Una fuente de energía renovable limpia con grandes posibilidades de futuro. | (PDF — 5 MB) |
La materia viva, o biomasa, contiene una energía que libera cuando
se descompone o degrada. De hecho, la biomasa fue la principal fuente
energética para las sociedades antiguas hasta la revolución industrial,
cuando se empezaron a utilizar de forma masiva los combustibles
fósiles. No obstante, se trata en la actualidad de una alternativa
energética renovable y ecológica cada vez más demandada .
Una alternativa energética renovable y ecológica cada vez más demandada
Los diversos tipos de biomasa dan pie a la existencia de múltiples sistemas de obtención de energía. La biomasa natural
es la que se produce espontáneamente en la naturaleza, como el material
que se recoge en la poda de un bosque. La biomasa residual seca se
compone de residuos derivados de la actividad agrícola, forestal o
alimenticia, como la cáscara de almendra, el orujillo, o el serrín, y
es la que presenta un mayor interés para el aprovechamiento industrial.
La biomasa residual húmeda es la que surge de los vertidos
biodegradables, como las aguas residuales o los excrementos del ganado.
Los cultivos energéticos son aquellos que utilizan plantas, como el
cardo o el girasol, para obtener biomasa transformable en combustible.
En cuanto a los sistemas, se pueden utilizar métodos termoquímicos,
como la combustión o la pirólisis, que utilizan básicamente calor, y
son empleados con la biomasa seca; y métodos biológicos, que utilizan
diversas formas de fermentación, y son empleados para producir
carburantes como el etanol para la propulsión de vehículos, o para
producción energética de las explotaciones agrícolas, aprovechando los
excrementos del ganado.
La biomasa genera una energía renovable y ecológica, puesto que no
aumenta el efecto invernadero, ni contamina con lluvias ácidas o gases
tóxicos. Además, resuelve el problema del tratamiento de los residuos
en el caso de la biomasa residual húmeda, y ofrece otras posibilidades,
como su uso como fertilizante en la agricultura. La utilización
energética de la biomasa también contribuye a la creación de puestos de
trabajo en el medio rural y a evitar la degradación del suelo cuando se
implantan cultivos energéticos en tierras abandonadas. Según un informe
de la Asociación Europea de la Industria de la Biomasa y el Fondo
Mundial para la Naturaleza, la biomasa permitiría reducir las emisiones
de CO2 en cerca de mil millones de toneladas anuales, y podría
satisfacer, dentro de 15 años, el 15% de la demanda eléctrica de los
países industrializados.
Podría satisfacer, dentro de 15 años, el 15% de la demanda eléctrica de los países industrializados
La gran ventaja de la biomasa frente a los demás tipos de fuentes
de energía renovables, como la eólica o la solar, es que puede ser
almacenada y utilizada cuando se necesita. No obstante, para poder ser
viable es necesario disponer de una fuente de biomasa cercana a precios
razonables y tener unos consumos energéticos suficientes para que la
instalación sea rentable.
En cuanto a los inconvenientes, hay que
destacar que la biomasa rinde menos que los combustibles fósiles -por
término medio, un litro de gasolina equivale a tres kilos de biomasa-,
y que se necesitan más recursos y sistemas más complejos y costosos de
almacenamiento y manejo, aunque cada vez más se están mejorando estos
sistemas. Asimismo, los canales de distribución de la biomasa no están
tan desarrollados como los de los combustibles fósiles, aunque sus
defensores aseguran que las principales barreras no son de carácter
tecnológico, sino de mentalidad y de capacidad organizativa.
En algunos países, la biomasa es el recurso económico más
importante, como en Brasil, donde la caña de azúcar se transforma en
etanol, o en la provincia de Sichuán, en China, donde se obtiene gas a
partir de estiércol. En el caso de la Unión Europea (UE), con una gran
dependencia energética del petróleo, se está apostando cada vez más por
esta fuente de energía, siendo Francia, Suecia y Finlandia los países
europeos que más biomasa consumen. El objetivo de los responsables
europeos es doblar en 2010 el 4% actual de energía primaria que procede
de la biomasa en Europa, para lo que se están aprobando diversas
iniciativas, como un reciente plan de la Comisión Europea para los
sectores de calefacción, electricidad y transporte que deberá ser
puesto en marcha en su mayoría durante 2006.
Biomasa en España
La biomasa en España supone actualmente algo más de la mitad de las
energías renovables y está previsto que esta proporción se incremente
en los próximos años. El Plan gubernamental de Fomento de las Energías Renovables,
aprobado en diciembre de 1999, contempla una serie de incentivos y
ayudas públicas, y pretende lograr un 12% del abastecimiento con
energías renovables para el 2010. Andalucía es por su extensión y clima
la comunidad autónoma con más potencial para la generación de energía a
partir de la biomasa. De hecho, existen diversas plantas en Jaén o
Málaga que ya están utilizando orujo o residuos de aceituna para crear
energía.
Sin embargo, la Asociación de Productores de Energías Renovables
(APPA) ha afirmado que los proyectos de producción de energía con
biomasa están prácticamente paralizados, y asegura que se está cerca de
incumplir los objetivos del Plan de Fomento de las Energías Renovables,
aunque siguen apostando por el futuro de este tipo de fuente
energética.
