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PSE On Cultivos 2005-2008.

"Desarrollo, demostración y evaluación de la producción
de energía en España a partir de la biomasa
de cultivos energéticos" (On Cultivos)
www.oncultivos.es

Descripción del proyecto o actuación.

Concepto de cultivo energético.

Características.

Aplicaciones de los cultivos energéticos.

Objetivos del proyecto.

Ventajas de los cultivos energéticos.

Datos generales.

Estructura del PSE On Cultivos.

Áreas de actividad.

Participantes.

Otros aspectos.



Descripción del proyecto o actuación:


Es un Proyecto Singular y Estratégico para el desarrollo, demostración y evaluación de la viabilidad de la producción de energía en España partir de biomasa de cultivos energéticos.

On Cultivos es un esfuerzo coordinado entre empresas, universidades y centros de investigación y otras entidades a fin de dar una respuesta eficaz a las necesidades de investigación y desarrollo tecnológico necesarios para conseguir los objetivos de la política de energías renovables vigente en España en la que los cultivos energéticos ocupan un lugar relevante.

On Cultivos ha sido reconocido como proyecto singular y estratégico y está siendo financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia.

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Concepto de cultivo energético:

Los cultivos energéticos están integrados por una serie de especies vegetales cuya cosecha (biomasa), a diferencia de los cultivos agrícolas tradicionales, se dedica a la producción de energía. Como en el caso de los cultivos agrícolas, los energéticos pueden ser de tipo herbáceo o leñoso.

En la actualidad existen algunos cultivos agrícolas, como es principalmente el caso de determinadas oleaginosas (girasol, soja, colza, palma etc), los cereales, la caña de azúcar y la remolacha que se están dedicando indistintamente a la producción de alimento o de energía. También algunas especies forestales utilizadas tradicionalmente como madera pueden ser empleadas como cultivos energéticos; tales son los casos del chopo, del sauce o del eucalipto, entre otras. Cuando estas últimas especies se dedican a la producción de energía se suelen emplear clones específicos que se cultivan en plantaciones mucho más densas (hasta 30.000 árboles por hectárea) y en las que los turnos de rotación (cortas) se efectúan en periodos mucho más cortos en el tiempo (normalmente 2-4 años) que los madereros.

No obstante, muchas de las especies que se están desarrollando para aplicaciones energéticas son distintas a las agrícolas y forestales tradicionales y constituyen, por tanto, cultivos no convencionales.


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Características:

Las especies o, en su caso, variedades, vegetales de interés para su empleo como cultivos energéticos se deben caracterizar por un alto grado de rusticidad, superior, por lo general, al de las especies o variedades agrícolas tradicionales.

Eso significa que los cultivos energéticos son resistentes al frío, soportan pocas plagas y presentan una alta eficiencia en la utilización del agua y de los nutrientes, todo lo cual en la práctica suele traducirse en unas necesidades de fertilizantes, pesticidas y de agua netamente inferiores a las de los cultivos tradicionales, con los consiguientes efectos medioambientales positivos que ello conlleva. De hecho, con respecto al agua, la mayor parte de los cultivos energéticos que se están estudiando están adaptados básicamente a condiciones de secano.

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Aplicaciones de los cultivos energéticos:

Las biomasas obtenidas de las cosechas de cultivos energéticos tienen sus aplicaciones como combustible en los sectores térmico, principalmente en el sector doméstico, y eléctrico; así como para la producción de biodiesel y bioetanol, que son biocombustibles del sector transporte.

Para la producción de calor y electricidad los cultivos más adecuados son los de tipo lignocelulósico, que se emplean como combustible sólido en calderas y otros equipos de combustión. Algunos ejemplos de cultivos de este tipo más estudiados en España son el chopo, para especies leñosas y el sorgo forrajero o el cardo (Cynara cardunculus) para las herbáceas.

