Máster en Energías Renovables y Mercado Energético
Biomasa residual forestal y sus
industrias
Año de realización: 2011-2012
PROFESOR: Juan Lobo García [email protected]
1. Residuos forestales.
2. Residuos de industrias forestales. 3. Suministro de biomasa a una planta.
4. Introducción a la metodología del cálculo de potenciales.
Capitulo 1
Residuos forestales
Tipos de biomasas de residuos
forestales y maquinaria para su
aprovechamiento
1.- Introducción
2.- Identificación de residuos.
3.- Tratamientos silvícolas.
4.-Maquinaria astillado, empacado y astillado en planta.
6.- Ejemplos de actuaciones.
7.- Conclusiones.
ORDENACIÓN DE
MONTES
DEF.: ORDENAR UN MONTE ES ORGANIZARLO DE MANERA QUE DE LAS LABORES Y APROVECHAMIENTO QUE EN ÉL SE HAGAN, SE OBTENGA EL MÁXIMO RENDIMIENTO, CONSIDERANDO COMO FUNDAMENTAL LA PERSISTENCIAY MEJORA DE LA MASA..
FACTORES A TENER EN CUENTA:
* LA ESPECIE
* FACTORES ECONÓMICOS
ORDENACIÓN INDUSTRIA APROVECHAMIENTO SELVICULTURA Demanda y Valor comercial Cantidad y tipo Características Materia prima Marco de actuación Ejecución y programación de selvicultura
BINOMIO PRODUCCIÓN / CONSERVACIÓN
ORDENACIÓN INDUSTRIA APROVECHAMIENTO SELVICULTURA Demanda y Valor comercial Cantidad y tipo Características Materia prima Marco de actuación Ejecución y programación de selvicultura
BINOMIO PRODUCCIÓN / CONSERVACIÓN
APROVECHAMIENTO INTEGRAL DEL BOSQUE
MADERA EN ROLLO
RESIDUO SELVÍCOLA
ASTILLA
CORTEZA Y RESTOS
ASERRADERO NO ASERRADERO
SERRÍN ASTILLA
MADERA EN ROLLO
¿ES UN PINAR UN CULTIVO ENERGÉTICO?
-Competencia entre biomasas
- Del monte no se obtienen beneficios. -Con la prima no se paga al agricultor.
-El monte tiene estar ordenado y se pone una ampliación
EXPERIENCIAS DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO
DE LOS RESIDUOS FORESTALES. XILOENERGÍA
ESQUEMA INCORRECTO DEL PLANTEAMIENTO XILOENERGÉTICO
(SITUACIÓN) (OBJETIVO) (CONSECUENCIA)
ESQUEMA CORRECTO DEL PLANTEAMIENTO XILOENERGÉTICO
(SITUACIÓN) (OBJETIVO) (CONSECUENCIA) NECESIDAD DE
ENERGÍA EXISTENCIA DE LA BIOMASA FORESTAL
SUSTITUCIÓN DE OTRAS ENERGÍAS
MEJORAS DE LAS MASAS FORESTALES
MASAS FORESTALES EN MAL ESTADO. RECUPERACIÓN DE ZONAS DEPRIMIDAS
MEJORAS DE LAS MASAS
Beneficios de la Biomasa Forestal
•El aprovechamiento de la biomasa contribuye con:
•Beneficio Medioambiental
– Utilización de energía renovable: Posibilitar el suministro de biomasa a plantas de generación. – Reducción de emisiones de CO2
Cumplimiento de Kyoto.
– Reducción de las posibilidades de incendios en las masas forestales por medio de la limpieza de los montes.
•Beneficio Económico
– Reducción de la dependencia energética de otros países.
– Generación de empleo.
– Mejora de la calidad de la madera en cortas finales.
– Suministro de materia prima local al sector de fabricantes de tableros de partículas.
