ESTUDIO DEL POTENCIAL, CONSUMO Y DISPONIBILIDAD DE BIOMASA RESIDUAL AGRICOLA Y FORESTAL DE LA PROVINCIA DE SEVILLA RESUMEN EJECUTIVO

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1 ESTUDIO DEL POTENCIAL, CONSUMO Y DISPONIBILIDAD DE BIOMASA RESIDUAL AGRICOLA Y FORESTAL DE LA PROVINCIA DE SEVILLA RESUMEN EJECUTIVO Sevilla septiembre 2013

2 Marco de Referencia La Diputación Provincial de Sevilla en colaboración con la Agencia Andaluza de la Energía (Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo) y con la cofinanciación de la Unión Europea a través del Programa de Incentivos para el Desarrollo Energético Sostenible de Andalucía realizan el presente proyecto Estudio de Potencial, Consumo y disponibilidad de la biomasa residual de la Provincia de Sevilla, con el objetivo de analizar y estudiar los consumos y potenciales de biomasa residual agrícola y forestal de la Provincia para evaluar la disponibilidad y viabilidad de su aprovechamiento energético. Proyecto financiado por: 2

3 ÍNDICE Pág. 1. ANTECEDENTES OBJETIVOS RESULTADOS OBTENIDOS Caracterización y análisis de la biomasa residual agrícola generada en los cultivos Biomasa residual agrícola generada en los cultivos arbóreos Biomasa residual agrícola generada en los cultivos herbáceos Caracterización y análisis de la biomasa residual agrícola generada en la industria Resumen estadístico de la forma de obtención de los datos Resumen biomasa sector industrial Balance municipal de biomasa comprada y vendida fuera de la provincia en el sector industrial Caracterización y análisis de la biomasa residual forestal Diagnóstico del uso, consumo de la biomasa residual agrícola y forestal Elaboración de un inventario de plantas de generación de energía Utilidades del SIG PROPUESTAS DE ESTRATEGIAS DE ACTUACIÓN Identificación de centros de acopio de biomasa Aprovechamiento para la generación de energía eléctrica Aprovechamiento para uso térmico Anexo I: Resumen de datos por municipio. 3

4 1. ANTECEDENTES. Andalucía es una Comunidad Autónoma deficitaria en energía. Según la Agencia Andaluza de la Energía (Datos Energéticos de Andalucía 2010) el porcentaje de autoabastecimiento fue del 12,7 %, siendo las energías renovables la principal fuente autóctona. El potencial de biomasa de Andalucía es ktep/año (Agencia Andaluza de la Energía), siendo Sevilla, junto con Jaén las provincias con mayor potencial. El 66 % del potencial no se está utilizando. Identificar los residuos que no se están aprovechando permitirá tomar decisiones para reducir el impacto medioambiental de la quema, crear empleo, fijar población rural y atraer inversores. Uno de los objetos de la Excma. Diputación Provincial de Sevilla es impulsar políticas energéticas que propicien el ahorro y la eficiencia energética en los municipios de la provincia de Sevilla. El documento que a continuación se desarrolla se detallan los resultados de dos proyectos realizados: Estudio del potencial, consumo y disponibilidad de la biomasa agrícola y Estudio de evaluación del aprovechamiento energético de la biomasa forestal con la intención de poner a disposición pública una herramienta de localización de la biomasa (agrícola y forestal), potencial, consumida y disponible para cada termino municipal de la provincia de Sevilla, con el fin de determinar aquella biomasa no aprovechada energéticamente y posibilitar su valoración por profesionales, agricultores, cooperativas, empresas y administración local. 2. OBJETIVOS. Realizar, para cada término municipal de la provincia de Sevilla, un diagnostico y evaluación completa y exhaustiva de la biomasa potencial, consumida y disponible. Se ha analizado la biomasa forestal, la agrícola y de la industria, con el fin de localizar aquella biomasa no aprovechada energéticamente y posibilitar su valorización. Los objetivos específicos son los que se detallan: Caracterización y análisis cuantitativo de la biomasa residual generada en los residuos forestales y cultivos agrícolas. 4

