Jornada Valorització 2011 [Tipus: pdf-8030 Kb ] - Consorci Forestal ...
Jornada Valorització 2011 [Tipus: pdf-8030 Kb ] - Consorci Forestal ...
Jornada Valorització 2011 [Tipus: pdf-8030 Kb ] - Consorci Forestal ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a Projectes<br />
Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
INSTAL·LACIONS DE VALORITZACIÓ I SISTEMES DE PRODUCCIÓ DE<br />
BIOMASSA FORESTAL PRIMÀRIA<br />
XAVIER.SOLANES@GMAIL.COM
LA BIOMASSA COM A FONT D’ENERGIA<br />
Què és?<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Biomassa és un terme molt ampli que, segons defineix l’Institut Català de l’Energia<br />
(ICAEN), es refereix al conjunt de tota la matèria orgànica d’origen vegetal o animal,<br />
que inclou els materials que procedeixen de la transformació natural o artificial.<br />
L’energia que es pot obtenir de la biomassa prové de la llum del sol. Gràcies al procés<br />
de fotosíntesi, les plantes verdes transformen la llum solar en energia que queda<br />
acumulada a l’interior de les seves cèl·lules. Aquesta energia emmagatzemada es pot<br />
alliberar sotmetent-la a diversos processos d’aprofitament energètic.<br />
Existeix una gran diversitat de productes que es poden considerar biomassa. N’hi ha<br />
de tipus forestal, agrícola, del sector ramader i agroalimentari i de tipus residual.<br />
També hi ha els cultius destinats de manera específica a la producció d’energia<br />
(cultius energètics).<br />
Segons la Directiva 2009/28/CE del Parlament Europeu i del Consell de 23 d’abril de<br />
2009 relativa al foment de l’ús d’energia procedent de fonts renovables, es defineix la<br />
biomassa com la fracció biodegradable dels productes, material de rebuig i restes<br />
d’origen biològic procedents d’activitats agràries -incloses les substàncies d’origen<br />
vegetal i d’origen animal-, de la silvicultura i de les indústries connexes -incloses la<br />
pesca i l’aqüicultura-, així com la fracció biodegradable de les restes industrials i<br />
municipals.<br />
La biomassa és una font d’energia renovable de gran importància. Les possibilitats<br />
d’aprofitar la biomassa com a energia són molt diverses, amb el gran avantatge, entre<br />
d’altres, que el seu ús no contribueix a incrementar l’efecte hivernacle, pel fet que el<br />
balanç d’emissions de CO2 és pràcticament neutre.<br />
<strong>Tipus</strong> de biomassa<br />
Els productes que es consideren dins del terme genèric de biomassa poden ser de<br />
tipus forestal, procedent de la indústria de transformació de la fusta, de tipus agrícola,<br />
del sector ramader i agroalimentari o residual. També hi ha les restes municipals i els<br />
cultius energètics.<br />
Biomassa d’origen forestal. Es considera biomassa d’origen forestal tots els<br />
productes i restes que provenen dels treballs de manteniment i millora de les masses<br />
forestals. En el marc del projecte Enersilva, la biomassa d’origen forestal es va definir<br />
com la biomassa forestal primària (BFP). En són alguns exemples els productes i<br />
restes que provenen de les podes, les tallades i les aclarides.<br />
2
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Biomassa procedent de la indústria de transformació de la fusta. La indústria de<br />
transformació de la fusta, inclosa dins el sector forestal, genera subproductes que<br />
també són susceptibles de ser utilitzats energèticament. És el cas dels costers, les<br />
serradures, les escorces i els encenalls. També s’hi poden considerar els licors negres<br />
de la indústria paperera.<br />
Biomassa d’origen agrícola. Les restes que es generen de les activitats agrícoles i<br />
agroalimentàries i que es poden utilitzar de forma directa com a combustible o com a<br />
matèria primera per obtenir altres combustibles -com poden ser els biocarburants- es<br />
consideren biomassa d’origen agrícola. Inclou les restes que provenen de conreus<br />
llenyosos (com les branques obtingudes de les podes d’arbres fruiters) i de conreus<br />
herbacis (com la palla dels cereals i la canyota de blat de moro).<br />
Biomassa procedent del sector ramader i agroalimentari. Es refereix a tots<br />
aquelles restes i subproductes orgànics que poden ser valorats energèticament a<br />
través del procés de digestió anaeròbia. Els purins de porc, els fems, els residus<br />
d’escorxador, els greixos animals i els residus de polpes de fruites, entre d’altres, són<br />
exemples d’aquest tipus de biomassa.<br />
Cultius energètics. Són aquells conreus de plantes de creixement ràpid que es<br />
destinen de forma específica a obtenir energia. Entre aquests tipus de conreus cal<br />
destacar:<br />
Els conreus productors de biomassa lignocel·lulòsica d’espècies llenyoses<br />
-l’eucaliptus (Eucalyptus sp) i el pollancre (Populus sp)- i herbàcies –l’herbacol<br />
o cardo (Cynara cardunculus)- entre d’altres.<br />
Els conreus d’oleaginoses -la colza (Brassica napus) i el gira-sol (Helianthus<br />
annuus)- destinats a obtenir olis vegetals aptes per ser utilitzats com a<br />
carburants en el sector de l’automoció.<br />
Restes municipals. Es consideren restes municipals les restes de poda i jardineria i<br />
les restes voluminosos (fusta neta provinent de la recollida selectiva i de la petita<br />
activitat industrial).<br />
Biomassa de tipus residual. És aquella que prové d’un procés de transformació<br />
artificial. La fracció orgànica dels residus sòlids urbans (RSU), els fangs generats a les<br />
estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR) o els olis vegetals ja utilitzats poden<br />
transformar-se en biomassa de tipus residual.<br />
3
Quadre resum dels tipus de biomassa<br />
Productes i residus<br />
provinents dels<br />
treballs de<br />
manteniment i<br />
millora de les<br />
masses forestals.<br />
(és la biomassa<br />
forestal primària)<br />
Productes i residus<br />
provinents de les<br />
podes, tallades i<br />
aclarides, entre<br />
d’altres.<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Vegetació<br />
Sector forestal Sector agrícola<br />
Indústria<br />
transformació<br />
de la fusta<br />
Subproductes<br />
generats per les<br />
indústries de<br />
transformació de la<br />
fusta.<br />
Costers, serradures,<br />
escorces i encenalls.<br />
Residus que es<br />
generen de les<br />
activitats<br />
agrícoles<br />
Restes de poda<br />
d’arbres fruiters,<br />
la palla dels<br />
cereals, la<br />
canyota de blat<br />
de moro, etc.<br />
Llum del sol<br />
Fotosíntesi<br />
Indústria<br />
agroalimentària<br />
Biomassa<br />
de tipus<br />
residual<br />
Els RSU, els<br />
fangs generats a<br />
EDAR o els olis<br />
vegetals ja usats.<br />
Residus de<br />
polpes de<br />
fruites, greixos<br />
animals, residus<br />
d’excorxador,<br />
etc<br />
Residus<br />
orgànics que<br />
poden ser<br />
valorats<br />
enèrgicament<br />
a través del<br />
procés de<br />
digestió<br />
anaeròbia<br />
Purins de porc<br />
Fems<br />
Biomassa susceptible de ser utilitzada energèticament<br />
Utilitzacions no energètiques<br />
Utilitzacions energètiques de la biomassa<br />
Sector ramader<br />
Font: modificat del web del Institut Català d’Energia (www.gencat.cat/icaen)<br />
Residus municipals<br />
Residus<br />
voluminosos<br />
(fusta neta<br />
provinent de la<br />
recollida selectiva<br />
i de la petita<br />
activitat<br />
industrial).<br />
Restes de poda i<br />
jardineria<br />
4<br />
Cultius<br />
energètics<br />
Conreus de<br />
plantes de<br />
creixement ràpid<br />
que es destinen<br />
de forma<br />
específica a<br />
obtenir energia<br />
Conreus<br />
productors de<br />
biomassa<br />
lignocel·lulòsica<br />
(eucaliptus,<br />
pollancre, etc.) i<br />
conreus<br />
d’oleaginoses<br />
(colza, girasol,<br />
etc.).
