Bosques y energía

3. ¿Cómo se produce la bioenergía?

• 3.1 ¿Cómo se utiliza la madera para producir una bioenergía diferente a la de los biocombustibles?
• 3.2 ¿Cómo se producen los biocombustibles líquidos?

La bioenergía puede producirse a partir de materiales forestales mediante diversos procesos que van desde la quema de palos y ramas para cocinar y generar calor, a la gasificación de astillas de madera para producir combustible para el transporte. Estos sistemas se diferencian en la eficacia energética, los costes de las instalaciones?, las emisiones de carbono y la intensidad de la mano de obra. Las circunstancias nacionales y locales determinarán en gran medida si cada uno de los sistemas es adecuado desde un punto de vista económico, medioambiental y social. Para lograr los máximos beneficios climáticos de la bioenergía en cuanto a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, la cantidad de dióxido de carbono liberado durante la producción, el procesamiento, el transporte y el uso de biomasa debería ser igual o menor que la cantidad absorbida por la biomasa cosechada. Más en inglés…

3.1 ¿Cómo se utiliza la madera para producir una bioenergía diferente a la de los biocombustibles?

La madera se ha utilizado desde hace mucho tiempo para cocinar y generar calor. Sin embargo, su eficiencia como fuente de energía varía en función del modo de procesamiento. Por ejemplo, un fuego abierto sólo convierte un 5% del potencial energético de la madera. No obstante, esta cifra aumenta desde un 36%, con las estufas de madera tradicionales, a un 80%, con las estufas modernas de pellets de uso doméstico. Los grandes sistemas diseñados para el uso industrial, como las calderas de recuperación de energía, los sistemas de cogeneración para la producción de calor y energía eléctrica y los de gasificación) también varían mucho en cuanto a la relación coste y eficacia energética.

Las calderas con turbina de vapor pueden utilizarse en los aserraderos para generar vapor mediante la quema de cortezas y otros productos residuales. A su vez, el vapor puede utilizarse para generar la energía necesaria para el funcionamiento del aserradero. Otras calderas de recuperación similares pueden utilizarse en fábricas de pasta de papel y de papel. Por lo general, las calderas suelen aprovechar un 40% de la energía que contiene la madera. Los incentivos económicos por instalar dichos dispositivos de generación eléctrica en aserraderos no han sido suficientes debido al coste históricamente bajo de los combustibles fósiles, y siempre se han pasado por alto a favor de los sistemas basados en los combustibles sólidos, históricamente más económicos.

Los sistemas de cogeneración son muy eficaces para la producción de calor y electricidad, tanto para el uso industrial a gran escala como para el uso doméstico. Recientemente se han desarrollado varias tecnologías para potenciar la eficacia de estos sistemas, permitiendo que aprovechen hasta el 80% de toda la energía disponible en la madera. Un estudio reciente observó que una instalación eléctrica de cogeneración alimentada con astillas liberaba 7 veces menos CO₂ por unidad de energía producida que una instalación análoga alimentada con gas natural.

La gasificación (proceso que consiste en calentar la madera hasta una temperatura muy alta para obtener gas) es un sistema de generación de energía a partir de la madera adecuado para instalaciones industriales a pequeña escala y aldeas. Este sistema se considera más rentable que las calderas de recuperación de energía y, si se integra en un sistema de cogeneración, puede incrementar más aún la eficiencia en la producción de calor y energía. Sin embargo, la gasificación puede suponer un problema para instalaciones más pequeñas, debido a la dificultad de mantener un suministro adecuado de madera. Por lo tanto, esta tecnología parece ser una opción más económica para instalaciones medianas.

Los hornos de pellets, que utilizan las tecnologías más punteras para conservar y recuperar energía, se han convertido en una opción tecnológica atractiva, en especial para el uso doméstico o a pequeña escala. El material leñoso que se quema se compone de serrín y otros productos residuales del procesamiento de la madera que se secan, se fraccionan y se prensan formando así los pellets. Estos hornos sirven a la vez para eliminar residuos y generar energía. Más en inglés…

3.2 ¿Cómo se producen los biocombustibles líquidos?