•Beneficio Social
– Incidencia favorable en zonas rurales. – Incremento de la actividad en el sector forestal
que se encuentra actualmente en retroceso. En montes arbolados maderables como resultado de las operaciones selvicolas
Cortas finales o de regeneración Claras o raleos
Primeras claras desbroces y podas
Cortas de policía, como extracción de pies secos y enfermos
En montes arbolados no maderables
Tratamiento de quercineas u otras especies en monte bajo Poda de especies productoras de fruto
Trabajos selvícolas de mantenimiento y mejora
En montes no arbolados
Desbroces de matorral para fines diversos
Otros
Deforestación de tendidos eléctricos, márgenes de carreteras, cortafuegos etc.
IDENTIFICACIÓN RESIDUOS FORESTALES
DIFICULTADES DE APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA
FORESTAL.
* Las pendientes
* El régimen de propiedad
* El tamaño de la parcela
* El envejecimiento de los propietarios rurales.
*
Las figuras de protección
* La falta de gestión de cortas y las restricciones a las
mismas.
* La densidad de vías
* La necesidad de grandes cargaderos.
* La necesidad de maquinaria adecuada
* Las empresas de aprovechamiento.
* El coste de saca.
* El coste de transporte.
* Los requisitos de la materia prima
ALCORNOQUE
TRATAMIENTOS SELVÍCOLAS
REPOBLACIÓN BRIZNALES MONTE BRAVO LATIZAL BAJO/ALTO FUSTAL O MONTE ALTO
D e n t r o d e lo s t r a t a m ie n t o s s e lv í c o la s , s e in c lu y e n t o d a s la s a c t u a c io n e s d e m a n e jo d e la v e g e t a c ió n e x c e p t u a n d o la s r e p o b la c io n e s y e l m a n e jo d e lo s p a s t iz a le s . P o r la p r o p ia h e t e r o g e n e id a d d e lo s t r a b a jo s , lo s o b je t iv o s s o n m u y d iv e r s o s , p u d ié n d o s e c it a r e n t r e o t r o s : la c o n s e r v a c ió n y m e jo r a d e la s m a s a s f o r e s t a le s e x is t e n t e s c o n e l f in d e a s e g u r a r s u p e r s is t e n c ia y f a v o r e c e r s u r e g e n e r a c ió n ; la m e jo r a y e l in c r e m e n t o d e la p r o d u c c ió n f o r e s t a l; e l in c r e m e n t o d e la r e s is t e n c ia d e l m o n t e a la p r o p a g a c ió n d e l f u e g o y la r e g e n e r a c ió n d e la s m a s a f o r e s t a le s d e g r a d a d a s . L a p r e v e n c ió n d e in c e n d io s e s e l f a c t o r q u e m á s in f lu y e e n la a d m in is t r a c ió n a la h o r a d e r e a liz a r lo s t r a t a m ie n t o s .
TIPO DE OPERACIONES
DESBROCE O LIMPIADesbroce es la eliminación del matorral, mediante el desarraigue cuando es posible, a máquina, a mano o con el empleo de herbicidas.
CICLO PRODUCTOR PINO RADIATA
SISTEMA DE SACA DE LA BIOMASA
ASTILLADO EN CAMPO JENZ
ASTILLADORA BRUKS
Pino (kg/hora): 14.000
Coste (€/t): 6,5
E
MP
EMPACADORA TIMBERJACK
C.F.G CAZORLA 2004
Pino (kg/hora): 9.500
Coste (€/t): 8,6
Documento Acrobat
AMONTONADO Y EMPACADO TRABISA SODEAN 2004 Y 2005
Esquema proceso de triturado
ASTILLADO EN PLANTA
La gestión de la biomasa forestal primaria es un proceso costoso que requiere una correcta planificación y el empleo de nuevas tecnologías para conseguir su optimización.
