El potencial sin explotar de los pellets
Estudio inédito sobre desempeño ambiental de biocombustibles puede ayudar a Brasil a expandir su matriz energética y avanzar en el mercado de carbono
A. FAPEST . OCTUBRE 2022 Hechos de biomasa vegetal triturada y compactada, los pellets tienen entre 6 y 16 mm de diámetro y se pueden utilizar en chimeneas, estufas y hornos industriales.Gualtiero Boffi/EyeEm/Getty Images
Suzel Tunes
La búsqueda de fuentes de energía renovables está impulsando el mercado mundial de pellets y briquetas, biocombustibles sólidos hechos de la compactación de diferentes tipos de biomasa, generalmente residuos agrícolas y forestales. Brasil, que ya sobresale en la producción de biocombustibles líquidos, como etanol y biodiesel, puede ser protagonista en este mercado si cuenta con políticas públicas adecuadas.
Esta fue la principal conclusión del ingeniero industrial Diogo Aparecido Lopes Silva, docente de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), campus de Sorocaba, al estudiar estos biocombustibles. Con el apoyo de la FAPESP, la investigación se llevó a cabo desde la perspectiva de la evaluación del ciclo de vida (ACV), una técnica que analiza los posibles impactos ambientales asociados a todas las fases de vida de un producto, servicio o proceso, desde la extracción de la materia prima hasta el destino final.
Los pellets y briquetas se fabrican a partir de biomasa vegetal triturada, seca y compactada en forma cilíndrica, mediante equipos de alta presión. En su producción se puede utilizar una amplia variedad de materias primas, como trozos de madera, aserrín, cáscaras de maní, paja de cereales, bagazo de caña de azúcar e incluso residuos municipales, como trozos de troncos y ramas de poda de árboles.
En Brasil, estos biocombustibles generalmente se fabrican a partir de desechos de la exploración de eucalipto, pino y acacia negra. Estas tres especies de árboles se encuentran entre los cultivos forestales más abundantes del país y se utilizan en las industrias de producción de pulpa y papel, muebles, tablones y paneles de madera.
Empleadas principalmente en el sector industrial, las briquetas y pellets son alternativas al carbón vegetal, la leña y los combustibles fósiles en la generación de energía térmica o eléctrica. A escala residencial, especialmente en Europa y Estados Unidos, se utilizan en la calefacción de estufas y chimeneas. Las briquetas, cilindros con un diámetro de alrededor de 60 mm (mm) y una longitud que oscila entre 250 y 300 mm, también se han utilizado en hornos de restaurantes. Los pellets son insertos cilíndricos más pequeños, de 6 a 16 mm de diámetro y de 25 a 30 mm de longitud.
Entrevista: Diogo Lopes Silva
Los dos combustibles, según Lopes Silva, son alternativas energéticamente eficientes y tienen la ventaja de ser más sostenibles ambientalmente que los combustibles fósiles. Citando datos de la literatura, ejemplifica: 3,5 metros cúbicos (m³) de pellets de madera pueden reemplazar 7 m³ de madera cruda debido al menor contenido de humedad, lo que le da al pellet una mayor densidad de energía.
Estos 3,5 m³ de pellets tienen la misma eficiencia energética de 1 m³ de fueloil, con ganancias financieras y ambientales. «Además de casi seis veces más barato que el gasoil, considerando el precio actual en dólares de alrededor de R$ 5,2 [valor promedio de septiembre], emiten menos gases de efecto invernadero [GEI] durante el proceso de combustión y se consideran neutros en carbono, porque el dióxido de carbono [COい] emitido en la quema se recupera en el crecimiento de las especies vegetales», informa al ingeniero.
Según Lopes Silva, un estudio realizado por Vrije Universiteit Amsterdam en los Países Bajos y The Alliance for Green Heat en los Estados Unidos mostró que el uso de pellets y briquetas de residuos de madera para fines de calefacción residencial puede liberar a la atmósfera hasta una décima parte del CO2 emitido por los combustibles derivados del petróleo y una sexta parte del liberado por el gas natural.
