Manual para la promoción del uso de biomasa como energía térmica en Galicia

Transcripción

1 Manual para la promoción del uso de biomasa como energía térmica en Galicia PROYECTO DE COOPERACIÓN TERRITORIOS RURALES COMPROMETIDOS EN LA LUCHA CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO Año 2012 Asociación de desarrollo rural Mariñas-Betanzos

2 El presente manual ha sido escrito durante el año 2012 por la Asociación de Desarrollo Rural Mariñas-Betanzos como parte de la estrategia frente al cambio climático incluida en el Proyecto de Cooperación del Marco de la Red Rural Nacional Territorios Rurales comprometidos con la lucha contra el cambio climático. Los autores de este manual son: - Marta del Valle Duque - Manuel Giménez Solla - Jorge M. Blanco Ballón

3 Territorios Rurales comprometidos contra el Cambio Climático Territorios Rurales comprometidos en la lucha contra el cambio climático es un proyecto de cooperación en el marco de la Red Rural Nacional, en el que participan nueve Grupos de Acción Local de España localizados en siete Comunidades Autónomas: - Asociación para el Desarrollo Rural de Lanzarote, Canarias. - Asociación de Desarrollo Rural Estepa Sur, Andalucía. - Asociación para el Desarrollo Rural de la Comarca de Bajo Guadalquivir, Andalucía. - ADRI Valladolid Norte, Castilla y León. - Consorcio Centro de Desarrollo Rural La Serena, Extremadura. - Asociación para el Desarrollo del Valle de Alagón, Extremadura. - A.D.R. Mariñas Betanzos, Galicia. - Asociación para el Desarrollo Rural Integrado de los Municipios de la Vega del Segura Murcia. - Centro Europeo de Información y Promoción del Medio Rural, La Rioja. Los grupos participantes quieren sumarse a los esfuerzos que se están llevando a cabo en la lucha contra el cambio climático, partiendo del trabajo que se está realizando especialmente a nivel municipal (Agenda 21, Pacto de los Alcaldes, Red Española de Ciudades por Clima) desde el convencimiento de que son estas organizaciones, que sin ser administración, están más cerca de los vecinos, de manera que deben ponerse en marcha para tomar y establecer medidas para fomentar y sensibilizar, favoreciendo las herramientas que hagan posible y deseable el camino hacia una sociedad y una economía baja en carbono. La prioridad del proyecto es doble: sostenibilidad y lucha contra el cambio climático. Se trata en convertir a los territorios rurales en modelos de pueblos sostenibles, ecológicos, participativos que empoderen y eduquen a sus vecinos con el objetivo de alcanzar mejoras en aspectos estratégicos tales como el ahorro y la eficiencia energética, la calidad del aire, en definitiva, la calidad de la vida de los residentes. Los habitantes de los territorios pueden contribuir notablemente al logro de los objetivos fijados por los gobiernos con pequeñas prácticas medioambientales, tales como reciclar, disminuir el consumo de agua o incentivar el ahorro de energía. Con este proyecto se pretende sentar las bases mínimas indispensables para conseguir los siguientes objetivos: - Contribuir a reducir las emisiones de CO2. - Adaptar el territorio, las actividades y los usos de los habitantes del medio rural a las nuevas condiciones medioambientales, sociales y económicas derivadas del cambio climático. - Contribuir a la creación de un modelo de participación real y efectiva de los territorios rurales. - Reorientar el mercado laboral hacia empleos verdes. Las actividades del proyecto se enmarcan en los tres pilares de lucha contra el cambio climático (mitigación, adaptación y sumideros de carbono) y se trata de adoptar medidas que impliquen al territorio y sus habitantes en todo el proceso como un agente activo e imprescindible para alcanzar mayores niveles de sostenibilidad. Para cumplir con los objetivos marcados, los grupos participantes trabajamos en seis ejes: Eje 1. Ahorro y eficiencia energética Eje 2. Fomento de las energías renovables Eje 3. Movilidad sostenible Eje 4. Gestión de residuos Eje 5. Fomento del empleo verde Eje 6. Transversal: Información, participación y sensibilización. La Asociación de Desarrollo Rural Mariñas Betanzos se constituye en el año 2008 con la finalidad de ser el núcleo de integración y representación de los diferentes agentes territoriales, institucionales, sociales y económicos, tanto públicos como privados, interesados en promover el desarrollo del territorio. El ámbito territorial de Mariñas Betanzos está localizado al noroeste de Galicia. Tiene una extensión de 903,1 km 2, que corresponde a los municipios de Abegondo, Aranga, Arteixo,

4 Bergondo, Betanzos, Cambre, Carral, Cesuras, Coirós, Culleredo, Curtis, Irixoa, Miño, Oleiros, Oza dos Ríos, Paderne, Sada, Sobrado dos Monxes. Cuenta con habitantes (IGE 2010), siendo su densidad media de 201,61 habitantes/km 2. Estos equipos emplean como combustibles los restos forestales, restos de cultivos agrícolas, residuos de podas de jardines, restos procedentes de la industria agroforestal, etc., que son tratados, clasificados y transformados en diferentes formas (pellets, briquetas, astillas, etc) para su consumo final. El cambio de combustible empleado en la actualidad en edificions de carácter público (habitualmente gasóleo o gas) implicaría diferentes y numerosos beneficios: La Asociación de Desarrollo Rural Mariñas Betanzos desarrolla actuaciones en materia de ahorro de energía, fomento de las energías renovables y movilidad sostenible, como parte de la estrategia frente al cambio climático incluidas en el Proyecto de Cooperación Territorios Rurales comprometidos en la lucha contra el cambio climático. - Ahorro en el gasto de combustible. - Reducción en emisiones de CO2 a la atmósfera. - Creación de empresas y puestos de trabajo en el ámbito local. - Aprovechamiento de los recursos desvalorizados, reduciendo los incendios por un mayor y mejor aprovechamiento de las masas forestales existentes en la zona fomentando la gestión forestal sostenible. - Independencia de la variación de precios en combustibles que provienen del mercado externo. El presente manual pretende transladar formación, información y experiencias sobre la situación actual de las oportunidades del uso de biomasa. Está previsto desarrollar desde la Asociacion Mariñas Betanzos acciones de promoción del uso de las energías renovables en edificios e instalaciones de las administraciones públicas, ya que se considera que son estan las entidades que deben dar ejemplo fomentando la eficiencia energética. Después de un estudio preliminar de la potencialidad de las diversas energías renovables, y teniendo en cuenta el desarrollo tecnológico actual, se considera de interés promocionar el uso de instalaciones que aprovechen la biomasa con fines térmicos para sistemas de calefacción y de generación de agua caliente sanitaria (ACS).

5 Índice 1. Introducción Qué es la biomasa? Materiales empleados como biocombustible Aplicaciones Producción de Energía Térmica Producción de Energía Eléctrica Ventajas del empleo de biomasa Qué lugar ocupa la biomasa en la actualidad? El sector de la biomasa en Galicia Potencialidad del monte gallego Centrales termoeléctricas de biomasa en Galicia Posibles cultivos forestales energéticos en Galicia Tipos de biocombustible Biocombustibles no procesados: Leña y astilla Biocombustibles procesados: Pellets y briquetas Tipos de calderas Factores determinantes para la elección de una caldera Estimación de la potencia y necesidades de combustible Tipos de calderas según potencia Generación de calor con plantas district heating (sistemas calefacción distribuidos) Sistemas de calefacción con calderas de tamaño medio ( kw) Calderas para viviendas unifamiliares (hasta 40 kw) Tipos de calderas según combustible Calderas de leña de llama invertida Calderas de astilla Calderas de pellets Iniciativas realizadas Iniciativas por las Administraciones Públicas Iniciativas en empresas agroforestales Iniciativas en edificios comunitarios Iniciativas realizadas en viviendas unifamiliares Normativas y aspectos legales sobre biomasa Subvenciones y ayudas Conclusiones Anejo 1: Empresas distribuidoras e instaladoras de calderas de biomasa en Galicia. Anejo 2: Empresas distribuidoras de biocombustibles en Galicia. Anejo 3: Empresas fabricantes de biocombustibles procesados en Galicia.