• Transporte difícil y muy costoso
• Necesidad de grandes espacios de almacenamiento y proceso
• Gran heterogeneidad (especies, humedad, parte de la planta, estación, etc). • Como en cualquier actividad que suponga empleo de maquinaria pesada, posibles problemas ecológicos si no se hace adecuadamente:
EGMASA EGMASA
CORTA
CORTA
ASTILLADO
ASTILLADO
TRANSPORTE
TRANSPORTE
LOGÍSTICA PARA EL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS DEL CHOPO
Cultivo de chopo Finca de chopo cortada Amontonado de residuos
Astilladora
Transporte
LOGÍSTICA DE APROVECHAMIENTO DEL TOCÓN DE EUCALIPTUS
Corta del árbol Saca del tocón a pie de finca Amontonado de tocón
Troceado, el tamaño depende
del proceso posterior
Carga directa
Astillado en campo
Astillado en planta
CONCLUSIONES
*PONER DE ACUERDO A
LOS INTERESADOS
- ADMINISTRACIÓN
- PARTICULARES
- EMPRESAS TRATAMIENTOS SELVÍCOLAS
- INVERSORES (PARTICULARES, SEVILLANA)
*REALIZAR CLARAS
*FOMENTARSE LA MECANIZACIÓN
*NORMATIVA SOBRE APROVECHAMIENTOS
Capitulo 2
Residuos de industrias forestales
Tipos de residuos de industrias y
ejemplos de aprovechamientos
energéticos en la propia industria
1.- Tipos de residuos.
2.- Ejemplos de usos energéticos en Andalucía.
RESIDUOS INDUSTRIAS FORESTALES
TIPOS* INDUSTRIAS DE PRIMERA TRANSFORMACIÓN (ASERRADEROS) . SERRINES . CORTEZAS
. COSTEROS Y RECORTES
* FABRICACIÓN DE PRODUCTOS ELABORADOS DE MADERA 2º TRANSFORMACIÓN . SERRINES . CENTROS DE DESENRROLLO
. POLVOS DE LIJADO . CHAPAS DE MALA CALIDAD . BARNICES - PINTURAS
* FABRICACIÓN DE PRODUCTOS DE CORCHO . POLVO DE CORCHO
. PANAS DE BAJA CALIDAD
* FABRICACIÓN DE PASTA DE PAPEL . CORTEZAS LEJÍAS NEGRAS . SERRINES
USOS * COMBUSTIBLE * MATERIA PRIMA * VERTIDO * CAMA DE GANADO
RESIDUOS IND. FORESTALES
FÁBRICA DE MUEBLES.
ASERRADERO CHOPO PARA PALET
Capitulo 3
Suministro a una planta de biomasa.
Problemas encontrados, precios de
mercado y conclusiones de experiencia
real.
1.- Principales consumidores.
2.- Logística de suministro con SAT-4.
3.- Precio de mercado.
4.- Rentabilidad de una empresa de recogida.
5.- Conclusiones.
Biomasa. Generación de electricidad
Fuente: AAE
LOS CONSUMIDORES- PROYECTOS
Radio 15 km
b.6. BIOMASA
b.6.1. Cultivos energéticos
b.6.2. Residuos agrícolas o de jardinerías
b.6.3. Residuos aprovechamientos forestales y otras operaciones selvícolas
La prima que reciben las plantas de generación les permite comprar con un 25 % de humedad:
1. Los residuos agrícolas entre 34,14 -42 €/t.
2. Los cultivos energéticos se compran a 60,78 €/t. Los pinos son cultivos energéticos.
y = -55,619x + 47,984 10 15 20 25 30 35 40 45
5% 15% 25% 35% 45% 55% 65%
Hum edad (%)
RELACIÓN PRECIO PODER CALORÍFICO (Oleícola El Tejar)
20 25 30 35 40 45 50
21152743293430243053310231933211324732693290331933303356338034273438350635403673
PCI (kcal/kg) €/t
Penalización por cenizas y humedad
COMO DEBERÍA SER LA CURVA
Situación actual de los consumidores-otras biomasas • Logística: la crisis ha provocado que la gente vuelva al campo, falta de profesionales.
•Varias plantas funcionando pero solo tres empresas compran biomasas difíciles. Las tres están lejos unas de otras.
• Varios proyectos en construcción, pero con problemas de puesta en marcha. •Existen otras biomasas como hoja del olivar, pinos, que compiten en precios con la poda.
