Chacra Valor Agregado: ¿en qué estamos trabajando?

Desde la Chacra analizaron la viabilidad económica y organizacional de una iniciativa de agregado de valor referente al biogás

El 6 de septiembre se llevó adelante el segundo taller de avance de resultados de la Chacra Valor Agregado en Tres Arroyos. Esta Chacra, que comenzó sus actividades en agosto del 2018, surge con la finalidad de “promover iniciativas de Agregado de Valor en Origen (AVO) que prioricen la puesta en valor de materias primas en las proximidades donde estas fueron originadas”. La misma está conformada por socios de las regionales Mar del Plata, Guaminí-Carhué, Chivilcoy y Pergamino.

En esta ocasión, se analizó el tema de las bioenergías como posibles iniciativas de agregado de valor para los productores agropecuarios. Además del trabajo realizado por el GTD y los expertos de la Chacra, se sumó la presencia de un referente en el tema, el Ing. Julio Menéndez de la Cámara Argentina de Energías Renovables.

¿QUÉ ES LA BIOENERGÍA?

La bioenergía es un tipo de energía renovable producida a partir del uso de la biomasa

disponible en la naturaleza o generada en procesos productivos agropecuarios e industriales. Se denomina biomasa a toda materia orgánica con suficiente densidad energética para ser aprovechada en sistemas de generación de energía térmica, eléctrica o mecánica, y es una fuente de energía solar almacenada por las plantas mediante el proceso de fotosíntesis.

Según su origen, puede ser residual o producida. La biomasa residual está compuesta por los subproductos y residuos generados en actividades agrícolas (poda, rastrojos, cáscara de semillas), pecuarias (estiércol, cama de pollo), residuos de la agroindustria (cáscara y pulpa de frutas) y de la industria forestal (chips, corteza), así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites, FORSU (fragmento orgánico de residuos sólidos urbanos), entre otros. La biomasa producida, se refiere a cultivos energéticos que son producidos con el fin de obtener energía a partir de su uso como tal (maíz, sorgo, caña de castilla, etc.).

Figura 1 Producción de carne y volumen exportado por Argentina. Período 2005-2019; IPCVA.

Las características de la biomasa determinan qué tecnología es mejor para su tratamiento y posterior transformación en energía. En la Figura 1, se grafican los diferentes tratamientos que pueden realizarse y las distintas energías obtenidas de cada uno.

BIOENERGÍA EN ARGENTINA

Los distintos tratamientos efectuados a la biomasa derivan en energía Calórica, Eléctrica o Biocarburantes. Estos últimos (especialmente el biodiesel) son la fuente más desarrollada en el país, participando en el corte de las naftas y el gasoil. Con respecto al aprovechamiento eléctrico de las bioenergías, el desarrollo en el país es incipiente y la potencia instalada correspondiente a este subtipo es menor en comparación con el resto de las energías renovables.

Actualmente, la potencia instalada de las distintas fuentes alcanza para abastecer el 11% de la demanda actual. La mayor proporción se explica por la energía eólica, seguida de la hidráulica y la fotovoltaica en similares proporciones. Por último, aparece la bioenergía explicando una parte menor (6,9% de las renovables). En la Figura 2 se observa la potencia instalada según fuente y la distribución por región del país.

Figura 2 Distribución de fuentes de energía renovable por región.

Para acceder al mercado de energía eléctrica, existe un programa público de adjudicaciones (RenovAr) enmarcado en la legislación de promoción del uso de energías renovables (Ley 27.191), donde las escalas de los proyectos son considerables. Para proyectos de menor escala, se requiere la formalización de contratos de provisión, ya sea con Cammesa o con las cooperativas eléctricas.

ANÁLISIS DE CASO: BIOGÁS

Desde la Chacra, y como parte de la hoja de ruta, se analizó en esta oportunidad una iniciativa de agregado de valor referente al biogás. Al analizar este tipo de iniciativas desde la metodología propuesta por el Grupo de Investigación en Valor Agregado de INTA Balcarce (Castellano y Goizueta, 2017), las mismas se encuadran en las denominadas iniciativas de preservación de valor. La actividad que explica el valor agregado en este caso es la reutilización de desechos.

Tomando como enfoque las producciones que llevan adelante los miembros de la Chacra, se analizó la viabilidad económica y organizacional de la generación de energía eléctrica mediante el uso de estiércol de ganado de establecimientos de engorde a corral con una capacidad instantánea de 500 cabezas, y comercializando el biofertilizante generado. El proyecto supone el caso de un establecimiento agropecuario en funcionamiento, ubicado cerca de la red eléctrica. La venta de energía generada se efectúa a través de la cooperativa eléctrica del lugar. Se prevé una duración de 20 años.