6 Introducción El número de iniciativas para fomentar la eficiencia energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles está incrementando en todo el mundo. Ya no sólo se trata de una estrategia contra el calentamiento global, sino que también es una nueva forma de lograr la independencia del petróleo en muchas actividades, como por ejemplo, la producción calor a bajo coste. Una de estas fuentes de energía es la biomasa, entendida como el conjunto de materiales orgánicos generados como consecuencia de un proceso biológico generado por el sol Qué es la biomasa? El término biomasa en el ámbito energético se refiere a la materia prima orgánica vegetal, que da lugar a un biocombustible. La heterogeneidad es la característica fundamental de la biomasa, que afecta tanto a los materiales que pueden ser empleados como combustibles como a los posibles usos energéticos de los mismos, existiendo diversas combinaciones entre tipos de biomasa utilizables y tecnologías para su aprovechamiento energético Materiales empleados como biocombustible Residuos y subproductos procedentes de las actividades agrícolas, ganaderas y forestales. Residuos procedentes de la industria agrícola y forestal. Residuos urbanos. Cultivos energéticos para la producción de biomasa lignocelulósica, orientada a su aplicación mediante combustión o gasificación. Figura 1. Proceso de generación de biomasa. 2

7 1.3. Aplicaciones El circuito de la biomasa forestal comprende una serie de actividades que van desde la producción de la biomasa en el monte, hasta la recepción de los distintos tipos de energía. La biomasa, a través de los diferentes tipos de conversión, puede ser transformada en distintos tipos de energía: Figura 2. Transformación de la biomasa (adaptado de Malheiro, 2005). La gran variedad de biomasas existente unida al desarrollo de distintas tecnologías de transformación de ésta en energía, permiten plantear una gran cantidad de posibles aplicaciones, entre las que destacan la producción de energía térmica y eléctrica. 3

8 Producción de Energía Térmica Aprovechamiento convencional de la biomasa natural y residual. Los sistemas de combustión directa son aplicados para generar calor, el cual puede ser utilizado directamente, como por ejemplo, para la calefacción o agua caliente sanitaria de viviendas individuales medianas y grandes, calefacción centralizada de núcleos rurales o pequeñas industrias. Además, éste se puede aprovechar en la producción de vapor para procesos industriales y electricidad Producción de Energía Eléctrica Electricidad generada a partir de biomasa residual como restos de cosecha y poda, cultivos energéticos leñosos y biogás resultante de la fermentación de ciertos residuos, como lodos de depuradora, residuos sólidos urbanos, etc. Figura 3. Esquema de producción de energía térmica y eléctrica a partir de residuos forestales. Fuente: Biomasa. Pellets y Briquetas. Gas natural 1.4. Ventajas del empleo de biomasa Reducción del riesgo de incendios por un mayor y mejor aprovechamiento de las masas forestales existentes en la zona. Aprovechamiento de los recursos locales que permite reciclar y disminuir de residuos agroforestales, al tiempo que les da una utilidad. Fuente de energía alternativa, renovable y no contaminante. Disminución de las emisiones de CO2 (No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas). Permite el aprovechamiento de las tierras de retirada. Reforestación de tierras abandonadas. Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos. Apoya el desarrollo económico en el medio rural, favoreciendo la creación de empresas y puestos de trabajo en el ámbito local (se estima que la biomasa crea 15 veces más empleo que los combustibles fósiles). Independencia energética de las variaciones de precios en combustibles fósiles que provienen del exterior, como el petróleo y el gas natural. Ahorro en el gasto en combustible para calefacción (estimada en un mínimo de un 40%). 4

9 1.5. Qué lugar ocupa la biomasa en la actualidad? La utilización de la biomasa es tan antigua como el descubrimiento y el empleo del fuego para calentarse y preparar alimentos utilizando la leña. Aún hoy, la biomasa es la principal fuente de energía para usos domésticos empleada por más de millones de personas en el los países en vías de desarrollo, aunque en dichos países no se emplean biocombustible procesados industrialmente, sino restos agrícolas y leña. Los recursos potenciales superan los millones de toneladas anuales, recursos que en sus dos terceras partes corresponden a la producción de los bosques. Durante el año 2004, el consumo de biomasa en la Unión Europea supuso más del 3% de la demanda total de energía primaria principalmente en aplicaciones eléctricas. Francia, Suecia, Finlandia y Alemania lideran el consumo, con más del 50%. Figura 4. Consumo de biomasa en la Unión Europea en Fuente: Eurostat. (Ministerio de Industria, Turismo y Comercio-IDAE) 5

10 En el caso de España, en 2010 el consumo bruto final de energía procedente de bioenergía (biomasa, biogás y residuos) fue de 4,2%, siendo la energía renovable más empleada, tal como se observa en el gráfico. Figura 5. Consumo de energía primaria en el año 2010 en España. Contribución por fuente de energía Ministerio de Industria, Turismo y Comercio-IDAE, La grave crisis ambiental, el agotamiento de los recursos y los desequilibrios entre el Norte y el Sur, son factores que obligan a acometer una nueva política energética. A corto plazo la prioridad es incrementar la eficiencia energética, pero ésta tiene unos límites económicos y termodinámicos, por lo que a más largo plazo sólo el desarrollo de las energías renovables permitirá resolver los grandes retos del futuro. La industria de la biomasa presenta un alto nivel de desarrollo, en constante aumento en países industrializados que cuentan con elevada superficie forestal. La disponibilidad de esos recursos ha facilitado un mayor desarrollo tecnológico. Tabla 1. Consumo en España (en % y Ktep) de los distintos tipos de energías renovables durante Guía de ahorro energético de la Comunidad de Madrid. Fuente: IDEA

11 En la actualidad, la producción de biocombustibles está sujeta a una fuerte polémica, debido a que algunas fuentes que los generan están íntimamente asociadas con productos destinados a la alimentación, como el maíz. También se están transformando tierras de producción agrícola destinadas a la alimentación, en tierras de cultivos energéticos, con la consiguiente bajada de la producción alimentaria y el aumento de los precios agrarios. En algunos países, las grandes plantaciones para el crecimiento de especies empleadas para la producción de biocombustibles están produciendo graves daños en bosques y parajes autóctonos. Así pues, estas fuentes de energía tendrán un carácter sostenible siempre y cuando su gestión sea llevada a cabo de manera respetuosa con el medio ambiente y sea independiente de la producción para la alimentación humana. 7

12 2. El sector de la biomasa en Galicia Galicia cuenta con una particular potencialidad forestal siendo las existencias de volumen maderable en montes arbolados, de más de 133 millones de metros cúbicos, representando el 19,4 % del conjunto español, mientras que la superficie geográfica gallega no llega al 6%. Por tanto, la capacidad de fijación de carbono por la vegetación arbolada o no de los montes gallegos, alcanza los 18 millones de toneladas/año, constituyendo Galicia el pulmón de España y principal sumidero de carbono. Estos recursos forestales y ambientales renovables se localizan en 1,40 millones de hectáreas arboladas y en otras 0,63 millones de hectáreas de monte bajo o matorral. En el primer caso, la biomasa estimada se sitúa en torno a 58,5 T/ha y en el segundo alcanzaría 10,5 T/ha. Hay tres tipos de aprovechamiento en Galicia de la biomasa forestal: Aprovechamiento de residuos generados en las cortas anuales y operaciones de gestión silvícola ordinarias realizadas en los montes arbolados. Aprovechamiento de los residuos generados en las industrias madereras. Aprovechamiento sostenible de la biomasa en montes abiertos o de matorral. En Galicia, el área con mayor concentración de montes cultivados y de mayor productividad son las comarcas geoforestales Costa Norte y Costa Atlántica queabarcan casi la totalidad de las provincias de A Coruña y Pontevedra y la zona de A Mariña Lucense en el norte de la provincia de Lugo. En ellas se practica una selvicultura intensiva centrada en el pino del país (Pinus pinaster), el eucalipto (Eucalyptus globulus) y el pino insigne (Pinus radiata), siendo estas especies las de mayor crecimiento y productividad. Aproximadamente el 98% del volumen de cortas de madera comercial en Galicia corresponde a estas tres especies citadas, ocupando la mayor superficie de los montes cultivados gallegos. La mayor disponibilidad actual de biomasa forestal primaria se concentra en los montes de estas tres especies. 8