• El consumo de biomasa leñosa (poda, pino) aumenta las horas de funcionamiento anuales de las plantas.
• No es posible comprobar humedades ni cenizas. •No hay normas de trazabilidad.
•El uso térmico necesita biomasa bien preparada y tiene un consumo muy pequeño por usuario.
FUTURO: SE CONSTRUYEN MÁS PLANTAS
ANDUJAR-JAÉN LINARES-JAÉN
Capitulo 4
Metodología utilizada para el cálculo
del potencial de biomasa.
1.- Objetivos de los inventarios.
2.- Metodología aplicada.
3.- Utilización de los S.I.G.
4.- Ejemplo de casos prácticos.
Residuos forestales
OBJETIVOS DE LOS INVENTARIOS
TIPOS Y OBJETIVOS SEGÚN ÁREA DE ACTUACIÓN
INTERNACIONALES GESTIÓN POLÍTICA
ESTABLECIMIENTO DE NORMAS REGULADORAS U ORDENADORAS (LEGISLACIÓN)
DATOS PLANIFICACIÓN
NACIONALES ANUARIOS, BIBLIOGRAFÍA
REGIONALES PLAN ENERGÉTICO DE ANDALUCÍA 2000.2006
COMARCALES/LOCALES IDEA DE APROVECHARLO
CONOCIMIENTO EXHASTIVO
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA
INTERNACIONALES DATOS: - BIBLIOGRAFÍA
¿QUÉ USOS TIENEN?
METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN
¿QUÉ TIPOS DE BIOMASAS EXISTEN?
¿DÓNDE ESTÁN? ¿CUÁNTO HAY?
¿CUÁNTO CUESTAN?
¿CUÁNDO SE GENERAN?
LOS RECURSOS QUE SON SUSCEPTIBLES DE EVALUAR SON RESIDUOS SOBRANTES DESPUÉS DE REALIZAR EL APROVECHAMIENTO
PRINCIPAL Y QUE NO SON UTILIZADOS PARA APROVECHAMIENTOS SECUNDARIOS
DISTINTO DEL ENERGÉTICO
¿CÚALES SON LOS CONSUMIDORES CERCANOS?
LOCALIZACIÓN DEL CULTIVO DEL OLIVAR EN LA PROVINCIA DE CÓRDOBA Y POSIBLES CONSUMIDORES ENERGÉTICOS DE PODA
Consumidor r-15 km.
EXISTEN?
¿QUÉ USOS TIENEN? ¿QUÉ TIPOS DE BIOMASAS
EXISTEN?
LOGÍSTICA DE APROVECHAMIENTO
1.-OPERACIÓN DE SACA DE LA BIOMASA
: El propietario debe
PAGAR al menos los costes de eliminación de la biomasa.
LA BIOMASA ES UN RESIDUO , NO ORO MOLIDO.
2.-PREPROCESADO
1.-SECADO NATURAL O FORZADO
. Humedad combustible < 40 %
2.-ASTILLADO
1.- Astillado en planta
2.- En campo astilladora poca producción
3.- En campo con mucha producción
1.- En
planta
2.- En
campo
¿CUÁNTO CUESTAN?
LOGÍSCA DE APROVECHAMIENTO
2.- PREPROCESADO
3.-DENSIFICADO
2.-ASTILLADO
1.- Cuchillas
2.- Martillos
1.- Poca distancia
3.- Pellet o briquetas
1.- Empacado en planta
2.- Empacado en campo
3.-TRANSPORTE
2.- Mucha distancia
DEL POTENCIAL DE BIOMASA
A. Estudio del potencial bruto del área de influencia.
• Elección de fuentes de información para la definición de las áreas productoras.
• Selección de cultivos.
• Definición de zonas productoras.
• Cálculo de la producción de biomasa por unidad de superficie (Densidad Energética Superficial).
B. Estudio de zonas mecanizables y costes de aprovechamiento.
• Elección de sistemas de aprovechamiento de residuos.
• Creación de un mapa de pendientes y estudio de zonas mecanizables.