El
maíz, ejemplo de planta utilizada para la fabricación de biocombustibles
Biomasa, según el Diccionario de la Real Academia Española, tiene dos acepciones:
- f. Biol. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen.
- f. Biol. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.
La primera acepción se utiliza habitualmente en
Ecología.
La segunda acepción, más restringida, se refiere a la biomasa 'útil' en
términos energéticos: las plantas transforman la energía radiante del
Sol en energía química a través de la
fotosíntesis,
y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia
orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola
directamente o transformándola en combustible (ésta es la única
acepción recogida en la
wikipedia inglesa en junio de 2008).
Un equívoco muy común es confundir 'materia orgánica' con 'materia viva', pero basta considerar un
árbol,
en el que la mayor parte de la masa está muerta, para deshacer el
equívoco; de hecho, es precisamente la biomasa 'muerta' la que en el
árbol resulta más útil en términos energéticos. Se trata de un debate
importante en ecología, como muestra esta apreciación de
Margalef (1980:12):
Todo ecólogo empeñado en
estimar la biomasa de un bosque se enfrenta, tarde o temprano, con un
problema. ¿Deberá incluir también la madera, y quizás incluso la
hojarasca y el mantillo? Una gran proporción de la madera no se puede
calificar de materia viva, pero es importante como elemento de
estructura y de transporte, y la materia orgánica del suelo es también
un factor de estructura.
Otro equívoco muy común es utilizar 'biomasa' como sinónimo de la
energía útil
que puede extraerse de ella, lo que genera bastante confusión debido a
que la relación entre la energía útil y la biomasa es muy variable y
depende de innumerables factores. Para empezar, la energía útil puede
extraerse por combustión directa de biomasa (
madera,
excrementos animales, etc), pero también de la combustión de
combustibles obtenidos de ella mediante transformaciones físicas o
químicas (gas
metano
de los residuos orgánicos, por ejemplo), procesos en los que 'siempre'
se pierde algo de la energía útil original. Además, la biomasa puede
ser útil directamente como materia orgánica en forma de abono y
tratamiento de
suelos (por ejemplo, el uso de
estiércol
o de coberturas vegetales). Y por supuesto no puede olvidarse su
utilidad más común: servir de alimento a muy diversos organismos, la
humanidad incluida (
véase 'cadena trófica').
La biomasa de la madera, residuos agrícolas y estiércol continúa
siendo una fuente principal de energía y materia útiles en países poco
industrializados.
En la primera acepción, es la masa total de toda la materia que forma un
organismo, una
población o un
ecosistema
y tiende a mantenerse más o menos constante. Su medida es difícil en el
caso de los ecosistemas. Por lo general, se da en unidades de masa por
cada unidad de superficie. Es frecuente medir la materia seca
(excluyendo el agua). En la
pluviselva del
Amazonas puede haber una biomasa de plantas de 1.100 toneladas por hectárea de tierra.
Pero mucho más frecuente es el interés en la 'producción neta' de un
ecosistema, es decir, la nueva materia orgánica generada en la unidad
de superficie a lo largo de una unidad tiempo, por ejemplo, en una
hectárea y a lo largo de un año. En teoría, en un ecosistema que ha
alcanzado el
clímax
la producción neta es nula o muy pequeña: el ecosistema simplemente
renueva su biomasa sin crecimiento a la vez que la biomasa total
alcanza su valor máximo. Por ello la biomasa es uno de los atributos
más relevantes para caracterizar el estado de un
ecosistema o el proceso de
sucesión ecológica en un territorio (véase, por ejemplo, Odum, 1969).
La biomasa podría proporcionar energías sustitutivas a los
combustibles fósiles, gracias a biocombustibles líquidos (como el
biodiésel o el
bioetanol), gaseosos (gas
metano)
o sólidos (leña), pero todo depende de que no se emplee más biomasa que
la producción neta del ecosistema explotado, de que no se incurra en
otros consumos de combustibles en los procesos de transformación, y de
que la utilidad energética sea la más oportuna frente a otros usos
posibles (como abono y alimento, véase la discusión que para España
plantea Carpintero, 2006).
Actualmente (2009), la biomasa proporciona combustibles
complementarios a los fósiles, ayudando al crecimiento del consumo
mundial (y de sus correspondientes impactos ambientales), sobre todo en
el sector transporte (Estevan, 2008). Este hecho contribuye a la ya
amplia apropiación humana del producto total de la fotosíntesis en el
planeta, que supera actualmente más de la mitad del total (Naredo y
Valero, 1999), apropiación en la que competimos con el resto de las
especies.
Clasificación
La biomasa, como recurso energético, puede clasificarse en biomasa natural, residual y los cultivos energéticos.
- La biomasa natural es la que se produce en la naturaleza sin
intervención humana. Por ejemplo, las podas naturales de los bosques.
- La biomasa residual es el subproducto o residuo generado en las actividades agrícolas (poda, rastrojos, etc.), silvícolas y ganaderas, así como residuos sólidos de la industria agroalimentaria (alpechines, bagazos, cáscaras, vinazas, etc.) y en la industria de transformación de la madera (aserraderos, fábricas de papel, muebles, etc.), así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites.