5 Caracterización química y análisis cuantitativo de la biomasa residual generada en los cultivos agrícolas. Caracterización química y análisis cuantitativo de la biomasa residual generada en la industria agroalimentaria y forestal. Diagnostico del uso, consumo y destino de la biomasa residual. Elaboración de un inventario de plantas de generación de energía. Implantación de un SIG provincial. Propuestas de estrategias de actuación. Entrega de un stand de biomasa Difusión de los resultados. 3. RESULTADOS OBTENIDOS. Se define la Biomasa como cualquier fracción biodegradable de productos y residuos de origen biológico procedente de actividades agrarias y pesqueras (residuos agrícolas y ganaderos), de la silvicultura (residuos forestales), así como la fracción orgánica de los residuos industriales y municipales (Fuente Agencia Andaluza de la Energía). En este trabajo se han evaluado los siguientes tipos de biomasas, agrupadas según su origen en: - Biomasa forestal. Se incluya la biomasa de pinos, eucaliptus y encinas y alcornoques. - Biomasa de cultivos herbáceos: se generan tras la cosecha de los cultivos. En este grupo se incluye la paja de los cereales, el cañote, la mata del algodón, etc. - Biomasa de cultivos arbóreos: se produce en las labores de poda de los árboles. En la provincia de Sevilla se destacan por su importancia la poda del olivar, frutales y poda de cítricos. - Biomasa de industrias forestales y agrícolas: se incluye en este grupo el orujillo, la cáscara de arroz, pellet de girasol y astillas de aserraderos y fábricas de muebles. Esta biomasa se genera en los distintos procesos industriales. - Biomasa forestal: se incluyen las especias de Pinos, Eucaliptos, Encinas y Alcornoques. Según su posible aprovechamiento energético, las biomasas identificadas dentro de la provincia de Sevilla, se han agrupado en: - Biomasa potencial: aquella que se genera tras el tratamiento forestal, la cosecha de los cultivos o el proceso industrial. En este grupo se incluye todas las biomasas sin tener en cuenta su destino. 5

6 - Biomasa consumida: es la biomasa potencial que está siendo consumida para fines energéticos en la provincia. En el caso forestal la leña de encina y alcornoque, en el caso de la biomasa arbórea agrícola, la poda del olivar que se utiliza para calefacción doméstica, y en el caso de las industrias, la consumida en la industria. - Biomasa disponible para fines energéticos: es la biomasa potencial a la que se le descuenta la biomasa consumida para fines energéticos. También se descuenta la biomasa que se utiliza para otros usos, como por ejemplo: la paja de los cereales, el pellet de girasol y parte de la paja del maíz, arroz y patata. En el caso de la biomasa arbórea agrícola se descuenta la biomasa que se genera en terrenos que se encuentran en pendiente superior al 8 %. No existe limitación por pendiente en el caso de la biomasa forestal. Biomasa Disponible para energía Biomasa Potencial - Biomasa Consumida para energía. Biomasa Disponible para energía = Biomasa Potencial (Biomasa Consumida + herbáceos otros usos + superficie arbóreos > 8% + Biomasa Potencial forestal dispersa) Caracterización y análisis de la biomasa residual agrícola generada en los cultivos. Se detallan los principales resultados obtenidos de la biomasa total, consumida y disponible de cultivos arbóreos y herbáceos Biomasa residual agrícola generada en los cultivos arbóreos. Se han identificado ha sembradas de cultivos arbóreos, de las cuales el 65 % se encuentran en pendiente inferior al 8 %. El potencial total que generan los residuos arbóreos se ha contabilizado en tep/año. Se ha estimado que se consumen tep/año y están disponibles tep/año. Por tipo de cultivo se detallan en la siguiente tabla: Tabla 1. Potencial de biomasa total, consumida y disponible de cultivos arbóreos CULTIVO POTENCIAL TOTAL POTENCIAL CONSUMIDO POTENCIAL DISPONIBLE (t/año) (tep/año) (t/año) (tep/año) (t/año) (tep/año) Cítrico Fr. cáscara Frutal Olivar Viñedo Totales

