de las emisiones de gases de efecto invernadero. La reducción obtenida depende de cada proceso de

producción y puede calcularse utilizando la metodología establecida en la Directiva 28/2009, de Energías

Renovables, y mediante herramientas de cálculo armonizadas (por ejemplo la Calculadora de Gases de Efecto

Invernadero del IDAE, Calcugei).

La patronal europea del bioetanol, ePure, informa sobre los últimos datos que confirman que durante 2017

se superó el 70% de ahorro promedio de emisiones de GEI por uso de bioetanol (producido con materias

primas europeas) en comparación con los combustibles fósiles.

Independientemente de los valores reales que puedan calcularse para cada caso, la Directiva 28/2009

reconoce unos niveles de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero aplicables con carácter

genérico a una serie de procesos comunes de producción de biocarburantes.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Valores típicos (1) y valores por defecto (2) para los biocarburantes producidos sin emisiones netas de carbono debidas a cambios en el uso del suelo.

Proceso de producción del biocarburante Reducción de emisiones de GEI (1)

Reducción de emisiones de GEI (2)

Etanol de remolacha azucarera 61% 52%

Etanol de trigo (combustible de proceso no especificado) 32% 16%

Etanol de trigo (lignito como combustible de proceso en instalaciones de cogeneración)

32% 16%

Etanol de trigo (gas natural como combustible de proceso en caldera convencional)

45% 34%

Etanol de trigo (gas natural como combustible de proceso eninstalaciones de cogeneración)

53% 47%

Etanol de trigo (paja como combustible de proceso en instalaciones de cogeneración)

69% 69%

Etanol de maíz, producción comunitaria (gas natural como combustible de proceso en instalaciones de cogeneración)

56% 49%

Etanol de caña de azúcar 71% 71%

Parte del etil‐terc‐butil‐éter procedente de fuentes renovables (ETBE)

Iguales a los de producción del

etanol


etanol

Parte del terc‐amil‐etil‐éter procedente de fuentes renovables (TAEE)


etanol


etanol

Biodiésel de colza 45% 38%

Biodiésel de girasol 58% 51%

Biodiésel de soja 40% 31%

Biodiésel de aceite de palma (proceso no especificado) 36% 19%

Biodiésel de aceite de palma (proceso con captura de metano en la almazara)

62% 56%

Biodiésel de aceites usados de origen vegetal o animal (*) 88% 83%

Aceite vegetal de colza tratado con hidrógeno 51% 47%

Aceite vegetal de girasol tratado con hidrógeno 65% 62%

Aceite vegetal de palma tratado con hidrógeno (proceso no especificado)

40% 26%

Aceite vegetal de palma tratado con hidrógeno (proceso con captura de metano en la almazara)

68% 65%

Aceite vegetal puro de colza 58% 57%

Biogás producido a partir de residuos orgánicos urbanos como gas natural comprimido

80% 73%

Biogás producido a partir de estiércol húmedo como gas natural comprimido

84% 81%

Biogás producido a partir de estiércol seco como gas natural comprimido

86% 82%

(*) Excluido el aceite de origen animal producido por los subproductos animales clasificados como material de la categoría 3 de

conformidad con el Reglamento (CE) no 1774/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 3 de octubre de 2002, por el que

se establecen las normas sanitarias aplicables a los subproductos animales no destinados al consumo humano.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Valores típicos (1) y valores por defecto (2) estimados para los futuros biocarburantes que no se encontraban o solo se encontraban en cantidades insignificantes en el mercado en enero de 2008, producidos sin emisiones netas de carbono debidas a cambios en el uso del suelo.

Proceso de producción del biocarburante Reducción de emisiones de GEI, valores típicos

Reducción de emisiones de GEI, valores por defecto

Etanol de paja de trigo 87% 85%

Etanol de residuos de madera 80% 74%

Etanol de madera cultivada 76% 70%

Gasóleo Fischer‐Tropsch procedente de residuos de madera 95% 95%

Gasóleo Fischer‐Tropsch procedente de madera cultivada 93% 93%

Dimetil‐éter de residuos de madera (DME) 95% 95%

DME de madera cultivada 92% 92%

Metanol de residuos de madera 94% 94%

Metanol de madera cultivada 91% 91%

Parte del metil‐terc‐butil‐éter procedente de fuentes renovables

(MTBE)

Iguales a los de producción de metanol

utilizado

Iguales a los de producción de metanol

utilizado

(1) El valor típico es la estimación de la reducción de las emisiones representativas de GEI en un proceso

particular de producción de biocarburante. Este valor puede ser utilizado por los Estados Miembros a la hora

de calcular la reducción neta de las emisiones GEI resultante del uso de biocarburantes que debe incluirse en

el informe para la CE sobre los progresos en la utilización de la energía procedente de fuentes renovables.

(2) El valor por defecto es el derivado de un valor típico mediante la aplicación de factores predeterminados

con el fin de establecer umbrales conservadores en comparación con los procesos de producción normales.

Es el que los operadores económicos, en las circunstancias especificadas en la Directiva 28/2009, pueden

utilizar en lugar de un valor real.

Fuente: https://www.idae.es/tecnologias/energias‐renovables/uso‐termico/biocarburantes



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


4.2.5. LEGISLACIÓN SOBRE BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA

ÁMBITO EUROPEO

Fomento de uso y sostenibilidad

Directiva (UE) 2015/1513 del Parlamento Europeo y del Consejo de 9 de septiembre de 2015 por la que se modifican la Directiva 98/70/CE, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo, y la Directiva 2009/28/CE, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.

Directiva 2009/28/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas 2001/77/CE y

2003/30/CE.

Especificaciones técnicas

Directiva (UE) 2015/1513 del Parlamento Europeo y del Consejo de 9 de septiembre de 2015 por la que se modifican la Directiva 98/70/CE, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo, y la Directiva 2009/28/CE, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.

Directiva (UE) 2015/652 del Consejo, de 20 de abril de 2015, por la que se establecen métodos de cálculo y requisitos de notificación de conformidad con la Directiva 98/70/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo.

Directiva 2009/30/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009, por la que se modifica la Directiva 98/70/CE en relación con las especificaciones de la gasolina, el diésel y el gasóleo, se introduce un mecanismo para controlar y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se modifica la Directiva 1999/32/CE del Consejo en relación con las especificaciones del combustible utilizado por los buques de navegación interior y se deroga la Directiva 93/12/CE.

Fiscalidad

Directiva 2003/96/CE, de 27 de octubre de 2003, por la que se reestructura el régimen comunitario de imposición de

los productos energéticos y de la electricidad.

Aspectos comerciales

Reglamento de Ejecución (UE) 2019/244 de la Comisión, de 11 de febrero de 2019, por el que se impone un derecho compensatorio definitivo a las importaciones de biodiésel originario de Argentina.

Decisión de Ejecución (UE) 2019/245 de la Comisión, de 11 de febrero de 2019, por la que se aceptan ofertas de compromiso a raíz de la imposición de derechos compensatorios definitivos sobre las importaciones de biodiésel originario de Argentina.

Reglamento de ejecución (UE) Nº 157/2013 del Consejo de 18 de febrero de 2013 por el que se establece un derecho antidumping definitivo sobre las importaciones de bioetanol originario de los Estados Unidos de América.

Reglamento de ejecución (UE) 2015/1518 de la Comisión de 14 de septiembre de 2015 por el que se establece un derecho antidumping definitivo sobre las importaciones de biodiésel originario de los Estados Unidos de América tras una reconsideración por expiración de conformidad con el artículo 11, apartado 2, del Reglamento (CE) nº 1225/2009 del Consejo.

Reglamento de ejecución (UE) 2015/1519 de la Comisión de de 14 de septiembre de 2015 por el que se establece

un derecho compensatorio definitivo sobre las importaciones de biodiésel originario de los Estados Unidos de América

tras una reconsideración por expiración de conformidad con el artículo 18 del Reglamento (CE) nº 597/2009 del Consejo.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ÁMBITO ESPAÑOL

Desarrollo del sector

Ley 34/1998, de 7 de octubre, del Sector de Hidrocarburos. Modificada mediante Ley 12/2007, de 2 de julio.

