Facultad de Ciencias Forestales
Eduardo Acu帽a C.
Facultad de Ciencias Forestales Universidad de Concepci贸n Octubre de 2009
Facultad de Ciencias Forestales
ÂżQue es la biomasa forestal? Fuentes de biomasa forestal y sus caracterĂsticas. Bondades de la biomasa forestal (benchmarking) Potencial de la biomasa forestal (e.g. pino radiata) Proyectos en estudio Conclusiones
Facultad de Ciencias Forestales
Es la materia prima lignocelulósica proveniente del crecimiento de bosques naturales o plantaciones. Se mide en toneladas por hectárea de materia seca. Puede ser usada como fuente de energía calórica, como biocombustibles líquido o gaseoso, o combinada con combustibles fósiles.
Facultad de Ciencias Forestales
Bosques
Naturales
Plantados
Residuos
Manejo silvĂcola
Industriales
Cultivos forestales energĂŠticos
Arbustos (malezas asociadas)
Facultad de Ciencias Forestales
Se incorpora un recurso que estaba legalmente marginado. La aplicación de Ley de Fomento y Recuperación del Bosque Nativo incrementaría significativamente la oferta de madera. Se prevé la producción de 1.750 MW si se realizan las inversiones necesarias para aprovechar la biomasa de desechos (que se genere por el manejo) como insumo para la generación de energía.
Facultad de Ciencias Forestales
Establecidas con otros fines. DifĂcil que se orienten al mercado energĂŠtico.
Facultad de Ciencias Forestales
Provenientes de plantas de celulosa y papel (chips, pin-chips y corteza). De aserraderos y plantas de remanufacturas (cantos, aserrín, corteza y chips). Entre el 30 y 70% tiene un aprovechamiento secundario no ligado a producción de energía (tableros, pulpaje, mulch, substrato). Residuos en piezas largas son convertidos en chips para calderas lo mismo que el aserrín. Usualmente proveen la demanda de energía (calor y electricidad) y vapor de las propias plantas de procesamiento de productos madereros.
Facultad de Ciencias Forestales
Fuente de materia prima disponible para ser utilizada para bioenergía. Proviene de intervenciones silvícolas. Dispersa y heterogénea. Su extracción debe considerar impacto ambiental. En el caso de bosque naturales, escasamente usado y no regulado. Otras fuentes los constituyen el manejo de parques y jardines y cultivos agroforestales.
Facultad de Ciencias Forestales
Caso del ulex y retamilla -crecen como maleza- que podrían “manejarse” para producir bioenergía. Son especies nitrógeno.
fijadoras
de
Fáciles de establecer y propagar. De rápido crecimiento. Adaptable a todo tipo de suelo.
Facultad de Ciencias Forestales
Retamilla. Altura total: 465 cm; diámetro de cuello: 3,08 cm Peso total por componente Componente
Peso (kg)
Porcentaje
Verde
Razón (S/V)
Seco
Fuste
0,794
0,5940
0,472
48,6
Ramas
0,495
0,5674
0,281
29,0
Ramilla verde + follaje
0,058
0,4000
0,023
2,4
Necromasa
0,134
0,7200
0,096
10,0
Raíz
0,190
0,5124
0,097
10,0
Total
1,671
0,970
100,0
Biomasa por hectárea Fuste + Ramas
1,289
0,753
77,6
0,753x80.000 plantas/ha (i.e. 0,35cmx0,35cm) = 60 ton materia seca /ha ¿2 años? == 30 ton materia seca /ha/año.
Facultad de Ciencias Forestales
Ulex. Altura total: 275 cm; diámetro de cuello: 8,80 cm Peso total por componente Componente
Peso (kg)
Porcentaje
Verde
Razón (S/V)
Seco
Fuste + Ramas
11,740
0,6563
7,705
45,2
Ramilla verde + follaje
8,039
0,7889
6,342
37,2
Necromasa
3,101
0,9727
3,016
17,7
Total
22,880
--------------
17,064
100,0
Biomasa por hectárea Fuste + Ramas
11,740
7,705x10.000 plantas/ha = 77 ton materia seca /ha ¿10 años? == 7,7 ton materia seca /ha/año.