7 Los cinco municipios con mayor potencial disponible suman el 26,5 % del potencial disponible ( t/año ó tep/año). Tabla 2. Municipios con mayor potencial disponible de cultivos arbóreos MUNICIPIOS POTENCIAL DISPONIBLE (t/año) POTENCIAL DISPONIBLE (tep/año) Carmona Écija Osuna Estepa Morón de la Frontera Imagen 1. Mapa de distribución del potencial disponible de cultivos arbóreos Biomasa residual agrícola generada en los cultivos herbáceos. Se han identificado ha de tierras arables, de las que se han seleccionado el 76 % como generadoras de residuos. El potencial total que generan los residuos herbáceos se ha contabilizado en tep/año. No se consume nada de este tipo de biomasa para la generación de energía. Se ha calculado que hay disponibles tep/año. 7

8 Tabla 3. Potencial de biomasa total y disponible de cultivos herbáceos CULTIVOS POTENCIAL TOTAL POTENCIAL DISPONIBLE (t/año) (tep/año) (t/año) (tep/año) Algodón Arroz Cereales Girasol Leguminosas Maíz Tomate Tubérculos Totales Los municipios con mayor potencial disponibles son Lebrija y Utrera. Entre los cinco municipios con mayor potencial suman el 48% del total ( t/año ó tep/año). Tabla 4. Municipios con mayor potencial disponible de cultivos herbáceos MUNICIPIOS POTENCIAL DISPONIBLE (t/año) POTENCIAL DISPONIBLE (tep/año) Lebrija Utrera Écija Carmona Las Cabezas de San Juan

9 Imagen 2. Mapa de distribución del potencial disponible de cultivos herbáceos 3.2. Caracterización y análisis de la biomasa residual agrícola generada en la industria Resumen estadístico de la forma de obtención de los datos. Se ha elaborado una base de datos con 461 industrias. Se han obtenido datos de 190 industrias generadoras y/o consumidoras de biomasas. La forma de obtener los datos se detallan en la siguiente imagen. 9

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11 tep/año Resumen biomasa sector industrial. A continuación se detallan los resultados obtenidos del sector industrial, según el tipo de biomasa. Tabla 5. Potencial de biomasa total, consumida y disponible de las industrias TIPO DE BIOMASA GENERADA CONSUMIDA DISPONIBLE tep/año t/año tep/año t/año tep/año t/año Astilla Cáscara arroz Frutos secos Hoja de aceituna Hueso Lía - Orujo - Granilla Orujillo Pellet de girasol Resto algodón TOTAL RESUMEN POR TIPO DE BIOMASA GENERADA CONSUMIDA DISPONIBLE Astilla Cáscara arroz Frutos secos Hoja de aceituna Hueso Lía - Orujo - Granilla Orujillo pellet de girasol Resto algodón TIPO DE BIOMASA Gráfica 1. Biomasa generada, consumida y disponible según el tipo de biomasa 11

12 tep/año RESUMEN POR SECTOR GENERADA CONSUMIDA DISPONIBLE Aderezo Almazara Arroceras Aserradero Desmotadora Deshidratado de alfalfa Extractora girasol Extractora orujo Frutos secos SECTOR Vino Refinería Invernadero Granja de pollo Gráfica 2. Biomasa generada, consumida y disponible según el sector industrial En el siguiente mapa se puede observar la distribución del potencial de biomasa disponible en las industrias agrícolas de la provincia de Sevilla. Imagen 3. Mapa de distribución del potencial disponible por las industrias agrícolas 12

13 Balance municipal de biomasa comprada y vendida fuera de la provincia en el sector industrial. Se ha consultado a las industrias cuál es de origen y el destino de la biomasa para obtener un balance de la biomasa industrial que se compra o se vende fuera de la Provincia de Sevilla. En la siguiente imagen se observan los municipios que compran y que venden biomasa fuera de la provincia. Imagen 4. Mapa de balance energético de biomasa industrial en los municipios 13

14 3.3. Caracterización y análisis de la biomasa residual forestal. Se ha identificado ha consideradas como forestales. El potencial total que genera la biomasa forestal es de tep/año. Se ha estimado que se consumen 846 tep/año y están disponibles tep/año. Por tipo de cultivo se detalla en la siguiente tabla. Tabla 6. Potencial de biomasa total, consumida y disponible de forestales POTENCIAL TOTAL POTENCIAL CONSUMIDO POTENCIAL DISPONIBLE t/año tep/año t/año tep/año t/año tep/año Pinos Eucaliptos Encinas Alcornoques Totales Los cinco municipios con mayor potencial disponible suman el 23,3 % del potencial disponible ( t/año ó tep/año). Tabla 7. Municipios con mayor potencial disponible de cultivos arbóreos MUNICIPIOS POTENCIAL DISPONIBLE (t/año) POTENCIAL DISPONIBLE (tep/año) El Madroño El Pedroso Alcalá del Gudaira El Castillo de las Guardas Almadén de la Plata Total

