Agroenergética: Producción de biomasa para fines energéticos

• La Política Agraria de la UE (PAC) fomentando la reducción de la producción de alimentos con el consiguiente abandono de una gran cantidad de superficies de tierras agrícolas. Este hecho ha dado origen a que se fomenten los cultivos alternativos a los alimentarios entre los que destacan los cultivos energéticos, cuyo producto no corre el riesgo de llegar a saturar los mercados, como ha ocurrido con los alimentarios y ocurre con la gran mayoría de los restantes cultivos alternativos que se proponen.
  
• Las sucesivas crisis energéticas y la constatación de la fragilidad del sistema energético de los países desarrollados, basado fundamentalmente en el petróleo, ha despertado el interés de producir combustibles autóctonos y renovables, principalmente mediante cultivos energéticos y así se ha puesto de manifiesto en diversas medidas de política energética, tanto a nivel de la UE (3,4) como a nivel Nacional (5).
  
• La sensibilización de la opinión mundial por el deterioro que supone el vertido a la atmósfera de contaminantes gaseosos procedentes de la quema de combustibles fósiles e incendios de bosques. De estos contaminantes, el más importante es el anhídrido carbónico, cuyo aumento, junto al de otros gases, ha supuesto un recalentamiento de la superficie terrestre por causa del denominado "efecto invernadero", y cuyas futuras consecuencias son todavía imprevisibles. Entre las medidas que se han propuesto para frenar el aumento de la concentración de CO2 atmosférico se encuentra la utilización de biocombustibles procedentes de biomasa generada en plantaciones energéticas, los cuales son neutros a efectos del incremento global del CO2, ya que todo el CO2 producido en la utilización de dichos combustibles ha sido previamente fijado de la atmósfera.
  
• La necesidad de buscar combustibles alternativos a los fósiles para los países en vías de desarrollo ya que constituyen cerca del 80 % de la población mundial y su consumo actual en combustibles fósiles es tan solo del 35 %. Si el futuro desarrollo de estos países estuviese basado en combustibles fósiles, se aceleraría considerablemente el agotamiento de las reservas y como consecuencia se encarecerían los precio de éstos, lo que haría inviable dicho modelo de desarrollo para estos países y provocaría una crisis de dimensiones incalculables en los países desarrollados dependientes de los combustibles fósiles. Una selección de artículos sobre agroenergética publicados por el autor se indican en las referencias 6, 7, 8 y 9.

1.- Tener altos niveles de productividad en biomasa con bajos costos de producción, de tal forma que hagan viable económicamente la producción de biocombustibles o biocarburantes en relación a los carburantes y combustibles de origen fósil.

2.- Posibilidad de desarrollarse en tierras marginales, en tierras agrícolas marginalizadas por falta de mercado para los productos tradicionalmente cultivados o en tierras retiradas de la producción de alimentos.

3.- Requerimiento de maquinaria agrícola convencional, normalmente disponible por los agricultores, utilizable también para otros cultivos propios de la zona.

4.- No contribuir sensiblemente a la degradación del medio ambiente, de tal forma que el balance medioambiental producido por su cultivo sea mejor al que se produciría si la tierra no estuviese cultivada o fuera ocupada por un cultivo tradicional.

5.- Tener un balance energético positivo, es decir, que la energía neta contenida en el biocombustible producido sea superior a la gastada en el cultivo y en la obtención de los biocombustibles.

6.- Posibilidad de recuperar fácilmente las tierras después de finalizado el cultivo energético para realizar otros cultivos si las condiciones socioeconómicas así lo aconsejaran.

7.- Adecuación de la naturaleza de la biomasa producida para su utilización como materia prima para fabricación de biocombustibles o biocarburantes.

• Cultivos oleaginosos para la producción de aceite transformable en biodiesel (conjunto de ésteres metílicos o etílicos de los ácidos grasos de los aceites vegetales) para sustitución del gasóleo de automoción. Hasta ahora se están utilizando para esta finalidad cultivos de colza en los países del Centro y Norte de Europa y se está considerando al girasol para los países mediterráneos, pero debido al relativamente elevado precio de estos aceites en comparación con el precio del gasóleo, es indispensable contar con subvenciones públicas para el desarrollo de esta actividad. Es preciso buscar nuevos cultivos adaptados a las condiciones edafoclimáticas de cada país con un coste bajo de producción, lo que podría conseguirse con nuevos cultivos en los que se valorizara toda la biomasa producida en lugar de cargar todo el coste del cultivo a la producción de aceite, como ocurre actualmente con los cultivos oleaginosos tradicionales. Un ejemplo de este tipo de cultivo para el área mediterránea podría ser el cardo (Cynara cardunculus L.) cuyas semillas contienen un aceite muy similar al de girasol, pero cuyo coste de producción podría ser alrededor de la mitad, si se aprovecha el resto de la biomasa producida por este cultivo para fines energéticos o como materia prima para usos industriales.
  