Especificaciones técnicas

Orden TEC/1367/2018, de 20 de diciembre, por la que se establecen los peajes y cánones asociados al acceso

de terceros a las instalaciones gasistas y la retribución de las actividades reguladas para el año 2019. En la

disposición adicional segunda se amplía hasta el 31 de diciembre de 2019 el plazo previsto en la disposición

final tercera de la Orden ETU/1977/2016, de 23 de diciembre, por la que se establecen los peajes y cánones

asociados al acceso de terceros a las instalaciones gasistas y la retribución de las actividades reguladas para

2017, de acuerdo con lo previsto en la disposición transitoria segunda del Real Decreto 1088/2010, de 3 de

septiembre, por el que se modifica el Real Decreto 61/2006, de 31 de enero, en lo relativo a las

especificaciones técnicas de gasolinas, gasóleos, utilización de biocarburantes y contenido de azufre de los

combustibles para uso marítimo, en relación con la obligación relativa a la disponibilidad de gasolina de

protección.

Real Decreto 61/2006, de 31 de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos,

fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados biocarburantes. Modificado

mediante Real Decreto 1088/2010, de 3 de septiembre.

Fiscalidad

Ley 38/1992, de 28 de diciembre, de Impuestos Especiales. Modificada mediante Ley 53/2002, de 30 de

diciembre, de Medidas Fiscales, Administrativas y del Orden Social y modificada mediante Ley 22/2005, de

18 de noviembre, por la que se incorporan al ordenamiento jurídico español diversas directivas comunitarias

en materia de fiscalidad de productos energéticos y electricidad y del régimen fiscal común aplicable a las

sociedades matrices y filiales de estados miembros diferentes, y se regula el régimen fiscal de las

aportaciones transfronterizas a fondos de pensiones en el ámbito de la Unión Europea.Modificada mediante

Ley 2/2012, de 29 de junio, de Presupuestos Generales del Estado para el año 2012. Modificada mediante

Ley 15/2012, de 27 de diciembre, de medidas fiscales para la sostenibilidad energética.

Real Decreto 1165/1995, de 7 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de los Impuestos Especiales.

Modificado mediante Real Decreto 1739/2003, de 19 de diciembre, por el que se modifican el Reglamento

de los Impuestos Especiales, aprobado por el Real Decreto 1165/1995, de 7 de julio, y el Real Decreto

3485/2000, de 29 de diciembre. Modificado mediante Real Decreto 774/2006, de 23 de junio. Modificado

mediante Real Decreto 191/2010, de 26 de febrero. Modificado mediante Real Decreto 1715/2012, de 28 de

diciembre, por el que se modifica el Reglamento de los Impuestos Especiales, aprobado por Real Decreto

1165/1995, de 7 de julio, y se introducen otras disposiciones relacionadas con el ámbito tributario.

Modificado mediante Real Decreto 1041/2013, de 27 de diciembre, por el que se modifica el Reglamento de

los Impuestos Especiales, aprobado por el Real Decreto 1165/1995, de 7 de julio, y se introducen otras

disposiciones en relación con los Impuestos Especiales de fabricación y el Impuesto sobre el valor de la

producción de la energía eléctrica.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Obligación de uso

Resolución de 11 de marzo de 2019, de la Secretaría de Estado de Energía, por la que se incluye el biopropano

en el anexo de la Orden ITC/2877/2008, de 9 de octubre, por la que se establece un mecanismo de fomento

del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con fines de transporte.

Real Decreto 235/2018, de 27 de abril, por el que se establecen métodos de cálculo y requisitos de

información en relación con la intensidad de las emisiones de gases de efecto invernadero de los

combustibles y la energía en el transporte; se modifica el Real Decreto 1597/2011, de 4 de noviembre, por

el que se regulan los criterios de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos, el Sistema Nacional de

Verificación de la Sostenibilidad y el doble valor de algunos biocarburantes a efectos de su cómputo; y se

establece un objetivo indicativo de venta o consumo de biocarburantes avanzados.

Circular 1/2019, de 13 de marzo, de la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia, por la que se

regula la gestión del mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con

fines de transporte.

Real Decreto 1085/2015, de 4 de diciembre, de fomento de los Biocarburantes.

Orden IET/2786/2015, de 17 de diciembre, por la que se modifica la Orden ITC/2877/2008, de 9 de octubre,

por la que se establece un mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables

con fines de transporte.

Ley 12/2007, de 2 de julio, por la que se modifica la Ley del Sector de Hidrocarburos.

Orden TEC/1420/2018, de 27 de diciembre, por la que se desarrollan los aspectos de detalle del Sistema

Nacional de Verificación de la Sostenibilidad y de la emisión del informe de verificación de la sostenibilidad

regulados en el Real Decreto 1597/2011, de 4 de noviembre, por el que se regulan los criterios de

sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos, el Sistema Nacional de Verificación de la Sostenibilidad y

el doble valor de algunos biocarburantes a efectos de su cómputo.

Real Decreto 235/2018, de 27 de abril, por el que se establecen métodos de cálculo y requisitos de

información en relación con la intensidad de las emisiones de gases de efecto invernadero de los

combustibles y la energía en el transporte; se modifica el Real Decreto 1597/2011, de 4 de noviembre, por

el que se regulan los criterios de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos, el Sistema Nacional de

Verificación de la Sostenibilidad y el doble valor de algunos biocarburantes a efectos de su cómputo; y se

establece un objetivo indicativo de venta o consumo de biocarburantes avanzados.

Circular 1/2019, de 13 de marzo, de la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia, por la que se

regula la gestión del mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con

fines de transporte.

Real Decreto 1597/2011, de 4 de noviembre, por el que se regulan los criterios de sostenibilidad de los

biocarburantes y biolíquidos, el Sistema Nacional de Verificación de la Sostenibilidad y el doble valor de

algunos biocarburantes a efectos de su cómputo.

CONTENIDOS TEÓRICOSFuentes y referencias bibliográficas 111


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



Fuentes y referencias bibliográficas

CONTENIDOS TEÓRICOSFuentes y referencias bibliográficas 112


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Agencia extremeña de la energía. “Cultivos energéticos en Extremadura”

Madrimasd (2004) Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol.

Antonio Valero, Fernando Sebastián, Javier Royo y Jesús Pascual‐ Grupo de Investigación de Biomasa de CIRCE. “Cultivos energéticos”.

Ana Luísa Diogo Ferreira. Coimbra, July, 2015). “Energy crops: Biomass production and Bioenergy”.

Ana Luís de Matos Marques. Technical University of Lisbon (2015) “Energy Use of Biomass in Portugal Tratolixo study case”.

Departamento de Agricultura y Alimentación‐ Centro de transferencia agroalimentaria‐ Gobierno de Aragón (2007).”Informaciones Técnicas: El cultivo del girasol”

IDAE (2007) “Biomasa: Cultivos energéticos”.

Encrop (2009) Energy from field energy crops – a handbook for energy producers.

ECAS (2007) Cultivos energéticos en el espacio atlántico.

IICA (2007) Biocombustibles.

