Biomasa - Experiencias con biomasa agrícola y forestal para uso energético

7/30/2019 Biomasa - Experiencias con biomasa agrcola y forestal para uso energtico

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Energa de la

Biomasa

E N E R G A S R E N O V A B L E S

BiomasaBiomasaEExperienciasxperienciascon biomasacon biomasa

agrcolaagrcolayyforestal parforestal paraauso eneruso energticogtico

GOBIERNODE ESPAA

MINISTERIODE INDUSTRIA,TURISMOY COMERCIO


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E N E R G A S R E N O V A B L E S

Energa de la

Biomasa

Biomasa Experienciascon biomasaagrcola y

forestal parauso energtico

GOBIERNODE ESPAA

MINISTERIODE INDUSTRIA, TURISMOY COMERCIO


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TTulo

Biomasa: Experiencias con biomasa agrcola y forestal para uso energtico

Direccin Tcnica

IDAE (Instituto para la Diversicacin y Ahorro de la Energa)

elaboracin Tcnica

ESCAN, S.A.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Esta publicacin ha sido producida por el IDAE y est incluida en su

fondo editorial.

Cualquier reproduccin, parcial o total, de la presente publicacin

debe contar con la aprobacin por escrito del IDAE.

Depsito Legal: M271472008

ISBN: 978-84-96680-32-6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iDaeisttt p Dvs y ah d eg/ Md, 8

e 28004 [email protected]

Madrid, mayo 2008
mailto:[email protected]:[email protected]


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Introduccin

Este documento tiene como principal objetivo hacer un breve recorrido por lasexperiencias recientes en Espaa de la gestin y aprovechamiento de la biomasa

slida, tanto de masas forestales leosas y cultivos herbceos, como de restosde aprovechamientos forestales y agrcolas.

El contenido del documento hace referencia al aprovechamiento de la bioma-sa slida hasta el momento de su puesta a disposicin en fbrica o planta deaprovechamiento. Tambin hace referencia a algunas caractersticas para suposterior utilizacin como combustible pero no a la tecnologa para su utiliza-cin (calderas, maquinaria para fabricacin de pellets o briquetas, etc.).

Aunque existe una abundante informacin, si bien dispersa, sobre experiencias

en el campo del aprovechamiento de los restos de tratamientos selvcolas fores-tales, esta informacin es difcilmente comparable debido a que los escenariosson diferentes (tamao de la explotacin, mtodos empleados, condiciones lo-cales y climatolgicas, cargas de biomasa por unidad de supercie, rendimientosde maquinaria, experiencia de los operarios y otras). En lo que se reere a bio-masa forestal, para la elaboracin de este documento, se ha utilizado el trabajode recopilacin llevado a cabo para IDAE por la empresa Dendros GF, S.L.

En cuanto a los aprovechamientos de restos de cultivos agrcolas y aprovecha-

mientos de cultivos con nes energticos, aunque son campos muy amplios yexisten cierto nmero de experiencias, una vez ms, la informacin disponiblees escasa, dispersa y poco comparable.


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IFSCgDFPTIFSCgDFPT

ZDVMUJWPTZDVMUJWPTGPSFTUBMFTGPSFTUBMFT/VFWBTNBTBT/VFWBTNBTBT

Existen cultivos cuya produccin est destinada exclusivamente a su aprove-chamiento energtico como biomasa, a diferencia de los cultivos tradicionales,enfocados fundamentalmente al uso en la alimentacin humana y animal. Elacondicionamiento de los cultivos con nes energticos da lugar a productos de

fcil utilizacin en los sistemas de transformacin convencionales, permitiendola sustitucin de los combustibles tradicionales fsiles.

Con el objetivo de determinar la idoneidad del cultivo con n energtico para suaprovechamiento en una cierta rea deben considerarse los siguientes factores,que son de importancia para la produccin de energa.

-Balance energtico por hectrea y utilizacin efectiva de todos los com-ponentes del cultivo en el proceso.

-El poder calorco.

-El contenido en cenizas de la planta cosechada, sus propiedades, puntode fusin y contenido de humedad.

El rendimiento del cultivo seco y el poder calorco de los cultivos son factoresrelevantes para determinar el potencial como fuente de energa de los combus-tibles slidos. Por lo tanto, es de destacar que el rendimiento de la materia secadepende fuertemente de las condiciones del suelo y del clima, mientras que elcontenido de agua depende del periodo en que se realice la cosecha.

En la Tabla 1 se presentan resultados a nivel europeo recopilados por AEBIOM(Asociacin Europea de Biomasa) que incluyen el rendimiento del cultivo seco,el contenido medio de energa y los contenidos en cenizas y agua para diversoscultivos con nes energticos:


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8 bms: exps ms g y fst p s gt

Rto. Poder Produccin Contenido Contenido

Cultivo[tseco/ calorco Energtica/ha

(ha ao)] Inferior (PCI) [GJ/ha]

de agua en cenizas

tras cosecha [% en[MJ/kgseco] [%] peso]

Paja 2-4 17,0 35-70 14,5 5,0

Sauce 8-15 18,5 150-280 53,0 2,0

Chopo 9-16 18,7 170-300 49,0 1,5

Miscanthus 8-32 17,5 140-560 15 3,7

Camo 10-18 16,8 170-300

Giant reed 15-35 16,3 245-570 50 5Reed canarygrass 6-16 16,3 100-130 13 4

Panicumvirgatum 9-18 17 15 6

Robiniapseudo acacia

5-10 19.5 100-200 35

Madera 3-5 18,7 74,8 50,0 1-1,5Tabla 1: Caractersticas de cultivos energticos1. AEBIOMEuropean Biomass Statistics2007.

1.1 Experiencias de nuevas masas forestales

En Espaa se estn realizando experiencias con diferentes masas forestales le-

osas: de regado (sauce y chopo), de semirregado (Robinia pseudoacacia) yde secano (acacia, olmo de Siberia y eucaliptos). Se ha experimentado en Soria2

ltimamente con paulonia en regado, con resultados mejorables, y tambin seest experimentando en otras regiones de Catalua y Extremadura con esta mis-ma especie sin tener an conclusiones.

Con respecto a los primeros, cultivos de regado, son abundantes las experien-cias en Europa y otras zonas de EE.UU. y Canad. Sobre el cultivo del sauceexiste una larga experiencia en los pases nrdicos y, por tanto, la maquinaria

especializada para su cosecha y procesado es una realidad ampliamente aan-zada. La populicultura para produccin energtica en Italia est ampliamentedesarrollada, siendo los principales proveedores de clones para el cultivo delchopo con nes energticos3.


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nvs mss fsts y tvs hs 9

En Espaa se han llevado a cabo algunas experiencias sobre el cultivo del chopocon nes energticos y prcticamente ninguna del cultivo del sauce (excepto

para la produccin de mimbre en Cuenca, pero no con nes energticos).Con el cultivo del chopo se han realizado experimentaciones en Aranjuez (Ma-drid) a nales de los aos 80 y experiencias en vivero en Salamanca, ambaspara produccin de chopo en monte bajo a altas densidades (por encima de los20.000 pies/ha) y rotaciones a 2-3 aos.

Recientemente, en el mbito del Proyecto Singular Estratgico On-Cultivos4,apoyado desde el Ministerio de Educacin y Ciencia, coordinado por CIEMAT, ycon participacin de socios de diferentes campos implicados (agricultores, su-

ministradores de planta, proveedores demaquinaria y tecnologa, empresas deproduccin energtica, instituciones deinvestigacin, consultoras y otros) sehan puesto en marcha una serie de ex-periencias sobre el cultivo del chopo y seesperan resultados. El proyecto arrancen 2005 y dura 8 aos. Estas experien-

cias proponen el cultivo del chopo endensidades altas y rotaciones cortas.

A continuacin se muestran una serie deexperiencias de produccin de especiesleosas en diferentes escenarios de la geografa espaola. Esta informacin hasido recopilada por la empresa Dendros GF, S.L., al igual que la que se recoge enel apartado nmero 2.

1.1.1 Pd d hp c d D5

En este trabajo se deseaba conocer las producciones de chopo (populus xeuroamericana) situado en la cuenca del Duero, en monte alto, en un marco deplantacin 8x5, es decir, 250 pies/ha, sin uso de riego y cuyo destino nal eramadera en desenrollo.

Las tablas de produccin para Populus x euroamericana disponibles en la cita-da cuenca son las siguientes. Establecidas 4 calidades o ndices de sitio (SI), de

acuerdo al rea basimtrica que alcanza la chopera a los 10 aos de edad, ofre-ciendo el dato del volumen total (VT, en m3/ha) y crecimiento medio (CM, enm3/ha y ao):

Figura 1: Plantacin de chopo en Granada.Fuente: ASAJA.