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Consideracions per a la determinació de la disponibilitat de la biomassa forestal<br />
primària a Catalunya<br />
Disponibilitat de biomassa<br />
Segons dades del Mapa de Cobertes del Sòl de Catalunya (elaborat l’any 2005), a<br />
Catalunya, amb una superfície de més de 3 milions d’hectàrees, hi ha una superfície<br />
forestal de 2.036.574 ha (un 63% del total) i d’aquestes, 1.319.411 ha són boscos.<br />
Això significa que els boscos o la superfície forestal arbrada representen el 41% de la<br />
superfície total de Catalunya. Una part important d’aquests boscos es troben<br />
subexplotats a causa de l’abandonament progressiu que s’està donant als boscos,<br />
provocat per la manca de rendibilitat econòmica de les explotacions forestals. Així<br />
doncs, es pot dir que hi ha una acumulació important de biomassa al conjunt de<br />
Catalunya.<br />
Per comparació dels dos últims Inventaris <strong>Forestal</strong>s Nacionals (IFN2 – realitzat a<br />
Catalunya l’any 1990 i IFN3 – realitzat a Catalunya el 2001) s’obté que a casa nostra<br />
s’està produint un increment del 23% del volum de fusta amb escorça i s’estima que<br />
l’acumulació de biomassa és de gairebé 2 milions de m 3 /any.<br />
Limitacions a la disponibilitat de biomassa<br />
El balanç total anual de biomassa indicat en el punt anterior -Disponibilitat de<br />
biomassa- no és la quantitat real de biomassa que es pot explotar per obtenir energia<br />
perquè, deixant de banda que una part d’aquesta fusta es pot aprofitar per a l’obtenció<br />
de productes més valorats (desenrotllament, serra, embalatge...), existeixen una sèrie<br />
de limitacions que fan que la superfície explotable i, per tant, la quantitat de biomassa<br />
que es pot aprofitar, sigui molt menor. Aquestes limitacions són:<br />
El pendent; es considera que per sobre el 100% de pendent no és convenient fer<br />
actuacions al bosc ni obrir nous camins de desembosc, tant pel que fa al risc d’erosió,<br />
com pel que fa a l’accessibilitat de la maquinària.<br />
La distància a camí; En funció del pendent, el tipus de maquinària utilitzada per<br />
extreure la fusta pot variar i la distància màxima des dels camins a la que es pot<br />
treballar també. De forma genèrica es poden considerar zones accessibles les<br />
situades a una distància a banda i banda dels camins de:<br />
o 400 m per pendents < 30% (pot entrar maquinària, com l’autocarregador,<br />
dins el bosc)<br />
o 70 m per pendents entre 30 i 60% (s’utilitza el tractor amb cabrestant o<br />
l’skidder)<br />
o 35 m per pendents entre 60 i 100%. En aquest cas cal puntualitzar que,<br />
donat que la maquinària més utilitzada per arrossegar la fusta és el tractor<br />
amb cabrestant, en aquest tipus de pendent el més segur i pràctic és<br />
treballar pendent avall, arrossegant la fusta cap amunt. El més comú<br />
5
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
doncs, és que s’arribi fins aproximadament als 70 m (llargada en què se sol<br />
arribar amb els cables dels cabrestants), només a una banda dels camins.<br />
El recobriment de capçades; En general es considera que només són explotables<br />
els boscos on el percentatge de recobriment de les capçades supera el 70%, moment<br />
en què es produeix la tangència de capçades i l’inici de la competència. Assegurar que<br />
es facin els aprofitaments quan s’arriba a aquests recobriments evita que es produeixin<br />
problemes d’erosió, alhora que s’afavoreix el creixement de la massa.<br />
En referència a la superfície forestal explotable no hi ha gaire bibliografia publicada. El<br />
Pla de Biomassa (2001) determina una superfície de 313.000 ha, mentre que la<br />
Direcció General del Medi Natural (a l’edició La biomassa forestal, una aposta de futur<br />
per a Catalunya, del 2010) indica una superfície de 430.000 ha, considerant pendents<br />
inferiors al 60% i un recobriment de capçades per sobre del 70%.<br />
Productes: estella, pèl·let, briqueta<br />
Tot i que una part important dels biocombustibles sòlids es fan servir de forma directa,<br />
com per exemple és el cas de la llenya a les llars i per a les xemeneies, la utilització<br />
energètica moderna dels biocombustibles sòlids requereix condicionar-los de forma<br />
especial per poder-los utilitzar com a combustible. Les formes més utilitzades són<br />
l’estella, el pèl·let i la briqueta.<br />
Estella<br />
L’estella és un material orgànic que procedeix de la fragmentació de la biomassa<br />
forestal (estellat), formada generalment per fusta i escorça. El seu poder calorífic pot<br />
oscil·lar entre les 3.600 kcal/kg i les 4.000 kcal/kg, en funció de l’espècie utilitzada.<br />
Pel que fa a les dimensions, la longitud i l’amplitud predominen per sobre el gruix.<br />
Concretament, la longitud d’una estella pot oscil·lar entre els 2 cm i els 10 cm, mentre<br />
que d’ample pot mesurar entre 2 cm i 6 cm. El seu gruix no acostuma a superar els 2<br />
cm.<br />
A banda d’utilitzar-se com a combustible i/o com a matèria prima per fabricar altres<br />
biocombustibles (com pèl·lets i briquetes), les estelles de fusta es poden destinar a<br />
obtenir taulers de partícules, de fibres o de qualsevol altre tipus, així com a obtenir<br />
fibres per fabricar paper.<br />
Particularitats<br />
L’estellat és una operació que es pot realitzar al mateix bosc o a la mateixa<br />
planta de valorització de la biomassa. La mida d’una estella la fixa la posició del<br />
ganivet respecte al disc o tambor estellador (gruix) i el garbell estellador<br />
(longitud i amplitud).<br />
6
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
La humitat i la granulometria pot ser variable, però com més uniformes són les<br />
estelles la seva qualitat en conjunt és millor.<br />
Com més petita és una estella més car és el procés per obtenir-les, però per<br />
contra la seva superfície específica i la seva densitat aparent són més grans.<br />
Les estelles procedents d’explotacions forestals esdevenen un combustible net<br />
des del punt de vista de l’emissió dels gasos contaminants.<br />
Normativa de classificació<br />
L’estella se sol definir segons dues normes: la UNE-CEN/TS 14961 (normativa<br />
espanyola) i la ÖNORM 7133 (normativa austríaca). Aquestes normes fan referència a<br />
la humitat, la granulometria, la densitat i el contingut en cendres (veure les taules 1, 2 i<br />
3).<br />
La normativa UNE-CEN/TS 14961 amb el títol Biocombustibles sólidos.<br />
Especificaciones y clases de combustibles es va editar al setembre de l’any 2007 i<br />
segueix encara vigent.<br />
Pèl·let<br />
Els pèl·lets són petits cilindres que s’obtenen de triturar i assecar la fusta o altres<br />
elements vegetals tot premsant-los i comprimint-los, posteriorment. Es distingeixen per<br />
tenir una forma cilíndrica i homogènia, una humitat d’entre el 8 i el 10% en base<br />
humida, una densitat elevada i un poder calorífic que pot oscil·lar entre les 4.000 i les<br />
4.700 kcal/kg. Les seves dimensions són molt discretes: oscil·len entre 1 cm i 6 cm de<br />
longitud i entre els 0,6 cm i els 2 cm de diàmetre.<br />
El pèl·let, com també és el cas de la briqueta, està pensat per a ús domèstic en<br />
xemeneies o calderes individuals, per a calderes d’una comunitat de veïns o per a<br />