Mª José Núñez García y Pablo García Triñanes (Dpto de Ingeniería Química, ETSE, Universidad de Santiago de Compostela. “BIOCOMBUSTIBLES: Bioetanol y Biodiesel”

https://www.idae.es/tecnologias/energias‐renovables/uso‐termico/biocarburantes

https://ec.europa.eu/commission/sites/beta‐political/files/fourth‐report‐state‐of‐energy‐union‐april2019_en_0.pdf

https://ec.europa.eu/energy/en/topics/renewable‐energy/biomass

www.euforgen.org/publications.html

https://www.agroptima.com/es/blog/siembra‐de‐la‐colza/#

http://www.empresaagraria.com/seis‐consejos‐basicos‐llevar‐adelante‐cultivo‐colza/Autor: Servicio Agronómico de Pioneer

http://biofuelpark.com/ethanol‐crops/

www.idae.es

www.bioplat.org

www.biogas3.eu

www.energias‐renovables.com

www.ec.europa.eu

www.economiacircular.org

www.sostenibilidad.com

OTROS ENLACES

www.ipcc.ch www.aebiom.org

www.ieabioenergy.com/ www.globalbioenergy.org

www.eia.doe.gov/oiaf/aeo/ www.rhc‐platform.org

www.bp.com/centres/energy/world_stat_rev/oil/reserves.asp www.eubia.org

www.bioenergyinternational.org www.worldbioenergy.org

www.avebiom.org www.eurobserv‐er.org

RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADOANEXOS 113


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Parte II. RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADO

ANEXOS 1, 2 y 3

RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADOANEXOS 114


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057

CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN “BIOENERGÍA EN EL MEDIO RURAL”




ANEXO 1 EJEMPLOS PRACTICOS PARA ESTUDIO DE CASOS



RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADOANEXO 1. EJEMPLOS PRÁCTICOS PARA ESTUDIO DE CASOS 115


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


1. Planta de Biogás Nová Ves nad Žitavou, Eslovaquia

2. Planta de Biogás Humenné (Agrokomplex s.r.o.) Eslovaquia

3. 2 MW Biogás combined heat and power plant, Bulgaria

4. 1 MW biogás combined heat and power plant, Bulgaria

5. Planta de biomasa de 15 MW de Miajadas (Cáceres) España

6. Planta de biomasa de 30 MW, Sangüesa, (Navarra) España

7. Planta de biomasa de 16 MW Briviesca, (Burgos) España

8. BIOENERGISA ‐ Un campo pedagógico de plantas para cultivos energéticos (Lisboa) Portugal

9. RED DE CALOR / DISTRICT HEATING (Soria) España

10. RED DE CALOR / DISTRICT HEATING (Valladolid) España

11. Pequeña cadena de suministro de energía para calefacción, (La Toscana), Italia

12. Una caldera de astillas de madera para calentar 160 apartamentos en Cutigliano (Abetone) Italia



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La planta de biogás se construye de acuerdo con la tecnología BIOTEC, s.r.o. El biogás se produce por

fermentación húmeda a partir de materia orgánica generada por la producción agrícola. El biogás

producido se quema luego en una unidad de cogeneración para producir energía eléctrica y térmica.

Características básicas

Puesta en marcha: 2013.

Unidad de Cogeneración: BHKW JMS 416.

Potencia eléctrica del BHKW JMS 416: 999 kW.

Potencia calorífica: 900 kW.

Volumen del tanque de gas: 3.000 m3.

Materia prima: maíz ensilado (15.000 Tm/año) and cortes de

remolacha + residuos biodegradables (5.000 Tm/año).

Total de biomasa entrante: 20.000 Tm/año.

En la planta de biogás, la digestión anaeróbica se produce mediante la conversión de biomasa (ensilaje de

maíz, cortes de remolacha) en ausencia de oxígeno, por medio de bacterias metanogénicas en los tanques

de fermentación para producir biogás junto con residuos de fermentación (digerido), que se bombea a un

depósito abierto, donde se exporta después del período de almacenamiento reglamentario a tierras de

cultivo, donde se utiliza como un valioso fertilizante orgánico. La electricidad producida en la unidad de

cogeneración es suministrada a la red pública, y el calor, parte del cual se utiliza para calentar los tanques

de fermentación, y el resto sirve como fuente de calor para la calefacción central.

❶ Planta de Biogás Nová Ves nad Žitavou, Eslovaquia



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Parámetros técnicos de la unidad de cogeneración

Número de motores: 1

Fabricante / Tipo: GE JENBACHER, JMS 416 GS

Diseño: Biogás de cuatro tiempos

Número de cilindros: 20

Velocidad del motor: 1.500 min‐1

Combustible: Biogás

P rendimiento (total): 1.899 kW

Tipo: sincrónico

Frecuencia: 50 Hz

Potencia (electricidad): max. 999 kW a 1.500 x min‐1

Capacidad de la unidad de cogeneración BHKW JMS 416

Consumo de materia prima

Cantidad Tm/año Cantidad Tm/año

Ensilaje de maíz 15.000 Digestato 10.000

Cortes de remolacha + residuos biodegradables 5.000

TOTAL 20.000 TOTAL 10.000

i.e. 54,80 Tm/día i.e. 27,40 Tm/día

Beneficios

Producción de energía para consumo propio y suministro a la red eléctrica pública.

Producción de calor para calefacción central.

Uso del producto digerido como fertilizante.

Evitar fugas de gas, principalmente de fertilizantes orgánicos almacenados.

Producción de energía neutra en CO2.

Evitar las fugas naturales de metano (gases de efecto invernadero) y sustancias nitrogenadas.

Eliminación y recuperación de residuos orgánicos problemáticos.

Uso de recursos locales.

Recuperación de residuos.

Potencia eléctrica producida 999 kW

Potencia térmica producida 900 kW

Volumen del tanque de Gas 3.000 m3

Generador GE JENBACHER, JMS 416 GS

Tensión de funcionamiento 400V +/‐ 10%

Frecuencia nominal 50Hz +/‐ 2%

Tipo de voltaje AC/DC (TN‐C‐S)

Eficiencia térmica 43%

Pérdida máxima 20%

Tiempo de funcionamiento anual 8.030 horas



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Agrokomplex s.r.o. fue creada el 28 de Julio de 2003.

Las principales actividades de la granja son:

• Cría de cerdos.

• Engorde bovino.

• Ganadería ‐ producción de leche.

• Cultivo de cultivos agrícolas.

• Producción de piensos compuestos.

La planta de biogás para el uso de energía renovable fue construida dentro del complejo de la

granja. Se produce Biogás por fermentación húmeda

a partir de materia orgánica producida a partir de la

producción de la granja. El biogás resultante se

quema posteriormente en una unidad de

cogeneración con el fin de producir energía eléctrica

y térmica. El subproducto de la planta de biogás es

un fertilizante orgánico digerido. El fertilizante se

utiliza dentro de la finca. El calor, que no se consume

en el propio proceso se utiliza aún más para calentar

los fermentadores y el edificio principal de

operaciones.

Comienzo de la construcción Octubre 2011

Comienzo del funcionamiento Marzo 2012

Fin de funcionamiento min. 2027

❷ Planta de Biogás Humenné, Agrokomplex, s.r.o, Eslovaquia



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


El funcionamiento de la planta de biogás es totalmente automático. El operador debe realizar solo

la carga de sustratos (aprox. 0,5 horas por día) y realizar inspecciones y mantenimiento del equipo

(aproximadamente 0,5 horas por día). La seguridad operacional asume el uso de solo 1 trabajador.

En operación normal, la planta de biogás es completamente independiente de las fuentes externas

de calor y energía.

En el futuro, se planea utilizar el calor producido para la calefacción central de algunos edificios en

el área agrícola.

El biogás se produce mediante fermentación de

sustratos de entrada (fuentes renovables) en

reactores:

en el prismático principal ‐ 2x

en un turbo‐fermentador

El volumen utilizable de un fermentador es de 2.500 m³.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Parámetros de rendimiento Parámetros energéticos anuales

Potencia eléctrica real 999 kW Producción de energía útil total 20.199.869 kWh

Potencia térmica 587 kW Producción eléctrica 8.382.946 kWh

Eficiencia eléctrica 41,5% Potencia de generación de calor 4.928.768 kWh

Eficiencia térmica 24,4% Consumo eléctrico propio 287.963 kWh

Pérdidas 34,1% Producción efectiva de calor 3.677.453 kWh

Tiempo de funcionamiento anual 8.395 h

Consumo de calor para fermentación

1.251.315 kWh

Pérdidas de calor 6.888.155 kWh

Resumen

Una de las estaciones de biogás más modernas.

Los fermentadores, la sala de máquinas y las salas de control están en una unidad.

2 x 2500 m3 fermentadores.

1 unidad de cogeneración = 24 MW/24 hrs.

Alimentación diaria de fermentadores con un consumo promedio de 34 Toneladas (Tm) de ensilaje y

20 m3 de estiércol por 1 unidad de cogeneración.

El aserrado de alta calidad ha logrado la alta calidad del ensilaje, por lo que se necesitan menos

cantidades de ensilaje.

El material de salida, el “digestato”, sirve como un buen fertilizante. Está previsto que se procese más

en combustible sólido en forma de gránulos para la venta.