Últimamente, los elevados precios del petróleo, las preocupaciones sobre las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de la importación de petróleo han aumentando el interés por los biocombustibles. Los biocombustibles de “primera generación”, derivados de los cultivos de alimentos, han captado la mayor parte de la atención debido a sus precios relativamente bajos y a su avanzado estado de desarrollo. Sin embargo, se espera que los avances tecnológicos aumenten el futuro interés por los biocombustibles de “segunda generación”, que derivan de material vegetal no alimentario. Más en inglés…

3.2.1 Los biocombustibles de primera generación son, entre otros, el bioetanol (obtenido a partir de azúcares y almidón) y el biodiésel (a base de semillas oleaginosas). Los cultivos alimentarios que se utilizan para generarlos varían en función de la localización geográfica. En las regiones templadas se utiliza una variedad de cereales, con un 90% del biodiésel mundial generado a partir de colza en Europa. Por el contrario, en las regiones tropicales predomina el uso de la caña de azúcar y el aceite de palma, siendo los países de Asia y del Pacífico los mayores productores.

Las tecnologías para producir bioetanol a partir de azúcares y almidón se han refinado y desarrollado a lo largo de los años, especialmente en Brasil y en los EE.UU. La caña de azúcar tiene la ventaja de que, además del azúcar fermentado para la producción de etanol, también se puede utilizar el componente celulósico del tallo de la planta, denominado bagazo, para la generación de energía para producir bioetanol, lo que aumenta su eficacia energética total.

Los cultivos de semillas oleaginosas se utilizan en la producción de biodiésel, en particular en Europa. Sin embargo, su cultivo requiere unas condiciones óptimas del suelo, lo que puede llevar al desmonte de los bosques a fin de liberar espacio para campos agrícolas adecuados.

La producción de cultivos de alimentos para generar biocumbustibles puede contribuir de forma importante a las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero si provocan la deforestación y la degradación de la tierra. En Asia sudoriental, una de cada cuatro plantaciones de aceite de palma se localiza en tuberas drenadas.

Recientemente se ha investigado el uso de otras plantas oleaginosas más resistentes para producir biodiésel. Por ejemplo, la Jatropha curcas es una planta que crece bien en tierras marginales y que también puede utilizarse para recuperar tierras degradadas, lo que indica que, con una gestión correcta, su producción puede ampliarse sin competir directamente con los bosques naturales o las tierras agrícolas de gran valor utilizadas para producir alimentos. Más en inglés…

3.2.2 Probablemente, dentro de 10 -15 años, la madera y los residuos agrícolas de bajo coste derivados de la producción de varios cereales se utilizarán para producir biocombustibles líquidos de segunda generación económicamente competitivos. Hoy en día, el bioetanol es el biocombustible líquido de segunda generación más cercano a la comercialización.

Es probable que los residuos agrícolas figuren entre las materias primas para la obtención de biocombustibles líquidos más económicas. En la actualidad, únicamente se dispone de una pequeña proporción de dichos residuos para generar energía pero, a medida que la producción de bioenergía aumente los residuos agrícolas podrían convertirse en materias primas más importantes para la obtención de biocombustibles.

Los residuos forestales y la madera de las plantaciones forestales son otras posibles materias primas. Hoy en día, sólo una pequeña proporción de los biocombustibles líquidos procede de los bosques, pero el uso de biomasa forestal para producir biocombustibles líquidos celulósicos para el sector del transporte podría aumentar.

En la actualidad, se están desarrollando dos tecnologías básicas para convertir la madera en combustibles líquidos. En la conversión bioquímica, la madera se trata con enzimas para liberar azúcares que posteriormente se pueden convertir en etanol. En la conversión termoquímica, los combustibles líquidos se producen mediante un proceso basado en el calentamiento de la madera y la corteza con una presencia mínima o nula de oxígeno.

Probablemente, los procesos utilizados para la producción de biocombustibles de segunda generación sean más rentables cuando se integren en las plantas de producción existentes, como las fábricas de papel. Más en inglés…