13 De la biomasa residual (restos de podas, ramas, hojas, raberones, etc.) en la explotación forestal en Galicia, por cada m 3 de madera que se corta, un 10% serían restos de pino, un 4 % de eucalipto y un 15 % de frondosas, que en parte se dejan abandonados en el monte, además de otro tipo de residuo: la corteza, que representaría el 10 %. Se puede estimar que un tercio de cada árbol es abandonado en el monte, por lo que los residuos de las cortas finales en Galicia ascenderían a T/año. La Xunta de Galicia ha estimado el volumen anual de aprovechamiento de los restos forestales de las cortas, cifrándolos en casi un millón de toneladas por año en condiciones de sostenibilidad. Estos restos forestales tendrían energía suficiente para abastecer de calefacción a más de hogares. Según el Balance Energético de Galicia 2003, el uso de biomasa supuso el 14 % de la Energía Primaria que se produjo en nuestra Comunidad. Según el Balance energético de Galicia de 2010, este porcentaje aumentó hasta el 27,8%, lo que es equivalente a toneladas de petróleo anuales. Energía primaria gallega RSU; 3,10% Otros residuos; 0,70% Biomasa y biogás; 27,80% Viento; 27,80% Biocombustible; 4,80% Sol; 0,10% Agua; 35,70% Figura 6. Porcentajes de energías primarias gallegas. (Balance energético de Galicia, INEGA2010) Medidas inmediatas para promover el uso de la biomasa, deberían encaminarse a la creación y movilización de ésta en los montes mediante ayudas a tratamientos selvícolas, reforestaciones, etc. El aprovechamiento de la energía térmica producida en la combustión, con rendimientos cercanos al 80 %, debería ser antepuesto a aprovechamientos exclusivamente eléctricos con rendimientos entre el 25 y el 30 %. 9

14 2.1. Potencialidad del monte gallego Potencialidad de las especies más abundantes en el territorio Mariñas-Betanzos El siguiente cuadro muestra la superficie ocupada por las especies forestales más abundantes en el territorio de Mariñas-Betanzos: municipios de Abegondo, Aranga, Arteixo, Bergondo, Betanzos, Cambre, Carral, Cesuras, Coirós, Culleredo, Curtis, Irixoa, Miño, Oleiros, Oza dos Ríos, Paderne, Sada, Sobrado dos Monxes. Nombre Superficie ha Supeficie non forestal ,39 Pinus pinaster ,46 Eucalyptus globulus ,62 Quercus robur 5.180,36 Pinus radiata 1.761,82 Betula pubescens 775,66 Alnus glutinosa 735,03 Castanea sativa 234,25 Salix spp. 52,53 Eucalyptus viminalis 49,02 Pinus sylvestris 48,01 Salix atrocinerea 36,51 Mezcla de eucaliptos 34,49 Quercus pirenaica 22,68 Eucalyptus camaldulensis 18,48 Betula spp. 16,80 Populus alba 3,13 TOTAL ,26 Tabla 2. Mapa Forestal de España III (2003) basado no III Inventario Forestal Nacional Se tendrá en cuenta para el cálculo del potencial de la biomasa residual las tres especies productivas más abundantes en el territorio (Pinus pinaster, Eucalyptus globulus, Pinus radiata). La superficie forestal ocupada por Quercus robur en la zona es superior a la superficie ocupada por Pinus radiata pero, al ser esta una especie de interés de conservación, no será incluida en el estudio. Como primer paso, se calcula el crecimiento medio por hectárea y el volumen de madera residual que cada una de estas tres especies productivas generan al año. 10

15 Crecimiento medio por hectárea y volumen de madera residual al año (por especie) Según el Tercer Inventario Forestal Nacional ( ): Pinus pinaster Superficie ocupada: ,46 ha Crecimiento medio: 20 m 3 /ha.año Volumen de madera: ,46 ha x 20 m 3 /ha.año = ,2 m 3 al año El 10% del volumen de madera de P. pinaster corresponde a madera residual. 10 % de ,2 m 3 = ,9 m 3 de madera residual de P. pinaster al año. Eucalyptus globulus Superficie ocupada: ,62 ha Crecimiento medio: 20 m 3 /ha.año Volumen de madera: ,62 ha x 20 m 3 /ha.año = ,4 m 3 al año El 4 % del volumen de madera de E.globulus corresponde a madera residual. 4 % de ,4 m 3 = ,5 m 3 de madera residual de E.globulus al año. Pinus radiata Superficie ocupada: 1.761,82 ha Crecimiento medio: 22,5 m 3 /ha.año Volumen de madera: 1.761,82 ha x 22,5 m 3 /ha.año = ,95 m 3 al año El 10 % del volumen de madera de P. radiata corresponde con madera residual. 10 % de ,95 m 3 = 3.964,1 m 3 de madera residual de P. radiata al año. Total de madera residual de las 3 especies en la zona Mariñas- Betanzos: , , ,1 = ,5 m 3 A continuación se calculará la cantidad de energía (kwh) que se obtienen a partir del volumen de madera residual generado en los montes de Mariñas- Betanzos. Hay que tener en cuenta que la energía que los biocombustibles procesados (pellets y briquetas) tienen una densidad energética superior a los combustibles no procesados (astillas y leña). 11

16 Energía generada a partir de combustibles no procesados (Astillas) Una caldera de astillas para una vivienda unifamiliar consume aproximadamente kg de astillas al año. Estimando que la densidad de la astilla de madera es de 300 kg/m 3 Volumen de madera residual: ,5 m 3 M = V x d Peso = 300 kg/m 3 x ,5 m 3 = kg/año de madera residual en Mariñas-Betanzos / = viviendas unifamiliares podrían obtener energía al año a partir de astillas procedentes de la madera residual generada en Mariñas-Betanzos. 12

17 2.2. Centrales termoeléctricas de biomasa en Galicia La industria de la madera es actualmente la mayor productora de energía renovable a partir de biomasa forestal en Galicia. La primera central termoeléctrica de biomasa en funcionamiento en Galicia es Allarluz, que se instaló en 1998 en el municipio ourensano de Allariz a instancias del Ayuntamiento, convirtiéndose en la primera planta de estas características de toda España. La planta más grande y rentable es la que Ence tiene en Pontevedra, que produce energía eléctrica a partir de biomasa, aunque el objetivo final de la empresa es la fabricación de pasta para papel. Ence está realizando en la actualidad estudios de biomasa y pretende desarrollar. La central Intasa, en San Sadurniño, es la tercera central termoeléctrica instalada en Galicia. En 2007, se realizaron varios estudios autonómicos para conocer la viabilidad de realizar 7 centrales eléctricas distribuidas por todo el territorio gallego en distintas comarcas: Xallas- Terra de Soneira; Terra Chá- Eume; A Fonsagrada; O Deza; Terra de Lemos; Condado- Paradanta e Verín- A Limia. Los estudios resultaron favorables, aunque finalmente no llegasen a construirse dichas centrales Posibles cultivos forestales energéticos en Galicia Actualmente, se está aprovechando la biomasa forestal residual, pero la cantidad de este recurso está limitada a medio plazo debido a posibles nuevas centrales de biomasa, por ello, una posible alternativa sería el aprovechamiento mediante cultivos energéticos de especies de crecimiento rápido: Acacia dealbata, Acacia melanoxylon, Robinia pseudoacacia (acacias), Populus alba (chopos), Eucaliptus nitens (eucaliptos), etc., especies de crecimiento rápido adecuadas a las condiciones climáticas y edáficas de Galicia. Con estos cultivos energéticos disminuirían los costes de extracción del monte, ya que se aprovecharía toda la biomasa existente. 13