La planta de biogás, además de la

producción de electricidad, también

produce calor para la calefacción

central de sus propias instalaciones

(secado de grano, granulación).

La estación de biogás es muy tranquila

con un olor mínimo (el bloque de

oficinas está a solo unos metros de la

estación de biogás).



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Planta de biogas combinada de calor y electricidad que genera poco más de 2.000 kW de energía eléctrica

y casi 2.300 kW de energía térmica. La eficiencia energética total del sistema es 89,3%, la suma total de

41,9% de eficiencia eléctrica y 47,4% de eficiencia térmica.

La energía térmica se entrega en forma de agua caliente, que luego se utiliza en el proceso de producción

de biogás, para el saneamiento de los desechos animales antes de que ingresen al digestor anaeróbico, y

también para el agua caliente y la calefacción de los edificios cercanos. La electricidad se usa en el sitio y

la cantidad excedente se vende a la red.

Las plantas de cogeneración son capaces de alcanzar una eficiencia energética total de hasta el 96%, pero el porcentaje más alto no debe ser un objetivo en sí mismo. En este caso, el diseño de ingeniería con una eficiencia total del 89,3% refleja el equilibrio técnico y económico óptimo entre las necesidades energéticas del consumidor, las materias primas disponibles y los precios de la energía.

Las materias primas en esta planta de biogás son los siguientes desechos agroalimentarios: estiércol de

cerdo, desechos de mataderos, sangre, subproductos de remolacha azucarera y ensilaje de maíz. Los

desechos de orígen animal se tratan térmicamente antes de cargarlos en el sistema de digestion

anaeróbica para destruir posibles patógenos.

La composición química del biogás obtenido de estas materias primas y proporciones consiste en

alrededor del 55% de contenido de CH4, un poco menos del 45% de CO2 y pequeñas cantidades de otros

compuestos, como H2S.

Parámetros técnicos y de rendimiento

Energía eléctrica 2.000 kW

Energía térmica 2.300 kW

HRT (Tiempo de retención hidráulica) 50 días

Horas de funcionamiento por año alrededor de 8.000 h

Energía eléctrica producida más de 16.000.000 kWh/año

Porcentaje de autoconsumo 8‐10 %

Potencia de salida Generador térmico

Eficiencia eléctrica 41,9%

Eficiencia térmica 47,4%

Las cantidades aproximadas de las materias primas son:

Estiércol de cerdo: más de 100.000 Tm/año

Residuos de mataderos: más de 700 Tm/año

Sangre: más de 200 Tm/año

Subproductos de remolacha azucarera: más de 20.000 Tm/año

Ensilaje de maíz: más de 30.000 Tm/año

❸ Planta biogás 2 MW combinada de calor y electricidad, Bulgaria



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Una planta de cogeneración de biogás que genera más de 1.000 kW de energía eléctrica y más de 1.100

kW de energía térmica. La eficiencia energética total es del 90,7%, la suma total del 39,4% de eficiencia

eléctrica y el 51,3% de eficiencia térmica, lo que refleja el equilibrio técnico y económico óptimo del

proyecto.

Las materias primas para la producción de biogás son desechos agroalimentarios principalmente de orígen

animal: estiércol de cerdos, ganado vacuno y pollo, suero de leche y desechos de mataderos, y desechos

de aceite de oliva.

La composición química del biogás producido a partir de cantidades y proporciones particulares es de

alrededor del 60% de CH4 (más alto que en el Estudio de caso 1), un poco menos del 40% de CO2 y

pequeñas cantidades de otros gases como el H2S.

Parámetros técnicos y de rendimiento

Energía eléctrica 1.000 kW

Energía térmica 1.100 kW

HRT (Tiempo de retención hidráulica) 38 días

Horas de funcionamiento por año alrededor de 8.000 h

Energía eléctrica producida alrededor de 8.000.000 kWh/año

Porcentaje de autoconsumo 8‐10 %

Potencia de salida Generador térmico

Eficiencia eléctrica 39,4%

Eficiencia térmica 51,3%

Las cantidades aproximadas de las materias primas son:

Estiércol de cerdo: más de 40.000 Tm/año

Residuos avícolas: más de 10.000 Tm/año

Estiércol líquido de ganado: alrededor de 2.000 Tm/año

Suero de leche: más de 9.000 Tm/año

Residuos de mataderos: más de 5.000 Tm/año

Residuos de aceite de olive: alrededor de 3.000 Tm/año

❹ Planta biogás 1 MW combinada de calor y electricidad, Bulgaria



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Planta de 15 MW capaz de operar con diferentes tipos de biomasa. Fue la primera en Europa preparada

para utilizar dos tipos de materia prima (herbácea y leñosa), lo que permite diversificar el suministro de

combustible. Fue desarrollada como proyecto I+D en colaboración con empresas y centros tecnológicos

de España, Finlandia y Dinamarca, con el respaldo del VII Programa Marco de apoyo a la investigación de

la UE.

https://www.acciona‐energia.com/es/areas‐de‐actividad/otras‐

tecnologias/biomasa/instalaciones‐destacadas/planta‐de‐biomasa‐de‐miajadas/

Planta de 30 MW situada en Navarra y operativa desde 2002. La planta de biomasa de Sangüesa fue

pionera en el sur de Europa y ha constituido, desde su puesta en marcha en 2002, una referencia

internacional sobre las posibilidades de aprovechamiento de la biomasa para la generación de

electricidad.


tecnologias/biomasa/instalaciones‐destacadas/planta‐de‐biomasa‐de‐sangueesa/

Información general Aspectos destacados

Situación: Miajadas. Cáceres. España.

Primera planta europea que opera con biomasa herbácea (cañote de maíz) y leñosa (restos de poda y forestales).

Producción media anual de 128 GWh, equivalentes a la demanda de 40.000 hogares.

Potencia: 15 MW. 110.000 toneladas de biomasa consumidas al año.

Tecnología: Generación térmica a partir de biomasa herbácea y leñosa.

123.000 toneladas de CO2 anuales evitadas.

Puesta en marcha: 2010. Creación de valor añadido en el medio rural.

Sistema logístico que asegura el abastecimiento de materia prima.

Propiedad: ACCIONA Energía. Monitorización, control y gestión de residuos y emisiones.


Situación: Sangüesa, Navarra. España. Producción media anual de 200 GWh, equivalente a la demanda de unos 60.000 hogares.

Cobertura del 5% de la demanda eléctrica de Navarra.

Potencia: 30,2 MW. 160.000 toneladas de paja de cereal consumidas al año.

Tecnología: Generación térmica a partir de paja de cereal.


Creación de valor añadido en el medio rural.

Primera planta de biomasa instalada por ACCIONA.

Puesta en marcha: 2002. Pionera en el sur de Europa cuando fue puesta en marcha.

Propiedad: ACCIONA Energía. Funcionamiento satisfactorio tras más de 10 años de entrada en servicio.

❺ Planta de biomasa de 15 MW de Miajadas, (Cáceres) España

❻ Planta de biomasa de 30 MW de Sangüesa, (Navarra) España



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Planta de 16 MW capaz de atender la demanda eléctrica de 40.000 hogares. ACCIONA Energía conectó a

red la Planta de Biomasa de Briviesca (Burgos) en septiembre de 2010. Iniciaba así su andadura una

instalación que simbolizaba la introducción de nuevas tecnologías de aprovechamiento energético de

origen orgánico en el entorno eminentemente agrícola de la comunidad de Castilla y León.


tecnologias/biomasa/instalaciones‐destacadas/planta‐de‐biomasa‐de‐briviesca/


Situación: Briviesca, Burgos. España. Implantación de tecnología novedosa pionera en el territorio.

Producción media anual de 128 GWh, equivalentes a la demanda de 40.000 hogares.

Potencia: 16 MW. 102.000 toneladas de paja de cereal consumidas al año.

Tecnología: Generación térmica a partir de bimasa herbácea.


Creación de valor añadido en el medio rural.

Sistema logístico que asegura el abastecimiento de materia prima.

Puesta en marcha: 2010. Monitorización, control y gestión de residuos y emisiones.

Propiedad: ACCIONA Energía (85%) y Ente Regional de Castilla y León (15%).