15 Imagen 5. Mapa de distribución del potencial disponible de residuos forestales 3.4. Diagnóstico del uso, consumo de la biomasa residual agrícola y forestal. El potencial disponible para la generación de energía se ha evaluado en t/año. De todas las biomasas estudiadas, el mayor potencial total y disponible se ha obtenido de los residuos herbáceos. Tabla 6. Resumen del potencial total, consumido y disponible de la provincia de Sevilla BIOMASA TOTAL TOTAL TOT. (%) CONSUM. CONSUM. CONS. DISPONIB DISPONIB DISP. (%) (t/año) (tep/año) (t/año) (tep/año) (%) (t/año) (tep/año) Arbóreos ,93% ,82% ,66% Herbáceos ,90% 0 0 0,00% ,17% Industriales ,30% ,44% ,31% Forestal ,86% ,69% ,85% Totales ,00% ,00% ,00% Se han analizado las siguientes barreras para el aprovechamiento de la biomasa disponible. - Según el precio en el mercado, existen biomasas para uso térmico y otras más baratas para uso eléctrico. - Para reducir las necesidades de almacenamiento es necesario combinar residuos arbóreos, que se generan en los meses de invierno, con restos herbáceos y forestales que se generan en los meses de verano. - En la actualidad existen máquinas en el mercado capaces de recoger la biomasa que se encuentra en el campo, trasportarla hasta la planta de generación y prepararla para su 15

16 combustión. En Andalucía existe tecnología suficiente, la rentabilidad de la recogida depende de otros factores. - La situación económica actual ha supuesto una reducción de la actividad de generación de electricidad con biomasa. Se han elaborado normativas que han afectado negativamente al sector Elaboración de un inventario de plantas de generación de energía. Para conocer la situación de los grandes consumidores de biomasa, se ha realizado un inventario de las siguientes instalaciones: - Instalaciones de energía térmica que consumen más de t/año. - Plantas de biogas de generación de energía eléctrica. - Instalaciones de biocombustibles. - Centros de acopio de biomasa. - Plantas de generación de energía eléctrica de Andalucía. - Plantas de pellet de Andalucía. Los mapas elaborados se detallan a continuación. Imagen 6. Instalaciones de biogas en la provincia 16

17 Imagen 7. Instalaciones que consumen más de 1000 t de biomasa Imagen 8. Instalaciones de producción de pellets 17

18 Imagen 9. Instalaciones de producción de energía eléctrica 3.6. Utilidades del SIG. Se ha elaborado un visor de mapas de biomasa de la provincia. La dirección web donde es posible ver la aplicación es la página de la Diputación de Sevilla (Web diseñada pra Mozilla Firefox y nevegadores estándares) El visor dispone de cuatro herramientas de información. - Información general de la provincia, representa en mapas de colores la información a nivel municipal de la biomasa generada, consumida y disponible. - Información concreta del municipio, permite acceder a la información a nivel de municipio. - Buscador de Biomasa, permite realizar consultas para localizar municipios que cumplan las condiciones establecidas por el usuario. - Buscador de emplazamiento de posible planta de generación de electricidad, permite conocer la biomasa que se encuentra en un radio de 25 km, 50 km y 75 km. Los resultados obtenidos al utilizar las herramientas explicadas se pueden imprimir a modo de informes. A continuación se exponen algunos de los resultados obtenidos del manejo del SIG. 18

19 Imagen 10. Datos municipales del potencial Imagen 11. Información municipal de la provincia Imagen 12. Buscador de biomasa 19