• Estudio de rendimiento y coste horario de los sistemas de aprovechamiento.
C. Ubicación de uno o más posibles centros de transformación energética y análisis de coste de transporte.
• Selección de las posibles ubicaciones de los centros de transformación en base en las condiciones de infraestructuras y la ubicación geográfica.
• Creación de un modelo de red de transporte.
• Estudio de las distancias de transporte recorridas y cálculo del coste de transporte de la unidad de energía.
¿DÓNDE ESTÁN?
INFORMACIÓN NECESARIA
• Usos y Coberturas Vegetales del Suelo de Andalucía (1995) de la Consejería de Medio Ambiente (Dirección General de Planificación).
• Datos Estadísticos Municipales procedentes de la Consejería de Agricultura (Dirección General de Estadística).
• Mapa Topográfico de Andalucía 1:100.000 (1998) de la Consejería de Obras Públicas y Transporte (Instituto Cartográfico de Andalucía)
• Modelo digital del terreno celdas 100x100 m.
• Mapa de Cultivos Agrícolas a nivel provincial. (2.000) de la Consejería de Agricultura y Pesca (Dirección General de Producción Agraria).
METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN
DEL POTENCIAL DE BIOMASA
CRONOGRAMA DE GENERACÓN DE LOS
DISTINTOS TIPOS DE BIOMASAS.
ENR FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV
R. AGRÍCOLAS OLIVAR ALGODÓN GIRASOL VIÑA INVERNADEROS FRUTALES R. FORESTALES C. ENERGÉTICOS CYNARA BRASSICA
R. IND. AGRÍCOLAS-FORESTALES ORUJILLO CÁSCARA ALMENDRA CÁSCARA ARROZ CÁSCARA PIÑÓN R. DESMOTADORA TRATAMIENTO MADERA ¿CUÁNDO SE GENERAN?
EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE RESIDUOS
AGRÍCOLAS
DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO
* IDENTIFICACIÓN DE CULTIVOS
* CANTIDAD DE RESIDUOS (kg/ha)
* SUPERFICIE (ha)
* CARACTERÍSTICAS DE LA BIOMASA (humedad %, PCI, kcal/kg)
* COSTE DE ELIMINACIÓN PARA EL AGRICULTOR (€/ha)
* COSTE DE RECOGIDA (€/t)
* ÉPOCA DE RECOGIDA
( ) MWe
500 . 7 1 (%) 000 . 1 1 860 1 1 000 . 1 h%
POSIBILIDADES DE NEGOCIO CON BIOMASA
1º 2º 3º 4º 5º
R. IND. AGRÍCOLAS Y FORESTALES
R.S.U. Y AGUAS
RESIDUALES R. FORESTALES R. AGRÍCOLAS C. ENERGÉTICOS
ORUJILLO PLANTAS DE MEDINA
SIDONIA PINOS MATA ALGODÓN CYNARA
ALPERUJO PLANTA ABORGASE QUERCUS PODA OLIVAR BRASSICA
DESMOTADORA DEPURADORAS DE SEVILLA R.INVERNADEROS GIRASOL
ASTILLA
C. ENERGÉTICOS
CEBADA
SIG COMPONENTES
BASE DE DATOS ALFANUMÉRICA BASE DE DATOS GRÁFICA SISTEMA OPERATIVO
GESTOR DE BASE DE DATOS. S.IG.
PANTALLA GRÁFICA 17” PLOTER.
TABLETA DIGITALIZADORA.
ESCANER COSTE RELATIVO
Hardware 20%
POTENCIAL ENERGÉTICO DE LA PODA DEL OLIVAR EN VILLANUEVA DE ALGAIDAS-MÁLAGA
OBJETIVO: “HACER LLEGAR LA BIOMASA AL CONSUMIDOR DE LA MANERA MÁS BARATA PARA QUE LA EMPRESA DE RECOGIDA GANE EL MÁXIMO DIENERO POSIBLE.”
CONCLUSIONES
1.- EN ANDALUCÍA DISPONEMOS DE BIOMASA