• Cultivos alcoholígenos para la producción de bioetanol utilizable en sustitución total o parcial de las gasolinas de automoción o para la producción de aditivos antidetonantes exentos de plomo como el Etil-Terbutil-Eter (ETBE). Hasta ahora los cultivos más utilizados para esta finalidad han sido la caña de azúcar, los cereales y la remolacha, todos ellos cultivos desarrollados en la agricultura tradicional. La caña de azúcar se está utilizando en los países de clima tropical o subtropical, cuyo ejemplo más representativo es el caso de Brasil, en un sistema de producción autosostenible desde un punto de vista energético, ya que toda la energía que requiere el proceso se obtiene del propio bagazo de la caña que queda tras la extracción del jugo azucarado. En USA se obtiene el bioetanol a partir de maíz, principalmente y en Europa la mayor parte se obtiene a partir de remolacha (Francia) o cereales de invierno (trigo y cebada principalmente) como es el caso de España. La fabricación del bioetanol a partir de cereales o de remolacha requiere un aporte externo de energía, que en los sistemas tradicionales de destilación se realiza mediante combustibles fósiles con unos requerimientos equivalentes a la energía contenida en el bioetanol producido, lo que rebaja sensiblemente las ventajas ecológicas globales de este tipo de biocarburantes. Para obviar este inconveniente sería deseable, a parte de emplear sistemas de bajo consumo energético, utilizar biocombustibles sólidos en los procesos de destilación, combinados con la cogeneración de electricidad o buscar otros cultivos que produzcan bagazo además de la materia prima alcoholígena, como pueden ser la pataca (Helianthus tuberosus L.) o el sorgo azucarado (Sorghum bicolor Moench.). Actualmente se está desarrollando la producción de etanol a partir de materiales celulósicos, lo que supondría una reducción considerable del coste de la materia prima, aunque todavía el proceso está en fase de I + D.
  
• Cultivos lignocelulósicos para la producción de biocombustibles sólidos utilizables con fines térmicos, para calefacción, usos industriales o producción de electricidad (agroelectricidad). Los cultivos destinados a producir este tipo de a biomasa lignocelulósica producida con especies leñosas de rápido crecimiento o con herbáceas perennes de alta producción, parece ser la más adecuada ya que puede cumplir las características antedichas. Entre las especies leñosas propias para esta finalidad cabe destacar el chopo (Populus sp.) y los sauces (Salix sp.)para zonas frescas o con posibilidad de riego barato, y para zonas más secas habría que pensar en especies resistentes a la sequía, entre las que cabe destacar algunas pertenecientes a los géneros Robinia y Eucaliptus entre otros. Estas especies deben plantarse en alta densidad (de 10.000 a 20.000 plantas por ha) y con turnos de corta de 3 a 6 años, aprovechando la capacidad de rebrote para continuar la plantación en años sucesivos. La productividad que se puede alcanzar con este tipo de plantaciones oscila entre las 10 y las 20 toneladas de materia seca por ha y año. La plantación de especies leñosas en tierras agrícolas produce en principio un cierto rechazo entre los agricultores ya que la recuperación futura de la tierra para los usos tradicionales, si fuera necesario, podría no ser tan inmediata como se quisiera y, en cualquier caso, siempre supondría un cierto coste la eliminación de los tocones. Entre las especies herbáceas productoras de biomasa lignocelulósica para estos fines podemos citar el cardo (Cynara cardunculus L.), especie típica del área mediterránea perfectamente adaptada a su climatología (10). En los países del Norte y del Centro de Europa se está considerando el miscanto (Miscanthus sinensis) pero en nuestro país este cultivo necesitaría riegos frecuentes en verano, por lo que no sería económicamente viable para la producción de biomasa combustible en la mayoría de las tierras de secano. También se está considerando la denominada caña de Provenza (Arundo donnax) que ya había sido utilizada anteriormente para la fabricación de pasta de papel. De todas estas especies, la más prometedora en la actualidad para España es el cardo, que podría cultivarse en cerca de un millón de hectáreas.

• La agroenergética permite la continuidad de la actividad del sector agrícola evitando el abandono de superficies productivas y manteniendo la actividad de los sectores industriales relacionados directamente con la producción agrícola tales como las industrias de fertilizantes, maquinaria agrícola o producción de semillas.
  Creación de puestos de trabajo tanto en el sector agrícola como en el de la transformación para la producción de biocombustibles.