18 3. Tipos de biocombustible El uso de biocombustibles es una alternativa en la búsqueda de recursos energéticos que reemplacen al petróleo para consumo doméstico e industrial. Por la diferencia de precios entre ambos combustibles. Por sus características en cuanto a rendimientos, la industria forestal es generadora de una alta cantidad de residuos que provienen tanto del aserrado y manufactura de la madera, como de las podas de bosques. Los tipos de biomasa más empleados son: leña, astilla, pellets, briquetas y los residuos agroindustriales. Las diferentes propiedades de estos combustibles se muestran en la siguiente tabla: Poder calorífico (MJ/kg) Humedad (% b.h.) Uso Precio ( /t) Leña 14,4 16, Doméstico Astillas 14,4 16, Doméstico Residencial Industrial Pellets 18 19,5 < 12 Doméstico Residencial Briquetas 18 19,5 < 12 Doméstico Tabla 3. Propiedades de los combustibles biomásicos. Guía práctica de Sistemas Automáticos de Calefacción con Biomasa en Edificios y viviendas. Comunidad de Madrid

19 3.1. Biocombustibles no procesados: Leña y astilla La leña la forman restos silvícolas y de madera. Se utiliza generalmente para hacer fuego en estufas, chimeneas o cocinas. Es una de las formas más simples de biomasa, usada mayormente para calefactar y cocinar. La astilla es la madera de pequeño espesor, proveniente de la trituración de la madera virgen procedente de: podas, deshechos de serrería, manejo y mantenimiento del bosque, etc; obtenidos mecánicamente. El tamaño y la forma de las astillas varían en función del material de origen y del tipo de máquina utilizada para la trituración. Características Las astillas son más económicas por kwh que los pellets, ya que necesitan menor procesado, requieren menos energía que los pellets y tienen menor densidad, así que requieren mayor espacio por kwh para su almacenamiento. La astilla es un material muy heterogéneo, caracterizado por una alta tendencia a formar aglomerados y a menudo fácilmente fermentable cuando el contenido de humedad es elevado, por lo que necesitan ciertas intervenciones. El poder calorífico aproximado de la astilla es de 1000 kwh/m3, su densidad aparente está sobre los 300 kg/m3, el precio varía mucho según las características del producto. Tipo de astilla Clases en función del tamaño Porciones de tamaños admisibles Max.4% Max. 20% Max % Max. 20 % Valores extremos admisibles Tamaño de astilla (mm) Media (cm 2 ) Longitud (cm) G30 <1,0 1,0 2,8 2,8 16,0 >16,0 3,0 8,5 G50 <1,0 1,0 5,6 5,6 31,5 >31,5 5,0 12,0 G100 <1,0 1,0 11,2 11,2 63,0 >63,0 10,0 25,0 Tabla 4. Clases de astillas según el tamaño. 15

20 Utilidades Las calderas de astilla se utilizan más frecuentemente a nivel industrial que doméstico, por ser más baratas, más complejo su manejo y por necesitar un mayor espacio para la instalación del silo. El tamaño de las astillas no debería superar los 4-5 cm en los sistemas pequeños con alimentador de tornillo sin fin. Piezas de más de 7-8 cm, aunque estén presentes en pequeñas cantidades, pueden provocar atascos en el sistema de alimentación de la caldera y, por tanto, el bloqueo del mismo. Para evitar estos inconvenientes es importante realizar siempre un cuidadoso control de la calidad del combustible, y descartar a los proveedores que no cumplan los requisitos necesarios de calidad del producto. El contenido de humedad es un factor menos crítico, ya que numerosos modelos de calderas pueden quemar madera recién cortada (humedad %) o ligeramente secada al aire. Una caldera de astilla de madera puede quemar pellets, mientras que una caldera de pellets no puede quemar astilla. Figura 7. Método de obtención de biomasa procedente de sistemas forestales. Fuente: adaptada de E. Alakangas-VTT- en L. Sikanen & T. Tahvanienen, Hay que tener en cuenta la humedad de las astillas, sobre todo a la hora de fijar su precio, ya que influye de forma inversamente proporcional al poder calorífico del combustible. Ahorro económico El precio de la astilla y de la madera es variable según el tipo de madera, el precio de la madera en el mercado, la distancia desde el fabricante al consumidor, etc. El precio medio aproximado de la astilla para el consumo doméstico es de 100 /t, siendo la astilla menos depurada y que se utiliza en calderas industriales, mucho más barata. La combustión de astillas libera a la atmósfera entre kg de CO2/Mwh, por lo que se trata de un combustible muy poco contaminante, menos incluso que los pellets. 16

21 En términos puramente energéticos, la competencia más fuerte de la astilla son combustibles fósiles, ya que por su naturaleza (líquidos o gaseosos) son de distribución relativamente más fácil y dejan muy pocos, o ningún residuo de combustión. La siguiente figura muestra los precios por unidad energética de diferentes combustibles (marzo de 2006). Figura 8. Comparación de costes de combustibles. Guía práctica de Sistemas Automáticos de Calefacción con Biomasa en Edificios y viviendas. Comunidad de Madrid 2006 La diferencia en el precio entre la astilla y los otros combustibles fósiles puede resultar atractivo a usuarios de gasóleo de calefacción y gases licuados del petróleo. La astilla es suficientemente competitiva con el resto de combustibles fósiles como para presentar amortizaciones de equipos en tiempos bastante cortos. Para poder ofrecer competencia al gas natural, el dimensionado de la caldera y del sistema energético debe ser tal, que permita un consumo continuado del combustible a lo largo de todo el año. 17

22 3.2. Biocombustibles procesados: Pellets y briquetas. Los pellets se desarrollaron en EE. UU. en los años 60 para hacer frente a las variaciones y altos precios del petróleo, así como las nuevas políticas medioambientales, aunque el éxito lo alcanzaron realmente en Europa, sobre todo en zonas boscosas, donde están en fuerte expansión. Los pellets de biomasa son unos pequeños cilindros hechos generalmente de serrín de madera prensada (indicados para estufas y calderas domésticas) o de otros residuos forestales y agrarios (indicados para plantas de cogeneración de energía y plantas de generación eléctrica), que pueden recordar a los piensos de animales. Las características de los pellets varían según su composición. El poder calorífico de los pellets es bastante elevado, pudiendo llegar hasta kcal/kg. Las briquetas son combustibles cilíndricos de biomasa compacta también procedente de residuos forestales (serrines y virutas de diferentes maderas) y desechos de origen vegetal. Las más comunes son de unos 35 a 40 cm de forma cilíndrica. Su poder calorífico es aproximadamente kcal/kg. Características La normalización de pellets y briquetas determina sus características: Origen (biomasa leñosa sin corteza). Dimensiones. El contenido de humedad (menor del 10%). El contenido de cenizas (en discusión, entre un máximo del 0,5% al 1%). La durabilidad (mayor del 95%). El contenido en finos (del 1% al 3%, como máximo, dependiendo de la clase). El poder calorífico de como mínimo 3.000kWh/m 3. Densidad energética de KWh/m 3. La densidad aparente (mayor de 600 kg/m 3 ). El contenido máximo en otros elementos químicos como nitrógeno, azufre, cloro, etc. El punto de fusión de las cenizas. El tipo y la cantidad de aditivos (si los hubiera). Utilidades Estos sistemas de biomasa se emplean también en pabellones deportivos, piscinas y colegios, con una demanda constante de calor a lo largo del año. 18