Según datos bibliográficos, se calcula que por cada vacuno de 300 kg, se despiden 24,8 kilos de excremento por peso vivo (PV). Las materias con una alta concentración de materia volátil (materia orgánica digestible) producen en un mismo tiempo de digestión (tiempo retención hidráulica = TRH) una mayor cantidad de biogás. La carga diaria con materia orgánica depende mucho de la tecnología empleada en la planta instalada y la producción de biogás es función de la misma. Este valor se calcula sobre la base de “kg de materia orgánica/por metro cúbico de volumen de fermentación/por día” (kg/m3/d). Según Hilbert, en su trabajo “Estudio de caso preliminar de generación eléctrica de 1 MW con una planta de biogás de alta eficiencia”, el estiércol de vacuno (feed lot) genera por tonelada de materia fresca, 26 m3 de biogás, 400 m3 por tonelada de materia seca orgánica y posee el 80% de materia orgánica.

Se supone que el tiempo de permanencia es de 30 días en el biodigestor. Para los niveles establecidos, se genera 322,4 m3/d de biogás diarios, con una producción de metano (ch4) de 170,87 m3/d.

La electricidad es generada a través de motores de combustión interna instalados en la planta de biogás. Estos motores se alimentan con el biogás directamente del digestor o de un gasómetro externo que posee una reserva de dos o tres días de capacidad. Un valor clave en los cálculos de consumo de biogás para la generación de energía eléctrica es la concentración de metano y su eficiencia de transformación en electricidad. La misma está conformada por la eficiencia de transformación de energía térmica (poder calorífico) en energía mecánica (como la energía de transmisión), y en base de esta la eficiencia de generación de energía eléctrica en el generador.

La producción de gas de un digestor anaeróbico es continua a lo largo de las 24 horas del día. Si se alimenta un motor generador con biogás que contenga un 50-60% de metano, y partiendo de una eficiencia del 40% en la transformación de energía térmica en electricidad, se obtiene un factor de conversión de 2 kWh de electricidad por cada m3 de biogás (1 m3 de biogás * 50% * 40% * 10 kWh).

Entonces, si se considera que cada animal genera 24,8 kg de efluentes diarios, con los 500 animales del proyecto se generan 12,4 toneladas. La conversión a biogás es de 26 m3 por tonelada de efluentes. Al realizar la equivalencia con el total depositado en el biodigestor, se obtiene un volumen de biogás de 322,4 m3. Siendo la conversión de biogás a electricidad de 2 kWh por m3, se obtienen 644,8 kW diarios, lo que representa 26,87 kWh o 0,0268 MWh.

En cuanto a los subproductos, el digestato resultante de la extracción del biogás, se comercializa como biofertilizante. Siguiendo a Ibarrola, López Saavedra y Quiroga (2014), 2000 animales producen 64.000 kg diarios de biofertilizantes en un emprendimiento de este tipo. Para nuestra escala (500 animales) tomamos 16.000 kg diarios, lo que nos da un total de 192.000 kg anuales. Se supone que en estado líquido, 1 kg representa 1 litro. El canal de comercialización propuesto es la venta mayorista a fabricantes de biofertilizantes más refinados, que se llevarían el producto en camiones cisterna. Para esto, se tiene en cuenta un 8% sobre el total de la venta como costo de comercialización.

Para aprovechar el 100% del biogás generado en la planta, se propone un generador con una potencia máxima de 32 kw eléctricos. El equipo trabajará de forma permanente las 24 horas por día.

INGRESOS PROYECTADOS

Venta de energía: Los 500 animales producen 12,4 toneladas de efluentes diarias (24,8 kg por animal). La conversión a biogás es de 26 m3 por tonelada de efluentes. De esto surge que el total de biogás generado es de 322,4 m3 por día. La conversión en energía eléctrica es de 2 kw por m3 de biogás. De esto surge que el total de energía producida por día es de 644,8 kw (26,87 kw/h=0,02687 Mw/h). El precio de referencia es de US$ 190/MWh, que corresponde al precio máximo otorgado en los planes RENOVAR para proyectos de biogás. El ingreso anual por la venta de energía es de US$ 44.716,88.