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Calidad I II III IVSI (m2/ha)

20,21 16,77 13,31 9,87Edad VT CM VT CM VT CM VT CM

3 3,59 1,20 2,53 0,84 1,77 0,59 1,28 0,42

4 14,75 3,69 10,37 2,59 7,29 1,82 5,12 1,28

5 34,43 6,89 24,22 4,84 16,99 3,40 11,96 2,39

6 60,59 10,10 42,61 7,10 29,91 4,98 21,04 3,50

7 90,72 12,96 63,81 9,75 44,79 6,40 21,50 3,07

8 122,79 15,35 86,37 10,79 60,62 7,57 42,64 5,339 155,39 17,27 109,29 12,14 76,72 8,52 53,96 5,99

10 187,61 18,76 131,95 13,19 92,62 92,62 65,14 6,51

11 218,87 19,90 153,94 13,99 108,05 9,82 75,99 6,90

12 248,86 20,74 175,04 14,58 122,86 10,23 86,41 7,20

13 277,43 21,34 195,13 15,01 136,97 10,53 96,34 7,41

14 304,52 21,75 214,18 15,29 150,34 10,73 105,74 7,55

15 330,13 22,01 232,19 15,47 162,98 10,86 114,63 7,64

5BCMBEFQSPEVDDJwO1PQVMVTYFVSPBNFSJDBOB$VFODBEFM%VFSP

75NIB

******

*7

&EBEBvPT


Tabla 2: Produccin para Populus x euroamericana. Montes, Revista de mbito forestal,nmero 44. Asociacin y Colegio de Ingenieros de Montes. Madrid.

Grca 1: Tablas de produccin Populus x euroamericana. Montes, Revista de mbitoforestal, nmero 44. Asociacin y Colegio de Ingenieros de Montes. Madrid.


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Se debe tener en cuenta que la anterior tabla de produccin se reere a planta-ciones en marco de 8x5 (250 ud/ha) aplicables a las plantaciones de marco 6x6

(278 ud/ha) usuales en la zona.Esta tabla arroja productividades, segn calidades de sitio, de 12 a 35 m3/ha alos 5 aos; lo que equivale a un crecimiento de entre 2,39 y 6,89 m 3/ha y ao.

1.1.2 Pd d pt. ctv d s sst6

La experiencia existente en Espaa es la del cultivo del eucalipto para abasteci-miento de fbricas de celulosa y pasta de papel (ENCE). Principalmente se danen el suroeste y noroeste de Espaa.

La reorientacin del negocio hacia el mercado energtico parece una realidaden la actualidad en el Grupo ENCE. Las limitaciones a este cultivo, aparte de lasposibles reacciones sociales y las productividades marginales, son la existen-cia de posibles heladas extempreas, o precipitaciones insucientes (menos de500 mm).

El objetivo de este trabajo era estudiar las producciones de eucalipto (Eucaliptusglobulus) situado en el suroeste de Espaa, en una plantacin en monte alto y 2

recepes, con densidades de 600-800 pies/ha, cuyo destino nal era trituracinpara pasta de papel.

Figura 2: Cultivo Eucalipto.

Para tener una idea de producciones a edades ms tempranas que las que tra-dicionalmente se han venido utilizando para la produccin de pasta papelera,


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Calidad I Calidad IISuelo Edad Ho=20 m (9 aos)

VT CM

Ho=17 m (9 aos)

VT CM3 3,9 1,30 2,0 0,67

6 45,7 7,62 24,5 4,08

Pizarras 9 145,6 16,18 85,6 9,51

12 277,3 23,11 176,2 14,68

15 417,8 27,85 278,5 18,57

Calidad III Calidad IV Calidad VSuelo

Ho=20 mEdad (9 aos)

VT CM

Ho=17 m Ho=14 m(9 aos) (9 aos)

VT CM VT CM

3 1,4 0,47 0,8 0,27 0,6 0,20

6 13,3 2,20 22,8 0,97 2,7 0,45

Pizarras 9 45,0 5,00 21,0 2,33 7,9 0,88

12 91,6 7,63 44,7 3,73 15,0 1,2515 147,3 9,82 73,7 4,91 23,0 1,53


pueden servir las tablas de produccin de esta especie para las dos zonas geo-grcas mencionadas.

Calidad I Calidad II Calidad III Calidad IVHo=16 m Ho=13 m Ho=10 m Ho=7 m

Suelo Edad (9 aos) (9 aos) (9 aos) (9 aos)VT CM VT CM VT CM VT CM

3 4,0 1,33 1,5 0,50 0,7 0,23 0,3 0,10

6 28,7 4,78 13,7 2,28 6,2 1,03 2,7 0,45

Arenas 9 73,8 8,20 39,5 4,39 18,6 2,07 7,3 0,81

12 125,1 10,43 75,4 6,28 35,7 2,98 13,0 1,08

15 176,3 11,75 115,7 7,71 57,2 3,81 18,9 1,26

Tabla 3: rea de produccin suroeste. Suelo: arenas. Direccin General de laProduccin Agraria, Ministerio de Agricultura. Madrid.

Tabla 4: rea de produccin suroeste. Suelo: pizarras. Direccin General de laProduccin Agraria, Ministerio de Agricultura. Madrid.


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75NIB

5BCMBEFQSPEVDDJwO&VDBMJQUP4VSPFTUF

$BM*"SFOBT$BM*7"SFOBT$BM***1J[BSSBT

$BM**"SFOBT$BM*1J[BSSBT$BM*71J[BSSBT

$BM***"SFOBT$BM**1J[BSSBT$BM71J[BSSBT

FEBEBvPT

Grca 2: Produccin Eucalipto, suroeste. Direccin General de la Produccin Agraria,Ministerio de Agricultura. Madrid.

A turnos del orden de 6 aos para el suroeste, de acuerdo con estas tablas deproduccin, se podra alcanzar del orden de 4,8 m3/ha y ao (3,5 t/ha y ao)sobre suelos de arenas en las mejores calidades, y sobre pizarras del orden de7,6 m3/ha y ao (5,6 t/ha y ao), calidades a las que habra que ir, ya que lasproductividades en calidades menores son muy bajas y poco atractivas.

1.1.3 Pd d pt. ctv d s nt7

Para conocer las producciones de eucalipto (Eucaliptus globulus) situado enel Norte de Espaa en una plantacin en monte alto y 2 recepes, con densida-des de 2.600-2.400 pies/ha, y cuyo destino nal era trituracin para pasta depapel, y en general, para el cultivo del eucalipto en el norte de Espaa son va-rias las tablas de produccin publicadas. Son especialmente interesantes parala produccin de biomasa las elaboradas por Fernndez Lpez (1982), puesto

que aportan las productividades para densidades elevadas, ms prximas a lasusuales en plantaciones para produccin energtica, y tanto en el primer corte(brinzales, procedentes de reproduccin por semilla) como en los sucesivos(chirpiales, procedentes de reproduccin vegetativa que les permiten crecer


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Calidad I Calidad II Calidad III Calidad IVHo=27 m Ho=23 m Ho=19 m Ho=15 m

Norte Edad (10 aos) (10 aos) (10 aos) (10 aos)VT CM VT CM VT CM VT CM

6 234,0 39,00 156,0 26,00 96,0 16,00 53,0 8,83

8 319,0 39,88 217,0 27,13 138,0 17,25 79,0 9,88

10 408,0 40,80 279,0 27,90 180,0 18,00 107,0 10,70Brinzales 12 485,0 40,42 337,0 28,08 223,0 18,58 134,0 11,17

14 563,0 40,21 396,0 28,29 264,0 18,86 163,0 11,64

16 631,0 39,44 452,0 28,25 304,0 19,00 188,0 11,75

Calidad I Calidad II Calidad III Calidad IV

Ho=27,9 mNorte Edad (10 aos)VT CM

Ho=25,2 m(10 aos)VT CM



6 181,0 30,17 138,0 23,00 103,0 17,17 74,0 12,33

8 302,0 37,75 231,0 28,88 172,0 21,50 121,0 15,13

Chirpiales10

12

416,0

510,0

41,60

42,50

316,0

391,0

31,60

32,58

233,0

288,0

23,30

24,00

164,0

202,0

16,40

16,83

14 597,0 42,64 456,0 32,57 337,0 24,07 234,0 16,7116 670,0 41,88 505,0 31,56 373,0 23,31 263,0 16,44


rpidamente), aportando el volumen total (el que se aporta a continuacin) y no solamente el maderable:

Tabla 5: Cultivos de secano en el norte. Brinzales. Fernndez Lpez, A. 1982.

Tabla 6: Cultivos de secano en el norte.Chirpiales. Fernndez Lpez, A. 1982.