Para la producción de biodiesel se emplean cultivos oleaginosos, siendo la colza y el girasol junto con posiblemente en un futuro la carinata (Brassica carinata) los cultivos con mayores posibilidades en España para esta aplicación.

Como materias primas para la producción de bioetanol las más adecuadas con las tecnologías actuales son las biomasas azucaradas, como la caña de azúcar o la remolacha, y amiláceas, principalmente los granos de cereales, como el maíz, cebada y trigo. En España se están empleando indistintamente trigo o cebada para la producción de bioetanol. La pataca (Helianthus tuberosus) podría ser de interés para esta aplicación en numerosas zonas de España.


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Objetivos del proyecto:

El objetivo general del PSE On Cultivos es la promoción de la obtención de energía a partir de la biomasa de cultivos energéticos en España a través del desarrollo, definición y difusión de las condiciones que deben darse a nivel técnico, económico y medioambiental que posibiliten su implantación comercial sostenible.

El objeto final es situar la producción de energía en España a partir de biomasa de cultivos específicos desde su actual situación de muy bajo desarrollo, hasta un estado precomercial, definiendo y contribuyendo a crear las condiciones que promuevan el mercado de esta alternativa.

El desarrollo de la producción y uso comercial de los cultivos energéticos es en estos momentos uno de los objetivos mas ambiciosos dentro de las políticas sobre energías renovables en España y, en general, en la Unión Europea.

Como puede observarse en la Tabla, en la Unión Europea, el recientemente aprobado Plan de Acción de la Biomasa 2005-2010, establece unos objetivos de incremento de producción de energía para 2010 con biomasa residual y de cultivos energéticos de 62,9 MTEP/año de los que, aproximadamente, la mitad (35-40 MTEP/año) se estima deberán provenir de cultivos energéticos, los cuales contribuirán, así, aproximadamente, al 50 % del incremento de utilización previsto con biomasa.

En España, ver Tabla, el Plan de Energías Renovables 2005-2010, contempla unos porcentajes de contribución de la biomasa de cultivos energéticos (usos térmicos y eléctricos y biocarburantes) a los incrementos previstos de utilización energética de la biomasa para 2010 similares a los de la Unión Europea.


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Ventajas de los cultivos energéticos:

Por sus características, los cultivos energéticos tienen una serie de ventajas por las que pueden ser una solución importante a algunos de los principales problemas de la agricultura actual, a la vez que una fuente importante de energía endógena.

Entre sus ventajas pueden citarse la siguientes:

1 - Disminución de la dependencia de los combustibles fósiles:

Constituyen la fuente de biomasa con mayor potencial energético y la única cuya producción se puede planificar y especializar para la obtención de energía.

Contribuyen a asegurar el abastecimiento sostenible de biomasa, uno de los principales problemas actuales para mejorar la viabilidad del empleo de este recurso.

2 - Ventajas medioambientales:

La utilización energética de su biomasa supone una reducción de la mayor parte de las emisiones de efecto invernadero con respecto a los combustibles fósiles, lo cual les convierte en una estrategia relevante para cumplir con los compromisos contraídos en Kyoto.

La sustitución de los cultivos agrícolas tradicionales por cultivos energéticos puede suponer una reducción muy significativa del consumo de agua, fertilizantes y plaguicidas, así como de emisiones de efecto invernadero de la agricultura tradicional, lo que adapta especialmente a los nuevos cultivos a las posibilidades sostenibles de la producción agraria.

Pueden ser cultivos complementarios e incluso sinérgicos, bajo un punto de vista medioambiental, con los agrícolas tradicionales, reduciendo el impacto medioambiental de éstos, cuando se establecen ambos tipos de cultivos en alternancia.

3 - Ventajas económicas y sociales:

Los cultivos energéticos pueden suponer una alternativa para tierras agrícolas no rentables para la agricultura tradicional o bien aportar a los agricultores una posibilidad de diversificación de su producción, con beneficios positivos, en ambos casos, para sus ingresos.