20 Imagen 13. Buscador de emplazamientos 4. PROPUESTAS DE ESTRATEGIAS DE ACTUACIÓN De los resultados obtenidos en la fase anterior, se han definido una serie de propuestas de actuación con la biomasa que se considera disponible. Se han agrupado en los siguientes capítulos: 4.1. Identificación de centros de acopio de biomasa. Uno de los principales problemas del uso de la biomasa es que en general no coinciden la época de generación con la época de consumo, por lo que es necesario almacenarla. Por otro lado, actualmente el aprovechamiento que tiene la biomasa es la exportación y el uso térmico. Se han identificado dos centros de acopio para suministrar hueso limpio y seco a consumidores de Sevilla, y otro para almacenar o/y preparar biomasa para su exportación. Para la localización de los centros se ha tenido en cuenta: Que exista hueso y orujillo disponible. Que existan consumidores de hueso próximos al centro de acopio. Que no existe actualmente un centro en la zona. Que exista una importante concentración de residuos arbóreos disponible. Se ha estimado como localizaciones óptimas, una al norte de la provincia y otra al este. El centro de la zona norte se ha localizado en el término municipal de Carmona, próximo al municipio de Cantillana. El centro de la zona este se ha ubicado en el término municipal de Osuna, en la zona próxima a Estepa y Gilena. 20

21 Imagen 13. Localización de los dos centros de acopio propuestos En la siguiente tabla se resumen los principales datos de los centros diseñados. Tabla 7. Datos generales de los centros propuestos Tipo de biomasa Zona Norte sin secadero Zona Este con secadero Cantidad de biomasa almacenada Poda de arbóreos Restos forestales Almacén de leña t de astilla t de restos sin astillar Poda de arbóreos Hueso t de astilla t de restos sin astillar t de hueso Número de barcos año 3 4 Cantidad de biomasa anual t astilla t astilla t de huesos seco Posibles destinos de la biomasa Exportación-Puerto de Sevilla Energía eléctrica ENCE, Huelva Leña-Sevilla Exportación-Puerto de Sevilla y Motril. Energía eléctrica- Plantas de Córdoba. Hueso para exportación y uso en la provincia La inversión total es de 2,2 M, incluyendo maquinaria e infraestructuras, para manipular al año t de astilla y de hueso. Se ha previsto una inversión en maquinaria de : pretrituradora, astilladora, tromel, y dos palas cargadoras. 21

22 Es necesaria una superficie de almacenamiento de m 2 en zona norte y de m 2. en la zona este. Para acondicionar 1,12 ha de los dos centros, esta prevista una inversión de Se incluye también un secadero en la zona este para el secado y limpieza del hueso Aprovechamiento para la generación de energía eléctrica. Se propone instalar una planta de generación de 16 MW, con una inversión de 50 M. Para ello se han estudiado dos casos: No teniendo en cuenta el área de influencia de otras plantas. Para alimentar la planta se propone aprovechar el 11 % de la biomasa industrial disponible, el 44 % de la arbórea y el 9 % de la biomasa herbácea. Esta biomasa se encuentra en un radio de 50 km. LO TENEMOS QUE VER, MODIFICAR O SE QUEDA COMO ESTÁ Teniendo en cuenta el área de influencia de otras plantas. En este caso se propone aprovechar el 11 % de la biomasa industrial disponible, el 45 % de la arbórea y el 7 % de la biomasa herbácea. Otra alternativa que se está estudiando es aprovechar la biomasa en las centrales solares de generación de electricidad. En este caso, prácticamente toda la superficie aprovechable de la provincia se encuentra en un radio de influencia de 25 km de las plantas. Imagen 14. Localización óptima de una planta de generación de energía eléctrica 22

23 4.3. Aprovechamiento para uso térmico Aunque la Diputación de Sevilla ya está realizando actuaciones de fomento del uso térmico de la biomasa, es importante mencionar esta actuación. El uso térmico de la biomasa es el uso más eficiente, ya que el aprovechamiento energético en este tipo de instalaciones es mayor que en una caldera de generación de electricidad. El usuario demanda una biomasa homogénea en cuanto a granulometría y humedad. Esta propuesta se concreta con las siguientes actuaciones: Fomentar el uso de biomasa en las instalaciones de la propia Diputación. La idea es la instalación de 104 calderas, de 110 kw cada una. Para ello es necesario una inversión de 4 M y se consume t/año de hueso limpio. Para este tipo de inversión es interesante contar con las empresas de servicios energéticos. Fomentar el uso de la biomasa entre la población. El SIG elaborado debe de ser una herramienta de difusión. Fomentar el uso térmico en instalaciones industriales. Se propone actuar sobre una extractora y sobre un secadero de arroz. 23