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12° TRAWU FORESTAL
BIOMASA COMO ÁREA DE NEGOCIOS FORESTAL
PARA MEDIANOS Y AGRUPACIONES DE
PEQUEÑOS PROPIETARIOS DE TIERRA
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS
CULTIVOS DENDROENERGÉTICOS
Juan Carlos Pinilla Suárez
Instituto Forestal
[email protected]
Creando Valor Forestal
Mayo 29 de 2013
Temario
Introducción
1. Sector energético
2. Sector Energético y la Biomasa
3. Escenarios de la Biomasa para Energía
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
5. Conclusiones finales
Introducción
Ѳ El Instituto Forestal, INFOR, es un instituto
tecnológico del Estado de Chile, adscrito al
Ministerio de Agricultura
Ѳ Misión: Crear y transferir conocimientos
científicos y tecnológicos de excelencia
para el uso sostenible de los recursos y
ecosistemas forestales, el desarrollo de
productos y servicios derivados; y la
generación de información relevante
Ѳ Desde su creación en 1965 ha estado
fuertemente ligado al desarrollo forestal
del país, con aportes sustantivos en el
cultivo, cosecha y utilización de los
recursos forestales.
Creando valor forestal para Chile
Introducción
Grupos de Investigación
Monitoreo e Inventario Forestal
 OFICINA LA SERENA
SEDE METROPOLITANA
SEDE BIO BIO
SEDE LOS LAGOS
OFICINA COYHAIQUE
Continuo
Información y Análisis
Estratégico Forestal
Recuperación de Bosque
Nativo
Conservación y Mejoramiento
Genético
Cambio Climático y Agua
Apoyo a la Pyme Forestal y
Maderera
Creando valor forestal para Chile
1. Sector Energético
Distribución sectorial del consumo de energía en Chile
Creando valor forestal para Chile
1. Sector Energético
Porcentaje de participación de los combustibles en la matriz
energética primaria de Chile en el año 2010 (CNE, 2011)
Creando valor forestal para Chile
1. Sector Energético
SING: Potencia instalada según tipo (Norte)
Creando valor forestal para Chile
1. Sector Energético
SIC: Potencia instalada, según tipo
www.centralenergia.cl/centrales/capacidad-instalada-sic
Creando valor forestal para Chile
1. Sector Energético
SIC: Potencia instalada, por Región y tipo
Creando valor forestal para Chile
2. Sector Energético y la Biomasa
Centrales en operación que utilizan biomasa o biogás como combustible
Propietario
Central
Arauco
Celulosa Arauco Licantén
y
Constitución Valdivia
S.A.
Nueva Aldea III
Celco
Energía Verde Constitución
Energía Verde Laja
Nueva Energía Escuadrón1
Año
Número
Tipo de
Localización
Región
puesta en
de
combustible
(Comuna)
servicio unidades
primario
1996
1
2004
1
2004
1
2008
1
1996
1
1995 2007
1995 2007
2008 2009
Biomasa Petróleo Nº6
Biomasa Petróleo Nº6
Biomasa Petróleo Nº6
Biomasa
Biomasa Petróleo Nº6
Potencia Potencia
bruta
neta
total
total
(MW)1
(MW)1
Arauco
VIII
30,1
30,1
Molina
VII
27,0
4,0
Valdivia
XIV
61,0
61,0
Ránquil
VIII
65,0
37,0
Constitución
VII
20,0
8,0
2
Biomasa
Constitución
VII
11,1
10,1
2
Biomasa
Cabrero
VIII
12,7
11,7
2
Biomasa
Concepción
VIII
15,5
14,2
Creando valor forestal para Chile
2. Sector Energético y la Biomasa
Centrales en operación que utilizan biomasa como combustible
Propietario
Central
Cholguán
Paneles Arauco
Nueva Aldea I
S.A.
(ex - Itata)
Masisa
Masisa
Ecoenergía
HBS Energía HBS***
Año
Número
Tipo de
Localización
Región
puesta en
de
combustible
(Comuna)
servicio unidades
primario
Potencia
bruta
total
(MW)1
Potencia
neta
total
(MW)1
2003
1
Biomasa Yungay
Petróleo Nº6
VIII
29,0
13,0
2005
1
Biomasa
Ránquil
VIII
29,3
14,0
2010
1
Biomasa
Cabrero
VIII
11,0
10,5
2011
1
Biomasa
Los Ángeles
VIII
2,2
1 Ex
central FPC
*** PGMD (Pequeños Medios de Generación Distribuida)
Creando valor forestal para Chile
2. Sector Energético y la Biomasa
 En Mayo está prevista la finalización de unos 99 MW, correspondientes a tres
plantas de biomasa por 71,6 MW y a tres hidráulicas de pasada por 27,3 MW.
 Entre las generadoras en base a biomasa que entrarán en operación destacan las
centrales:
• Viñales de Arauco Energía, que agregará 31 MW al sistema
• Laja de CMPC, que considera otros 25 MW
• Energía Pacífico, que contempla la construcción de 15,6 MW.