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75NIB

5BCMBEFQSPEVDDJwOQBSB&VDBMJQUP/PSUF%FOTJEBEFTVEIB

$BM*#SJO[BMFT$BM*$IJSQJBMFT

$BM**#SJO[BMFT

FEBEBvPT

$BM**$IJSQJBMFT$BM***#SJO[BMFT$BM***1J[BSSBT

$BM*7#SJO[BMFT$BM*71J[BSSBT

Grca 3: Produccin para eucalipto. Norte. Fernndez Lpez, A. 1982.

Las productividades a edades ms tempranas (hacia los 6 aos) que las usualespodran proporcionar del orden de 6,5 t/ha y ao en las peores calidades y enmxima ocupacin del espacio areo y edco, hasta productividades superio-res a los 28 t/ha y ao.

No hay que olvidar que las tablas de produccin, para estas edades ms tempranas,son modelos numricos ideales, que suponen la mxima ocupacin del especio a-

reo y edco y la mxima efectividad en la utilizacin de los recursos de la estacinforestal en la que se encuentran, en ausencia de huecos en la masa forestal y encondiciones selvcolas normales o de alta intensidad de intervencin (y en este se-gundo caso, se habla de tablas de produccin de selvicultura de referencia).

1.1.4 Pd d pt sg spmt 2,5x2,5 nt8

El estudio tuvo como objetivo conocer las producciones de eucalipto situado enel norte de Espaa en una plantacin en monte alto y 2 recepes, bajo un marco

de 2,5x2,5, es decir, 1.600 pies/ha, cuyo destino nal era trituracin para pastade papel.


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Calidad I Ho=26 m Calidad II Ho=23 mNorte Edad (10 aos)

VT CM(10 aos)

VT CM

Marco 7 139,0 19,86 103,0 14,71

2,5x2,5 10 308,0 30,80 229,0 22,90

1.600 13 477,0 36,69 353,0 27,15

ud/ha 16 628,0 39,25 464,0 29,00

Calidad III Calidad IV Calidad V

Norte Ho=20 mEdad

(10 aos)VT CM

Ho=17 m Ho=14 m

(10 aos) (10 aos)VT CM VT CM

Marco 7 74,0 10,57 50,0 7,14 31,0 4,43

2,5x2,5 10 164,0 16,40 110,0 11,00 69,0 6,90

1.600 13 251,0 19,31 170,0 13,08 106,0 8,15

ud/ha 16 329,0 20,56 222,0 13,88 139,0 8,69


Para el cultivo del eucalipto, en el caso de optar por densidades menores, conrespecto a las tcnicas actuales para produccin de pasta papelera, existe otra

coleccin de tablas, segn diferentes marcos de plantacin (uno similar al ex-puesto, de 2,5x2,5 m, y otro de menor densidad, 3x3, que se presenta en elpunto 1.1), del mismo autor, y que presentan las producciones con respecto abiomasa total y no nicamente la de los fustes.

Tabla 7: Produccin eucalipto, espaciamiento 2,5x2,5. Norte. Fernndez Lpez, A. 1985.


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75NIB

5BCMBEFQSPEVDDJwO&VDBMJQUP/PSUF%FOTJEBEVEIB

$BM*

FEBEBvPT

$BM** $BM*** $BM*7 $BM*7

Grca 4: Produccin eucalipto, espaciamiento 2,5x2,5. Norte. Fernndez Lpez, A. 1985.

Conforme a estas tablas de produccin, con espaciamientos de 2,5x2,5 m entrerboles, a edades ms tempranas de las utilizadas para la produccin de pastapapelera (7 aos o menos), las producciones esperables seran entre 31 y 139m3/ha (de 3,3 a 14,7 t/ha y ao).

1.1.5 Pd d pt sg spmt 3x3 nt

En el caso de siembra de eucalipto a espaciamientos mayores, 3x3 m, 1.111ud/ha, las producciones esperables seran del orden de 21 a 116 m 3/ha y ao alos 7 aos (de 2 a 12 t/ha y ao).

Calidad I Ho=26 m Calidad II Ho=23 mNorte Edad (10 aos) (10 aos)

VT CM VT CM

Marco 7 116,0 16,57 84,0 12,00

3x3 10 279,0 27,90 201,0 21,10

1.111 13 447,0 34,38 323,0 24,85

ud/ha 16 600,0 37,50 433,0 27,06


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Calidad III Calidad IV Calidad VHo=20 m Ho=17 m Ho=14 m

Norte Edad

(10 aos) (10 aos) (10 aos)VT CM VT CM VT CM

Marco 7 56,0 8,00 37,0 5,29 21,0 3,00

3x3 10 139,0 13,90 90,0 9,00 54,0 5,40

1.111 13 223,0 17,15 145,0 11,15 87,0 6,69

ud/ha 16 299,0 18,69 195,0 12,19 116,0 7,25

Tabla 8: Produccin eucalipto, espaciamiento 3x3. Norte. Fernndez Lpez, A. 1985.

75N

IB

5BCMBEFQSPEVDDJwO&VDBMJQUP/PSUF%FOTJEBEVEIB

$BM*

FEBEBvPT

$BM** $BM*** $BM*7 $BM*7

Grca 5: Produccin eucalipto, espaciamiento 3x3. Norte. Fernndez Lpez, A. 1985.

Debido a que existe cierta diferencia en los resultados esperables (por ejemplo,en el caso 1.1.4 eucalipto Norte con espaciamientos 2,5x2,5, a los 7 aos los re-sultados esperables son 31-139 m3/ha; sin embargo, en 1.1.5 con espaciamiento3x3 los resultados esperables son 21-116 m3/ha) sera conveniente efectuar nue-vas experiencias para comprobar, entre otros aspectos, los siguientes:

-Producciones a edades tempranas, tanto en brinzales como en chirpiales.

-Mejores edades de aprovechamiento para la produccin y no agotamien-to de cepas de forma temprana.


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Los costes actuales de produccin de la biomasa dependen de un nmero defactores que cambian segn los casos y no son fciles de predecir.

Las principales causas de incertidumbre son:

a) El rendimiento del cultivo (t/ha y ao).

b) El nmero de rotaciones que se pueden realizar antes de su reemplazo.

La experiencias italianas muestran que es razonable esperar un rendimiento oproductividad de 30-35 toneladas de materia verde por hectrea y ao. Esto estbasado en la seleccin de un clon apropiado al sitio y en un correcto estableci-miento y mantenimiento (especialmente el control de malas hierbas).

Los agricultores vendieron en 2007 a 15-20 /t mat verde, para el Chopo SRC encampo, antes de la cosecha. Estos precios son interesantes en el contexto italiano,especialmente debido a que se obtienen subsidios en la mayora de los casos. Lasplanta elctricas consideran un precio de compra lmite de 40-45/t mat verde.

La cosecha y el transporte a planta debe oscilar entre 20-25 /t mat verde paraque sea econmicamente factible. La cosecha del cultivo con rotacin a 1-2 aosse realiza fundamentalmente con la mquina CLAAS Jaguar+cabezal HS-2, don-

de cada unidad cosecha aproximadamente 300 ha/ao.

Figura 3.1: Esquema de trabajo con Claas Jaguar HS2. Figura 3.2: Cabezal Claas HS2.

El sistema se basa en una CLAAS y 2-4 tractores-trailers que reciben las astillasy las transportan a un punto de recoleccin, donde son recogidos por camionesque las llevan a planta. La productividad vara entre 7 y 44 toneladas de materia

verde por hora, dando un coste medio de 12 /t mat verde.Las plantaciones con rotacin a 5-6 aos pueden ser cosechadas con los equiposforestales que existen en el mercado, lo que hace posible el establecimiento en


23/60

Rendimiento de cultivo de chopo SRC durante 2005-2006

LugarEdad

(aos) RotacinCosecha

(t matRendimiento

(t matverde/ha) verde/ha ao)

Alpeolo 1 2 40,8 40,8Bigli 1 2 25,5 25,5

Carpignano 2 2 71,9 36,0

Caorle 2 2 31,4 15,7

Arre 2 2 53,5 26,8

Ottobiano 1 5 1 107,4 21,5

Ottobiano 2 5 1 154,4 30,9


terrenos moderadamente inclinados. Adems, estos cultivos ofrecen otros bene-cios de exibilidad de cosecha y de una alta concentracin de biomasa en el sitio,

lo que reduce los costes debido a incidencias en la recolocacin de la maquinaria.La Tabla 10 muestra los rendimientos obtenidos en diferentes lugares duranteel 2005-2006.

Tabla 10: Rendimiento del cultivo de chopo 2005-2006. CNR Italia.