- Los cultivos energéticos son aquellos que están destinados la producción de biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiésel), existen otros cultivos como los lignocelulósicos forestales y herbáceos o la pataca.
Obtención de biocarburantes
Hay varias maneras de clasificar los distintos combustibles que
pueden obtenerse a partir de la biomasa. Quizás la más pertinente es
por el proceso de producción necesario antes de que el combustible esté
listo para el uso.
- Uso directo. La biomasa empleada sufre sólo transformaciones
físicas antes de su combustión, caso de la madera o la paja. Puede
tratarse de residuos de otros usos: poda de árboles, restos de
carpintería, etc.
- Fermentación alcohólica. Se trata del mismo proceso utilizado para producir bebidas alcohólicas. Consta de una fermentación anaeróbica liderada por levaduras en las que una mezcla de azúcares y agua (mosto) se transforma en una mezcla de alcohol y agua con emisión de dióxido de carbono.
Para obtener finalmente etanol es necesario un proceso de destilación
en el que se elimine el agua de la mezcla. Al tratarse de etanol como
combustible no puede emplearse aquí el método tradicional de
destilación en alambique,
pues se perdería más energía que la obtenida. Cuando se parte de una
materia prima seca (cereales) es necesario producir primero un mosto
azucarado mediante distintos procesos de triturado, hidrólisis ácida y separación de mezclas.
- Transformación de ácidos grasos. Aceites vegetales y grasas animales pueden transformarse en una mezcla de hidrocarburos similar al diesel a través de un complejo proceso de esterificación, eliminación de agua, transesterificación, y destilación con metanol, al final del cual se obtiene también glicerina y jabón.
- Descomposición anaeróbica. Se trata de nuevo de un proceso liderado por bacterias
específicas que permite obtener metano en forma de biogás a partir de
residuos orgánicos, fundamentalmente excrementos animales. A la vez se
obtiene como un subproducto abono para suelos.
Biomasa como energía alternativa [
editar]
En todos estos procesos hay que analizar algunas características a
la hora de enjuiciar si el combustible obtenido puede considerarse una
fuente renovable de energía:
- Emisiones de CO (dióxido de carbono). En general, el uso de biomasa o de sus derivados puede considerarse neutro en términos de emisiones netas si sólo
se emplea en cantidades a lo sumo iguales a la producción neta de
biomasa del ecosistema que se explota. Tal es el caso de los usos
tradicionales (uso de los restos de poda como leña, cocinas de bosta,
etc.) si no se supera la capacidad de carga del territorio.
- En los procesos industriales, puesto que resulta inevitable el uso
de otras fuentes de energía (en la construcción de la maquinaria, en el
transporte de materiales y en algunos de los procesos imprescindibles,
como el empleo de maquinaria agrícola
durante el cultivo de materia prima), las emisiones producidas por esas
fuentes se contabilizan como emisiones netas. En procesos poco
intensivos en energía pueden conseguirse combustibles con emisiones
netas significativamente menores que las de combustibles fósiles
comparables. Sin embargo, el uso de procesos inadecuados (como sería la
destilación con alambique tradicional para la fabricación de orujos)
puede conducir a combustibles con mayores emisiones.
- Hay que analizar también si se producen otras emisiones de gases de efecto invernadero.
Por ejemplo, en la producción de biogás, un escape accidental puede dar
al traste con el balance cero de emisiones, puesto que el metano tiene un potencial 21 veces superior al dióxido de carbono, según el IPCC.
.
Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados
como recurso energético. Aunque se pueden hacer multitud de clasificaciones, en
esta monografía se ha escogido la clasificación más aceptada, la cual divide
la biomasa en cuatro tipos diferentes: biomasa natural, residual seca y húmeda
y los cultivos energéticos.
-
BIOMASA NATURAL
Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema
que presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la
adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. Esto puede
provocar que la explotación de esta biomasa sea inviable económicamente.
-
BIOMASA RESIDUAL (SECA y HÚMEDA)
Son los residuos que se generan en las actividades de agricultura
(leñosos y herbáceos) y
ganadería, en las forestales, en la industria maderera y
agroalimentaria, entre otras y que todavía pueden ser utilizados y
considerados subproductos. Como ejemplo podemos considerar el serrín,
la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc.
Se denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables,
es decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos
ganaderos (principalmente purines).
-
CULTIVOS ENERGÉTICOS
Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa
transformable en combustible. Estos cultivos los podemos dividir en :
1.Cultivos ya existentes
como los cereales, oleaginosas, remolacha, etc.;
2.Lignocelulósicos
forestales (chopo, sauces, etc.)
3.Lignocelulósicos herbáceos
como el cardo Cynara
cardunculus
4.Otros cultivos como la pataca
Dentro del Plan de Fomento de las Energías Renovables
se contempla el aumento de 6.000 ktep de la utilización de la biomasa como
fuente energética entre 1999 y 2010. Este incremento se quiere conseguir con
las ayudas económicas y otros incentivos.