• Los cultivos energéticos, para ser rentables, deben tener bajos niveles de inputs, por lo que la agricultura resultante produciría un menor impacto ambiental que la tradicional.
  Los cultivos energéticos perennes, tales como el cardo, protegen al suelo de la erosión, eliminando las labores de barbecho y la pérdida de suelo que se deriva de su práctica continuada.
  Reducción del incremento neto de anhídrido carbónico en la atmósfera, ya que el CO2 que se produce como consecuencia de la combustión de los biocombustibles habría sido previamente fijado por las plantas mediante la fotosíntesis. Este hecho contribuye a frenar el incremento del "efecto invernadero" que se está produciendo en la atmósfera principalmente por el consumo masivo de combustibles fósiles.
  Reducción de las emisiones de óxidos de azufre que se producen en la combustión del gasóleo y los carbones, lo que da origen a las nocivas "lluvias ácidas".
  En el caso del bioetanol carburante, se eliminan las emisiones de plomo que se producen al utilizar gasolinas "super" en base a tetraetilo de plomo como antidetonante.

• Precio de la termia de biocombustibles sólidos para calefacción, más barata que la termia de combustibles fósiles (aproximadamente 3 kg de paja de 3,3 Mcal/kg, contienen la misma energía que 1 kg de gasóleo de calefacción de 9,9 Mcal/kg.
  Reducción de las subvenciones por desempleo por la generación de puestos de trabajo.
  Aumento del producto interior bruto y como consecuencia de la recaudación de impuestos por efecto de la producción agrícola en tierras cuya alternativa es el abandono.
  La sustitución parcial de una parte de los combustibles importados por biomasa producida en el propio país supone una gran ventaja estratégica, al reducir el grado de dependencia energética del exterior, además de un ahorro de divisas.

La consecución de los objetivos del Libro Blanco de la UE y del Plan de Fomento de las E R, tanto en la UE como en España, se basa fundamentalmente en la energía que se puede obtener de la biomasa, y más concretamente en las biomasas producidas mediante cultivos energéticos, por lo que se puede decir sin ninguna reserva que la consecución de dichos objetivos gravitan mayoritariamente sobre el Sector Agrario.

Los cultivos energéticos representan una esperanza para la continuidad de la actividad productiva de la agricultura ya que podrían ocupar el total de la superficie que va quedando abandonada por los cultivos alimentarios por falta de mercado. Para ello sería necesario potenciar una decidida Política Agroenergética por parte de las Autoridades Agrarias europeas y nacionales.

Para la consecución de los objetivos del Plan de Fomento de las Energías Renovables es preciso potenciar la investigación y desarrollo sobre la producción de biomasa mediante cultivos energéticos y las tecnologías de transformación eficiente de la biomasa en combustibles sólidos para producción de calor y/o electricidad o para fabricación de biocombustibles líquidos para automoción. Cuanto más se tarde en acometer esta tarea con el interés y dedicación que merece, mayor será el daño que se hará al futuro del sector agrario y a sus posibilidades de supervivencia y expansión mediante la actividad agroenergética.

1.- FERNANDEZ.J. (1976).- Obtención de energía a partir de los vegetales. Diario YA de Madrid del 11/07/76. p 11-15.

2.- FERNANDEZ, J. (1977).- Agroenergetica el cultivo de plantas con fines energéticos. AGRICULTURA 46. p 541 - 545 . Editorial Agrícola Española. Madrid.

3.- COMISIÓN DE Las COMUNIDADES EUROPEAS (1997).- Energía para el futuro: Fuentes de energía renovables. Libro Blanco para una estrategia y un Plan de acción Comunitarios.Documento COM(97) 599 final. ISBN 92-78-28529-3. 58 pp. Luxemburgo.

4.- COMISIÓN EUROPEA (2001).- Libro Verde . Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético. Documento COM(2000) 769 final. ISBN 92-894-0316-0. 109 pp. Luxemburgo.

5.- IDAE (1999) .- Plan de Fomento de las Energías Renovables en España. Fondo editorial de IDAE, serie “Difusión IDAE”. 271 pp.

6.- FERNANDEZ, J. (1980).- La agricultura como productora de energía. INGENIERIA QUIMICA Nov.80. pp 23 – 32.

7.- FERNÁNDEZ, J. (1993).- Agroenergética: una opción alternativa de la agricultura actual. El Boletín nº 17 (sept. 1993) pp 10-18. Mº de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid.

8.- FERNANDEZ, J. (1994).- Cultivos energéticos para la Península Ibérica. En " Los cultivos no alimentarios como alternativa al abandono de tierras". Editorial Agrícola Española, Serie Técnica n18, ISBN: 84-85441-28-1. pp 27-42. Madrid.

9.- FERNÁNDEZ, J. (1997)- Cultivos energéticos: una alternativa. En "El campo y el medio ambiente: un futuro en armonía". Monografía del BCH. pp 205-217.

10.- FERNÁNDEZ, J. (2000).- El cardo como cultivo energético. Boletín informativo del Servicio Agrario de la Caja de Burgos. Junio de 2000. pp 19- 27.

11.- FERNANDEZ, J. (2000). Presente y futuro de la biomasa como fuente de energía. Ponencia presentada a la reunión ENERNOVA-2000 organizada por el Grupo Recoletos. Madrid, mayo de 2000.