Creación de unos 100 empleos directos e indirectos estables.

❼ Planta de biomasa de 16 MW de Briviesca, (Burgos) España



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


ISA fue uno de los pioneros en Portugal en el

estudio del uso de la biomasa con fines

energéticos, teniendo hoy experiencia y resultados

de investigación en esta área y áreas relacionadas,

así como las infraestructuras que le permitieron

instalar un campo de demostración de plantas de

energía.

BIOENERGISA es un campo de difusión y

experiencia pedagógica sobre plantas que se

pueden cultivar y transformar para producir

energía o biocombustibles. . Este campo

pedagógico está destinado a estudiantes,

profesores, empresarios agrícolas y forestales y al

público en general.

Bioenergisa presenta una colección de plantas anuales y perennes divididas en cuatro grupos principales

(para cada uno de ellos se mencionan los procesos de conversiÓn y las características de los potenciales

productos finales):

1. Plantas forestales de crecimiento rápido: en este campo se presta especial atención a las especies de bosques de rápido crecimiento (por ejemplo, eucalipto, álamo, sauce, olmo, aliso y paulownia), plantadas a compases muy ajustados donde la biomasa se acumula con el tiempo.

2. Plantas herbáceas de alto rendimiento: especies herbáceas de alta productividad en la biomasa aérea que se pueden usar como combustibles sólidos como Miscanthus, sp., pasto elefante (Pennisetum purpureum), pasto rojo (Phalaris arundinacea) y caña (Arundo donax).

3. Plantas que contienen aceite: especies productoras de aceite que se pueden usar como materia prima para la extracción de biodiesel, como colza, girasol, cardo, jatrofa y soja.

4. Plantas productoras de azúcar: plantas que producen hidratos de carbono: especies que se acumulan de carbohidratos o inulina que se pueden utilizar como materia prima para la producción de bioetanol como la remolacha azucarera, el sorgo, el tupinamo (Helianthus tuberosus, L.), la caña de azúcar y los cereales de invierno.

Este proyecto también cuenta con la colaboración de algunas entidades externas, como la Universidad

Politécnica de Madrid, el Instituto de Investigaciones Ambientales y de Pastizales y la Asociación Forestal

de Galicia.

http://www.isa.ulisboa.pt/proj/enerwood/bioenergisa

❽ BIOENERGISA. Un campo pedagógico de plantas para cultivos

energéticos, (Lisboa) Portugal

Para visitas contactar con: Jorge Gominho. Instituto Superior de Agronomía (ISA). Centros de estudios foretales. Departamento de Ingenieria Forestal. LISBOA‐ Portugal. Email: [email protected] Tfno. +351 21 365 33 78 / Fax: +351 21 365 31 95



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La planta de Soria facilita el servicio de calefacción y agua caliente sanitaria de la ciudad de Soria,

ahorrando la emisión de 7.850 toneladas de CO2 al año al eliminarse las emisiones de las calderas

comunitarias de gas y gasoil de los vecinos adheridos a la Red.

La central (de unos 800 m2), alberga una sala de dos calderas de biomasa con sus correspondientes

ciclones y filtros, de 6.000 kilovatios térmicos cada una, 3,8 metros de diámetro y 6 metros de altura.

También incluye los acumuladores, depósitos de inercia, colectores, bombas y demás instalaciones de la

red de calor para proporcionar estrictamente energía térmica para calefacción y agua caliente. La

edificación se completa con un silo de astilla que nutre la sala de calderas. Una tubería preaislada

soterrada que trasporta el agua a 90 grados centígrados recorre la ciudad. La última incorporación a la

central térmica es el depósito de inercia de 5.000 m3 que, junto con un doble sistema de rebombeo,

consiguen llevar el calor a todos los puntos de la Red.

La Red de Calor con Biomasa de Soria promovida por la empresa soriana Rebi comenzó a funcionar en

enero de 2015 en el norte y centro de la capital. En el segundo semestre de 2018 las comunidades de la

zona sur también empezaron a recibir el calor procedente de la central térmica de biomasa. La Red

continúa en constante evolución. Están comenzando las obras de la tercera fase para proceder a la

canalización y conexión de nuevos barrios.

http://calorsostenible.es/soria.php

Datos globales

Puesta en marcha: 2015.

Inversión del proyecto: 5 millones de euros.

Potencia calorífica: 12 MW.

Abastecimiento de calefacción y agua caliente a un total de 8.0000 viviendas y 16.000 personas.

Longitud total de la red: 30 km de doble tubería.

❾ Red de calor / District heating, (Soria) España



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La Red de Distribución de Calefacción y Agua Caliente Sanitaria tiene su origen en la Planta Térmica que

la UTE Rebi‐Cofely construye en el Campus universitario Miguel Delibes. De la central parte un conducto

principal que se divide en ramales bajo las calles para llegar a cada una de los edificios susceptibles de

adhesión.

Esta central térmica de biomasa da servicio de calefacción y agua caliente sanitaria mediante biomasa a

24 edificios de la Universidad de Valladolid (UVA), 3 edificios propiedad del Ayuntamiento de Valladolid y

4 pertenecientes a la Junta de Castilla y León.

Por las tuberías discurre energía térmica en forma de agua caliente a una temperatura de 90 grados, llega

a la salas de calderas de los 31 edificios y, a través de un pequeño aparato denominado intercambiador

que se coloca en la sala, el agua se incorpora a los circuitos propios. De esta forma, la caldera central de

gas o gasóleo queda apagada pero funcional. En ese momento se produce el cambio de un combustible

fósil a uno renovable, la biomasa, con la misma generación de calor que el servicio actual. Paralela a la

tubería de ida, trascurre la de retorno, que vuelve con agua fría a la central térmica, ambas totalmente

aisladas para minimizar la pérdida de calor en los 11,30 kilómetros de Red. Incluye un sistema de

detección de fugas y averías de última generación, todo el circuito está monitorizado y conectado al

sistema de telegestión.

El consumo total previsto del conjunto de la Red es de 22.069.734 kWh anuales, de los cuales 17.187.869

kWh pertenecen al consumo de la Universidad (77,87%), 515.180 kWh corresponden a edificios del

Ayuntamiento de Valladolid (2,33%) y 4.366.685 kWh pertenecen a edificios de Deportes de la Junta de

Castilla y León (19,80%).

El consumo total previsto de astilla para el conjunto del District Heating es de 7.886 toneladas anuales,

de las cuales la UVA consumirá 6.140 Tm anuales (77,87%), el ayuntamiento de Valladolid 183,74 Tn

anuales (2,33%) y la Junta, 1.561,43 Tm anuales (19,80%).

Las emisiones de CO2 a la atmósfera actuales aproximadas alanzan las 6.800 Tm CO2/anuales, de las cuales

la UVA emite 5.446 Tm CO2/anuales, el ayuntamiento 170 Tm CO2/anuales, y la Junta de Castilla y León

1.195 Tm CO2/anuales; las totales evitadas a la atmósfera son 6.800 Tm CO2/anuales, ya que el ciclo de

emisiones de la biomasa es neutro.

http://calorsostenible.es/uva.php

❿ Red de calor / District heating, (Valladolid) España



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La Società Cooperativa Agricola Eco‐Energie, ubicada en el sur de la Toscana, Italia, se creó para proteger

el paisaje forestal, para desarrollar una actividad en el campo de la economía verde y crear nuevas

oportunidades de empleo para la población local. La misión de la cooperativa es aumentar el cultivo

forestal, de manera innovadora. Lo innovador de esta experiencia de cooperación es la producción de

combustible certificado local a partir de la madera y la gestión de toda la cadena de suministro, la venta

de energía a los consumidores finales y, por lo tanto, la creación de valor añadido a partir de la madera y

la participación de la población local en el mantenimiento del entorno.

La principal amenaza para las zonas montañosas y las tierras forestales son los precios relativamente bajos

de los productos básicos que se ofrecen para la madera/leña en los mercados mundiales en comparación

con los costos de siembra, mantenimiento y tala. Para combatir este desafío, ECOENERGIE, gracias a la

cooperación, se ha comprometido a:

Producción y venta de productos tradicionales de madera, incluyendo leña y postes de madera.

