4° CONGRESO INTERNACIONAL BIOBÍO ENERGIA 2015
Uso de la Biomasa forestal para energía y su enfoque desde los pequeños propietarios y la oportunidad que esto representa, desde el concepto de la diversificación y el extensionismo Juan Carlos Pinilla Suárez Karina Luengo Vergara Instituto Forestal
[email protected] Creando Valor Forestal
Octubre 27 de 2015
Introducción: Amenaza del Calentamiento global
http://wawcr.com/wp-content/
Introducción: Creciente Demanda Energética
http://www.energiasrenovables.ciemat.es
Introducción: Costo de la Energía SIC & SING - Evolución de Costos Marginales
Fuente: El Aporte de la Línea de Transmisión SICSING en la Matriz Energética Chilena
Introducción: Capacidad instalada SIC: Capacidad instalada según tipo
Fuentes: Informe mensual DOP CDEC-SIC, Centrales Generadoras CDEC-SIC, Capacidad Instalada por Coordinado sitio CDEC-SING, Noviembre 2014
Introducción: Capacidad instalada SIC: Capacidad instalada según tipo y región
Introducción: Nueva capacidad instalada en base a Biomasa Fuente: Systep 2015 Proyecto
Eficiencia Energética con Incremento de Generación Eléctrica en Planta Santa Fe (e-seia) PLANTA TÉRMICA COGENERACIÓN VIÑALES (e-seia) Central Térmica Biomasa Agrícola Newenkutral Planta de Cogeneración de Energía Eléctrica y Vapor con Biomasa en CFI Horcones Caldera de Biomasa CFI Horcones (e-seia) Aprovechamiento Energético Biomasa Agrícola Región de la Araucanía Planta Cogeneración Cartulinas CMPC, Maule Central Bioenergía ERNC Las Maicas Proyecto Generación Energía Renovable Lautaro (eseia) Aprovechamiento Energético de Paja de Cereales en Unidad Nº 2 Central de Energía Renovable Central Bioenergía Cabrero PLANTA DE COGENERACIÓN CON BIOMASA EN NORSKE SKOG BIO BIO Central Energía Biomasa Mulchén Planta Cogeneración San Francisco de Mostazal (eseia) Eficiencia Energética con Incremento de Generación Eléctrica en Planta Pacífico (e-seia) MODIFICACIÓN DEL PROYECTO INCORPORACION DE UNA NUEVA CALDERA DE CO-COMBUSTIÓN CON RCA N°032, ORAFTI CHILE S.A Sistema de Cogeneración de Energía con Biomasa Vegetal Cogeneración MASISA Cabrero (e-seia) Planta de Cogeneración Bioenergía de los Ríos Central de Generación Eléctrica El Molle. Planta de Cogeneración Eléctrica Santa Juana
Potencia (MW)
Titular
Inversión Fecha (MMUS$) Presentación
Estado
Región
CMPC CELULOSA S.A.
100
120
04/08/2009
Aprobado
VIII
Aserraderos Arauco S.A. Narvik Ltda.
41 40
105 100
12/08/2008 20/12/2013
Aprobado Aprobado
VII VIII
Celulosa Arauco y Constitución S.A.
31
73
29/11/2007
Aprobado
VIII
RAKUN SPA
30
85
19/11/2014 En Calificación
IX
Cartulinas CMPC SA Energía FPC S.A
30 30
80 80
22/12/2014 Rechazado 22/06/2015 En Calificación
VII VIII
COMASA S.A.
23
42
11/11/2009
Aprobado
IX
COMASA S.A.
22
45
23/10/2012
Aprobado
IX
Terra Cabrero S.A.
20
50
01/08/2013 En Calificación
VIII
Papeles Norske Skog Bio Bio Limitada
20
60
30/11/2010
Aprobado
VIII
Energía Pura S.A.
20
42
19/12/2013
Aprobado
VIII
Compañia Papelera del Pacífico S.A.
15
27
14/09/2007
Aprobado
VI
CMPC CELULOSA S.A.
14
12
27/11/2008
Aprobado
IX
ORAFTI CHILE S.A
12
25
04/09/2013
Aprobado
VIII
MASISA S.A.