23 Proceso de fabricación El proceso se inicia con la recogida de los residuos forestales, limpiezas de bosques, astillas, virutas o serrines de los aserraderos, clasificándose durante el proceso de corta. Las fracciones leñosas se destinan a la fabricación de pellet y los otros restos, sirven de combustible para el proceso de fabricación, concretamente en el secado. Una vez recogido, las fracciones leñosas se acumulan en una trituradora donde se muelen y refinan todas de igual tamaño, rebajando la humedad a través de la cogeneración que aprovecha su aporte de energía calorífica en el proceso de secado, así los pellets que se produzcan serán más resistentes y homogéneos. El pelletizado es un proceso de prensado continuo para comprimir el material, reducir más aún su humedad hasta un 10% y compactar las partículas para así tenerlas aglomeradas. Una vez formados los pellets se enfrían de forma suave para evitar que se produzcan fisuras. La etapa de enfriamiento del pellet va a proporcionarle consistencia y dureza, características fundamentales para las etapas posteriores de envasado y transporte. El proceso de enfriamiento puede realizarse introduciendo aire forzado y es preciso dejar reposar el pellet hasta obtener las características adecuadas. Tras el proceso de enfriamiento, los pellets se transportan hasta la tolva de envasado o el silo de alimentación para camiones. Figura 9. Proceso de pelletización. Guía práctica de Sistemas Automáticos de Calefacción con Biomasa en Edificios y viviendas. Comunidad de Madrid

24 Todo este proceso integrado en la planta de biomasa, además de producir pellets y transportarlo al cliente/consumidor final, va a generar energía eléctrica, que también llegaría al consumidor final. Los pellets se transportan y distribuyen en distintos formatos: En bolsas pequeñas de 15 o 25 kg para estufas y calderas pequeñas con depósito de carga manual o con depósito intermedio. En bolsas grandes de 800 a kg (big-bags) para sistemas de almacenamiento con silo. A granel, mediante camiones cisterna, desde los cuales el pellet se bombea directamente al depósito de almacenaje. Este sistema es el más rápido y económico, aunque en España todavía no está generalizado. Ahorro económico Para obtener 2 kg de pellets a partir de restos forestales se precisan 1.5 kw/h. Estos 2 kg de pellets equivalen a 10 kw/h, siendo un proceso con un balance energético muy favorable. 2kg de pellets equivalen aproximadamente a 1 litro de gasóleo. Una instalación de biomasa permite alcanzar ahorros superiores al 50% en la factura de calefacción. Este combustible apenas contamina, ya genera una combustión prácticamente neutra, liberando a la atmósfera entre kg de CO2/Mwh que había absorbido durante su crecimiento biológico. Los pellets muestran importantes diferencias de ahorro económico en comparación con otros tipos de combustible como el gasóleo. Esta diferencia crecerá a favor de los pellets debido al encarecimiento constante de los combustibles fósiles. Las calefacciones que emplean pellets consumen 3,8 toneladas de este producto, siendo el precio por cada tonelada del orden de 140. El precio del pellet depende de: Naturaleza del residuo forestal. Distancia de transporte desde la recogida de la materia prima para la fabricación del pellet hasta la planta de tratamiento. Existencia de combustibles sustitutivos del pellet en la zona. Variación temporal del precio atendiendo al del petróleo. Estacionalidad del precio. Climatología invernal. Envase deseado. 20

25 4. Tipos de calderas 4.1. Factores determinantes para la elección de una caldera Tipo y calidad de combustible con el que se la va a alimentar y calderas disponibles, así como el coste del sistema y ayudas públicas existentes. Una vez conocidas las calderas adecuadas disponibles, es aconsejable la elección de sistemas de alto rendimiento (> 90%) y bajas emisiones. Para mayor comodidad, es preferible un elevado nivel de automatización, reduciendo al mínimo los trabajos de mantenimiento. Las calderas con niveles de automatización mayores suelen ser más eficientes, pero tienen mayores costes de inversión. Son igualmente recomendables los sistemas modulables que permiten una variación continua de la potencia para adecuarla a la demanda existente en cada momento. También debe valorarse la inclusión de sistemas de telecontrol de los parámetros de la caldera por quien se encargue de su mantenimiento. La disponibilidad de un distribuidor y de una empresa instaladora autorizada es imprescindible, y preferiblemente con un certificado por la empresa fabricante de la caldera de haber recibido el curso formativo correspondiente Marcas de calderas de biomasa Son muchas las marcas fabricantes de calderas de biomasa, por lo que informarse bien antes de tomar una decisión es fundamental, ya que existen diferencias considerables en cuanto a precios, calidad, fiabilidad de la marca, eficiencia y garantía. Se deben tener en cuenta las necesidades específicas de cada consumidor antes de decantarse por una caldera determinada. Se podría destacar como la marca de calderas más prestigiosa del mercado a la marca austriaca Fröling por su excelente calidad, aunque los precios de estas calderas son más caros que los de otras marcas. Otras marcas muy fiables y acreditadas son las también austriacas Herz y KWB. Otras empresas destacadas en este tipo de sistemas de calefacción son OkoFEN, Kapelbi, Biotech, D Alessandro Termomeccanica (uso industrial), Hargassner o Paradigma. 21

26 4.2. Estimación de la potencia y necesidades de combustible en viviendas El cálculo adecuado de la carga y la demanda térmica del edificio en el diseño del proyecto tiene una influencia considerable, tanto económica como en el adecuado funcionamiento del sistema. Si el sistema de calefacción con biomasa sustituye a un sistema de calefacción de un edificio existente, la demanda anterior de combustible es la mejor base para el cálculo de la demanda y de la potencia requerida, aunque ello no elimina la necesidad de hacer un nuevo cálculo de cargas para obtener el valor real de potencia requerida y no de la potencia consumida. Frecuentemente esta potencia requerida no se corresponde con la potencia de las calderas existentes y habrá que decidirse por la caldera de potencia inmediatamente superior a la potencia precisa. Si el sistema va a instalarse en un edificio de nueva construcción, la potencia térmica y la demanda de calefacción se deben calcular desde el principio, considerando los datos de aislamiento así como la demanda de agua caliente sanitaria. Las siguientes tablas se han confeccionado basándose en la norma UNE-EN Cálculo simplificado de la carga térmica total del edificio, y ofrece valores típicos de potencia térmica necesaria para el suministro de calefacción y agua caliente sanitaria a diversos edificios. Se ha tomado como referencia una vivienda unifamiliar y dos bloques de viviendas, de cuatro y diez alturas respectivamente sobre la planta baja. Además, se han considerado las situaciones de estos edificios en el caso de estar aislados o de ser adyacente a otros. Los resultados se muestran a continuación: Tipo de vivienda Plantas Superficie (m² construidos) Por planta Por vivienda Temperatura exterior de diseño Text = -10ºC Text = 0ºC Text = 10ºC Potencia térmica aproximada (kw) total Por total Por total Por vivienda vivienda vivienda Unifamiliar aislada ,7 17,7 13,0 13,0 8,3 8,3 1 17,1 17,1 12,6 12,6 8,1 8,1 medianería 2 16,6 16,6 12,3 12,3 7,9 7,9 medianerías Bloque de aislado , , ,0 viviendas , , , , , ,3 medianerías , , ,9 Tabla 5. Potencia térmica necesaria aproximada para distintos edificios. Fuente: elaboración propia, basada en la Norma UNE-EN Cálculo simplificado de la carga térmica total del edificio. Guía técnica de instalaciones de calefacción con Biomasa. IDEA

27 4.3. Tipos de calderas según potencia Las calderas de biomasa presentan tecnologías y estructuras de alimentación de combustible distintas, en función del tamaño de la instalación o del número de usuarios a los que hay que suministrar calor. Tipo de caldera District hearing Potencia media Pequeña potencia Potencia 500 Kw - en adelante Kw Hasta 40 kw Tipo de edificio Varios edificios Barrios Poblaciones enteras Industrial Edificio Vivienda unifamiliar Tabla 6. Tipos de calderas según potencia y edificios destinatarios Generación de calor con plantas district heating (sistemas calefacción distribuidos). Las plantas tipo district heating tienen una potencia instalada superior a 500 kw. Estos sistemas se utilizan para dar calefacción y agua caliente sanitaria a varios edificios o viviendas unifamiliares, a un barrio e, incluso, a poblaciones completas. Su origen histórico se debe al aprovechamiento del calor residual generado en industrias y plantas de generación de energía eléctrica (cogeneración). La biomasa utilizada para estos sistemas proviene principalmente de aprovechamientos forestales o residuos agrícolas. En España existe como ejemplo de instalación de demostración el district heating de Cuéllar (Segovia), de 4,5 millones de kcal/h (ver apartado de Iniciativas realizadas en Administraciones Públicas). La estructura de un sistema district heating con biomasa se divide en 3 partes diferenciadas. Suministro de la biomasa. Planta de generación de energía. Red de distribución y suministro de calor a los usuarios. Figura 10. Esquema de district heating 23