Venta de biofertilizante: El digestato producido en el biodigestor es comercializado como biofertilizante. La cantidad estipulada de biofertilizante generado por 500 animales es de 192.000 litros. (Ibarrola, López Saavedra, Quiroga, 2014). Si el mercado absorbiera la totalidad de lo producido, al precio de referencia tomado del mercado de biofertilizantes de Perú (Agroterra), que es de US$ 0,95/l, el ingreso anual generado por el subproducto es de US$ 182.400.

Venta de Certificaciones de Emisiones Reducidas (CER): Valorizando las reducciones de emisiones de metano (CH4) en el mercado Europeo (SENDECO2), obtenemos que el ahorro de emisión de una tone- lada de este gas corresponde a 21 CER, y el precio de cada uno de estos es de US$ 0,2464. Una tn de CH4 equivale a 1400 m3 del mismo. Teniendo en cuenta que el 53% del biogás generado corresponde a metano, son 170,87 m3 de metano diario, equivalente a 0,122 tn. Al anualizar los valores, se reducen las emisiones de 44,55 tn de metano. Y al multiplicar por los 21 CER (US$ 5,174), el valor de la venta de los CER es de US$ 230,51 al año.

EGRESOS PROYECTADOS

Recursos humanos: Se planea la incorporación de un encargado para el funcionamiento del biodigestor, quien se sumará a los recursos humanos que ya posee el feedlot. Según UATRE, el sueldo mensual corresponde a $24.500. Al anualizar (*13), sumando el costo laboral correspondiente a aportes y demás (*1,6), y convirtiéndolo a dólares (dólar 31/07 finalización del acuerdo UATRE en vigencia), el costo anual asciende a US$ 11.878,79.

Gastos de comercialización de subproductos: Para la venta de los subproductos se toma un 8% del valor de venta de los mismos como gasto correspondiente a la logística de distribución. Este monto representa anualmente US$ 14.592.

Servicios externos: Se tiene en cuenta el asesoramiento de un ingeniero y demás, por un total de US$ 2.778 anuales.

Gastos de mantenimiento: Se consideran como gastos de mantenimiento de las instalaciones un total de US$ 5.157.

FLUJO DE FONDOS

Una vez realizado el flujo de fondos a 20 años y considerando el resultado después de impuestos, el VAN al 9% resultante es de US$ 555.609,16. Se usa el 9% como tasa requerida, tomada como referencia de un préstamo del BICE para proyectos de energías renovables, y porque se considera que es una tasa de rendimiento aceptable para una inversión financiera en dólares. Se considera la aplicación de impuestos a las ganancias correspondientes al 30%. La TIR del proyecto es del 20% y el período de recupero del capital es de 5 años.

OPCIÓN SIN COMERCIALIZAR BIOFERTILIZANTES

Si tomamos la opción de no vender el digerido como biofertilizante y se contabilizan sólo los ingresos por venta de energía a la red y los bonos CER, vemos que al precio tomado en el proyecto de 190 US$/MWh, el proyecto está lejos de ser rentable. Sensibilizando esta variable, se debe llegar a un precio de 510 US$/MWh para que el proyecto supere el 9% requerido y la evaluación sea positiva con un VAN de US$ 13.367.

CONCLUSIÓN Y FACTORES CRÍTICOS

El proyecto analizado brinda una solución a la problemática ambiental de la producción del feedlot: reduce la contaminación de napas freáticas, reduce las emisiones de metano, contribuye a la sustitución de fertilizantes químicos y a la sustitución de energía producida con hidrocarburos, y contribuye al bienestar animal al reducir el barro con los corrales de hormigón.

Desde el punto de vista económico, los ingresos que genera la venta de energía eléctrica no llegan al 20% del total y la inversión no se recupera en el plazo estipulado de 20 años, por lo que el proyecto no es viable si solo depende de este ingreso.

El proyecto se viabiliza económicamente cuando se tiene en cuenta la comercialización de los subproductos como biofertilizantes.

Los ingresos por la venta de este producto superan el 80% de los ingresos totales y la inversión logra recuperarse a los 5 años.

Como factores críticos de un proyecto de esta escala, se menciona la inversión inicial relativamente alta (equivale aproximadamente al valor de la hacienda), la escasez de mano de obra capacitada y lo relativo a convenios colectivos (no está claro el tratamiento de este tipo de tecnologías con respecto al operario). Se suma la cercanía a la red eléctrica y acuerdo de contrato de provisión con cooperativa, y con respecto al mercado de subproductos, falta una tipificación que clarifique el producto, así como las reglamentaciones para la venta, el transporte, etc.