10
17
17/04/2007
Aprobado
VIII
Bioenergía de los Ríos S.A. Gestión Integral de Residuos S.A. compañía eléctrica Santa Juana ltda
9 8 3
38 0 7
18/12/2014 En Calificación 20/06/2014 Aprobado 19/02/2015 Aprobado
Creando valor forestal para Chile
XIV V VIII
Introducción: Nueva capacidad instalada • La nueva capacidad instalada será de un 77% ERNC al 2030. • Principalmente solar y viento.
Megawatts en operación de ERNC al mes de diciembre 2014, clasificados por fuente de energía. Fuente: CER. Creando Creando valor forestal valor forestal para Chile para Chile
Escenarios Actuales de la Biomasa para Energía
Tendencia mundial: obtener proporciones significativas de su energía a partir de fuentes renovables (20/20 – 20/25). Los países están siguiendo estas tendencias dada la situación energética y las serias consecuencias que sus variaciones puedan
generar en el bienestar de la población, la industria, la economía y la competitividad. Se analizan las diferentes fuentes que pueden conformar su matriz energética
futura,
entre
ellas
las
energías
renovables
no
convencionales, ERNC, donde la Biomasa es la mayor fuente de abastecimiento de energías primarias.
Escenarios Actuales de la Biomasa para Energía
Inseguridad en el abastecimiento energético (costos, precios, demanda, oferta)
Se agregan problemas de contaminación y de salud de las personas
Escenarios Actuales de la Biomasa para Energía
Necesidades: Mayor seguridad e independencia energética
Menor degradación ambiental Asegurar el abastecimiento de los proyectos energéticos en desarrollo o por desarrollar (Flujos de Biomasa) Eficiencia financiera y energética
Inversión en I+D Marcos regulatorios Observar internacional
la
experiencia Creando valor forestal para Chile
Escenarios Actuales de la Biomasa para Energía
Manejo Bosque Nativo 5 m3/ha/año; Dudas: acceso, estado? La energía a partir de Residuos forestales biomasa forestal tiene como Dudas: Capturados?, recursos la mezcla en distintas Disponibles? proporciones
Plantaciones dendroenergéticas
Escenarios Actuales de la Biomasa para Energía
Creando valor forestal para Chile
La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Existen especies forestales aptas para su uso en Bioenergía, con un buen crecimiento en diferentes las condiciones agroclimáticas. Con una adecuada selección de especies según sus características y el estudio de las condiciones agroclimáticas de origen y destino, es posible establecer y comprobar, en terreno, su adaptabilidad y aptitud a distintas regiones. Son capaces de generar biomasa en cortas rotaciones. Opción de nuevos negocios en el mercado de la oferta y demanda de biomasa.
La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Estas plantaciones se ha considerado son las más eficientes para su uso en un abastecimiento de plantas generadoras de
energía a partir de biomasa.
Ampliamente usadas en España, Estados Unidos, Inglaterra, Suecia, Nueva Zelanda, Alemania, Finlandia y Brasil, entre
otras, como fuente de abastecimiento para la generación de energía térmica y eléctrica. Características: Especies de rápido crecimiento Preferentemente en suelos no agrícolas Manejadas como monte bajo (retoños) Corta rotación.