1.3 Experiencias de cultivos herbceos10

Para la produccin de biomasa slida, las experiencias se han referido a car-do (Cynara cardunculus), caa comn (Arundo donax), miscanto (Miscanthus

giganteus), sorgo forrajero (Sorghum bicolor) o carinata (Brassica carinata). Elcultivo del cardo (especie perenne) se perlaba hace unos aos como una in-teresante alternativa para los agricultores, pero el paso del tiempo ha puestode maniesto que tal vez las expectativas depositadas en esta especie eran enexceso optimistas para la climatologa espaola, teniendo en cuenta algunas delas dicultades con las que en determinadas zonas ha tenido su cultivo (excesi-vo nmero de marras, con la consiguiente prdida de produccin, plagas...).

Segn el informe Trabajos preparatorios PER 20112020 de Dendros GF, S.L.

(que recopila informacin procedente del PSE ON CULTIVOS, ITGA y otros) parabiomasa slida de diferentes especies leosas y herbceas, se citan las siguien-tes informaciones:


24/60

EspecieZona preferente

de cultivo

en la UE

Produccin de-biomasa-

(t m.s./ha y ao)-

Mnima Media Mxima

Observaciones

Climas templado-fros

Sauce(Salix spp)

Norte 6 8 12Necesidad de agua encontacto con las racespermanentementeTolera suelos arcillosos

Climas templados

Chopo(Populus spp)

Centro-Sur 8 20 30 Necesidad de humedaden suelo: riegosAmplitud edca

Climastemplado-clidos

Eucalipto(Eucaliptus spp)

Sur 8 10 15No tolera heladasNo tolera suelos

arcillososProduccin variablesegn humedad

Herbcea vivazNo tolera heladas

Sorgo dulce Resistente a la sequa(Sorghum Sur-Centro 12 20 45 pero con exigencia enbicolor L) precipitaciones medias

-altas para produccinelevada

Herbcea anualClimas templado-

Brassica

carinataSur 3 5 (6,5) 17

clidosNo tolera heladasPrecipitaciones bajas-medias

Cardo(Cynara

cardunculus L)

Sur 8 15 35

Herbcea vivazPluviometra media-alta (>450 mm deotoo a primavera)



25/60

EspecieZona preferente

de cultivoen la UE

Produccin debiomasa(t m.s./ha y ao)

Mnima Media Mxima

Observaciones

Herbcea anual

PhalarisNorte-Centro

arundinacea7 10 13

Climas templado-clidosPluviometra media-

bajaHerbcea vivaz

MiscanthusCentro-Sur 4 25 44

Propagacin porrizomas

sppPluviometra altao riegos

Herbcea vivaz

Caa comn Centro-Sur(Arundo donax)

3 25 37Lugares con humedadpermanente oencharcadosClimas templados

Fuente Especie

Costes delcultivo (/ha)

(1) (2)

Produccin

(t m.s./ha)

Ayudas (/ha)

Cultivo Cultivoindustrial energtico

Valoriza

energa

Sorgo1.193,80

forrajero-743,80 60 45

ITG Agrcola Brassica-

967,692carinata 517,62 (6)-11-15-(20) 45


(continuacin)-

Tabla 11: Cultivos energticos para biomasa slida en la UE. ITGA.

En cuanto a costes, se pueden citar los siguientes ejemplos de experiencias enEspaa:

Tabla 12: Experiencias Valoriza e ITG Agrcola en Espaa. ITGA.

(1) Con costes de arrendamiento del suelo.

(2) Sin costes de arrendamiento del suelo.


26/60


El resultado de estas experiencias indica los costes de produccin considerandola no existencia de ayudas y s los costes de arrendamiento de suelo, de unos

20 /t para el sorgo forrajero y de entre 64,5-88 /t ms para Brassica Carinatacuando las producciones alcanzan 15-11 t m.s./ha y ao.


27/60

GPSFTUBMFTGPSFTUBMFT#JPNBTBT#JPNBTBTLa biomasa de origen forestal para uso energtico en este documento se reereprincipalmente a los restos procedentes de procesos forestales, tanto de explo-taciones forestales (races, tocones, ramas, cortezas, hojas) como de la limpiezade montes y operaciones silvcolas.

Son numerosas las experiencias realizadas en Espaa sobre aprovechamiento deresiduos forestales para su utilizacin energtica, tanto trmica (calor en mayormedida que fro) como elctrica. En consecuencia, las referencias documentalesen Internet son igualmente bastante numerosas, aunque con cierta dispersin y

Figura 4: Planicacin del aprovechamiento.


28/60


heterogeneidad en la presentacin de resultados. Las mayores limitaciones queafectan a la manipulacin de la biomasa forestal son, por un lado, su dispersin

en las zonas de aprovechamiento, y por otro lado, su baja densidadaparente,que diculta y encarece el transporte. Obviamente, desde el punto de vista dela viabilidad econmica del aprovechamiento de los restos, no se contemplasino la utilizacin de maquinaria para estas labores, lo que limita las zonas deaprovechamiento a aquellas en las que la pendiente es inferior al 35% en prcti-camente todos los casos. Como es natural, la mayor parte de las experiencias seencaminan hacia la resolucin de estas dos dicultades.

La resolucin de la primera de ellas, la dispersin, se basa en planicar adecua-

damente el aprovechamiento. Se planica, en consecuencia, el aprovechamientoprincipal, de tal manera que se produzca la menor dispersin posible de restos:

-En cortas nales continuas en supercie (cortas a hecho; cortas disemi-natorias o aclaratorias; cortas de regeneracin por aclareo sucesivo, yasea uniforme, por fajas, bosquetes o cantones) o en cortas intermediasde peso fuerte (claras o clareos de eliminacin de masa inicial superioral 30% del rea basimtrica):

- Agrupacin de restos de corta en montones, lneas o calles de desem-

bosque.- Aprovechamiento del rbol entero y procesado en pista, con separacin

de productos nales (fustes) y restos (rabern, ramas y hojas).

-En cortas intermedias de peso moderado a dbil, agrupacin de restosen calles o montones o saca de rbol completo.

Sin embargo, la situacin actual ms habitual es la dispersin general de losrestos del aprovechamiento por la zona de corta.

Se ha desarrollado para la recogida de restos un apero de tipo rastrillo fron-

tal con grapas hidrulicas independientessobre tractor (de cadenas o ruedas) de pe-quea potencia que facilita el amontonado,alineado o arrastre (empuje) de restos a vaforestal o a calle.

En cuanto a la paliacin de la segunda di-cultad, es decir, la baja densidad, lastecnologas de recogida se basan, bien enreducir el tamao del material (astilln-dolo), o bien en comprimirlo hasta formarunidades compactas de mayor densidad(empacado de restos forestales). Figura 5: Esquema telescpico para pacas.


29/60

bmss fsts 27

Existen en la actualidad al menos 3 mquinas forestales especcas, desarro-lladas por las casas comerciales Timberjack y Valmet (Finlandia) y el prototipo

espaol de TRABISA, de tecnologa radicalmente diferente a las otras dos. Estaltima est basada en la compactacin mediante prensa hidrulica y cizalladodel material para su dimensionado nal, frente al uso de la motosierra en lasotras dos. Mientras que la empacadora Timberjack (que ha cambiado reciente-mente a John Deere) tiene la ventaja de fcil movilidad en terrenos mojados einclinados, la de Trabisa est ms adaptada al corte de materiales contaminadoscon piedras o tierra.

Existe otro fabricante espaol, DINGOMA, que est desarrollando una empaca-

dora aprovechando las experiencias adquiridas.Al margen de los restos deaprovechamientos forestales,se plantea la posibilidad depuesta en produccin de losmontes que histrica y tradi-cionalmente suministrabanenerga a la poblacin: los

montes de quercoideas en for-ma principal de masa de montebajo, fundamentalmente losmontes de encina (Quercusilex), rebollo (Quercus pyrenai-ca), quejigo (Quercus faginea),Quercus canariensis y Quercuspubescens, sin olvidar otros

como los hayedos (Fagus syl-vatica), tratados a monte bajo.Los mtodos de gestin sos-tenida y sostenible de estasmasas forestales son perfecta-mente conocidos por el sectorforestal, y estos montes pue-den constituir un reservorio de

materia prima energtica deprimera magnitud en determi-nadas zonas.

Figura 6: Montes de Quercus.