calderes de petites i grans indústries.<br />
Particularitats<br />
Si comparem el pèl·let amb la briqueta, el primer té una mida inferior i, per tant,<br />
es pot manipular millor.<br />
Pot servir per automatitzar instal·lacions de mida petita o mitjana, i és apte per<br />
a les calderes de combustible únic i policombustible.<br />
El pèl·let es pot trobar al mercat en sacs i a granel i requereix poc espai<br />
d’emmagatzematge.<br />
Normativa de classificació<br />
A la majoria de països europeus no hi ha normes específiques per a pèl·lets, i sovint,<br />
aquests estan sota la jurisdicció de les normes de biomassa en general. Només<br />
7
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Àustria, Suècia i Alemanya disposen de normes oficials específiques per al pèl·let.<br />
Aquestes normes són:<br />
Àustria: ÖNORM M7135<br />
Suècia: SS 187120<br />
Alemanya: DIN 51 731<br />
El contingut més important d’aquestes normes es descriuen a la Taula 4.<br />
A principis del <strong>2011</strong> s’ha posat en marxa un segell de qualitat pels pèl·lets: el segell<br />
ENPlus. Fins a l’actualitat, la diversitat en marques de qualitat del mercat i les<br />
experiències de fabricants de calderes i usuaris amb diferents tipus de pèl·lets, han<br />
portat a la indústria a crear aquesta marca de qualitat única, senzilla i eficient. La<br />
certificació ENPLus busca assolir l’objectiu d’unificar la qualitat del pèl·let a Europa de<br />
manera que es pugui garantitzar la qualitat al consumidor final. Segons aquest segell<br />
de qualitat el pèl·let es classifica en qualitat A1 (pèl·lets de fusta verge i restes sense<br />
tractament químic, amb baixos continguts en cendres, nitrogen i clor), la qualitat A2<br />
(combustibles amb majors continguts de cendres, nitrogen i/o clor) i la qualitat B on es<br />
permet fusta amb tractaments químics, restes industrials i fusta reciclada i amb<br />
restriccions molt estrictes pel que fa al contingut en metalls pesats.<br />
Briqueta<br />
Una briqueta és un aglomerat d’estelles que pot ser fabricada per diversitat de<br />
materials compactats (des de biomassa forestal procedent de treballs silvícoles, fins a<br />
biomassa procedent de restes de les indústries de transformació de la fusta, passant<br />
per biomassa residual municipal, carbó vegetal o una mescla de totes).<br />
La humitat final de la briqueta sol ser semblant a la del pèl·let. El poder calorífic és de<br />
4.700 kcal/kg, i pot tenir formes molt variades: cilíndrica (que és la forma més<br />
comuna), de prisma quadrat, de prisma hexagonal buit o de maó. Quan presenta<br />
forma cilíndrica és molt semblant al pèl·let, però amb unes dimensions més grans que<br />
oscil·len entre els 5 cm i els 13 cm de diàmetre i els 5 cm i els 50 cm de longitud.<br />
Particularitats<br />
L’inconvenient de les briquetes, així com també del pèl·let, és que resulten més<br />
cares que les estelles ja que requereixen un procés industrial de fabricació en<br />
el qual s’ha de triturar, homogeneïtzar la mida, assecar a una humitat prefixada<br />
8
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
i compactar la matèria primera. Tot i així, els costos de producció de les<br />
briquetes són inferiors als del pèl·let.<br />
Igualment com en el cas del pèl·let, per fabricar-lo, no és necessari utilitzar<br />
coles ni additius, ja que la pressió i la temperatura del mateix procés<br />
garanteixen la cohesió del material.<br />
Les briquetes es comercialitzen en caixes de cartró o bosses de plàstic, i<br />
s’utilitzen principalment per llars de foc.<br />
Igualment com en el cas del pèl·let, la característica principal de la briqueta és<br />
la seva alta densitat. En comparació amb les estelles, els pèl·lets i les briquetes<br />
són més denses cosa que en facilita el transport, la manipulació i<br />
l’emmagatzematge.<br />
Valors de referència de diferents paràmetres que caracteritzen l’estella, el pèl·let<br />
i la briqueta<br />
<strong>Tipus</strong> de<br />
biomassa<br />
Estella Pèl·let Briqueta<br />
Humitat
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Taula 1: Classificació de l’estella segons les normes UNE-CEN/TS 14961 i ÖNORM<br />
7133 i tenint en compte la humitat<br />
Humitat UNE-CEN/TS 14961 ÖNORM 7133<br />
10% b.h.<br />
15% b.h.<br />
20% b.h.<br />
25% b.h.<br />
30% b.h.<br />
35% b.h.<br />
40% b.h.<br />
45% b.h.<br />
50% b.h.<br />
55% b.h.<br />
60% b.h.<br />
65% b.h.<br />
Classificació de l'estella segons humitat<br />
M20<br />
(humitat igual o inferior<br />
al 20% b.h.)<br />
M30<br />
(humitat igual o inferior<br />
al 30% b.h.)<br />
M40<br />
(humitat igual o inferior<br />
al 40% b.h.)<br />
M55<br />
(humitat igual o inferior<br />
al 55% b.h.)<br />
M65<br />
(humitat igual o inferior<br />
al 65% b.h.)<br />
W20<br />
(humitat inferior al 20%)<br />
W30<br />
(humitat entre el 20% i<br />
el 30% b.h.)<br />
W35 (humitat entre el 30% i el<br />
35% b.h.)<br />
W40 (humitat entre el 35% i el<br />
40% b.h.)<br />
W50<br />
(humitat entre el 40% i<br />
el 50% b.h.)<br />
Taula 2: Classificació de l’estella segons la norma UNE-CEN/TS 14961 i tenint en<br />
compte la granulometria<br />
Classificació de l’estella segons granulometria. Norma UNE-CEN/TS 14961<br />
Fracció fina<br />
(màx 5%)<br />
Rangs de granulometria Valors màxims permesos<br />
Fracció<br />
principal<br />
(mín. 80%)<br />
Fracció grossa<br />
(màx 1%)<br />
Longitud<br />
P16 < 1 mm 3,15-16 mm > 45 mm < 8,5 cm<br />
P45 < 1 mm 3,15-45 mm > 63 mm<br />
P63 < 1 mm 3,15-63 mm > 100 mm<br />
P100 < 1 mm 3,15-100 mm > 200 mm<br />
10
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Taula 3: Classificació de l’estella segons la norma ÖNORM 7133 i tenint en compte la<br />
granulometria<br />
Classificació de l’estella segons granulometria. Norma ÖNORM 7133<br />
Rangs de granulometria<br />
màx 20% 60-100% màx 20% màx. 4%<br />
Valors màxims<br />
permesos<br />
Secció<br />
Longitud<br />
màxima<br />
G30 > 16 mm 16-2,8 mm 2,8-1 mm < 1 mm 3 cm 2 8,5 cm<br />
G50 >31,5 mm 31,5-5,6 mm 5,6-1 mm < 1 mm 5 cm 2 12 cm<br />
G100 > 63 mm 63-11,2 mm 11,2-1 mm < 1 mm 10 cm 2 25 cm<br />
Taula 4: Classificació del pèl·let segons la norma ÖNORM 7135, la SS 187120 i la DIN<br />
51 731<br />
Paràmetre<br />
Mida<br />
Densitat<br />
%<br />
elements<br />
fins<br />
< 300<br />
ÖNORM<br />
SS 187120 DIN 51 731<br />
M7135 Grup 1 Grup 2 Grup 3 5 classes (mm)<br />
Longitud:<br />
màx. 100 mm<br />
Ø: 4-20 mm<br />
Ø màx: 4 Ø màx: 5 Ø màx: 6<br />
≥ 600<br />
kg/m 3<br />
Humitat ≤ 12% b.h ≤ 10% b.h<br />
Cendres ≤ 0,5% b.s.<br />
Poder<br />
calorífic<br />
≥ 4.300<br />
kcal/kg (b.s.)<br />
Sofre ≤ 0,04% b.s.<br />
≥ 500<br />
kg/m 3<br />
≥ 500<br />
kg/m 3<br />
≤ 0,8 ≤ 1,5 ≤ 1,5<br />
≤ 0,7%<br />
b.s.<br />
≥ 4.037<br />
kcal/kg<br />
≤ 0,08%<br />
b.s.<br />
≤ 10%<br />
b.h<br />
≤ 1,5%<br />
b.s.<br />
≥ 4.037<br />
kcal/kg<br />
≤ 0,08 %<br />
b.s.<br />
Long.: Ø:<br />
HP1 >30 >10<br />
HP2 15-30 6-10<br />
HP3 10-15 3-7<br />
HP4
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
SISTEMES DE TRANSFORMACIÓ DE LA BFP I APLICACIONS ENERGÈTIQUES<br />
Sistemes de transformació de la BFP<br />
La biomassa pot ser transformada en diferents tipus de productes líquids, sòlids o<br />