28 El suministro de la biomasa la realizan proveedores independientes de la planta, lo que permite asegurar el suministro del combustible por un periodo largo de tiempo, suficiente para amortizar la inversión. La planta de generación de energía tiene como equipo principal la caldera y sus elementos auxiliares. Estas calderas son las de mayor tamaño considerando exclusivamente las calderas para generación de calor en edificios y viviendas. Por lo general, la producción y distribución de calor la realiza una empresa especializada. El calor se distribuye mediante un sistema de conductos que permiten conducir el agua caliente varios cientos de metros e, incluso, algunos kilómetros. El calor generado en la caldera circula por el circuito primario intercambiando calor con los circuitos secundarios situados en las edificaciones o viviendas de los usuarios, aportando calefacción y agua caliente sanitaria Sistemas de calefacción con calderas de tamaño medio ( kw) Las calderas de tamaño medio están diseñadas para suministrar calefacción y ACS a un edificio, que puede ser de viviendas, oficinas, hotel o industrias. Las instalaciones de calderas de biomasa de tamaño medio son más sencillas en su gestión, aunque es preciso contar con una empresa especializada en su instalación, operación y mantenimiento. Uno de los aspectos a tener en cuenta para una instalación de este tipo es el almacenamiento de combustible. Estos sistemas de calefacción precisan también de un suministrador de biomasa que entregue el combustible de forma periódica. Los beneficios de estos sistemas en la edificación son varios, como un menor precio de la energía entregada (de un 50 a un 100 %), o la mejora del medioambiente local Calderas para viviendas unifamiliares (hasta 40 kw) Para cubrir las necesidades de calefacción y agua caliente sanitaria de viviendas unifamiliares o edificios de tamaño pequeño pueden utilizarse calderas de hasta 40 kw. Existen en el mercado calderas de 15, 20, 25, 30, 35 y 40 kw, por lo que pueden adaptarse a cualquier usuario. Estas calderas pueden ser utilizadas como sistema de calefacción normal, con radiadores, suelo radiante, sistemas de aire caliente, y también para la producción de agua caliente. Además de las calderas pueden instalarse estufas de biomasa, normalmente de potencias entre 8 y 25 kw. La diferencia reside en que las estufas proporcionan calor directo en el lugar donde se instalan (no necesitan radiadores) y se utilizan como elemento decorativo del hogar. El coste de instalación de una estufa suele ser algo menor, ya que no suele precisar almacén de combustible, el cual se introduce manualmente en la tolva destinada a tal fin. Estas calderas de pequeño tamaño se alimentan principalmente de astilla o pellets, ya que la alimentación y las dimensiones de la máquina precisan de un ajuste más preciso. 24

29 4.4. Tipos de calderas según combustible Las calderas de biomasa pueden clasificarse también según el tipo de combustible que admiten, existiendo 3 tipos: de leña; de astilla o de pellets Calderas de leña de llama invertida Características La combustión de la leña sigue siendo la forma más común de utilizar la biomasa para la calefacción doméstica. Debido a la necesidad de carga manual, las calderas de leña tienen potencia limitada a unas decenas de kw, y su uso más adecuado es la calefacción de casas aisladas de uno o pocos pisos. Un sistema basado en tecnologías avanzadas constaría de los siguientes componentes: - Caldera de llama invertida. - Acumulador inercial del calor. - Calentador para agua caliente sanitaria. - Centralita de control. Principio de funcionamiento Las calderas de llama invertida tienen la cámara de combustión situada debajo del hueco en el que se carga la leña. Normalmente, la caldera tiene un rotor para la circulación forzada del aire comburente. La inversión de la llama permite obtener una combustión gradual de la leña, que no prende completamente fuego. De esta manera, la potencia dispensada por la caldera es más estable en el tiempo y se puede controlar mejor la combustión, aumentando el rendimiento y reduciendo las emisiones contaminantes. Los modelos más avanzados utilizan sistemas de regulación por microprocesador, y alcanzan rendimientos térmicos de más del 90%. Instalación La instalación de calderas de leña en sistemas con vaso de expansión abierto es la más segura, debido a la relativa facilidad con la que las calderas de leña pueden alcanzar la temperatura de ebullición. El vaso de expansión tiene que ir conectado directamente a la caldera por un tubo de seguridad. En caso de emergencia, el tubo de seguridad tiene que permitir al vapor producido en la caldera fluir libremente. 25

30 Figura 11. Caldera de leña moderna de llama invertida Sistemas de seguridad Además del termostato de seguridad presente en todos los tipos de caldera, las calderas de leña tienen un intercambiador de calor de emergencia, formado por un tubo serpentín sumergido en el agua de la caldera. Este intercambiador tiene que estar conectado por una parte a una toma de agua fría, directamente conectada al acueducto y por el lado de la salida, el intercambiador de emergencia tiene que estar conectado a un desagüe. Entre la toma de agua fría y la caldera hay que poner una válvula de seguridad térmica. Esta válvula, tiene una sonda de bulbo de mercurio que hay que insertar en un hueco especial de la caldera. En caso de emergencia, antes de que la temperatura de la caldera alcance los 100 C, la válvula de seguridad se abre mediante un dispositivo mecánico que no requiere alimentación eléctrica y el agua fría empieza a fluir en el intercambiador de seguridad, sacando el exceso de calor y enviándolo al desagüe. Se evita así el riesgo de ebullición en la caldera. Para que la válvula de seguridad térmica proporcione una eficaz protección del sistema de leña tiene que estar disponible en todo momento el agua fría. Es necesario controlar la válvula de seguridad térmica por lo menos una vez al año para averiguar su eficiencia y hermeticidad, sustituyéndola de inmediato si se encuentran defectos. 26

31 Calderas de astilla Características Los sistemas de astilla son automáticos y no tienen límite de tamaño, pudiendo alcanzar potencias de varios MW térmicos. El rendimiento y el confort son los mismos que los de las calderas de gas o gasóleo. Por sus características de automatización y ahorro, los sistemas de astilla están especialmente indicados para la calefacción en edificios de tamaño medio o grande, como hoteles, escuelas, hospitales y centros comerciales. Un sistema de calefacción de astilla consta de los siguientes componentes: - Caldera - Contenedor o local especial (silo) para almacenar la astilla - Sistema de movimiento del combustible - Centralita de regulación - Eventual acumulador inercial y calentador para agua sanitaria Principios de funcionamiento La carga del combustible en la caldera se realiza de forma automática, por lo que es necesario que al lado del cuarto de la caldera haya un silo para el almacenamiento del combustible. Es conveniente que el silo esté situado bajo el nivel del suelo. Desde el silo, la astilla se envía a la caldera, donde se realiza su combustión mediante la inyección de aire. En los sistemas más avanzados, el flujo de astilla y la combustión están regulados continuamente por un microprocesador según la demanda de energía del usuario y la temperatura y concentración de oxígeno de los humos. El encendido de la astilla se puede realizar manual o automáticamente, a través de dispositivos eléctricos o con combustible líquido. Instalación Para la instalación de las calderas de astilla son válidas las mismas indicaciones que para las calderas de leña. En lo que respecta al sistema termo-hidráulico, puede resultar útil la presencia de un acumulador inercial, sobre todo si el circuito de caldera está separado del resto del sistema de calefacción por medio de un intercambiador de calor, o si se prevé que la caldera funcione incluso en verano para la producción de agua caliente sanitaria. 27