30/60

EspecieTratamiento/Proceso

FuenteCostes (/t)

Mnimo MximoObservaciones

Cortas a hecho CIS Madera 27,01 27,41Empacado ANFTA 15,00 42,30de restos FERLAVA 26,11 31,51

Cortas a hecho CIS Madera 25,91 35,66Pinos/ Astillado deconferas restos

CESEFOR 11,53 26,65

ETSIM JCyL

Claras

Empacado BIO SOUTH 19,21 21,78de restos

ClarasAstilladode restos

CESEFOR ETSIM JcyL 22,64

Cortas a hechoAstillado CIS Madera 21,52 30,66de restos

CIS Madera 25,14 29,54Eucalipto

Cortas a hechoEmpacadode restos

El coste mnimono incluye el

FERLAVA 17,49 30,70 coste combinadode saca ytransporte

Resalveo

Quercus Astilladode restos

CESEFOR Incluye costes54,00ETSIM JcyL de transporte

Corta a hechoAstilladode restos

CESEFOR ETSIM JcyL 24,92

Chopo Corta a hecho ANFTA 33,00Empacado BIO SOUTH 13,00de restos FERLAVA 17,31 32,01 El coste mnimo

no incluye elcombinado desaca y transporte


Tabla 13: Resumen de experiencias reales.


31/60

bmss fsts 29

2.1 Experiencias sobre aprovechamiento de biomasas

forestales

Como resumen de las experiencias reales que se presentan, la tabla anteriorexpone la gran dispersin de resultados que se desprenden de ellas, incluso ensituaciones en teora parecidas, dependiendo fundamentalmente de la organi-zacin de los trabajos, de la densidad (t/ha) de restos por hectrea inicial, de ladisposicin de los restos sobre el terreno (dispersos, amontonados o alineadoso apilados junto a vas de desembosque) y de las incidencias que la maquinariahaya podido sufrir por averas, desplazamientos, etc. No incluye costes de trans-porte, salvo excepciones.

Los costes expuestos se presentan en euros por tonelada de materia seca al aire,esto es, con humedades que pueden oscilar entre el 55% y el 25%, segn lascondiciones propias de cada aprovechamiento. Esto es as porque tanto el empa-cado como el astillado se vienen a realizar en el propio monte, preferentementecon cierto contenido en humedad (puesto que se da un mejor funcionamiento y,por tanto, eciencia de la maquinaria a emplear), y tambin porque a la hora detransportar el material, el peso no suele ser nunca la limitacin, sino el volumen,

ya que los camiones que se emplean tienen capacidad suciente para transpor-tar tonelajes elevados pero presentan limitaciones importantes al volumen porel tamao de la caja.

2.1.1 exp ciS Md11 G

El proyecto realizado por CIS-Madera en colaboracin con las Universidades deVigo y Santiago tuvo como n analizar la valoracin de la biomasa procedentede residuos forestales. El trabajo contempl la modelizacin de la produccin de

biomasa forestal, las tecnologas avanzadas de recogida, la caracterizacin delos residuos y el estudio de las implicaciones ambientales del aprovechamientode los restos de corta de pino y eucalipto.

Los rendimientos se reeren a toneladas de materia verde por hora, a hume-dad variable oscilando entre 30-50%. Con el n de proporcionar costes horarioshomogneos entre s y con otras experiencias, se han utilizado los costes demaquinaria que proporcionaron las tarifas TRAGSA 2007.

Otros costes a tener en consideracin seran: el traslado de la empacadora/astilladora a la explotacin forestal, el coste de la biomasa en origen, las pr-didas de materia durante el periodo de almacenamiento, el tratamiento de laastilla o paca, el transporte desde la explotacin forestal a planta, as como loscostes de gestin.


32/60

Pinus pinaster. Densidad (t/ha) 44:

Rendi- Coste Coste

Tratamiento Proceso y Maquinaria miento (/t) total

(t/h) (/t)

Amontonado de restos. Tractor

apilador de restos3,20 16,54

Astillado. Astilladora chipharvester

P1Corta a hecho; Brucks 803 sobre autocargador 16,17 10,21

restos amontonados Valmet 892 35,66

Desembosque de astillaa parque. Autocargador 10,74 8,90

Valmet 895

Amontonado de restos.

Tractor apilador de restos3,20 16,54

P2Corta a hecho; Astillado. Astilladora chipharvester

restos Brucks 803 sobre autocargador 23,89 6,91 30,30

apilados junto a va Valmet 892

Aproximacin de astilla a contenedor

general. Autocargador Valmet 89513,97 6,84

P3Corta a hecho;


Tractor apilador de restos3,20 16,54

restos

apilados junto a va

Astillado. Astilladora semimvil de

alta capacidad Pezzolato PHT 120013,60 6,76

25,91

Tractor con pinza frontal 13,60 2,61

P4Corta a hecho;

restos amontonados


apilador de restos

Empacado. Fiberpac 370 B sobre

autocargador Timberjack 1210 B

3,20

7,45

16,54

10,4727,01

P5Corta a hecho;restos

apilados junto a va


apilador de restos



3,20

7,18

16,54

10,87

27,41



33/60

Rendi- Coste Coste


(t/h) (/t)


E1Corta a hecho;

restos dispersos

Brucks 803 sobre autocargador

Valmet 892

Desembosque de astilla.Autocargador Valmet 895

15,20

8,97

10,86

21,52

10,66

E2Corta a hecho;

restos

apilados junto a va


Tractor apilador de restos


Brucks 803 sobre autocargador

Valmet 892

4,00

24,40

13,24

6,77 30,66

Aproximacin de astilla a contenedorgeneral. Autocargador Valmet 895 8,97 10,66

E3Corta a hecho;

restos dispersos

Fiberpac 370 B sobre autocargador

Timberjack 1210 B

Saca de pacas a parque.

Autocargador Valmet 895

6,67

5,36

11,69

29,54

17,85

E4Corta a hecho;

restosapilados junto a va


Tractor apilador de restos



3,20

9,07

16,54

25,148,60

bmss fsts 31

(continuacin)

Eucalyptus sp. Densidad (t/ha) 40:

Tabla 14: Experiencias CISMadera.


34/60

Rendi- Coste Coste


(t/h) (/t)

Resalveo: Apeo con

cosechadora con cabezal Apeo. Procesadora multirbol

adaptado mediante ua Saca. Autocargador

adicional al trabajo como Astillado o triturado jo. 54,00

multitalador. Astillado Astilladora o trituradora sobre camin

en cargadero con Transporte a central. Camin

astilladora sobre camin


1

1

1

$PTUF

UPUBM`U

&YQFSJFODJB$*4@."%&3"

1 1

&

&&

&

Grca 6: Experiencia CISMadera. Elaboracin ESCAN.

2.1.2 exp ceSeFor12Experiencias sobre diferentes situaciones en Castilla y Len, entre los meses deoctubre de 2006 y mayo de 2007, en aprovechamientos de Q. pyrenaica (rebollo),Pinus sylvestris, pinus pinaster y chopo. Hay referencias a otras experienciasforestales realizadas en otros lugares. Los costes incluyen gastos generalesempresariales y benecio industrial, pero en ningn caso la retribucin a la pro-piedad por los restos del aprovechamiento.

Quercus pyrenaica. t/ha 50:


35/60

Rendi- Coste Coste


(t/h) (/t)

Clara: saca de rbol Apeo. Cosechadora convencional 6,32 11,16

completo y triturado en Saca. Autocargador 6,54 8,25 26,64

cargadero con astilladora Triturado en cargadero y carga. 31,64 3,23

semimvil Triturado

Transporte a central. Camin 4,00

Chopo. t/ha 106,1:

Rendi- Coste Coste


(t/h) (/t)

Apeo y desrrame. Manual 2,096 (9,45)

Desembosque de fustes

Cargadora frontal5,87 (8,60)

Corta a hecho Apilado de restos. Cargadora

frontal21,05

31,922,38

Astillado, astilladora 3,36 22,54

Transporte a central 7,00

Pinus pinaster. t/ha 40,3:

Rendi- Coste CosteTratamiento Proceso y Maquinaria miento (/t) total

(t/h) (/t)

Apeo. Manual 26,0

Procesado. Procesadora multirbol 19,6Corta a hecho; procesado

de restos en calles con

astilladora mvil

Saca. Autocargador

Astillado mvil.

Astilladora sobre autocargador

9,2

10,7

21,33

11,5

Transporte de astilla. Camin 9,8

bmss fsts 33

Pinus Sylvestris. t/ha 4: (continuacin)

Tabla 15: Experiencia CESEFOR. Tolosana, E, Y. Ambrosio, R. Laina, R. MartnezFerrariy F. Pinillos: Rendimientos y costes de diferentes aprovechamientos de la biomasaforestal: Las experiencias en curso en Castilla y Len.


36/60

$PTUF

UPUBM`U

&YQFSJFODJB$&4&'03

2VFSDVT

QZSFOBJDB

$IPQP

1JOVT4JMWFTUSJT

1JOVT1JOBTUFS


Grca 7: Experiencias CESEFOR. Elaboracin ESCAN.