gasosos susceptibles de ser utilitzats per a la producció d’energia. Els mètodes de<br />
transformació o les tecnologies aplicades a la biomassa per a la generació d’aquests<br />
productes són els mètodes termoquímics, els mètodes bioquímics o biològics i els<br />
mètodes químics.<br />
Mètodes termoquímics<br />
Mètodes que es basen en la utilització de calor com a font de transformació de la<br />
biomassa i s’utilitzen principalment per a la biomassa seca (subproductes sòlids com<br />
és la biomassa forestal primària). En funció de la quantitat d’oxigen present en la<br />
transformació, es distingeixen tres tipus de processos:<br />
Combustió: la biomassa és sotmesa a una temperatura d’entre 600 i 1.300ºC, sense<br />
controlar la quantitat d’oxigen, és a dir, amb excés d’oxigen. La biomassa s’oxida<br />
(reacciona químicament amb l’oxigen) completament i s’obtenen gasos calents, que és<br />
el que s’aprofita per generar energia. Segons la productivitat calorífica del forn i la<br />
quantitat de biomassa utilitzada, es pot aprofitar l’energia produïda per a generar aigua<br />
calenta i utilitzar-la per a la calefacció a nivell domèstic o per a processos industrials, i,<br />
depenent de la tecnologia instal·lada, també per a generar energia elèctrica.<br />
Gasificació: la biomassa és sotmesa a una temperatura d’entre 700 i 1.500ºC i amb<br />
una quantitat d’oxigen controlada. Segons si es fa servir aire o oxigen pur, s’obtenen<br />
dos productes diferents. En el primer cas s’obté gas pobre que es pot utilitzar per<br />
obtenir electricitat i vapor, i en el segon cas s’opera amb un gasificador amb oxigen i<br />
vapor d’aigua i s’obté gas de síntesi. Aquest gas de síntesi pot ser transformat en<br />
combustible líquid.<br />
Piròlisi: la biomassa és sotmesa a una temperatura d’entre 400 i 600ºC i amb absència<br />
d’oxigen. A partir d’aquesta tècnica s’obté una part sòlida, una part líquida i una part<br />
gasosa, i d’aquesta manera es produeix carbó vegetal, hidrocarburs i compostos<br />
alifàtics. Com més alta és la temperatura del procés, més proporció de gasos i menys<br />
residus sòlids se n’obté.<br />
Mètodes bioquímics<br />
Mètodes que transformen la biomassa mitjançant l’activitat de microorganismes, els<br />
quals provoquen la descomposició de la matèria orgànica en components més simples<br />
d’alt poder calorífic que es poden aprofitar a nivell industrial. Existeixen dues vies<br />
diferents:<br />
Digestió anaeròbica: procés utilitzat bàsicament per a la transformació de la biomassa<br />
humida (abocaments biodegradables, com les aigües residuals urbanes o industrials i<br />
els purins) en el qual determinats bacteris degraden la matèria orgànica, en absència<br />
d’oxigen, a fi de reduir la càrrega contaminant que puguin tenir. A partir d’aquest<br />
procés s’obté un tipus de gas (biogàs) i una part sòlida que concentra els minerals i els<br />
productes de difícil degradació. El biogàs conté una elevada proporció de metà (entre<br />
un 50% i un 70%) i pot ser utilitzat com a combustible.<br />
12
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Fermentació alcohòlica: procés que requereix una atmosfera amb absència d’oxigen, i<br />
en el qual es produeix la fermentació dels hidrats de carboni (sucres i midó)<br />
procedents de la biomassa vegetal per obtenir bioalcohols. Aquests alcohols es poden<br />
utilitzar com a combustibles per a motors d’explosió, ja sigui directament o barrejats<br />
amb gasolina.<br />
Mètodes químics<br />
Els tractaments químics són els d’esterificació de les restes per obtenir uns<br />
combustibles líquids. D’aquesta manera, a partir de l’oli vegetal, resultat del premsatge<br />
de la biomassa, s’obté químicament un èster pur amb propietats molt similars a les del<br />
gasoil.<br />
Aplicacions energètiques<br />
Es podria dir que la biomassa representa una forma determinada d’emmagatzemar<br />
una quantitat d’energia. L’energia del sol, mitjançant la fotosíntesi, queda<br />
emmagatzemada en forma d’energia química a les plantes.<br />
La manera de transformar la biomassa en energia depèn, sobretot, del tipus de<br />
biomassa i de l’aplicació energètica que es vulgui donar a aquesta energia. Amb els<br />
diferents processos i sistemes de transformació de la BFP es pot donar origen a<br />
diferents energies: la tèrmica, l’elèctrica i la mecànica.<br />
Energia tèrmica<br />
És l’aplicació més comuna i s’utilitza bàsicament per a calefacció. A partir d’aquesta<br />
energia es genera aigua calenta, aire calent i vapor. Residualment, es pot aprofitar el<br />
vapor que es desprèn per a la producció d’energia elèctrica o altres processos<br />
industrials.<br />
Energia elèctrica<br />
S’obté, principalment de la transformació tèrmica de la biomassa. També es pot<br />
generar energia elèctrica a partir de determinats processos de transformació<br />
bioquímics. Per generar l’energia elèctrica a partir de la biomassa hi ha diferents<br />
sistemes tecnològics:<br />
Cicle de vapor: basat en la combustió (transformació tèrmica) de la biomassa<br />
a partir de la qual es genera vapor el qual mitjançant la seva expansió fa moure<br />
una turbina.<br />
Turbina de gas: basat en la gasificació (transformació tèrmica) de la biomassa.<br />
Utilitza els gasos de síntesi obtinguts d’aquest procés, els quals fan moure una<br />
turbina. Si els gasos que surten de la turbina s’aprofiten en un cicle de vapor,<br />
llavors es parla de cicle combinat.<br />
Motor alternatiu: motor que utilitza els gasos de síntesi obtinguts a partir de la<br />
gasificació de la biomassa.<br />
Es parla de cogeneració quan es produeix principalment energia elèctrica i s’aprofiten<br />
els excedents de calor per a la producció d’energia tèrmica.<br />
Energia mecànica<br />
Mitjançant els processos bioquímics de transformació de la biomassa s’obtenen bioolis<br />
i bioalcohols que són capaços d’alimentar motors d’explosió (també anomenats motors<br />
de gasolina i gasoil).<br />
13
LOGÍSTICA I APROVISIONAMENT DE FUSTA I ESTELLA<br />
Sistemes i costos d’aprofitament<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Per a la producció d’estella es poden aplicar diversos sistemes d’aprofitament forestal,<br />
que es diferencien bàsicament pel lloc on es realitza l’estellat. Aquesta operació es pot<br />
realitzar a peu de pista, a carregador o a la mateixa planta de generació d’energia o<br />
centres d’emmagatzematge; i en funció d’on es porti a terme aquest estellat la<br />
seqüència d’operacions variarà.<br />
La selecció d’un o altre sistema s’efectua d’acord amb diversos factors físics i<br />
econòmics. Els més destacats són: característiques de la biomassa, lloc on s’ubica i<br />
característiques del terreny, distància a recórrer, estat de la xarxa viària i volum de<br />
l’estella que es vol produir.<br />
A continuació es descriuen els sistemes d’aprofitament més habituals:<br />
Sistema 1: Estellat a peu de pista<br />
Sistema 2: Estellat a carregador<br />
Sistema 3: Estellat a planta o magatzem<br />
14
Sistema 1: Estellat a peu de pista<br />
Les operacions a realitzar són:<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
- Tallada i arrossegament: s’efectua la tallada dels arbres, sense desbrancar ni<br />
despuntar, i s’arrosseguen fins a peu de pista. Per a la tallada s’utilitza bàsicament la<br />