La opción de las plantaciones dendroenergéticas
•Astillas
Pellets
•Briquetas •Leña
La opción de las plantaciones dendroenergéticas
Características de los sistemas de corta rotación (SRC) en Europa
Región
Factor/Especie Densidad de Plantación (pl/ha) Rotación (años) Producción (t/ha) Humedad (%)
Escandinavia, Gran Bretaña e Irlanda Sauce
Europa Central
Países Mediterráneos
Álamo
Robinia
18 a 25.000
10 a 15.000
8 a 12.000
3a4 30 a 60 50 a 55
1a3 20 a 45 50 a 55
2a4 15 a 40 40 a 45
Fuente: Facciotto, 2009
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigación en marcha
Nuevas plantaciones y diversificación
Acacia dealbata (Aromo chileno, Aromo país)
Acacia mearnsii (Acacia negra)
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
50
TON 2010 (MS/ha)
45
TON 2011 (MS/ha)
40
TON 2012 (MS/ha)
35 30 25 Resultados 20
15 123 m3ssc/ha (mínimo 52, máximo 234 m3ssc) Media de 10
Considerando 318 kg/m3 de densidad básica, se obtiene 39 toneladas de materia 5 0
seca por hectárea (39 ODT/ha) 38.400 20.000 8.800
6.400
19.200
10.000
2.800
10.000
5.000
6.400
Densidad (arb/ha)
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha Panguipulli, 22 meses
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones (Salix)
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones (Salix) Relación Peso Verde/Peso Seco: 50%
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones (Salix) Por sitios grandes (> 3ha) y diámetros menor a 15 cm: Cosecha y repicar en un paso
Creando valor forestal para Chile
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Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Junto con seleccionar la especie;
Equipamiento para cosecha Equipamiento para extracción Equipamiento para conversión
Equipamiento para transporte
Creando valor forestal para Chile
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones
Renta anual de plantaciones para dendroenergía en función del crecimiento (Europa) 700 600
Renta anual Euro/ha
500 400 300 200
Variante 1
100
Variante 2
0 -100 -200 -300 -400 -500 4
6
8
10
12
14
16
Crecimiento en toneladas secas/ha*año
Variante 1: 50 km transporte, 110,- Euro/ton seca Variante 2: 4 km transporte, 90,- Euro/ton seca
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Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones •Potencia •Tiempo •Energía •PCI •Rendimiento •Masa •Productividad forestal •Superficie año •Superficie total (3 años)
MW horas MWh kcal/kg Toneladas t/ha ha ha
Capacidad instalada de 8,7 MW Necesidad de biocombustible anual: 250.000 ton astillas
2 7600 15200 4.500 0,215 13.531 24 564 1.691
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Productividad en cortas rotaciones • Biomasa annual requerida para abastecer una planta de 6 MW bajo diferentes escenarios, bosque dendroenergético (PDT) y tradicional (PT) para diferentes especies Ton/ha biomasa verde
MWh/ha eficiencia 29%
IMA MWh/ha eficiencia 29%
Ha año cosecha para abastecer
Toneladas verde año biomasa requerida
150
97,1
19,4
486,9
73.256
37.175
2.434
PDE de 5 años
230
125,9
25,2
375,6
86.380
38.501
1.878
PT de 12 años
504
303,2
25,3
155,9
78.587
38.176
1.871
PDE de 5 años
160
90
18
525,3
84.054
39.731
2.627
PT de 12 años
264
164,6
13,7
287,3
75.846
38.413
3.448
150
97,1
19,4
486,9
73.028
37.089
2.434
PDE de 5 años
160
84,4
16,9
560
89.596
37.622
2.800
PT de 20 años
520
282,9
14,1
167,1
85.430
36.017
3.342
BDMT año biomasa requerida
Patrimonio total requerido (ha)
A. dealbata PDE de 5 años E. nitens
E. globulus
Salix-PP PDE de 5 años Pino radiata
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Plantaciones dendroenergéticas: la investigaciòn en marcha
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Superficie potencialmente disponible para forestación por clase de capacidad de uso del suelo, Región del Biobío
Fuente: INFOR, Informe Técnico N° 201 Superficie de suelos potencialmente disponible para forestación en la Región del Biobío
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal Superficie de suelo potencialmente disponible para forestación según clase de capacidad de uso y categoría de erosión por provincia, Región del Bio bío
Fuente: INFOR, Informe Técnico N° 201 Superficie de suelos potencialmente disponible para forestación en la Región del Bio bío
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Suelos potenciales para Acacia dealbata en la Región del Bíobío
Suelos disponibles para bosques dendroenergéticos con Acacia dealbata en la Región del Bíobío, 190.000 ha
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Opción para su uso en superficies disponibles para ser forestada, en especial con algún grado de erosión o limitante
Opción para pequeños y medianos propietarios forestales Consideradas en nuevos cuerpos legales de los sectores forestales
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Presencia y número estimado de propietarios de plantaciones forestales entre la Región del Maule y de Los Ríos, por tipo de propietario en el año 2013 Gran Empresa
Región Maule Bío Bío Araucanía Los Ríos TOTAL TOTAL NACIONAL
Mediana Empresa 3 3 3 3 3 3
2 4 4 1 10 10
Medianos Pequeños Propietarios Propietarios 129 3.258 119 5.583 133 7.191 19 1.589 400 17.621 589 22.226
Fuente: Boletín Estadístico N°144 INFOR 2014
Un productor para obtener el máximo de productividad debe hacer lo adecuado, en cada etapa de la producción forestal, desde un inicio.