2.1.3 exp FerlaVa13

FERLAVA es una sociedad que fue creada con el objetivo de construir y explo-tar una planta de generacin de energa elctrica de 22 MW alimentada con235.000 t/ao de biomasa forestal y con una generacin de energa elctricaanual de 167.200 MWh/ao. Como paso previo del proyecto se desarroll unplan de pruebas utilizando la empacadora forestal Fiberpack 1490, realizndosediferentes experiencias con eucalipto, pino y chopo en diferentes escenarios. El

objetivo nal del proyecto no se lleg a cumplir debido a que en aquel momentolas condiciones econmicas no eran favorables para el desarrollo de un proyectode estas caractersticas.

Estimaciones de costes de aprovechamiento de biomasa forestal (eucalipto,pino y chopo) en la cornisa cantbrica, de FERLAVA. Las experiencias muestranque la disposicin del residuo (amontonado) y la limpieza de restos de tierray piedras, aumentan el rendimiento de la empacadora evitando las frecuentesparadas por avera de la mquina, fundamentalmente por la rotura de cadenas

de corte de los fardos y, en menor medida, por las roturas de las botellas de loshidrulicos.


37/60

Rendi- Coste CosteTratamiento Proceso Maquinaria miento (/t) total

(t/h) (/t)

Corta nal: restos

esparcidos/

amontonados

Empacado

Saca

Transporte

Fiberpack 1490-D 4,25-5,95 11,4-19,1

4,5-7

6,0-10,0

21,5

-36,1

Pino

Rendi- Coste Coste

Tratamiento Proceso Maquinaria miento (/t) total

(t/h) (/t)

Corta nal: restos

amontonados

Empacado

Saca

Transporte

Fiberpack 1490D 6,38 12,2-23,6

4,5-7

6,0-10,0

23,2-40,6

Chopo

Rendi- Coste Coste

Tratamiento Proceso Maquinaria miento (/t) total

(t/h) (/t)

Corta nal: restos

amontonados

Empacado

Saca

Fiberpack 1490D

Transporte

12,2-23,6

9,0-12

21,7-35,6

Tabla 16: Experiencia FERLAVA. (Fomento de Energas Renovables de lava, S.A).

bmss fsts 35

Eucalipto


38/60

$PTUF

UPUBM`U

&YQFSJFODJBT'&3-"7"

&VDBMJQUP

1JOP

$IPQP


Grca 8: Experiencia FERLAVA. Elaboracin ESCAN.

2.1.4 exp enerSilVa14ENERSILVA es un proyecto europeo de cooperacin transregional nanciadopor el programa Interreg III B SUDOE. Su nalidad principal es dinamizar a lospropietarios forestales particulares del sur de Europa en el aprovechamientoenergtico de la biomasa forestal primaria. En particular, ENERSILVA estudia lasvariables que inciden sobre el aprovechamiento de la biomasa forestal en losbosques y sobre la implantacin de centrales de biomasa para produccin deenerga. Las especies objeto de aprovechamiento son de los gneros Pinus, Eu-calyptus, Quercus, Castanea y Populus.

Con el n de analizar su comportamiento econmico, ENERSILVA divide el cir-cuito en dos fases: generacin de la biomasa y aprovechamiento de la biomasa.Cada una de estas fases tiene una serie de costes asociados que se describen acontinuacin:

-Un coste de generacin, procedente del desrame y descope (y en sucaso, de clareo y poda) del tratamiento selvcola, incrementado en un15% de retribucin al propietario por esa Biomasa Forestal Producida(BFP). Adems, incrementa este coste de generacin con unos gastos degestin del propietario (tambin en un 15% sobre el coste intrnseco degeneracin) que ENERSILVA cifra entre 20 y 60 /ha y ao.

-Por otro lado, el tradicional coste de aprovechamiento (recogida y apilado,


39/60

bmss fsts 37

LocalizacinGalicia Pas Vasco Catalua

Supercie mediade la explotacin 1 2 15(ha)

Mrgenes deciclo productivo 15 60 15 70 15 70(aos)

Mrgenes de

posibilidad 7 23 5 22 4 20(m3/ha/ao)

Costes Mnimo Mximo Mnimo Mximo Mnimo Mximo

Coste generacin(/t)

12 26 15 27 15 25

Coste generacinsin retribucin

por BFP ni gastos 9,23 20,00 11,54 20,77 11,54 19,23de gestin

BFP Clareo+podasaca 74 85 75 95semimecanizada

BFP Clareo+podasaca mecanizada

48 55 60 70

BFP Clara, sacasemimecanizada

54 72

BFP Cortas nalessaca mecanizada

41 46 42 62

saca, astillado o empacado y transporte a central, con distancia de transpor-te de 30 km), que se incrementa en un 15% para cubrir los Gastos Generales

y Benecio Industrial de las empresas de aprovechamiento.Con respecto a los costes que presenta ENERSILVA, slo son comparables conotras experiencias los costes de aprovechamiento y transporte, debido a queENERSILVA incorpora la retribucin por la biomasa y el benecio empresarial. Noobstante, se presentan a continuacin dichos costes, en /t de materia verde,con un 35% de humedad:


40/60

LocalizacinNorte y Centrode Portugal

Aquitania

Supercie media de laexplotacin (ha)

1 5

Mrgenes de cicloproductivo (aos)

15 45 20 80

Mrgenes de posibilidad

(m3/ha/ao) 9 23 4 20

Costes Mnimo Mximo Mnimo Mximo

Coste generacin (/t) 15 22 18 30

Coste generacin sinretribucin por BFP ni 11,54 16,92 13,85 23,08gastos de gestin

BFP Clareo+podasaca semimecanizadaBFP Clareo+poda saca

50 55

mecanizada

BFP Clara, sacasemimecanizada

BFP Cortas nales sacamecanizada

29 54 55 70

Espaa Francia PortugalMnimo Mximo Mnimo Mximo Mnimo Mximo

Coste total en plantaBFP (astilla), 53 120 69 100 39 75incluyendo costesde generacin

Coste total en plantaBFP (astilla), sin 41 95 50 70 29 54costes de generacin


(continuacin)

Tabla 17: Experiencias ENERSILVA.


41/60

bmss fsts 39

2.2 Dispersin de costes

Para tener una idea grca de la dispersin de costes tericos, de acuerdo conlas publicaciones de CIEMAT y la Junta de Castilla y Len, se presenta el siguientegrco en el que se representa la frecuencia de casos de diferentes aprove-chamientos de restos de tratamientos selvcolas ordenados por sus costes deobtencin por tonelada verde de biomasa. Aun con slo estos dos ejemplos y sincontemplar otros casos, puede observarse que la dispersin de costes es muyamplia.

B B B B B B B B B B B B

OP

DBTPT

%JTQFSTJwOEFDPTUFTUFwSJDPTEFBQSPWFDIBNJFOUPEFSFTUPTEFUSBUBNJFOUPTGPSFTUBMFTTFH|OEJGFSFOUFTFTQFDJFTZQSPDFTPTEFUSBCBKP

DPTUFT U

Grca 9: Dispersin de costes tericos de aprovechamiento de restos de tratamientosforestales. Trabajos preparatorios PER 2011-2030. IDAE.

Si se hace la misma representacin para los casos reales expuestos en las an-teriores pginas, el grco de dispersin de costes de experiencias reales es elsiguiente:


42/60


B B B B B B B B

OP

DBTPT

%JTQFSTJwOEFDPTUFTSFBMFTEFBQSPWFDIBNJFOUPEFSFTUPTEFUSBUBNJFOUPTGPSFTUBMFTTFH|OEJGFSFOUFTFTQFDJFTZQSPDFTPTEFUSBCBKP

DPTUFT U

Grca 10: Dispersin de costes reales de aprovechamiento de restos de tratamientos

forestales. Trabajos preparatorios PER 2011-2030. IDAE.

Como puede comprobarse, la media de las experiencias reales se sita por de-bajo de la media de los casos tericos y coincidiendo con uno de los picos delgrco.


43/60

#JPNBTBTBHSrDPMBT

#JPNBTBTBHSrDPMBT

As como en el mbito del aprovechamiento de restos de trabajos forestalesexisten bastantes referencias, no se pueden localizar con la misma facilidaden el caso del aprovechamiento de los restos de cultivos agrcolas, si bien sonigualmente numerosas las experiencias.

Entre ellas destacan el aprovechamiento de paja de cereal en el entorno de laplanta de produccin de energa elctrica que Acciona-Energa tiene en San-gesa (Navarra) y las experiencias con un tractor prototipo que recoge y astillasimultneamente los restos de poda de olivar en Andaluca, promovidas por elEnte Andaluz de la Energa y Valoriza Energa (Grupo Sacyr). Los datos referentesa las experiencias realizadas estn recogidos en el apartado 3.2.