Participación en actividades de contratación pública, especialmente en mantenimiento de tierras (obras de ingeniería civil, gestión verde, limpieza de riberas).

Gestión de plantas de calefacción. La cooperativa gestiona una red de calefacción y proporciona energía a un pueblo y tiene la capacidad de calentar un volumen de 40.000 metros cúbicos.

La cooperativa también participa como socio en una serie de proyectos financiados a través del Programa

de Desarrollo Rural dentro de la Región Toscana.

La calidad de las astillas de madera

La producción de biocombustibles de madera de ECOENERGIE se somete al procedimiento de certificación de productos de alta calidad. En la siguiente tabla, le mostramos el informe analítico de los parámetros principales, realizado desde el laboratorio de la Universidad de Padua, y la etiqueta de certificación.

Risultati delle analisi prodotte dal Laboratorio Analisi Biocombustibili – Università di Padova.

CLASSIFICAZIONE Classi Valori Unità

Classe dimensionale (P) (Dimensional class) P31,5 – –

Contenuto idrico del campione tal quale (M) (water content) M25 23,2 % tal quale

Massa volumica sterica del campione tal quale (BD) (volumetric mass) BD200 245,0 kg/m3 stero

Contenuto in ceneri sul secco (A) (ashes content, % on dry) A1,0 0,83 % sul secco

Potere calorifico superiore sul secco (pcs0) (higher calorific power) – 19,83 MJ/kg

Potere calorifico inferiore stimato tal quale(pcim) (lower calorific power) – 13,65 MJ/kg

Pequeña cadena de suministro de energía para calefacción, (La Toscana) Italia

11



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Un ejemplo de red de calefacción realizada con econergía

Esta planta es un ejemplo de cadena de

suministro corta, que utiliza madera de

granjas forestales locales y produce energía

de calefacción para estructuras públicas

locales. La cooperativa ECOENERGIE

gestiona toda la cadena desde la producción

de astillas de madera hasta la instalación,

gestión y mantenimiento de la planta de

calefacción y la red.


Situación: Largo Champcevinel, Rassina ‐ Comune di Castel Focognano. Arezzo. Toscana – Italia.

Consumo medio de chips de madera: 160 Tm/año.

Red de calefacción: 125 metros lineales.

Tipo de planta: Red de calefacción con astillas de madera. Número de inmuebles con calefacción: 4.

Generador: Caldera con una potencia de 540 kW y un rendimiento máximo del 90,6%.

Tipo y volúmenes de los inmuebles:

Las características principales de la planta:

• Guardería 1.845 m3. • Escuela primaria 1.650 m3. • Centro de enseñanza Secundaria 4.600 m3. • Gimnasio municipal 8.125 m3.

• caldera con alimentación automática, a través de una cóclea.

• cámara de combustión con parrilla móvil.

• sonda lambda que controla la regulación del aire.

• extracción automática de cenizas.

• medidores de calor que calculan la producción de energía de calefacción.

Volúmen total: 16.220 m3.

Emisión de óxido de carbono ahorrada: 87 Tm/año.

Combustibles fósiles ahorrados (tonelada equivalente de gasolina): 41,17 tep/año.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


La comunidad Boscolungo está ubicada a lo largo de la SS 12 de Abetone y Brennero (Abetone ‐ PT),

municipio de Cutigliano Abetone. Es un complejo construido en los años setenta y consta de 5 edificios,

cada uno de ellos de 5 plantas. Con un garaje en el sótano. En total, hay 160 apartamentos, cada uno con

un área de 50 m2 aproximadamente (área total de 8.000 m2). El volumen estimado a calentar asciende a

23.000 m3, a lo que se agrega la rampa de acceso del garaje.

Es un complejo turístico / residencial que no está continuamente habitado, pero tiene picos de uso que

se concentran en dos períodos del año: el primero durante la temporada de esquí de invierno (diciembre

‐ marzo) y el segundo durante el período de verano (junio‐ Septiembre).

Especialmente en el primer período, la demanda de calor para calefacción y agua caliente sanitaria es muy

alta. Esta comunidad se ubica en la zona climática F con 4.130 grados por día (sin limitación para los

sistemas de calefacción. En virtud de los altos requisitos térmicos, se decidió reemplazar la antigua planta

de diesel con una caldera de astillas de madera.

Tecnología innovadora en toda la cadena

Las características de combustible requeridas cumplen con las clases de calidad A2 y B1 de la norma ISO

17225‐4.

El almacenamiento de astillas de madera se construyó en hormigón armado y se enterró por completo en

el jardín frente a la planta térmica. Ha sido diseñado para ser fácilmente accesible por medio de transporte

y tiene una amplia abertura que permite que se llene adecuadamente en su parte central. Los medios de

transporte acceden al depósito desde una carretera secundaria y aislada con respecto a la entrada del

condominio y con una maniobra rápida invierten los aproximadamente 30 metros cúbicos de astillas de

madera que contiene su caja.

Una caldera de astillas de madera para calentar 160 apartamentos en Cutigliano, (Abetone) Italia

12



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


El sistema de extracción de ballestas de 6 metros de diámetro canaliza las astillas de madera hacia el sinfín

de transporte, que está conectado al sinfín de carga por medio de una cabina de seguridad intermedia,

transporta las astillas de madera y las introduce en el hogar.

El volumen útil del silo de almacenamiento es de 100 metros cúbicos y garantiza una autonomía de

funcionamiento de 90 MWh térmicos equivalentes a unos 15 días.

Acumulaciones térmicas por un total de 15.000 litros.

La planta fue construida por Etruria Energie srl de Arezzo, quien incurrió en todos los gastos al firmar un

contrato de "Servicio de Energía Básica" aprobado por la Asamblea y firmado por la administración del

condominio.

El suministro de las astillas fue realizado directamente por Etruria Energie en colaboración con empresas

madereras locales. El diseño fue realizado por la empresa Erre Energie srl de Tavarnelle en Val di Pesa (FI).

Se eligió una caldera de astillas de madera para la construcción de la

nueva planta con tres pasadas de humo con una cámara de

combustión, en cemento refractario, con una rejilla subalimentada y

una rejilla móvil de postcombustión para la evacuación de las

cenizas:

Potencia nominal 900 kW (M 45%).

Temperatura de funcionamiento 110 °C permitida.

Entrega máxima de T ° permitida 95 °C.

Retorno T ° 65 °C.

Presión máxima de trabajo 6 bar.

Capacidad de agua 2.355 l.

Un filtro electrostático Meister, mod. 16.2R250‐240, se instaló para eliminar el polvo en los humos de combustión.

Volumen de gas a tratar a 4.600 Bm3/Ha 200 °C

Max T ° trabajando 220 °C.

Contenido de polvo antes del filtro <150 mg/Nm3

Oxígeno <13%

Contenido de polvo después del filtro <15 mg/Nm3

Contenido máximo de carbono en cenizas 10%

Contenedor de cenizas 240 l



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Valores de emisión certificados (valor de referencia de O2 al 13%):

Partículas primarias 15 mg/Nm3

Monóxido de carbono (CO) 280 mg/Nm3

Óxidos de nitrógeno (NOx) 400 mg/Nm3

Parámetros económicos

La instalación de la caldera de astillas de madera ha permitido el acceso a los incentivos proporcionados

por la Cuenta Térmica 2.0, con estos resultados económicos:

Coste de la planta: 420.000 euros.

Importe de financiación en la cuenta térmica: 218.700 euros (43.740 €/año).

Consumo medio anual de diesel: 140.000 l.

Demanda energética (datos de la temporada térmica 2015‐2016): 908 MWh.

Producción anual de CO2 a partir de gasóleo (temporada térmica 2015‐2016): 240 Tm/año.

Coste de calefacción y agua caliente sanitaria con gasóleo (2016): 143 €/MWh IVA incluido.

Consumo anual de astillas de madera (M30), reemplazo de diésel: 267 Tm/año.

La sustitución de combustible diesel por astillas de madera permitirá una reducción en la emisión de CO2

al aire por una cantidad, neta de la energía gris utilizada para mover y transportar el material, estimada

en un 5% igual a aproximadamente 228 w, 00 Tm/año.