7,705
45,2
Facultad de Ciencias Forestales
Establecidas para generar energĂa. De alta densidad (> 5000 pl ha-1). Se manejan en cortas rotaciones (< a 5 aĂąos) Con especies de rĂĄpido crecimiento. Especies que regeneran vegetativamente.
Facultad de Ciencias Forestales
Es una fuente de energía renovable. La madera no tiene uso como alimento solo para producción de pulpa y madera sólida. Sin conflicto por uso alternativo del suelo (a diferencia de los cultivos agrícolas). Puede ser obtenida en terrenos degradados de manera rentable lo cual puede tener un alto impacto social en la economía rural. Impacto ambiental positivo en términos de secuestro de carbono mejorando los niveles de materia orgánica del suelo. Su cultivo requiere menor input energético que los cultivos agrícolas destinados a bioenergía.
Facultad de Ciencias Forestales
Alta disponibilidad de materia prima en las distintas estaciones del año. Existe una distribución más amplia y extensa de fuentes de materia prima. No incrementa CO2 atmosférico (efecto invernadero). A diferencia de combustibles fósiles presenta baja o nulas emisiones de azufre (lluvia ácida). Condiciones de legislación favorable (bonificación de las plantaciones en terrenos degradados).
Facultad de Ciencias Forestales
Fuente: INFOR, 2007
Facultad de Ciencias Forestales
Facultad de Ciencias Forestales
de Valparaíso Región Metropolitana del Libertador B.O del Maule del Bío Bío de la Araucanía de Los Lagos Fuente: Fac. Cs. Forestales, 2005
Facultad de Ciencias Forestales
Superficie plantada Superficie con otros usos
Fuente: Fac. Cs. Forestales, 2005
Facultad de Ciencias Forestales
Fuente: Fac. Cs. Forestales, 2005
Facultad de Ciencias Forestales
Superficie potencial para plantaciones forestales Región
Superficie total (ha)1
Superficie plantada (ha)1
Superficie de uso forestal (ha)2
Superficie potencial (ha)2
del Libertador B.O.
1.638.700
98.938
593.789
237.516
del Maule
3.029.610
409.075
820.294
328.118
del Bío Bío
3.706.260
832.801
605.253
425.257
de la Araucanía
3.184.230
420.604
711.965
284.786
de los Lagos
6.701.310
223.299
1.783.200
713.262
18.260.110
1.984.719
4.514.501
1.988.939
Total
Fuente: 1 INFOR, 2007; 2Fac. Cs. Forestales, 2005
Facultad de Ciencias Forestales
Facultad de Ciencias Forestales
Tomemos el caso de las plantaciones de pino radiata en Chile y los residuos de cosecha. La biomasa de las plantaciones se estimó considerando la superficie plantada por clase de edad y región. Se consideró un horizonte de proyección de 30 años. La biomasa por cada año de la proyección se calculó como el producto del IMA y la superficie plantada por clase de edad. Se asumió una edad de rotación entre 20 y 30 años; un IMA entre 15 y 25 m3 ha-1 año-1, y la tasa de forestación (nuevas plantaciones) entre 20 y 40 mil hectáreas. La biomasa se transformó en energía considerando un contenido de humedad de un 60%, y una eficiencia de la planta de poder entre 25 a 40%. Se utilizó un factor de conversión de 19,11 GJ por tonelada seca. Los residuos se estimaron entre 15 y 30% por tonelada cosechada. Con estos antecedentes se corrió un modelo utilizando la simulación de Monte Carlo, generando un modelo de distribución de probabilidad.
Facultad de Ciencias Forestales
SIC 40266 GWh 63779 GWh
325494 GWh
51759 GWh
263990 GWh
12020 GWh 61504 GWh
Fuente: Fac. Cs. Forestales, 2007
Facultad de Ciencias Forestales
276 Mm3 para un 5,8% de etanol en la mezcla (2% de oxigenados) 10115,9 Mm3 8092,7 Mm3
38469,0 Mm3 30775,2 Mm3
2008,4 Mm3 7637,8 Mm3
Decreto Supremo Nº 16 “Establece Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica para la Región Metropolitana”, Artículo 3 Fuente: Fac. Cs. Forestales, 2007
Facultad de Ciencias Forestales
Conclusión
Sólo con los residuos de las plantaciones de pino radiata se podría ampliar el suministro de energía eléctrica. Ello, sin considerar el potencial de las 585.000 ha de eucalipto y de 15,3 millones de ha de bosques naturales. (Se estima que 3,0-4,0 millones de ha podrían manejarse con fines productivos).