3.1 Generacin y aprovechamiento de biomasas agrcolas

A efectos de proceso de siega y recoleccin, los equipos para biomasas agrcolasherbceas para aprovechamiento energtico son los mismos que para cultivosherbceos enfocados a la alimentacin humana o animal.

Los costes de recoleccin de los restos de cultivos agrcolas herbceos, funda-mentalmente referidos a cereal (pajas), para la utilizacin de los mismos connes energticos, estn basados en la utilizacin de la maquinaria de recolec-cin y empacado, y se trata de costes muy estudiados y, por tanto, conocidos enel campo agrario.

Para el caso de biomasas agrcolas leosas y en concreto en el caso de la vid, elagricultor poda anualmente las vias, en la gran mayora de los casos con un po-dado manual (tijeras de podar) y a posteriori se procede a la recogida y apilado


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de sarmientos (usando un sarmentador). La poda es la operacin agrcola quegenera el residuo por lo que su justicacin vendr dada por criterios de cultivo

y no por criterios energticos.Tras la corta se procede a la extraccin o retirada del material a lugares accesi-bles. Para la extraccin se utiliza maquinaria mvil que debe estar adaptada alas condiciones especcas de cada tipo de cultivo y suelen ser tractores con elimplemento correspondiente: sarmentador hidrulico de una o dos cajas o au-tocargadores, para su posterior transporte al parque de almacenamiento desdelas vias. El sarmiento de vid, dada su escasa humedad, es apilado directamenteen los parques de almacenamiento (humedad habitual para consumo del 20%

en base hmeda).En lo que respecta a la poda del olivo, el proceso de obtencin de esta biomasaes similar al de la poda de la vid. Los cambios se encuentran en las tecnologas aemplear dadas las peculiaridades de cada especie (el olivo es una especie arb-rea y la vid es una especie arbustiva rastrera y trepadora) y de sus tratamientosagrcolas. Para la poda de los olivos se utilizan distintas herramientas atendien-do al grueso de la rama a cortar.

Figura 7: Sistema autopropulsado de hilerado y triturado Valoriza.

A partir de este punto la gestin de los residuos se puede conducir por dosalternativas diferentes, independientemente de su origen:


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Rendi- Coste Coste

Tratamiento Proceso Maquinaria/Recursos miento total

(t/h) (/t) (/t)

Recogida

de restos

Recogida y- Recogida, saca y acordonado

astillado- Cosechado y desembosque: Tractor

mecanizados-oruga 90 CV con Cosechadora

0,19

0,75

41,92

47,0096,00

BRUNET BMR 400

bmss gs 43

Triturado en campo.

Empacado para su posterior envo a planta.

La recogida de restos de labores en cultivos de leosas (poda de olivar, dealmendro, de vid y de otros frutales) son tratamientos bien estudiados. La nove-dad se enmarca en la utilizacin de medios mecnicos para su mejor procesado y transporte.

En el caso de la poda del olivar son destacables las experiencias de recogida y astillado simultneo de los restos mediante una mquina experimental utilizada en Andaluca.-

En el caso de recogida mecanizada de la poda del olivar es importante, de acuerdo con las experiencias realizadas, proceder a un hilerado del ramn con mquina hileradora en montones de 1,5 m de anchura y 1 m de altura como mximo.

En el caso de la poda de frutales, concretamente en naranjales de la ComunidadValenciana, el prototipo de empacadora de restos leosos agrcolas de TRABISAes el otro referente de mecanizacin de estas labores.

3.2 Experiencias sobre aprovechamiento de residuos

agrcolas

3.2.1 exp aytmt d cty15

Este estudio ha sido realizado por el Ayuntamiento de Cartaya (Huelva) y estreferido a la poda de frutales (ctricos: naranjos, fundamentalmente).

Hay que advertir que algunos de los datos de costes y de rendimientos estn es-timados a partir de las tarifas TRAGSA 2000 para determinados trabajos y que

se trata, en denitiva, de un estudio con una importante carga de suposicionestericas.

Restos de aprovechamiento de frutales. D/tha 4,50:


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Rendi- Coste Coste

Tratamiento Proceso Maquinaria/Recursos miento total

(t/h) (/t) (/t)

Recogida

de restos

Carga y transporte: Camin

autocargable7,08 96,00

Recogida, saca y acordonado 0,19 41,92

Astillado y desembosque:

Astilladomanual

Tractor oruga 90 CV con astilladora

suspendida BRUKS 650/100 dotado 0,34de remolque; astillado de

219,03170,03

alimentacin manual

Carga y transporte:-

Camin autocargable 7,08-

Tratamiento ProcesoDensidad Supercie Costes Producto

(t/ha) (ha) (/t)

Poda bianual

fuerte

Hilerado manual;Astilladora manual;

tractor + remolque-

4,468 1,3 21,895 Astilla

Poda bianualfuerte

Hilerado mecanizado;-Astilladora manual;tractor + remolque

2,427 6,2 22,319 Astilla


(continuacin)

Tabla 18: Experiencia Ayuntamiento de Cartaya. SODEAN. 2000. Estudio del anlisis depotencial y coste de las podas de olivar en la provincia de Jan.

3.2.2 exp J 200016

Experiencia realizada por SODEAN (Sociedad para el Desarrollo Energtico deAndaluca, S.A.), AGENER (Agencia de Gestin Energtica de la provincia deJan), la Diputacin de Jan y la Universidad de Jan.

La experiencia aporta datos sobre recogida de restos de poda de olivar (ramasde dimetro inferior a 10 cm, ramn y hoja), para el estudio del potencial y costede las podas de olivar en la provincia de Jan, en el ao 2000, en varias ncas de

olivar de regado y secano.

Olivo regado:


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Densidad Supercie Costes ProductoTratamiento Proceso

(t/ha) (ha) (/t)

Poda bianual Hilerado mecanizado;3,058 1,78 23,240 Astillafuerte astillado automtico

Poda bianual Hilerado manual callesfuerte alternas; astillado 3,024 1,44 24,886 Astilla

automticoPoda bianual Hilerado manual;

3,000 2,24 27,699 Astillafuerte astillado automtico

bmss gs 45

(continuacin)

Olivo regado:

Tabla 19: Experiencia Jan 2000. SODEAN. 2000. Estudio del anlisis de potencial ycoste de las podas de olivar en la provincia de Jan.


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generalgeneralPanormicaPanormica4El aprovechamiento de biomasas procedentes de trabajos y cortas en el medioforestal est bien estudiado, si bien la dispersin de los datos y de los resultadosobliga a que en cada caso concreto deban estudiarse los procesos, maquinaria,rendimientos y disponibilidades de la biomasa de manera concreta, debiendo

tenerse en cuenta la importante posibilidad de puesta en produccin otra vez delos montes de especies tradicionalmente energticas en Espaa.

Lo mismo puede decirse de los residuos o subproductos agrcolas, especialmen-te los herbceos, cuya mecanizacin es fcil y se lleva realizando de una manerarutinaria desde hace mucho tiempo. El conocimiento de procesos y costes estigualmente estudiado. Algunas labores, como el aprovechamiento de los restosde la poda de olivar, de la via o de cultivos de frutales leosos pueden exigir eldesarrollo, perfeccionamiento o adaptacin de maquinaria existente.

El caso de los cultivos herbceos para la produccin de biomasa, a pesar de quepresentan unos costes razonablemente estudiados (el ITGA cuenta con abundan-tes experiencias al respecto) y no excesivamente elevados, una mecanizacinque puede considerarse rutinaria y unos procedimientos de cultivo que cada vezson ms conocidos, conviene analizar con cuidado la rentabilidad real para elagricultor teniendo en cuenta los precios actuales de los productos agrarios.

Por ltimo, el caso de las nuevas masas forestales se encuentra poco estudiadoen Espaa, excepto el caso del eucalipto en secano, tanto en el norte como en elsuroeste, demostrndose que puede ser una alternativa importante para la pro-duccin de biomasa slida con nes energticos. El caso del cultivo de especiesforestales en regado (en Espaa, habra que restringirse nicamente al chopo,Populus sp.) es necesario seguir estudindolo, sobre todo en los aspectos de la


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idoneidad de especies, variedades o clones, segn las condiciones de cada esta-cin. Igualmente, se debe seguir experimentando con densidades de plantacin

y ciclos de produccin diferentes de los probados hasta ahora, de acuerdo conlas tendencias que parecen seguirse en otras partes de Europa.

La experiencia italiana de produccin y aprovechamiento del chopo en un espa-cio de 5.000 hectreas con diferentes sistemas, arroja resultados prometedores,si bien existen incertidumbres que afectan a los costes de establecimiento ymantenimiento del cultivo.