serra mecànica o processadora i l’arrossegament es fa mitjançant skidder o tractor<br />
amb cabrestant.<br />
- Estellat: un cop apilada la fusta a peu de pista, s’efectua l’estellat amb una<br />
estelladora mòbil acoblada a un tractor o màquina automotriu, amb contenidor<br />
basculant i grua pròpia. Amb la grua s’alimenta l’estelladora i l’estella produïda es va<br />
dipositant al contenidor. Per dipositar l’estella també es pot fer servir un tractor amb<br />
remolc.<br />
El requeriment d’una estelladora d’alta mobilitat fa que la productivitat sigui més baixa<br />
que en el cas d’utilitzar una estelladora fixa o semimòbil.<br />
- Transport de l’estella: quan el remolc o el contenidor estan plens es desplacen fins al<br />
destí final. Aquest sistema pot ser interessant només en els casos en què la planta o<br />
magatzem estiguin a poca distància, ja que d’aquesta manera el vehicle que realitza el<br />
desembosc (tractor amb remolc o camió amb contenidor) pot fer també el transport fins<br />
a planta i no ha de traspassar el material a un altre mitjà de transport.<br />
Figura 8: Esquema de l’estellat a peu de<br />
pista (Font: Observatori de la biomassa)<br />
A banda de l’elevat cost de l’estellat, per la baixa productivitat de la màquina, aquest<br />
sistema requereix d’unes bones condicions de terreny (poca pendent) i pot presentar<br />
problemes en cas d’èpoques o zones molt humides. Tot i així, pot ser viable en<br />
l’aprofitament d’àrees petites i útil quan l’espai del carregador és reduït.<br />
15
Sistema 2: Estellat a carregador<br />
En aquest cas les operacions a realitzar són:<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
- Tallada i arrossegament: com en el cas anterior, s’efectua la tallada dels arbres amb<br />
serra mecànica o processadora, sense desbrancar ni despuntar. L’arrossegament es<br />
realitza amb skidder o tractor amb cabrestant o, en funció de les condicions del<br />
terreny, amb autocarregador.<br />
- Desembosc de l’arbre sencer: en cas d’utilitzar l’autocarregador per a<br />
l’arrossegament, aquest també pot servir per al desembosc de l’arbre sencer fins a<br />
carregador. De no ser així, el més habitual és utilitzar un tractor amb remolc.<br />
- Estellat: es realitza l’estellat a carregador, utilitzant una estelladora de menys<br />
mobilitat que la del primer sistema, però més pesant, robusta i de major potència, de<br />
manera que la productivitat també és major.<br />
- Transport de l’estella: A partir d’aquest punt, ja es carrega l’estella al mitjà de<br />
transport corresponent.<br />
Figura 9: Esquema de l’estellat a carregador<br />
(Font: Observatori de la biomassa)<br />
En aquests dos sistemes explicats fins ara s’estellen arbres sencers, i per tant,<br />
s’inclouen branques i, segons el cas, també fulles. Com que un elevat contingut de<br />
fulles redueix el poder calorífic del material, incrementa la generació de cendres i pot<br />
provocar problemes de corrosió en les calderes (CPF, 2006), sobretot per calderes<br />
petites amb requeriments de qualitat més elevats, és recomanable que:<br />
Pel cas de frondoses, l’aprofitament es realitzi quan ja han perdut la fulla.<br />
Pel cas de les coníferes, es deixin passar uns dies entre la tallada i l’estellat per<br />
tal que el contingut de fulla sigui més baix.<br />
16
Sistema 3: Estellat a planta o magatzem<br />
Les operacions a realitzar són:<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
- Tallada, processament i arrossegament: després de la tallada de l’arbre, aquest es<br />
despunta i es desbranca i, si és necessari per optimitzar el transport, es trosseja el<br />
tronc. L’arrossegament fins a pista no varia respecte els casos anteriors: es pot<br />
realitzar amb skidder, tractor amb cabrestant o, si les condicions del terreny ho<br />
permeten, amb autocarregador.<br />
- Transport dels troncs: Si les condicions del terreny i de les pistes ho permeten, un<br />
cop la fusta és arrossegada i apilada a vora del camí, es sol utilitzar un camió de 3 o 4<br />
eixos que ja porta a terme directament el transport fins a la planta. En cas d’haver de<br />
portar la fusta fins a carregador, el desembosc es realitza mitjançant el mateix skidder,<br />
amb autocarregador o tractor amb remolc.<br />
- Estellat: un cop realitzat el transport de la fusta fins a planta o magatzem, aquesta es<br />
pot estellar directament, o bé emmagatzemar per després fer l’estellat de la fusta seca.<br />
L’estellat es realitza amb estelladores fixes o semimòbils de gran potència, que tenen<br />
menys cost horari que les mòbils i permeten millors condicions de control de la qualitat<br />
d’estella.<br />
Figura 10: Esquema de l’estellat de<br />
troncs a planta (Font: Observatori de la<br />
biomassa)<br />
Estellar la fusta en verd té l’avantatge, respecte estellar la fusta en sec, que el desgast<br />
de la maquinària és menor, és més fàcil estellar i no es genera tanta pols, la qual pot<br />
afectar a la qualitat del producte. Per altra banda, però, l’estellat en verd suposa una<br />
pèrdua de matèria seca durant l’assecat i emmagatzematge, i fàcilment es poden<br />
desenvolupar podridures, de manera que és adient sempre que l’estella sigui cremada<br />
després d’un període curt d’emmagatzematge (Laurier, et al. 1998).<br />
17
Costos d’obtenció<br />
Costos d’aprofitament de la biomassa<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Els costos d’aprofitament varien bàsicament segons el lloc on s’estella la fusta i el<br />
sistema de desembosc. El cost d’estellat és superior quan aquest es realitza a peu de<br />
pista donat que s’ha d’utilitzar una estelladora amb alta mobilitat que, per contra, té un<br />
rendiment més baix. En el cas de l’estellat a carregador s’hi ha d’afegir el cost del<br />
desembosc de l’arbre sencer que no és necessari per al primer sistema.<br />
El sistema que comporta un cost més baix d’estellat és el que es fa a planta o centre<br />
d’emmagatzematge estellant troncs ja processats. En aquest cas es poden utilitzar<br />
estelladores fixes de gran potència i alt rendiment. De totes maneres, en aquest<br />
sistema es porta a terme el desbrancat dels arbres que fa augmentar<br />
considerablement el cost de la tallada.<br />
Per poder valorar el cost total dels diferents sistemes és important també tenir en<br />
compte els costos de transport, que varien en funció de la distància i de si es<br />
transporta tronc o estella.<br />
A la següent taula es presenten els costos (en forma de barems) de l’obtenció d’estella<br />
segons els diferents sistemes. Per poder fer la comparació s’inclou un cost estimat del<br />
transport, tot i que aquest també varia en funció del vehicle utilitzat i la distància a<br />
recórrer (veure Taula 6).<br />
Taula 5: Costos d’obtenció de l’estella forestal segons els diferents sistemes<br />
d’aprofitament<br />
Cost (€/tona de fusta<br />
Operació<br />
verda)<br />
Sistema 1. Estellat a peu de pista<br />
Tallada sense desbrancar i arrossegament 9 - 15<br />
Estellat a peu de pista 15 – 21<br />
Transport d’estella 12,5 – 20,5<br />
Sistema 2. Estellat a carregador<br />
Total: 36,5 – 56,5<br />
Tallada sense desbrancar i arrossegament 9 – 15<br />
Desembosc de l’arbre sencer 7 – 9<br />
Estellat a carregador 9 – 15<br />
Transport d’estella 12,5 – 20,5<br />