Facultad de Ciencias Forestales
Facultad de Ciencias Forestales
Desarrollo de protocolos para la producción de biomasa de especies forestales de rápido crecimiento y corta rotación para la generación de bioenergía. Entidad ejecutora: Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción. Periodo de ejecución: 2006-2011 Entidades participantes: Innova Bio Bio, Masisa S.A. Energía Verde y CONAF. Especies a ensayar: Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens, Eucalyptus camaldulensis y Acacia melanoxylon. Densidades: 5000, 7500, 10000 plantas por ha. Lugares de los ensayos: Secano interior y arenales.
Único proyecto de investigación destinado a estudiar bionergético de especies forestales.
Facultad de Ciencias Forestales
Directos del proyecto –
Especies con mejores rendimientos de: » Biomasa » Etanol » Calorimétrico de la biomasa
Rendimiento
– –
Rentabilidad plantaciones. Cultivo sustentable.
Externalidades –
Tecnológico/productivo » Incorporación y adaptación de nuevas opciones tecnológicas.
– – –
Rentabilidad económica Atracción inversiones Impacto social » Formación recursos humanos. » Indirectamente generará empleos.
1
2
Año
3
4
Facultad de Ciencias Forestales
Aprovechamiento sustentable de residuos de cosecha forestal para generación de bioenergía. Efecto de la densidad de plantación y frecuencia de corte sobre la acumulación de biomasa y la composición química. Especies leñosas y herbáceas perennes para la producción de biocombustibles de segunda generación. Parte de la propuesta formulada por la Universidad de Concepción a la convocatoria de Consorcios tecnológicos empresariales de investigación en biocombustibles a partir de material lignocelulósico.
Facultad de Ciencias Forestales
Presentación del tema Bioenergy potential of radiata pine plantations in Chile. En Congreso Bioenergy: Challenges and Opportunities International Conference and Exhibition on Bioenergy April 6th – 9th 2008. Universidade do Minho, Guimarães, Portugal. Las plantaciones forestales como cultivos energéticos (sometida) Bioenergy potential of radiata pine plantations in Chile (sometido)
Facultad de Ciencias Forestales
En Chile, la biomasa forestal debiera ser una fuente importante de materia prima para la generación de energía. Los bosques naturales, bajo la nueva Ley de Bosque Nativo serán también fuente de materia prima para la generación de energía en forma sustentable. Se debe explorar otras especies, tanto arbóreas como arbustivas y herbáceas perennes, para la generación de energía. El cultivo de especies para energía puede establecerse en terrenos marginales, no aptos para una agricultura y ganadería sustentable.
Facultad de Ciencias Forestales
Existe la opción de ampliar la superficie existente para establecer nuevas plantaciones, parte de las cuales podrían destinarse a la generación de energía Esta nueva opción productiva debiera impactar favorablemente en los pequeños propietarios. El sector forestal tiene un know-how reconocido para enfrentar positivamente este nuevo escenario.
Facultad de Ciencias Forestales
Es conveniente destinar más recursos para la investigación en el área de los biocombustibles generados a partir de biomasa forestal y ampliarse el horizonte de ejecución de los proyectos. La promulgación de la Ley de Fomento y Conservación del Bosque Nativo debiera ser un elemento de apoyo en la investigación en el área de los biocombustibles. La energía es uno de los recurso más necesarios. De los recursos sustentables de energía el sol es lejos el más importante. Es una alternativa ambientalmente amigable para capturar y almacenar la energía solar a través de la fotosíntesis y… del crecimiento de en madera de los árboles. Cualquiera sea la opción que se siga, estas deben…
Facultad de Ciencias Forestales
Bajo riesgo
Alto riesgo Capacidad ecol贸gica del sitio
Fuente: Nambiar, E. and A. Brown. 1997
Suelo, agua y valores ambientales
Manejo intensivo
Beneficios econ贸micos
Facultad de Ciencias Forestales