Del contrato de "Servicio de Energía Básica" firmado entre la empresa Etruria Energie srl y la

Administración del condominio Boscolungo, el precio de venta se fijó en 114,70€/MWh (IVA incluido)

contra 143€/MWh (IVA incluido) de la cantidad relative al diesel, para un ahorro esperado de alrededor

de 26.000 euros/año.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057





ANEXO 2 EJEMPLOS DE PROYECTOS PARA APLICACIÓN DEL

MÉTODO DE APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS



RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADOANEXO 2. EJEMPLOS DE PROYECTOS PARA APLICACIÓN DEL MÉTODO ABP 134


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Los ejemplos que se plantean acotan y describen de una forma general una necesidad existente y un

producto final o resultado a desarrollar; pero se podría también ofrecer varias opciones para que los alumnos

eligieran o incluso se podría llevar a cabo un proceso participativo para la elección o determinación del tema

por parte de los propios estudiantes sobre el tema.

Resulta interesante como forma de introducir el proyecto de trabajo apoyarse en alguna noticia o reportaje

real aparecido en los medios de comunicación, lo más actual posible relacionado con la necesidad o problema

que el proyecto intenta resolver para que los objetivos y actividades a desarrollar sean lo más realistas y

motivadores para todos.

En cuanto a las etapas de desarrollo del proyecto y metodología de trabajo que se deba aplicar, se describe

de una forma general a través de la enumeración de las diferentes tareas a llevar a cabo.

No entramos a detallar algunos elementos que estructuran los proyectos que deberán ser desarrollados por

los profesores y por los propios alumnos, adaptando el proyecto a su propio entorno y realidad de trabajo.

Nos referimos entre otros a:

Cronograma o calendario de trabajo.

Pautas de actuación o sugerencias especiales que puedan guiar el trabajo.

Recursos y medios materiales y técnicos.

Recursos humanos.

Se dan finalmente algunas sugerencias sobre cómo pueden estructurarse los grupos y sobre posibles técnicas

de evaluación, como simples sugerencias con el objetivo de facilitar la aplicación práctica de los ejemplos

propuestos, pero que igualmente pueden adaptarse a su propia situación y entorno de aprendizaje concreto.

Bajo la premisa de elegir una situación o problema existente en la actualidad al cual se tratará de dar una

solución por parte de los estudiantes mediante la indagación y la elaboración de un producto final, centrado

en las técnicas de producción y aprovechamiento de los diferentes recursos de biomasa o bioenergía

existentes, incluimos a continuación varios ejemplos de posibles proyectos para la aplicación de la

metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos:

ABP EJEMPLO 1: “INFORMACIÓN SOBRE POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS

ANIMALES Y VEGETALES COMO BIOENERGÍA”

ABP EJEMPLO 2: “LOCALIZACIÓN DE PLANTAS DE BIOMASA, BIOGAS Y BIOFUELS EN TU REGIÓN”

ABP EJEMPLO 3: “MAQUETAS DE PLANTAS DE BIOGÁS”



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


EJEMPLO PROYECTO ABP 1:

“INFORMACIÓN SOBRE POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO

DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES COMO BIOENERGÍA”

❶ Guía sobre residuos con aprovechamiento bioenergético PRODUCTO FINAL

¿Qué queremos conseguir? ¿A qué queremos dar solución?

Elaborar una guía informativa sobre los diferentes residuos y subproductos agroalimentarios existentes en una determinada área geográfica (una comarca o una región) que puedan tener un aprovechamiento como bioenergía y sus posibles usos.

Necesidad detectada: Existe un gran desconocimiento sobre los aprovechamientos de la biomasa o bioenergía procedente de residuos en el medio rural.

TAREAS A DESARROLLAR

¿Qué hay que hacer para llegar al producto final? 1. Hacer un inventario de las actividades agrícolas, ganaderas, forestales, de industria alimentaria

que existen en el área definida. 2. Hacer un inventario de los diferentes residuos orgánicos asociados a esas actividades que por sus

características podrían potencialmente tener este aprovechamiento como fuentes de energía. 3. Investigar las posibilidades reales de ser utilizados para producción de energía en plantas

existentes en la misma región, o mediante la instalación de pequeñas plantas en las propias explotaciones agroalimentarias.

4. Investigar y describir el tratamiento o almacenamiento necesario en orígen para dichos aprovechamientos.

5. Investigar las principales ventajas e inconvenientes medioambientales del aprovechamiento energético de esos residuos y hacer un breve informe para incluir en la guía.

6. Diseñar un modelo de ficha u hoja informativa para cada tipo de residuo. 7. Recopilar fotografías e imágenes para ilustrar la publicación. 8. Elaborar los contenidos de la guía informativa y maquetarla.

DIFUSIÓN

¿Cómo se va a difundir el proyecto?

Cada grupo presentará su proyecto una vez finalizado a los compañeros y profesores implicados en el ABP. Se puede dar a conocer la guía a agricultores, ganaderos, sindicatos y otras organizaciones relacionadas, incluso se les podría invitar a la exposición o presentación de la guía en el centro educativo.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❷ Competencias y Currciculum COMPETENCIAS ¿Qué competencias clave se desarrollan? ¿Con qué estándares del curriculum se relaciona?

Conocer los diferentes tipos de residuos de origen biológico de las actividades agropecuarias, forestales y alimentarias así como los aprovechamientos energéticos asociados.

Comprender la importancia de una adecuada gestión de los residuos derivados de cada una de las actividades en el medio rural para su aprovechamiento como bioenergía.

Comprensión de la importancia del aprovechamiento de la Bioenergía como una nueva oportunidad de desarrollo económico sostenible en el medio rural y una fuente de energía renovable más respetuosa con el medio ambiente que las fuentes convencionales.

Competencias transversales o básicas: ‐ Capacidad de aprender a aprender.

‐ Habilidad para investigar, relacionar, explorar y comparar.

‐ Capacidad de iniciativa, liderazgo y espíritu emprendedor.

‐ Motivación por la calidad y el esfuerzo.

‐ Capacidad de tratamiento y gestión de la información.

‐ Habilidad para la resolución de problemas y conflictos.

‐ Destreza para la cooperación y el trabajo en equipo.

‐ Habilidad para las relaciones interpersonales.

‐ Capacidad de análisis y síntesis.

‐ Capacidad de razonamiento crítico.

‐ Capacidad de gestión de la información a través de las TIC.

‐ Competencia lingüística y creativa.

EVALUACIÓN

EVALUACIÓN INICIAL para detectar conocimientos previos.

RÚBRICA DE EVALUACIÓN de cada una de las tareas que componen el proyecto para que les sirva de guía y estímulo en el desarrollo del proyecto. En ellas se pueden ver los diferentes grados de desempeño de cada tarea o competencia.

OBSERVACIÓN DEL PROFESOR.

❸ Cómo organizar el trabajo RECURSOS

¿Qué personas deben implicarse del centro y la comunidad educativa?

¿Qué materiales se necesitan? ¿Requiere de alguna instalación especial?

¿Qué apps, herramientas TIC o servicios web necesitamos?

ORGANIZACIÓN GRUPAL

¿Cómo se va a organizar al alumnado y el aula? Proponemos dividir el aula en grupos de aproximadamente 5 alumnos. Cada componente del grupo desarrollará un papel diferente (coordinador, portavoz, crítico, redactor, diseñador). Cada grupo puede desarrollar una guía independiente o puede repartirse el trabajo de investigación y las secciones de la guía entre los diferentes grupos por temas o por subáreas dentro del área geográfica establecida, de manera que cada grupo realice un trabajo diferente y deban coordinarse finalmente todos los grupos para la elaboración de una única guía.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



“LOCALIZACIÓN DE PLANTAS DE BIOMASA, BIOGÁS Y BIOFUELS EN TU REGIÓN”

❶ Mapeando instalaciones de bioenergíaPRODUCTO FINAL ¿Qué queremos conseguir? ¿A qué queremos dar solución?

Elaborar un inventario de las instalaciones de producción y aprovechamiento de biomasa, biogás y biocombustibles existentes en una determinada área geográfica a determinar por el profesor y/o los

estudiantes (una región o incluso el país entero) y un mapa con la localización de las diferentes plantas.