Sistema 3. Estellat de troncs a planta o magatzem<br />
Total: 37,5 – 59,5<br />
Tallada, despuntat, desbrancat i arrossegament 15 – 24<br />
Transport de troncs 9 – 12<br />
Estellat a planta o magatzem 6 – 12<br />
Total: 30 - 48<br />
18
Costos de transport<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
El transport de la biomassa forestal des de carregador (o pista) fins a planta o centre<br />
d’emmagatzematge (lloc on es valora la biomassa) es pot realitzar amb diferents tipus<br />
de vehicles, en funció, principalment, de la distància a recórrer.<br />
A les dues taules següents es mostra el cost orientatiu del transport d’estella i del<br />
transport de troncs.<br />
Taula 6: Costos del transport d’estella (Font: Observatori de la biomassa)<br />
Distància Vehicle més adient*<br />
Curta<br />
(3-4 km)<br />
Mitja<br />
(10-30 km)<br />
Mitja-Llarga<br />
(30-45 km)<br />
Llarga<br />
(> 45 km)<br />
Autocarregador o tractor agrícola amb<br />
remolc acoblat amb una càrrega útil<br />
d’unes 5-10 tones.<br />
Té una mobilitat pel bosc superior a la<br />
d’altres vehicles.<br />
Tractors d’alta velocitat, amb bona<br />
mobilitat fora de pista.<br />
Té certs avantatges d’accessibilitat en<br />
terrenys forestals, però és més ràpid per<br />
carretera que el tractor convencional.<br />
Camions amb contenidor, amb una<br />
càrrega útil d’estella d’unes 8-12 tones<br />
Camions amb remolc, amb una càrrega<br />
útil d’estella d’unes 24-28 tones.<br />
Cost (€/tona<br />
d’estella verda)<br />
No es disposa de dades<br />
de costos per aquests<br />
dos tipus de transport ja<br />
que no s’han utilitzat en<br />
les diferents experiències<br />
conegudes<br />
12,5 - 20,5 €/t verda<br />
9 – 9,5 €/t verda<br />
En el cas d’utilitzar el sistema d’aprofitament en què es fa l’estellat de troncs (arbres<br />
desbrancats) a planta, els vehicles que es poden utilitzar per al transport de troncs<br />
són:<br />
Camió de 3 o 4 eixos, que pot transportar 11 o 16 tones respectivament.<br />
Aquest vehicle ja pot transportar la fusta des de peu de pista fins a planta<br />
Tràiler, que pot transportar 21 tones. Aquest vehicle és útil per a distàncies<br />
llargues. En aquest cas es requereix fer un desembosc previ. En la columna del<br />
cost del tràiler ja s’inclouen els costos del desembosc<br />
Taula 7: Costos del transport de troncs (Font: Observatori de la biomassa)<br />
Distància<br />
Cost camió 3-4 eixos<br />
(€/t verda)<br />
Cost del tràiler<br />
(€/t verda)<br />
10 km 8,50 13,00<br />
30 km 10,50 14,00<br />
50 km 12,00 15,00<br />
Com es comprova, per distàncies curtes és més econòmic l’ús del camió de 3 ó 4<br />
eixos.<br />
19
Sistemes d’emmagatzematge d’estella forestal<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Un dels puntals fonamentals per a l’aprovisionament és l’existència de magatzems o<br />
patis d’estella forestal i material sencer. Tot i que a continuació s’aborda de forma<br />
principal l’apilament d’estella, és un emmagatzematge vinculat també al de la<br />
biomassa sencera.<br />
Les principals funcions són:<br />
Compensar tota mena de fluctuacions en la cadena de proveïment, tant<br />
previstes com imprevistes.<br />
Assecar el material fins al moment del lliurament a la sitja de la instal·lació de<br />
consum.<br />
En funció d’aquestes fluctuacions es poden establir tres grans tipus<br />
d’emmagatzematge, cadascun per amortir incidències de diferent termini:<br />
Curt termini<br />
Aplicació: per material estellat. El volum d’emmagatzematge depèn de la<br />
densitat energètica de l’estella.<br />
Incidències: continuïtat nocturna, caps de setmana i vacances. Permet<br />
superar condicions meteorològiques extremes i avaria de maquinària.<br />
Estacional<br />
Aplicació: l’apilament de material estellat a llarg termini pot ocasionar pèrdues<br />
de matèria seca d’entre 1-3% cada mes. Tanmateix és necessari<br />
compatibilitzar aquest fet amb el temps durant el qual es disposi dels equips<br />
d’estellat.<br />
Incidències: control de combustible a l’hivern, època en què les demandes de<br />
calor superen amb escreix les de l’estiu. Moviment de volum de feina a l’hivern<br />
(condicions difícils) o l’estiu segons la zona o viceversa.<br />
Llarg termini/ de seguretat<br />
Aplicació: és recomanable no emmagatzemar combustible de fusta a gran<br />
escala durant molt de temps, per això és necessari suplir aquestes mancances<br />
amb altres tipus de combustible, comptant amb aquest factor a l’hora de<br />
planificar la planta/ punt de demanda. Per això convé estar preparat per rebre,<br />
manipular i cocombustionar barreges de diferents materials com carbó o altres<br />
combustibles disponibles localment.<br />
Font: modificat d’Hakkila, 2004.<br />
20
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
En relació a la humitat objectiu, les instal·lacions de major potència disposen de<br />
tecnologies que permeten una conversió energètica eficient tot i l’heterogenïtat del<br />
producte entrant i també de sistemes d’homogeneïtzació del material entrant (mida i<br />
humitat) Per això tenen major tolerància davant les variacions d’humitat, presència<br />
d’elements més grans i impureses.<br />
Per contra, les instal·lacions per a calefacció de mida petita-mitjana requereixen<br />
generalment una humitat inferior al 30% en base humida (42,9% en base seca).<br />
Requeriments generals per a l’apilament d’estella*<br />
Espais plans sense vegetació, per exemple camps en guaret, abocadors<br />
clausurats, etc.<br />
Bon accés per a vehicles d’arribada i de sortida. Preferentment pista asfaltada<br />
o carretera.<br />
Proximitat a una bàscula per poder efectuar les pesades.<br />
Una zona plana ben drenada i plana, preferentment pavimentada, per a<br />
l’estella.<br />
Disposició del material que permeti la sortida preferent del material més vell<br />
(sistema FIFO, first in- first out) en continu o per separació de lots.<br />
Espai per a la circulació interior de vehicles (camions de càrrega i descàrrega,<br />
pala carregadora).<br />
Suficientment allunyats de la superfície arbòria.<br />
Proximitat a un punt d’aigua.<br />
* S’inclouria també espai per a la biomassa sencera per estellar si s’escau.<br />
Font: CTFC-GAFIB.<br />
Així mateix, cal recordar que en el cas de pèl·lets l’apilament és molt més restrictiu en<br />
quant a humitat, que malmetria irreversiblement el producte.<br />
21
<strong>Tipus</strong> d’emmagatzematge de l’estella forestal<br />
Emmagatzematge a l’aire lliure<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
És l’opció més senzilla i econòmica. Es porta a terme en els casos següents:<br />
Temporalment en el temps de producció.<br />
Al lloc d’estellat per al seu posterior transport.<br />
A llocs d’emmagatzematge, ben exposats per afavorir l’assecat (principalment<br />
a l’estiu).<br />
S’ha de tenir en compte que si la pila d’estella es fa sobre terra (sense paviment) es<br />
perd la capa inferior de material, ja que es barreja amb pedres i sorra. A més, això pot<br />
suposar major risc de rehidratació de la pila.<br />
Emmagatzematge sota tèxtil<br />
Al mercat hi ha diversos tipus de tèxtils (per exemple, el Toptex© o el Lest’o©) que<br />
permeten l’evaporació de la humitat de la pila però impedeixen que la pluja o la neu<br />