Como en el caso de otros cultivos, el sistema italiano est basado en la participa-cin masiva de corporaciones privadas, que acompaan a los agricultores en todo

el proceso, dirigiendo la produccin hacia el sistema ms apropiado, de acuerdoa las condiciones locales, al conocimiento y a la experiencia adquiridos.

En conclusin, para la obtencin de resultados ables, hay que orientar las ac-ciones hacia proyectos reales, basados en las condiciones locales, la experienciay el conocimiento adquiridos, que proporcionen resultados reales de explota-ciones continuadas y que debern ser evaluados. La realidad de los mercadosdemuestra que los costes de la obtencin de la biomasa son independientes delprecio que se puede llegar a pagar por sta en el mercado.


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.BTBEFBHVBNN

BHVB

5P$

.BUFSJBI|NFEBNN

TFDBN

BHVB

.BUFSJBTFDBNN

TFDB

IBTUBBMDBO[BSQFTPDPOTUBOUF

5trminostrminos

Glosario deGlosario de

Dsdd y pt:

- La dsdd es una propiedad fsica que est denida por la relacinentre el peso y el volumen de una masa determinada, lo que signicaque depende directamente de las caractersticas del material.

- La dsdd pt es la relacin entre la masa del producto y elvolumen ocupado por el mismo en el espacio.

Normativa: CEN/TS 15103: 2005. Biocombustibles slidos. Mtodos para la de-terminacin de la densidad aparente.

Hmdd tt sg s : la medicin ms precisa es la medicin median-te secado en un horno. Consiste en medir la masa del slido a prueba en unabalanza y calentarlo luego en un horno cerrado. El horno se pone a una tempe-ratura que asegura una humedad estacionaria muy pequea en el slido, (a 105C para el caso de la madera), y tal temperatura se mantiene durante un tiempoque asegura el estacionamiento de la humedad del slido (24 horas) hasta quealcance un peso constante. Comparando la masa inicial y la nal:


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El resultado se expresa en % de agua, tanto sobre la muestra inicial (base hme-da) como sobre el producto nal (base seca):

Hmdd s hmd:

N)I BHVB NTFDB NBHVB

Hmdd s s:

N)T BHVB

NTFDBmagua es la masa del agua disuelta por un gas o absorbida por un slido, en [kg].-

mseca es la masa de gas o slido seco, en [kg].-

De lo anterior resulta inmediato que la humedad en base seca ser siempre mayor que la humedad en base hmeda. Un elevado grado de humedad hace disminuir el poder calorco y aumentar el consumo de combustible.-

Normativa: segn la norma UNECEN/TS 147741 EX: 2004. Biocombustibles slidos. Mtodos para la determinacin del contenido de humedad. Mtodo de secado en estufa. Parte 1: Humedad total. Mtodo de referencia.

Fm y tm: la forma de la biomasa antes y despus del pretratamiento in-uye directamente en los costes de manipulacin, almacenamiento y transporte. Un tamao mediano y pequeo, pero homogneo, de la pieza de combustible, facilita la automatizacin de los sistemas y mejora la combustin.-

Gmt: determinacin del tamao de partcula expresado como un por-

centaje de la masa total de las fracciones.-Normativa: CEN/TS 151491: 2006. Biocombustibles slidos. Mtodos para la determinacin de la distribucin granulomtrica. Parte 1: Mtodo del tamiz osci-lante con apertura de malla igual o superior a 3,15 mm. CEN/TS 151492: 2006. Biocombustibles slidos. Mtodos para la determinacin de la distribucin granulomtrica. Parte 2: Mtodo del tamiz vibratorio con apertura de malla igual o inferior a 3,15 mm.-

ctd zs: masa de residuo inorgnico que queda despus de la

combustin de un combustible bajo condiciones especicadas, expresada comoun porcentaje de la masa de la materia seca en el combustible.

Normativa: CEN/TS 14775: 2004. Biocombustibles slidos. Mtodos para la de-terminacin del contenido de cenizas.


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Gs d tms 51

cmps mt: los porcentajes de carbono (C), hidrgeno (H), ni-trgeno (N) y azufre (S) se obtienen analizando los gases de combustin al

quemar una muestra de la biomasa a temperatura variable. El porcentaje de-

oxgeno (O) se determina por diferencia a 100 de la suma de los cuatro ele-mentos y las cenizas. La biomasa se caracteriza, en general, por poseer un bajo contenido en carbono (


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rg p gvdd: sistema de riego en el que el agua llega a las parcelas agrcolas a travs de canales sin presin e inunda progresivamente la parcela

a regar.

d d st (Si): es un indicador numrico que reeja la calidad de la estacin forestal en la que vegetan los rboles en cuestin.-

La calidad de estacin es la mayor o menor aptitud de un lugar forestal (sitio) para la produccin de biomasa vegetal, y es funcin de la climatologa general, de la naturaleza edca del sustrato, de la propia siografa y, en menor medida, de la biocenosis.-

El ndice de sitio o calidad de estacin se puede estimar por la biodiversidad,

por factores edafo-climatolgicos y/o por variables dasomtricas independien-tes de la densidad del arbolado, y, entre stos ltimos, uno de los que mejor y ms fcilmente reejan la calidad de la estacin es la altura dominante, que se denota por Ho.-

H: la altura dominante es la altura media de los rboles del estrato dominan-te (los ms altos y/o gruesos del rodal, normalmente se suele utilizar la altura dominante de acuerdo con el criterio de Assmann, correspondiente a los 100 rboles ms gruesos de una hectrea) y se toma como ndice de sitio o estima-dor de la calidad de estacin porque es sensible a la mayor o menor calidad de la estacin (a mayor calidad, mayor Ho) y porque es sensiblemente invariable a la selvicultura que se practique en el rodal (se podra tomar la altura media, que tambin es sensible a la calidad de estacin, pero s se ve inuida por la selvicultura: cuando se hace una clara, normalmente la altura media aumenta, no as la dominante).-


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ZSFGFSFODJBTZSFGFSFODJBT

#JCMJPHSBGrB#JCMJPHSBGrB

1- AEBIOM European Biomass Statistics 20072- http://www.soriactiva.com/cultivos_energeticos/index.html#siete3- http://www.salix.se/

http://www.alasiafranco.it/4- www.oncultivos.es5- Bravo, F.; Grau, J.M.; Gonzlez Antoanzas, F. 1995. Curvas de calidad y tablas

de produccin para Populus x euroamericana en la cuenca del Duero. Montes,Revista de mbito forestal, nmero 44. Asociacin y Colegio de Ingenieros deMontes. Madrid.

6- Madrigal, A.; Herranz, J.; Lpez, M.; Mosquera, R. 1977. Tablas de produccinde Eucalyptus globulus Labill, en el sudoeste de Espaa. Direccin General de

la Produccin Agraria, Ministerio de Agricultura. Madrid.7- Fernndez Lpez, A. 1982. Evaluacin del crecimiento y productividad del

monte bajo de Eucalyptus globulus en rotaciones sucesivas. Premio de la Ex-celentsima Diputacin de Pontevedra.

8- Fernndez Lpez, A. 1985. Efecto del espaciamiento inicial en la produccin deEucalyptus globulus. Departamento forestal de Lourizn. Pontevedra.

9- CNRIvalsa, Sesto Florentino(Fi), Italia, Raffael Spinelli.


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10 http://fi1.etsii.upm.es/renovalia/ponencias/CULTIVOS%20ENERGETICOSCIEMAT.pdf

http://www.itga.com/biocombustibles/Sesion%201%20Ponencia%202%20Alberto.pdf

http://www.itga.com/biocombustibles/Sesion%202%20Ponencia%204%20Joaquin%20A.pdf

http://bioenergy.ornl.gov/reports/miscanthus/toc.html11- www.cismadeira.es/Galego/downloads/biomasa1.pdf12- Tolosana, E., Y. Ambrosio, R. Laina, R. Martnez-Ferrari y F. Pinillos: Rendi-

mientos y costes de diferentes aprovechamientos de la biomasa forestal: Lasexperiencias en curso en Castilla y Len. Ponencia en el seminario Oportu-nidades y Amenazas para la Biomasa: Experiencia en el sector del tablero,organizado por ANFTA en el Ministerio de Medio Ambiente (Madrid), el 4 dejunio de 2007.

13- Fuente IDAE. Datos sobre la experiencia Ferlava.14- www.enersilva.org15- http://aytoCartaya.com/segunda_modernizacion/images/2modernizacion/

archivos/Anexo4.pdf16- SODEAN. 2000. Estudio del anlisis de Potencial y coste de las podas de olivar

en la provincia de Jan.


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Biomasa - Experiencias con biomasa agrícola y forestal para uso energético

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