Mayo
Generación
ERNC
284
GWh
5,21% Inyección total
• Biomasa: 55%,
• Mini hidráulica: 31%
• Eólica: 13%
• Solar: 0,1%.
Fuente: Centro de Energías Renovables del Ministerio de Energía (CER)
Creando valor forestal para Chile
3. Escenarios de la Biomasa para Energía
Inseguridad en el abastecimiento energético (costos, precios, demanda, oferta)
Tendencia mundial: obtener proporciones significativas de su energía a partir de fuentes
renovables (20/20)
Chile ha seguido estas tendencias dada la situación energética y las serias consecuencias
que sus variaciones puedan generar en el bienestar de la población, la industria, la
economía y la competitividad.
Se analizan las diferentes fuentes que pueden conformar su matriz energética futura,
entre ellas las energías renovables no convencionales, ERNC, donde la biomasa es la
mayor fuente de abastecimiento de energías primarias.
Creando valor forestal para Chile
3. Escenarios de la Biomasa para Energía
Necesidades:
Mayor seguridad e independencia energética
Menor degradación ambiental
Asegurar el abastecimiento de los proyectos energéticos en desarrollo o por desarrollar
(Flujos de Biomasa)
Eficiencia financiera y energética
Inversión en I+D
Creando valor forestal para Chile
3. Escenarios de la Biomasa para Energía
Manejo Bosque Nativo
5 m3/ha/año;
Dudas: acceso, estado,?
La energía a partir de biomasa
forestal tiene como recursos la
mezcla en distintas proporciones
Residuos forestales
Dudas: Capturados?, Disponibles?
Plantaciones
dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
3. Escenarios de la Biomasa para Energía
Energía potencial disponible asociadas a las plantaciones en
la comuna Corral
Crecimiento en Volumen de
Superficie
Especie
volumen
uso energético
(ha)
(m3/ha)
(m3/ha)
P. radiata
275,35
4.130,25
3.717,23
Eucalyptus spp. 343,89
6.877,80
6.190,02
Total
619,24
11.008,05
9.907,25
Energía
Potencial
(Mw-hr/año)
3.145,74
7.443,99
10.589,73
Fuente: Rocha, 2009
Capturados?, Disponibles?
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Existen especies forestales aptas para su uso en Bioenergía, adaptadas y con un buen
crecimiento en las condiciones agroclimáticas de las regiones en Chile.
Con una adecuada selección de especies según sus características y el estudio de las
condiciones agroclimáticas de origen y destino, es posible establecer y comprobar, en
terreno, su adaptabilidad y aptitud a distintas regiones del país (IV a XIV).
Opción de nuevos negocios en el mercado de la oferta y demanda de biomasa.
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Estas plantaciones se ha considerado son las más eficientes para su uso en un
abastecimiento de plantas generadoras de energía a partir de biomasa.
Ampliamente usadas en España, Estados Unidos, Inglaterra, Suecia, Nueva Zelanda,
Alemania, Finlandia y Brasil, entre otras, como fuente de abastecimiento para la
generación de energía térmica y eléctrica.
Características:
Especies de rápido crecimiento
Preferentemente en suelos no agrícolas,
Manejadas como monte bajo (retoños)
Corta rotación.
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Existe una importante superficie disponible para ser forestada en Chile, las cuales se
encuentran mayoritariamente en manos de pequeños y medianos propietarios forestales,
con un porcentaje de ellas presentando un estado importante de erosión.
Consideradas en el nuevo DL 701
Nuevo escenario: desplazamiento de los bosques debido al CC, debe ser considerado
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
•Astillas
Pellets
•Briquetas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Características de los sistemas de corta rotación (SRC) en Europa
Región




Factor/Especie
Densidad de
Plantación
Rotación (años)
Producción (t/ha)
Humedad (%)
Escandinavia,
Gran Bretaña e
Irlanda
Sauce
Europa Central
Países
Mediterráneos
Álamo
Robinia
18 a 25.000
10 a 15.000
8 a 12.000
3a4
30 a 60
50 a 55
1a3
20 a 45
50 a 55
2a4
15 a 40
40 a 45
Fuente: Facciotto, 2009
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Creando valor forestal para Chile
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Individual Eucalypt Biomass Studies
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
 Productividad en cortas rotaciones
Inc T MS Año
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
Edad (Años)
5
6
7
8
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Productividad en cortas rotaciones
Planta de cogeneración:
Alimenta 45 ton de vapor a un complejo industrial
Capacidad instalada de 8,7 MW
Necesidad de biocombustible anual: 250.000 ton astillas
Requerimientos de Superficie anual y total
(Zuazagoitia J. EVSA. Foro Chileno-Alemán: Energías para el
Futuro, Biomasa).