32 Fig12. Caldera de astilla Sistemas de seguridad Las calderas de astilla están obligadas a tener el vaso de expansión abierto. Cuentan con un depósito que contiene sólo pequeñas cantidades de combustible, que se quema rápidamente cuando llega a la rejilla de combustión. Por esta razón, el riesgo de ebullición en caso de emergencia en estas calderas es menor respecto a las de leña. Los dispositivos de seguridad que siempre deberían encontrarse en los sistemas térmicos de astilla son los relativos al sistema de alimentación del combustible, para evitar el retorno de llama de la caldera al silo de almacenaje. Este riesgo es mínimo si la cámara de combustión se mantiene constantemente en depresión. Por esta razón, los diferentes modelos de calderas de astilla tienen dispositivos para el control de la presión en el hogar. 28

33 Calderas de pellets Características Un sistema de calefacción de pellets consta de los siguientes componentes: - Caldera - Depósito del pellet - Sistema de alimentación del pellet - Centralita de regulación - Eventual acumulador inercial y calentador para agua sanitaria El pellet de madera puede utilizarse en las calderas de astilla o en calderas proyectadas especialmente para pellet, incluso es posible utilizarlo en algunos modelos de calderas de gasóleo, a través de quemadores especiales. Calderas de pellet a condensación Pequeñas, automáticas y para uso exclusivo de pellet, estas calderas recuperan el calor latente de condensación contenido en el combustible bajando progresivamente la temperatura de los gases hasta que se condensa el vapor de agua en el intercambiador. Mediante esta tecnología, el ahorro de pellet es del 15% respecto a una combustión estándar, logrando así las mayores eficiencias del mercado, con un rendimiento de hasta el 103% respecto al poder calorífico inferior (PCI). Principio de funcionamiento Las calderas de pellet requieren un contenedor para el almacenaje del combustible situado cerca de la caldera. Desde el mismo, un alimentador de tornillo sin fin lo lleva a la caldera, donde se realiza la combustión. Los quemadores de pellet para su uso en calderas de gasóleo se ponen en la parte anterior de la caldera. Se alimentan desde arriba y queman el pellet, desarrollando una llama horizontal que entra en la caldera, como suele suceder en los sistemas de gasóleo. El encendido es automático y muy rápido, gracias a una resistencia eléctrica. En los sistemas más avanzados la regulación del aire comburente y del flujo de combustible se realizan automáticamente gracias a un microprocesador. Estas características de sencillez de empleo y de automatización confieren a los sistemas de calefacción de pellets un elevado nivel de confort. 29

34 Figura 13. Caldera de pellet moderna Instalación Las calderas de pellet de poca potencia tienen un depósito limitado de combustible. En los sistemas más sencillos, este contenedor se carga manualmente y tienen una autonomía de unos días. El consumo horario de combustible a la potencia nominal de la caldera es de aproximadamente 0,25 kg/h (0,35 dm 3 /h) por kw. Para aumentar la autonomía es oportuno preparar un silo de almacenamiento. Un silo de 10 m 3 confiere 62 días de autonomía de funcionamiento a la máxima potencia para una caldera de 20 KW. Si el silo está cerca del cuarto de la caldera, un transportador sin fin llevará el pellet a la caldera. Si el silo está colocado más lejos (10 m o más del cuarto de la caldera) el transporte se puede realizar con alimentadores de tornillo sin fin flexibles o con sistemas neumáticos. Sistemas de seguridad Los dispositivos contra el retorno de llama del quemador hacia el depósito consisten en colocar un tramo de caída libre del pellet entre el transportador sin fin y la caldera. Otros sistemas prevén cierres corta-llama o válvulas con forma de estrella. 30

35 5. Iniciativas realizadas La bioenergía ofrece interesantes soluciones que permiten rebajar el gasto corriente de la factura energética municipal, además de generar empleo local de forma duradera. El uso de biomasa contribuye, no sólo al ahorro energético y a la protección del medioambiente, sino también a mejorar la calidad de vida de los ciudadanos a través de la creación de puestos de trabajo estables. Existen por todo el territorio español iniciativas de diversas administraciones públicas (ayuntamientos, diputaciones, comunidades autónomas, etc.) donde se puede comprobar cómo un aprovechamiento de la biomasa para uso térmico resulta un proyecto con muy buenos resultados económicos, sociales y ambientales. Se pueden destacar los proyectos llevados a cabo en los municipios de Coca (Segovia), Ultzama (Navarra), Ansó (Huesca), Belorado (Burgos), Diputación de Jaén, Las Navas del Marqués (Ávila) y Cuéllar (Segovia), entre otros. Por lo eficaz que resulta el empleo de bioenergía a nivel municipal, y por el número creciente de administraciones públicas que la utilizan, se ha creado BIOMUN: (Bioenergía para Municipios) dentro de la Feria Tecnológica de Bioenergía Expobioenergía, que se lleva a cabo en Valladolid en el mes de octubre anualmente. Expobioenergía invita a los responsables locales a BIOMUN, un punto de encuentro donde los alcaldes y miembros de las corporaciones municipales tendrán la oportunidad de adquirir conocimientos, compartir experiencias y recibir asesoramiento sobre el uso de la biomasa para la generación de energía. A continuación se presentan algunos proyectos de obtención de energía a partir de biomasa, llevados a cabo por administraciones locales. En la página web de BIOMUN se pueden encontrar proyectos similares

36 5.1. Iniciativas realizadas por las Administraciones Públicas District Heating en Cuéllar (Segovia) Con el fin de demostrar su viabilidad técnica y económica y dar servicio a los habitantes de la localidad, en el año 2000 se instaló en Cuéllar una planta de calefacción municipal alimentada con biomasa residual. Como combustible utiliza los residuos biomásicos procedentes de la industria piñonera de la zona. La energía calorífica generada por el proceso de combustión de éstos, calienta agua que es distribuida a través de un circuito de tuberías aisladas a través de la ciudad. Se proporcionan así los servicios de calefacción y agua caliente sanitaria según la época del año. Centros Promotor Potencia caldera Presupuesto Subvención Tiempo de amortización - Barrio (1000 habitantes) - Colegio - Polideportivo - Centro cultural Ayuntamiento de Cuéllar IDAE EREN 5.900kW (2 calderas de: 5200 kw kw) (Ayuntamiento, IDAE, EREN) ( Administración General del Estado; Junta de Castilla y León) 20 años Red centralizada de calor para varios edificios públicos en el Ayuntamiento de Belorado (Burgos). El proyecto energético de Belorado, realizado en 2011, surgió de la necesidad de climatizar ciertos edificios municipales. Tras valorar diferentes opciones se realizó una instalación con un sistema centralizado de biomasa. Centros Promotor Potencia caldera Presupuesto Subvención Tiempo de amortización -Colegio (2 edificios) -Centro ocupacional - Museo Ayuntamiento de Belorado. 500 KW Eficiencia 93% (EREN) 5-6 años 32

37 Planta de calefacción distribuida para edificios municipales de las Navas del Marqués (Ávila). Los vecinos de Las Navas del Marqués cuentan desde 2007 con una planta de biomasa que funciona a partir del aprovechamiento de los recursos procedentes de los montes cercanos. La energía que genera este sistema supone un ahorro del 50% de la consumida actualmente por el pueblo. El silo para esta caldera automatizada de 1000 KW tiene una capacidad de 40m3 = 15 t de astillas. Esta carga proporciona una autonomía a la caldera de días en invierno, mientras que en verano sólo será preciso rellenarla cada 2 meses. Centros Promotor Potencia caldera Presupuesto Subvención Tiempo de amortización - Ayuntamiento - Piscina municipal - Edificio de usos múltiples - Sala de exposiciones - Ayuntamiento Las Navas del Marqués -Montes de Las Navas S.A KW , ,00 (Diputación Provincial de Ávila/ Fondos Europeos) 3,8 años Empleo de energías renovables para usos térmicos. Centro Forestal El Sequero, Coca (Segovia) Este proyecto comenzó la instalación de su primera caldera en 2003, siendo promovido por el Ayuntamiento de Coca y EREN (Ente Regional de la Energía en Castilla y León). Coca se encuentra situado en un importante enclave forestal de hectáreas de pino, por lo se abastecen al 100% de astilla de la comarca. La instalación consiste en una caldera de biomasa y 8 placas solares. Centros Potencia caldera Presupuesto ( ) Subvención (37,6%) Tiempo de amortización Parque de bomberos 150 KW ,4 3 meses Polideportivo 270 KW , ,95 1,9 años Colegio 150 KW , ,9 1,3 años Edificios Casa Villa y Tierra de 100 KW ,8 años Coca Centro educación 60 KW ,5 años adultos Centro ,54 actividades 150 KW ,9 1,4 años acuáticas Instituto de Secundaria 320 KW ,47-33