Alejandro Affonso
Nuevos inventarios
En su investigación, el profesor de la UFSCar realizó el mapeo de la producción de dos tipos de pellets, uno hecho de cáscaras de maní y el otro de residuos de pino (hojas secas, astillas de madera y aserrín). Para cada uno se generó un documento denominado Inventario de Ciclo de Vida (ICV). «Es la segunda etapa del Análisis de Ciclo de Vida, que consiste en recopilar datos de impacto ambiental, incluyendo todos los consumos y emisiones de materia y energía que ocurren en cada proceso del ciclo de vida evaluado», explica.
En la elaboración del inventario se incluyeron datos como el uso del suelo, el consumo de agua, la madera, la demanda energética y la emisión de contaminantes, facilitados por los fabricantes de los dos productos estudiados. Debido a la dificultad para acceder a la información, el investigador optó por no trabajar en este momento con briquetas. «El mercado de briquetas es muy informal. Los pellets ya cuentan con una asociación de fabricantes, estándares técnicos de calidad y certificación específica, así como un mercado externo bien establecido».
Los próximos proyectos del Grupo de Investigación en Ingeniería de la Sostenibilidad (EngS) de la UFSCar, que lidera Lopes Silva, deben ampliar y profundizar el tema. «Uno de los investigadores del equipo, el estudiante de maestría Thiago Teixeira Matheus, está estudiando briquetas, mientras que otro, Antônio Carlos Farrapo Júnior, aborda propuestas de políticas públicas para estos biocombustibles en su doctorado», dice el investigador.
Los dos inventarios se encuentran en la fase final de revisión que se publicará en el Banco Nacional de Inventarios del Ciclo de Vida de los Productos Brasileños (SICV Brasil). «En Brasil, son el primer ICV sobre pellets hechos con datos primarios y disponibles para su publicación», dice. Antes, cualquiera que quisiera realizar un ACV de pellets de biomasa tenía que recurrir a bases de datos internacionales. Los inventarios estarán disponibles en el sitio web de SICV Brasil.
Los estudios de la UfsCar fueron apoyados por la FAPESP en el marco del programa de Investigación en Bioenergía (Bioen), que desde 2008 financia actividades de investigación y desarrollo dirigidas al sector. La mayoría de los proyectos de bioen están dirigidos a la biomasa de azúcar y oleaginosas, una consecuencia natural de la tradición agrícola del estado de São Paulo, pero las puertas están abiertas para la diversificación de los temas. Así lo afirma la bióloga Gláucia Mendes Souza, del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinadora del programa.
Señala que el escenario internacional actual ha hecho aún más urgente la necesidad de desarrollar alternativas energéticas. «Con la guerra en Ucrania, ¿quién abastecerá la demanda de calentamiento de Europa durante el invierno?», pregunta el investigador, señalando que el embargo de petróleo y gas de Rusia, como sanción de los países occidentales por la invasión de Ucrania, ha generado una crisis global en el mercado energético, con efectos más inmediatos en el continente europeo. «También por estas razones, Bioen busca estimular la diversificación de la investigación. Y tenemos una manera de hacerlo, dado el enorme potencial de Brasil».
El mercado mundial de biocombustibles sólidos también se beneficia de la carrera de energía limpia. Los países europeos están bajo presión por el objetivo de descarbonización de la Unión Europea, que prevé la neutralidad de carbono en el continente para 2050. El consumo mundial de pellets alcanzó los 39,6 millones de toneladas (t) en 2020, un aumento del 7% en comparación con el año anterior, según un informe estadístico de Bioenergy Europe. Los países europeos son los mayores consumidores, representando el 76% del total: el documento considera solo pellets de madera y no incluye residuos agrícolas.
Fabricadas con la misma materia prima que los pellets, las briquetas son mucho más grandes y alcanzan los 30 cm de longitudLéo Ramos Chaves / Revista de Investigación FAPESP
Al enumerar los países productores, Bioenergy Europe destaca a Brasil. «En América Latina, dos países presentan un desarrollo interesante en la producción de pellets, Brasil y Chile. Los registros de producción de Brasil muestran 1.030.000 t en 2020, con un gran aumento en la capacidad de producción esperada a partir de 2023″, señala el informe.