mullin directament l’estella, amb la qual cosa afavoreixen l’assecat. La seva vida útil és<br />
aproximadament de 5 anys.<br />
En aquest cas, és recomanable que el terra estigui pavimentat, ja que així no hi haurà<br />
increments d’humitat ni pèrdues d’estella per impureses.<br />
Els principals avantatges del tèxtil és que no requereix molta inversió inicial i permet<br />
moure el lloc d’emmagatzematge.<br />
Un desavantatge és que si es formen plecs i no es disposa correctament, s’hi acumula<br />
l’aigua i deixa de ser efectiu. Així mateix, també ho és la necessitat de treure i posar el<br />
tèxtil manualment.<br />
Emmagatzematge sota cobert<br />
Si està ben dissenyat, aquest sistema d’emmagatzematge permet l’assecat més segur.<br />
És important controlar alguns aspectes del disseny com ara la ventilació, l’aïllament i<br />
l’accés.<br />
Els seus principals avantatges són:<br />
Major capacitat per m 2 ocupat (si el cobert és amb parets)<br />
Protecció efectiva davant l’aigua (rehidratació)<br />
Segons la construcció, es redueix l’aportació de pedres i sorra pel vent<br />
Els principals inconvenients són que requereix una major inversió inicial que els tèxtils i<br />
que és fix. Tanmateix, també es poden fer servir per aquest efecte magatzems<br />
preexistents, com els de palla.<br />
Generalment, es deixa el material en piles sota cobert, ben airejades i evitant<br />
condensacions al sostre, i sobre un terra pavimentat que faciliti la posterior recollida.<br />
En aquestes condicions, la temperatura de la pila d’estella arriba als 60 – 70 ºC<br />
després de 3 – 6 setmanes, però va baixant lentament per estabilitzar-se a les 8 – 10<br />
setmanes a temperatura ambient. En 3 – 4 mesos, la humitat pot passar del 50 al 25%<br />
(en base humida), encara que poden quedar zones humides al cim i la base de la pila<br />
(Laurier et al., 1998).<br />
22
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Aspectes generals dels diferents tipus d’emmagatzematge<br />
A tots els sistemes, la mida de les piles està condicionada per la humitat de les<br />
estelles, el contingut de fulles i escorça, i la granulometria. En el cas d’estelles amb<br />
una humitat superior al 30% en base humida, un contingut elevat de fulles i escorça i<br />
amb molta presència d’elements fins (fracció menor a 3,15 mm), es recomanen piles<br />
fins a 200 m 3 i 3 – 4 m d’alçada màxima. Com més seca estigui l’estella, més gran pot<br />
ser la pila.<br />
Així mateix, amb un estellat més gruixut es facilita l’assecat. Cal vigilar però que la<br />
granulometria de l’estella estigui dins els paràmetres admissibles de la instal·lació a<br />
subministrar. Si no, cal fer un tamisat que incrementa el cost de les operacions.<br />
Despeses de l’emmagatzematge d’estella<br />
Segons el tipus d’emmagatzematge, la despesa d’aquesta fase varia. Com a dades<br />
estimatives, els costos d’emmagatzematge per m 2 ocupat de superfície amb estella<br />
són els següents.<br />
<strong>Tipus</strong> Cost €/m 2 /any Consideracions<br />
A l’aire lliure 1 €/ m 2 /any Terreny pavimentat sense altres<br />
consideracions.<br />
Sota tèxtil 2 €/ m 2 /any Considerant el Top Tex, amb una vida útil de 5<br />
anys.<br />
Sota cobert 3-10 €/ m 2 /any Considerant un cobert a amortitzar en 25 anys,<br />
sense parets laterals, pavimentat i variable en<br />
quant a la resta de característiques.<br />
Font: CTFC-GAFIB.<br />
23
Avantatges i inconvenients dels diferents sistemes<br />
Sistema<br />
d’apilament<br />
A l’aire lliure<br />
Sota tèxtil<br />
Sota cobert*<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Avantatges Inconvenients<br />
Opció més senzilla i<br />
econòmica.<br />
Baix requeriment de<br />
preparació i previsió.<br />
Permet la mobilitat del punt<br />
d’emmagatzematge entre<br />
temporades.<br />
Baix nivell d’inversió inicial.<br />
Permet la mobilitat del punt<br />
d’emmagatzematge entre<br />
temporades.<br />
Garantia d’assecat progressiu.<br />
Menor espai ocupat pel<br />
mateix volum d’estella.<br />
Menor aportació de pedres i<br />
sorra.<br />
Assecat totalment subjecte a les<br />
condicions meteorològiques.<br />
Assecat mitjanament subjecte a<br />
les condicions meteorològiques,<br />
menys com més acurada sigui la<br />
disposició del tèxtil.<br />
Necessitat de manipular el tèxtil<br />
manualment.<br />
Relativament elevada inversió<br />
inicial.<br />
Ubicació fixa.<br />
*Com a cobert se’n poden aprofitar altres d’utilització agrícola sense parets o amb<br />
bona ventilació lateral.<br />
Font: CTFC-GAFIB.<br />
A tots els sistemes és recomanable apilar l’estella sobre una zona pavimentada i<br />
ben drenada per evitar humitats i entrada de sorra i pedres.<br />
I pel que fa a la tria del sistema, els aspectes més rellevants a considerar són la<br />
humitat objectiu, el temps i volum d’apilament, la capacitat d’inversió i l’època de l’any:<br />
Humitat objectiu: és adient un sistema sota cobert quan més restrictiva sigui la<br />
limitació d’humitat de la instal·lació receptora.<br />
Volum: per grans quantitats són més útils els emmagatzematges a l’aire lliure o<br />
sota tèxtil, sempre i quant la humitat ho permeti. Així mateix, per a grans<br />
volums se sol disposar de diversos sistemes alhora. Per exemple una part de<br />
l’estella a l’aire lliure i un altre part ja assecada sota cobert o tèxtil.<br />
Temps: com més temps s’ha d’apilar l’estella, més necessari és protegir-la sota<br />
cobert o tèxtil, per garantir un cert assecat i minimitzar les pèrdues de matèria<br />
seca. Aquestes pèrdues fan poc recomanables els estocs de llarga durada<br />
(plurianuals).<br />
Capacitat d’inversió: els sistemes sota cobert són els que garanteixen millors<br />
resultats i, per tant, els més recomanables si és possible la inversió.<br />
Època de l’any: com més plujós és el període de l’any amb l’estella<br />
emmagatzemada, més important és dotar-la d’una cobertura tèxtil o amb<br />
cobert.<br />
24
UNITATS DE CONVERSIÓ<br />
Relació entre unitats de potència<br />
Unitats J/s Kcal/h MW<br />
J/s 1 0,860 1*10 -06<br />
Kcal/h 1,162 1 1,162*10 -06<br />
MW 1*10 +06 8,60*10 +05 1<br />
Relació entre unitats d’energia<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Unitats TJ Kcal tep termies MWh<br />
TJ 1 2,389*10 +08 23,885 2,390*10 +05 277,778<br />
Kcal 4,186*10 -09 1 1*10 -07 1*10 -03 1,163*10 -06<br />
tep 4,187*10 -02 1*10 +07 1 10.000 11,628<br />
termies 4,184*10 -06 1.000 1,000*10 -04 1 1,162*10 -03<br />
MWh 3,600*10 -03 8,600*10 +05 0,086 8,604*10 +02 1<br />
Dades referents al volum, al pes i a l’energia de l’esteri d’estella<br />
Volum<br />
aparent<br />
1 esteri<br />
d’estella<br />
Volum<br />
real (m 3<br />
de fusta)<br />
Pes en<br />
verd (t)<br />
Pes en<br />
sec (t)<br />
Energia<br />
(tep)<br />
Energia<br />
(kcal)<br />
0,5 0,3 0,17 0,09 900.000<br />
Equivalència<br />
en litres de<br />
fuel<br />
85-100 litres de<br />
fuel<br />
25
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
TAULA DE CARACTERITZACIÓ QUALITATIVA D’ESPÈCIES FORESTALS<br />
Espècie/<br />
font<br />
Humitat<br />
(% en<br />
b.h.)<br />
PCS0<br />
(kcal/kg)<br />
PCI0<br />
(kcal/kg)<br />
PCI<br />
(H: 20% en<br />
b.s.)<br />
(kcal/kg)<br />
Cendres<br />
(% en b.s.)<br />
Carboni<br />
(% en b.s.)<br />