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Superficie de plantaciones forestales entre la Región del Maule y de Los Ríos, por tipo de propietario en el año 2013
Fuente: INFOR, Programa anual de actualización de plantaciones
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
• Existe a la luz de los antecedentes, una desigualdad de oportunidades entre los distintos actores de esta industria. Las grandes empresas forestales pueden adoptar con facilidad los cambios y aprovechar las oportunidades tecnológicas, mientras que a la pequeña y mediana empresa se le hace difícil innovar e incorporar nuevas tecnologías.
• En este contexto, existe un consenso en que en este sector de propietarios se requiere de trabajar en dos líneas: i) aumento de producción, calidad y productividad ii) aumento de valor y competitividad de sus productos.
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Se requiere de identificar y definir cuáles son los antecedentes para la realización de un programa de extensionismo orientado a los pequeños y medianos propietarios forestales. En relación con las brechas existentes estas se pueden agrupar en: • Tecnológica: brechas asociadas a técnicas utilizadas en cada una de las actividades de producción forestal, desde la producción de plantas, establecimiento y manejo, hasta la cosecha. • Financieras • Gestión (De Mercado, legales y estructurales)
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal •
Establecimiento y manejo de plantaciones forestales Superar Brechas:
Preparación de sitio Especies según sitio Establecimiento Manejo para generar biomasa para energía Manejo post cosecha Protección Gestión. Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
1.Desarrollar e implementar un programa de extensionismo en conocimientos y tecnologías asociadas a los bosques para energía, silvicultura y logística 2.Crear una red de extensionismo tecnológico permanente
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Pymes silvícolas
Transferir en forma permanente conocimientos de establecimiento y manejo de plantaciones forestales dedicadas a bioenergía
Creando valor forestal para Chile
Biomasa, propietarios y extensionismo forestal
Pymes silvícolas
Transferir en forma permanente conocimientos de establecimiento y manejo de plantaciones forestales dedicadas a bioenergía
Creando valor forestal para Chile
La opción de plantaciones Necesidades y Requerimientos
•
dendroenergéticas,
Decisiones :
Plantas de Biomasa: Donde, tamaño, manejo, costos, propietarios? Biomasa: donde, como, productividad, calidad, cosecha y transporte? Destino: calor o electricidad, calefacción distrital?, ambas?
Clientes? Abastecimiento requerido Pellets o chips?, mercado, calidad y cantidad Manejo y almacenamiento
La opción de las plantaciones dendroenergéticas, Necesidades y Requerimientos
Adecuada y certera información Eficiencia económica y tecnológica Reducir incertidumbres Modelos inteligentes de colaboración Mantenimiento de volúmenes para seguridad en abastecimiento y mercado Integración y desarrollo de acciones complementarias, fomento, apoyo. En Chile hay un espacio disponible para el uso de bosques en energía y actores con la disposición a afrontar esos desafíos
La opción de las plantaciones dendroenergéticas, Necesidades y Requerimientos
Se requiere de seguir investigando: Especies, uso del agua, sitios, plagas Combustión (eficiencia / emisiones) Estudios de densidad básica según especie, edad, sitio (estimación MS) Combinación de especies, costos, MS para producir astillas, chips, pellet, normas Transferencia
tecnológica
y
procesos
de
producción
almacenamiento, contenido de humedad, maquinaria, etc.
de
chips,
pellets,
La opción de las plantaciones dendroenergéticas, Necesidades y Requerimientos
Muchas gracias………
4° CONGRESO INTERNACIONAL BIOBÍO ENERGIA 2015
Uso de la Biomasa forestal para energía y su enfoque desde los pequeños propietarios y la oportunidad que esto representa, desde el concepto de la diversificación y el extensionismo Juan Carlos Pinilla Suárez Karina Luengo Vergara Instituto Forestal
[email protected] Creando Valor Forestal
Octubre 27 de 2015