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Acacia dealbata
(Aromo chileno, Aromo país)
Acacia mearnsii
(Acacia negra)
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
0,5
1
2
3
0,5
1
2
E1
E1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
E2
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
E3
x
x
x
x x
x
x
x
x
x
x
x
x x
x
x
x
x
x
x
x
x x
x
x
x
x
x
x
x
x x
x
x
x
x
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Estimación de biomasa aérea de Acacia dealbata a orilla de carretera
Resultados
Media de 123 m3ssc/ha
Mínimo 52, máximo 234 m3ssc
Considerando 318 kg/m3 de densidad básica,
se obtiene 39 toneladas de materia seca por
hectárea (39 ODT/ha)
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
14 meses
Ensayos de espaciamiento
El Carmen (2008)
25 meses
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
14 meses
Relación D2*H (m3) y espaciamiento
25 meses
0,1200
0,1000
0,0800
0,0600
0,0400
0,0200
0,0000
0,5*0,5
(40000)
0,5*1 (20000) 0,5*2 (10000)
40 meses
Ensayos
de espaciamiento
El Carmen (2008)
0,5*3
(6666,7)
1*0,5 (20000) 1*1 (10000) 1*3 (3333,3) 2*0,5 (10000) 2*1 (5000)
Densidad (árb/ha)
3*0,5
(6666,7)
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
•
Salix
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Relación Peso
Verde/Peso Seco:
50%
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
SALIX
Se observa el efecto de
mayor productividad en
biomasa luego de un año
de la cosecha
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
SALIX
Clon
S. dasyclado
Variables
DAC (mm)
ALT (m)
N° VARAS
PESO VERDE (k)
PESO seco (k)
MS Ton/ha
Media
67,21
4,30
4,50
11,01
5,6
110
20.000 pl/ha; 50%
del peso verde se
considera peso
seco
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
SALIX
Muestra
01
02
03
Unidades
Ensayo -Nº
kcal/kg
kcal/kg
kcal/kg
Poder Calorífico Superior
Promedio
4597.30
4296.13
3885.73
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Requerimientos
Equipamiento para cosecha
Equipamiento para extracción
Equipamiento para conversión
Equipamiento para transporte
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Precios biomasa en el mercado: 44 a 80 US$/ton
La biomasa se rigen básicamente por la oferta y demanda local
No más de 100 km de radio con punto medio en la central
de
generación.
La oferta actual es de biomasa proveniente de residuos de cosecha
de pino: $4.500 y 6.500 por m3, puesto en destino
Densidades entre 200 y 350 kg/m3 (residuos)
El costo varía según volúmenes, calidad y costo flete.
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Otras ventajas económicas de este tipo de productos corresponden a:
Mejora de la eficiencia energética
Condiciones ventajosas de financiación
y externalización de
servicios (D.L. 701?)
Nuevos negocios para productores
Seguridad en el suministro de biomasa y estabilidad de precios
Generación de trabajo
Ser más respetuosos con el medio ambiente (reducir emisiones de
CO2)
Valorización energética de subproductos y residuos propios.
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Parámetros en evaluación y análisis necesarios
 Estudio de la densidad básica (estimación MS):
DB = f(edad, DAP, Sitio, N° arb/ha, altura en el árbol, ??)
 Determinación biomasa total y/o raleos (MS)
B = f(especie, edad, espaciamiento, humedad, nutrientes, rad solar, otras)
 Determinación de daños o pérdidas por plagas u otros factores de daño
 Nutrición, variación de las propiedades físicas y químicas del suelo
 Caracterización energética:
Poder Calorífico
% de cenizas
Requerimientos a cumplir (procesos, legislación)
4. La opción de las plantaciones dendroenergéticas
 Información para los planificadores:
Ubicación del recurso
Rendimientos según zonas
Propiedad
Disponibilidad (Biomasa capturada)
Apropiabilidad
Áreas para plantación según especie
Modelos de Manejo
5. Conclusiones finales
El desarrollo de la bioenergía dependerá en gran medida de la efectividad de las
políticas a implementar, la evolución de los mercados de ERNC y el aumento de
oportunidades para los generadores de ERNC.
La producción de biomasa para energía debe ser parte integrante de la ordenación
forestal sostenible, determinando la oferta y flujos anuales (corta sustentable)
Las respuestas a las interrogantes en el uso de la biomasa, permitirían ahorros en
los procesos industriales, asegurando el abastecimiento a productores de energía,
siendo una fuente de demanda para los potenciales generadores de la biomasa.
Se requieren programas de investigación con carácter regional y permanente
La biomasa y su potencial energético debe ser parte del plan de implementación y
uso de Energías Renovables No Convencionales en el país.
12° TRAWU FORESTAL
BIOMASA COMO ÁREA DE NEGOCIOS
FORESTAL PARA MEDIANOS Y AGRUPACIONES
DE PEQUEÑOS PROPIETARIOS DE TIERRA
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS
CULTIVOS DENDROENERGÉTICOS
Juan Carlos Pinilla Suárez
Instituto Forestal
[email protected]
Creando Valor Forestal
Mayo 29 de 2013