Nitrogen<br />
(% en b.s.)<br />
Hidrogen<br />
(% en b.s.)<br />
CONÍFERES<br />
Abies alba<br />
Fundació Abertis, 2005 4.816 4.500 3.653<br />
Pinus halepensis<br />
Fundació Abertis, 2005 5.138 4.822 3.921<br />
AENOR, 2001 3.764<br />
CTFC, 2008 4.775 4.480 1,13 49,58 0,16 6,02<br />
<strong>Consorci</strong> <strong>Forestal</strong><br />
Catalunya, 2009<br />
Pinus nigra<br />
de<br />
49,27 4.593 4.305 0,53 44,35
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Acer monspessulanum<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Alnus glutinosa<br />
4.503 4.187 3.392<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Arbutus unedo<br />
63,49 4.715 4.399 3.568 0,6<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Castanea sativa<br />
5.113 4.797 3.900<br />
<strong>Consorci</strong> <strong>Forestal</strong> de<br />
41,13 4.449 4.176 0,06 45,12 0,03 5,55<br />
Catalunya, 2009<br />
Fundació Abertis, 2005 51,39 4.734 4.418 3.584<br />
Infoliège (núm. 16), 2009<br />
Eucalyptus globulus<br />
4.453<br />
Fundació Abertis, 2005 4.778 4.462 3.621<br />
AENOR, 2001<br />
Fagus sylvatica<br />
3.527<br />
<strong>Consorci</strong> <strong>Forestal</strong> de<br />
42,11 4.609 4.325 0,56 44,82
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Quercus faginea<br />
AENOR, 2001<br />
Quercus petraea<br />
3.598<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Quercus pyrenaica<br />
4.622 4.306 3.491<br />
AENOR, 2001<br />
Quercus robur<br />
3.997<br />
AENOR, 2001<br />
Quercus suber<br />
3.707<br />
Fundació Abertis, 2005 4.887 4.571 3.712<br />
Infoliège (núm. 16), 2009<br />
Robinia pseudocacia<br />
4.354<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Salix alba<br />
4.262 3.454<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Tilia cordata<br />
4.220 3.904 3.156<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
Ulmus minor<br />
4.478 3.634<br />
Fundació Abertis, 2005<br />
ESCORÇA<br />
3.974-4.423 3.214-3.588<br />
<strong>Consorci</strong> <strong>Forestal</strong> de<br />
Catalunya, 2009<br />
(mostra de diferents coníferes)<br />
44,60 4.834 4.570 6,46 46,20 0,18 5,36<br />
IDAE, 2007<br />
(mostra de diferents coníferes)<br />
5.030 3.650<br />
Fundació Abertis, 2005 (mostra<br />
de diferents coníferes)<br />
5.030 4.714 3.831<br />
CTFC, 2008 (escorça Pinus<br />
halepensis)<br />
4.875 4.605 2,88 50,53 0,14 5,49<br />
CTFC, 2008 (escorça Pinus<br />
nigra)<br />
4.969 4.693 2,87 51,41 0,22 5,61<br />
IDAE, 2007<br />
4.670 3.370<br />
(mostra de diferents frondoses)<br />
Fundació Abertis, 2005 (mostra<br />
de diferents frondoses)<br />
4.670 4.354 3.531<br />
28
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Font: elaboració <strong>Consorci</strong> <strong>Forestal</strong> de Catalunya, 2009<br />
b.h.: base humida<br />
% b.s.: percentatge en base seca<br />
Clor:
AVANTATGES DE LA BFP<br />
ASPECTES AMBIENTALS DE L’ÚS DE LA BIOMASSA<br />
Positius Limitacions<br />
Balanç energètic positiu (per produir<br />
l’energia equivalent a 100 litres de gasoil,<br />
només se n’utilitzen 5 litres en les<br />
diferents etapes de la cadena de<br />
transformació de la biomassa).<br />
Balanç pràcticament neutre en emissions<br />
de CO2.<br />
Augment de la taxa de fixació de CO2 al<br />
bosc: els arbres joves fixen major quantitat<br />
de CO2 que no els arbres vells i estancats<br />
en creixement per manca de gestió.<br />
Producte sostenible que genera una<br />
energia renovable obtingut a partir de la<br />
gestió dels boscos.<br />
Millora de les masses forestals (reducció<br />
de la densitat excessiva).<br />
Compatibilització amb les operacions de<br />
prevenció d’incendis i reducció del risc<br />
d’incendi.<br />
Reducció del risc de plagues forestals.<br />
No es produeixen emissions de sulfurs<br />
(SO2) ni d’òxids de nitrogen (NOx)<br />
components de la pluja àcida. Millora de la<br />
qualitat de l’aire.<br />
No genera residus. Les cendres que<br />
s’obtenen es poden utilitzar com adobs<br />
minerals.<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Risc de sobreexplotació en cas d’una<br />
gestió errònia (només en cas de<br />
sobrepassar la capacitat de producció del<br />
sistema).<br />
Reducció dels nivells de nutrients al sòl si<br />
s’extreu material fi (7-8 cm).<br />
Una mala combustió pot produir<br />
l’alliberament de gasos contaminants.<br />
30
ASPECTES SOCIALS DE L’ÚS DE LA BIOMASSA<br />
Positius Limitacions<br />
Creació de llocs de treball: l’energia<br />
produïda per la biomassa es contempla<br />
com una energia activa pel que fa<br />
l’ocupació (les energies eòlica i<br />
fotovoltaica es consideren energies<br />
passives en aquest punt), ja que implica la<br />
creació de llocs de treball al medi rural i la<br />
fixació de població.<br />
Millora de les masses forestals (augment<br />
de la qualitat dels beneficis socials<br />
generats). Millora del potencial de l’ús<br />
lúdic.<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
La manca d’informació s’utilitza per<br />
generar oposició. En moltes ocasions es<br />
busca la confusió amb instal·lacions<br />
d’incineració.<br />
31
ASPECTES ECONÒMICS DE L’ÚS DE LA BIOMASSA<br />
Positius Limitacions<br />
Balanç econòmic positiu (reducció dels<br />
costos de calefacció d’edificis).<br />
Diversificació del mercat energètic (una<br />
nova opció davant els combustibles<br />
fòssils).<br />
Ús de combustibles locals.<br />
Major estabilitat de preus que en el cas<br />
dels combustibles fòssils.<br />
Conversió d’un subproducte/residu en un<br />
recurs energètic.<br />
Millora de les masses forestals (augment<br />
del creixement i de la qualitat de la fusta).<br />
Disminució de la dependència de<br />
proveïment dels combustibles fòssils i<br />
reducció de la dependència energètica<br />
externa (utilització d’una font energètica<br />
local).<br />
Creació de riquesa i llocs de treball en<br />
zones rurals.<br />
Incentius per a la dinamització del mercat.<br />
Potencial de producció de productes de<br />
major valor afegit (química verda,<br />
biocarburants, ...) a partir de la piròlisi de<br />
la biomassa lignocelulòsica.<br />
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
Matèria prima molt poc densificada. És<br />
necessària una major quantitat de<br />
biomassa que de combustible fòssil per<br />
obtenir una mateixa quantitat d’energia.<br />
Requereix la mobilització de grans<br />
volums que provoca una baixa eficiència<br />
en el transport i emmagatzematge.<br />
Disposició de la biomassa en llocs de<br />
difícil accés. Complexitat de l’evacuació<br />
de la biomassa forestal realment<br />
aprofitable.<br />
Dificultat d’aprofitament de les restes dels<br />
aprofitaments silvícoles.<br />
El cost elevat de les calderes i les<br />
instal·lacions pot suposar un fre a la seva<br />
generalització.<br />
Necessitat d’investigació i recerca per a<br />
la millora de tecnologies de valorització<br />
del producte i de la logística dels<br />
aprofitaments i transport.<br />
32
Acció subvencionada pel SOC i el Fons Social Europeu, d'acord amb el Programa d'ajuts a<br />
Projectes Innovadors, regulat per l'Ordre TRE/293/2010<br />
PER MÉS INFORMACIÓ CONSULTEU<br />
L’OBSERVATORI DE LA BIOMASSA<br />
http://observatoribiomassa.forestal.cat/<br />
33