Necesidad detectada:

Es necesario saber que existen centros de producción de bioenergía en áreas rurales (productores de biomasa, biogás, biocombustibles en una región o país).

TAREAS A DESARROLLAR ¿Qué hay que hacer para llegar al producto final?

1. Investigar e inventariar las instalaciones de bioenergía de diferentes tipos existentes en el área establecida.

2. Diseñar un modelo de ficha con los datos interesantes a recoger de cada instalación.

3. Elaborar un mapa en el que se ubiquen las diferentes plantas con un código de leyenda para señalizar cada uno de los tipos.

4. Extraer conclusiones sobre la distribución de las plantas y las posibilidades que pueden abrir a los agricultores, ganaderos, forestales y al medio rural en general diferentes zonas.

DIFUSIÓN ¿Cómo se va a difundir el proyecto?

Cada grupo presentará su proyecto una vez finalizado a los compañeros y profesores implicados en el ABP. Se puede dar a conocer el inventario a organizaciones relacionadas con el sector incluso se les podría invitar a la exposición o presentación de la guía en el centro educativo.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❷ Competencias y Currciculum COMPETENCIAS ¿Qué competencias clave se desarrollan? ¿Con qué estándares del curriculum se relaciona?

Comprensión de la importancia del aprovechamiento de la Bioenergía como una nueva oportunidad de desarrollo económico sostenible en el medio rural.

Conocer los diferentes tipos de instalaciones de producción y aprovechamiento energético (de biomasa, biogás y biocombustibles) existentes que pueden ser interesantes para el sector agroalimentario.

Competencias transversales o básicas: ‐ Habilidad para investigar, relacionar, explorar y comparar.




‐ Capacidad de aprender a aprender.






‐ Capacidad de gestión de la información a través de las nuevas tecnologías.


EVALUACIÓN RÚBRICA DE EVALUACIÓN de cada una de las tareas que componen el proyecto para que les

sirva de guía y estímulo en el desarrollo del proyecto. En ellas se pueden ver los diferentes grados de desempeño de cada tarea o competencia.

DIARIO DE APRENDIZAJE realizado por los alumnos.


❸ Cómo organizar el trabajo RECURSOS ¿Qué personas deben implicarse del centro y la comunidad educativa?



ORGANIZACIÓN GRUPAL ¿Cómo se va a organizar al alumnado y el aula?

Proponemos dividir el aula en grupos de aproximadamente 5 alumnos. Cada componente del grupo desarrollará un papel diferente (coordinador, portavoz, crítico, redactor, diseñador). Cada grupo puede desarrollar un inventario independiente y compararse al final los resultados de los diferentes grupos. También puede repartirse el trabajo de investigación y elaboración entre los diferentes grupos por tipos de instalaciones o por subáreas dentro del área geográfica establecida, de manera que cada grupo realice un trabajo diferente y deban coordinarse finalmente todos los grupos para la elaboración del inventario y el mapa final.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



“MAQUETAS DE PLANTAS DE BIOGÁS”

❶ Conociendo las instalaciones de biogás PRODUCTO FINAL

¿Qué queremos conseguir? ¿A qué queremos dar solución?

Diseñar y elaborar a pequeña escala maquetas de instalaciones de biogás con sus diferentes componentes.

Necesidad detectada:

Para conocer mejor las instalaciones, es muy interesante visitarlas y posteriormente intentar construirlas por sí mismas para entender y recordar las diferentes partes.

TAREAS A DESARROLLAR

¿Qué hay que hacer para llegar al producto final?

1. Realizar visitas para conocer algunas instalaciones de producción y aprovechamiento de biogás de diferentes explotaciones y dimensiones.

2. Por grupos hacer un proyecto general determinando el uso, características, dimensiones y el tipo de instalación que se va a diseñar.

3. Realizar un boceto o dibujo de las diferentes partes de la planta.

4. Elegir y preparar los materiales con los que reproducir a pequeña escala la instalación.

5. Confeccionar la maqueta de la instalación.

6. Realizar una exposición conjunta con las diferentes maquetas elaboradas por grupos.

7. Conclusiones.

DIFUSIÓN

¿Cómo se va a difundir el proyecto?

Cada grupo explicará la maqueta elaborada al resto de compañeros y profesores (implicados en el proyecto o de otras aulas y niveles del centro) durante la/s sesión/es de visitas a la exposición conjunta de maquetas de instalaciones de biogás.



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


❷ Competencias y Currciculum

COMPETENCIAS

¿Qué competencias clave se desarrollan? ¿Con qué estándares del curriculum se relaciona?

Comprender el origen y formación del biogás a partir de diferentes residuos orgánicos de diversas actividades agrícolas, ganaderas o de la industria agroalimentaria.

Comprender de forma básica los procesos para la producción de biogás.

Conocer las partes principales que integran las instalaciones de producción y aprovechamiento energético del biogás de pequeña y mediana escala interesantes en explotaciones rurales del sector agro‐alimentario.

Competencias transversales o básicas: ‐ Habilidad para investigar, relacionar, explorar y comparar.




‐ Capacidad de aprender a aprender.






‐ Capacidad de gestión de la información a través de las nuevas tecnologías.


EVALUACIÓN

RÚBRICA DE EVALUACIÓN de cada una de las tareas que componen el proyecto para que les sirva de guía y estímulo en el desarrollo del proyecto. En ellas se pueden ver los diferentes grados de desempeño de cada tarea o competencia.


❸ Cómo organizar el trabajo RECURSOS

¿Qué personas deben implicarse del centro y la comunidad educativa?



ORGANIZACIÓN GRUPAL

¿Cómo se va a organizar al alumnado y el aula?

Proponemos dividir el aula en grupos de entre 3 y 5 alumnos. Todos los grupos trabajan con el mismo planteamiento eligiendo ellos mismos el tipo de instalación a reproducir, organizando ellos mismos el reparto de tareas y responsabilidades dentro de cada grupo.

RECURSOS PRÁCTICOS PARA EL PROFESORADOANEXO 3. PARA SABER MÁS 134


2017‐1‐ES01‐KA202‐038057



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057





ANEXO 3 PARA SABER MÁS





2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


Organizaciones e iniciativas globales

Global Bioenergy partnership (GBEP), un foro mundial para desarrollar marcos de políticas efectivos para promover el desarrollo sostenible de biomasa y bioenergía. www.globalbioenergy.org

Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático https://www.ipcc.ch/

Agencia Internacional de Energía https://www.iea.org/

AIE Bioenergía (para lograr una contribución bioenergética sustancial a las futuras demandas mundiales de energía). www.ieabioenergy.com/

La Iniciativa Global de Metano (GMI) https://www.globalmethane.org/

Asociación Mundial de Biogás (AMB) https://www.worldbiogasassociation.org Bioenergía Europa https://bioenergyeurope.org/

Calefacción y refrigeración renovables http://www.rhc‐platform.org/

EUBIA, Asociación Europea de la Industria de la Biomasa http://www.eubia.org/

Asociación Mundial de Bioenergía https://worldbioenergy.org/

Eurobserver. El estado de las energías renovables en Europa https://www.eurobserv‐er.org/online‐database/

Asociación Española de Biomasa http://www.avebiom.org/en/

Instituto de diversificación y ahorro energético (España) https://www.idae.es/

Gas para el clima. Ejemplos de cómo se usa el biogas en todo el mundo: desde internet

1. Video del Foro Económico Mundial sobre el transporte público de Pakistán utilizando combustible de

estiércol

https://www.weforum.org/agenda/2019/01/biogas‐guzzlers‐karachis‐public‐buses‐to‐run‐on‐cow‐poo/

2. Dinamarca ‐ inyectando biometano en la red de gas

https://bioenergyinternational.com/biogas/denmark‐make‐100‐green‐transition‐gas‐grid‐2035



2017‐1‐ES01‐KA202‐038057


RURAL BIOENERGY: Training Plan on Bioenergy for the agri‐food sector

PROJECT 2017‐1‐ES01‐KA202‐038057

Date post:	18-Mar-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	1 times
Download:	0 times

CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN “BIOENERGÍA EN EL … · CURSO ESTRUCTURADO DE FORMACIÓN ......

Documents