38 Instalación de calderas de biomasa en la Piscina Municipal de La Lastrilla (Segovia) En el ayuntamiento de La Lastrilla, en el 2001 se intalaron dos calderas de biomasa de 150 kw cada una para climatizar la piscina municipal, proporcionándole los servicios de ACS y calefacción que necesita. Esta piscina municipal tiene una superficie de 25x12 m, unos 300 m² y dispone de una cubierta móvil que en verano se recoge y queda al aire libre, por lo que podrá ser utilizada durante todo el año. Centros Promotor Potencia caldera Presupuesto Subvención Tiempo de amortización Piscina municipal Ayuntamiento de La Lastrilla 300 KW (2 calderas de 150 kw) (63%) 3 años Proyecto de diseño, construcción y explotación de tres centros de transformación de biomasa situados en la provincia de Ourense. La Diputación Provincial de Ourense ha convertido un problema de acumulación de residuos y riesgo de incendios en montes en una oportunidad para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos aprovechando el potencial energético de la biomasa distribuida estratégicamente en 3 Centros de Transformación de la Biomasa. Arnoia Transmira s Gudiña Superficie forestal provincia Ourense ,68 ha = 44% (IIIº IFN ) Productividad media anual estimada Centros Producción media anual estimada por centro Precio aproximado /t de astilla para el consumo doméstico Beneficios medios anuales estimados por la venta de la biomasa, por centro Beneficios medios anuales estimados totales t materia seca/año Arnoia, Trasmiras, A Gudiña. Arnoia: t/año A Gudiña: t /año Trasmiras: t/año 100 /t Arnoia: /año A Gudiña: /año Trasmiras: /año /año Presupuesto total del proyecto ,00 Subvención ,00 Tiempo de amortización del proyecto Capital Público= 70% fondos FEDER ( ) + 30% Deputación de Ourense ( ). 4 meses (aproximadamente) 34

39 5.2. Iniciativas realizadas en empresas agroforestales Energía a partir de biomasa para una granja porcina en Benlloch (Castellón). El objetivo de esta explotación ganadera era el de minimizar el gasto energético a través de la biomasa, con una demanda energética comprendida entre y kwh/año. La superficie a calefactar son m 2, que se realizará mediante sistema de suelo radiante. En noviembre de 2009 se instaló una caldera de 100 kw, compacta y muy robusta que destaca por incluir un doble sistema de limpieza del quemador y un doble tornillo sin fin de alimentación desde la tolva de la caldera hacia el interior de la explotación. Se habilitó un silo de 26 m 3. Ahorro energético: Se ha eliminado el antiguo consumo de gasóleo ( l/año; a 0,7 /l). Ahora cubre su demanda energética con kg de biomasa, siendo el precio del mercado de 0,07 /kg puesto en destino. Se consiguió un importante ahorro económico ( /año) además de aprovechar el residuo generado en la industria local del fruto seco como biocombustible. Potencia de la caldera Consumo de biomasa Ahorro 100 kw 60 Tn /año Empresa de recuperación de palets con biomasa (A Coruña) Palets Cervelo, empresa de A Coruña dedicada a la recuperación de palets, ha realizado una instalación para la desinfección de palets mediante tratamiento térmico alimentada con astillas de reciclado. La instalación está compuesta por una trituradora de 44 kw, una caldera de 450 kw y un secadero. El 15% de los palets que recibe la empresa no son recuperables y se trituran para obtener de ellos astilla, que se utilizará en la caldera. La caldera tiene un consumo estimado de 110 kg/h de astilla de producción propia. El calor de la caldera calienta el agua del circuito de calefacción del secadero y también el de calefacción y ACS de la nave. Con este sistema se puede alcanzar una temperatura máxima de trabajo de 100ºC. El ahorro energético durante este proceso es total, ya que el biocombustible se produce en la misma empresa. Dirección: Plaza de General Mola, A Coruña 35

40 Vivero con calefacción a partir de biomasa en Carcar (Navarra) La empresa Inverprao, S.L. dedicada a producir flor en maceta y al cultivo de plantel de hortaliza, cuenta con m 2 de superficie destinada a producción, de los cuales m 2 es superficie cubierta calefactada. El período de uso de calefacción es de 6 meses al año, con temperaturas entre 11 y 15ºC. Para reducir el gasto en energía, la empresa instaló en 2009 dos calderas de biomasa para calentar agua, de 1163 kw cada una. También se instaló un generador de aire caliente con biomasa de 523 kw, que calienta un invernadero de m 2, estando previsto instalar 2 generadores más de aire caliente de 523 kw. Las máquinas son de construcción robusta, de gran rendimiento y eficacia energética a precios competitivos. Las 3 máquinas instaladas se alimentan de 3 silos de biomasa de kg de capacidad cada uno. Ahorro energético: El ahorro energético para esta empresa con la biomasa respecto al gasóleo supera el 50%. Se sustituyeron los litros de gasóleo que se consumían al año aproximadamente por 480 t de biomasa, pasando de gastar de gasóleo a en biomasa. Esta reducción importante en el gasto corriente y el apoyo económico de la Comunidad de Navarra para la competitividad de las empresas, propiciará que en poco más de 2 años se amortice la inversión. Potencia de la caldera Consumo de biomasa Ahorro kw 480 Tn /año 36

41 5.3. Iniciativas realizadas en edificios comunitarios Instalación de caldera de biomasa en edificio de viviendas en Madrid Como medida de ahorro energético y económico, la comunidad de vecinos de este edificio de Madrid ha cambiado su caldera de gasóleo por dos calderas de biomasa. Superficie: 20 pisos x 250 m 2 Potencia de la caldera: 460 kw kw Energía: kwh/año Emisiones de CO2 evitadas: 176,6 t CO2/año Ahorro económico: de a Instalación de energías renovables en el Hotel Flamingo 4* (Tarragona) La instalación energética de este hotel realizada en el 2005 es mixta, puesto que combina la energía solar con la biomasa. Se trata de un sistema inteligente que usa la energía solar térmica o las dos calderas de biomasa automáticas en función de las necesidades. El agua caliente de todo el edificio y la calefacción de la piscina interior se consiguen gracias a la instalación solar, pero cuando la luz del sol no es suficiente, el sistema pone en funcionamiento una o las dos calderas de biomasa. Superficie: Hotel de 126 habitaciones Potencia de la caldera: 2 calderas de 100 kw (con un silo 83,3 t)+ Placas solares Energía: kwh/año, rendimiento del 92% Emisiones de CO2 evitadas: 25 t CO2/año Ahorro económico: Amortización del proyecto en 7 años. Caldera de biomasa en el polideportivo en Arbúcies (Girona) Proyecto de sustitución de combustibles fósiles por energías renovables (calderas de biomasa y paneles fotovoltaicos) para climatización y agua caliente sanitaria del polideportivo de Arbúcies. Este proyecto se encuentra en funcionamiento desde marzo de 2007, fue promovido por el Ayuntamiento de Arbúcies, el IDEA, la Diputación de Girona y el IDAE. La inversión total fue de y al emplear combustible local, el gasto es muy bajo. Potencia de la caldera: 2 calderas de 150 kw Emisiones de CO2 evitadas: 57,6 t CO2/año Energía: kwh/año 37