Ante este escenario, el desarrollo de Inventarios de Ciclo de Vida de pellets brasileños es un logro estratégico, dice el ingeniero químico Luiz Alexandre Kulay, del Departamento de Ingeniería Química de la Escuela Politécnica de la USP. «La preparación del ICV repercute directamente en la competitividad de las empresas, especialmente de aquellas que quieren conquistar el mercado exterior», señala. «La variable ambiental es cada vez más importante en los procesos de toma de decisiones».
Consultor en el área de políticas de conservación y sostenibilidad, el economista Roberto Scorsatto Sartori ve en los pellets una oportunidad para agregar valor en la industria nacional de procesamiento de madera. Su tesis doctoral, defendida a fines de 2021 en la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la USP, en Piracicaba, propone la inserción de «peletização» en la industria maderera para muebles y construcción, a partir de residuos generados en el proceso de producción. «Es un mercado que puede crecer, pero necesita organizarse y tener apoyo institucional», dice Sartori.
Según el economista, los productores de madera no se sienten seguros al invertir en el proceso de furtización y una de las razones es la falta de incentivos fiscales. «Quienes venden madera poco procesada se benefician de la Ley Kandir [que exime del pago del Impuesto a la Circulación de Bienes y Servicios, el ICMS, las exportaciones de productos primarios como soja, mineral y madera]. El pellet, aunque mínimamente procesado, no entra en esta ley», lamenta.
Los investigadores estiman que, en estos momentos, es la exportación que resulta más atractiva para los fabricantes nacionales de pellets y briquetas. Pero ven en este sector potencial para fortalecer la matriz energética nacional y expandir el comercio de emisiones de carbono, objetivos de la Política Nacional de Biocombustibles, RenovaBio. Creado por el gobierno federal en 2017, tiene la misión de promover la expansión de los biocombustibles, contribuyendo a que Brasil cumpla con los objetivos de reducción de GEI firmados en 2015 en el Acuerdo de París.
El enfoque del programa gubernamental está en la cuantificación de los créditos de carbono de la producción de biocombustibles, que se realiza a través de una herramienta llamada RenovaCalc. Calcula la intensidad de las emisiones de carbono a la atmósfera y genera Créditos de Descarbonización (CBIO) a plantas y proveedores.
Para Lopes Silva, RenovaBio es una oportunidad para fortalecer el sector de biocombustibles, permitiendo a los productores comercializar créditos de carbono en la Bolsa de Valores de São Paulo, B3. «Pero hay un problema que hay que superar», dice el investigador. «A pesar de promover la expansión de los biocombustibles en nuestra matriz energética, RenovaBio no incluye regulaciones específicas sobre biocombustibles sólidos ni los considera en RenovaCalc, centrándose únicamente en biocombustibles líquidos y gaseosos».
Ampliar la política de RenovaBio para que también incluya la clase de biocombustibles sólidos, que incluye pellets y briquetas de biomasa, permitiría a los productores acceder a nuevas oportunidades de negocio. En 2020, se negociaron 19,9 millones de CBIO en B3, por un total de US $ 162 millones. «RenovaBio tendría que extenderse», coincide Kulay, de la USP. «La realidad cambia y, con ella, las directrices también necesitan ser revisadas. Es importante que el país tenga más recursos para hacer gestión ambiental».
Evaluación del proyecto
del ciclo de vida de la producción de pellets de biomasa para el fortalecimiento de la bioeconomía y la base de datos SICV Brasil (nº 19/16996-4); Modo Programa Bioen; Investigador responsable Diogo Aparecido Lopes Silva (UFSCar); Inversión R$ 46.506,32.
Artículo
científico SILVA, D. A. L.et al. Una revisión sistemática y evaluación del ciclo de vida de la producción de pellets y briquetas de biomasa en América Latina. Revisiones de energía renovable y sostenible. v. 157. Abr. 2022.
FAPEST