La producción y uso de la biomasa está creando en sus principales aplicaciones energéticas un empleo directo por cada 600-800 toneladas de biomasa (en base seca) utilizada, más del 80% de este empleo en el sector agrícola.


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Datos generales:

Duración: 2005-2012

Presupuesto total: 79,6 M €

Participantes: 28
- Empresas: 18
- Universidades y Centros de I+D: 8
- Otros organismos: 2

Superficie total estimada de demostración de los cultivos (2005-2012): 30.000 Ha.

Comunidades Autónomas en las que se desarrolla el Programa de Demostración de los Cultivos:
Andalucía, Aragón, Castilla la Mancha, Castilla y León, Extremadura, Madrid y Navarra.

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Estructura del PSE On Cultivos:


Área 1: Producción de biomasa de los cultivos

Área 2: Utilización energética de la biomasa

Área 3: Elaboración y evaluación de los ACVs energético, económico y medioambiental de las cadenas energéticas de los cultivos en fase de demostración.

Área 4: Actividades de difusión y explotación de los resultados

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DÁreas de actividad:

ÁREA 1: PRODUCCIÓN DE BIOMASA DE LOS CULTIVOS

Esta área comprende el estudio de producción de biomasa de los cultivos, incluyendo actividades de logística de suministro.
Se estudiará la potencialidad de varios cultivos energéticos en las distintas comarcas españolas y se realizarán programas de demostración y experimentación.

Programas de demostración y experimentación:
Colza: Brassica napus
Carinata: Brassica carinata
Sorgo: Sorghum bicolor
Cereales para producción de bioetanol
Chopo: Populus spp.

Programas de experimentación:
Cardo: Cynara cardunculus
Paulownia: Paulownia spp.


Detalle Paulownia spp.

Uno de los objetivos principales de los programas de demostración es el estudio del rendimiento y costes de producción de los cultivos en distintas localizaciones españolas en condiciones reales, mientras que el programa de experimentación pretende, entre otros objetivos, evaluar el potencial de nuevos cultivos, optimizar los parámetros agronómicos de los cultivos en fase de demostración, así como realizar la selección y mejora de variedades o clones.

ÁREA 2: UTILIZACIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA

En esta área se realiza el desarrollo y demostración de la utilización de la biomasa de los cultivos en diferentes aplicaciones energéticas:
- Aplicaciones térmicas del sector doméstico.
- Generación de electricidad en sistemas centralizados y descentralizados.
- Producción y utilización de biocarburantes.

ÁREA 3: EVALUACIÓN. ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA

La evaluación de la sostenibilidad de los cultivos energéticos se llevará a cabo mediante la realización y análisis de los ciclos de vida (ACVs) energético, medioambiental y económico de las distintas etapas que componen las cadenas energéticas estudiadas en las áreas anteriores y su comparación con los ACVs correspondientes de los combustibles fósiles.

ÁREA 4: DIFUSIÓN Y EXPLOTACIÓN DE LOS RESULTADOS

Entre otras acciones se realizarán actividades de formación, visitas, charlas y jornadas técnicas dirigidas a agricultores, industriales del sector y escolares.

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Participantes:

El PSE On Cultivos lo integran actualmente 28 participantes, de los que 18 son empresas y otras entidades privadas y 8 son universidades y organismos de I+D.

La práctica totalidad de los participantes cuentan con una amplia experiencia de trabajo previo en el campo de la biomasa y son bien conocidos en este campo de trabajo tanto a nivel nacional como internacional. Para el desarrollo del Proyecto forman un grupo multidisciplinar con un alto grado de complementariedad entre ellos, lo cual contribuye a asegurar el éxito de los objetivos previstos.


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Otros aspectos:

Son numerosos los apoyos institucionales y privados a la realización del proyecto, tales como la Junta de Castilla y León en cuyos terrenos de la Escuela de Capacitación y Experiencias Agrarias de Almazán se llevan a cabo la experiencia de pópulos y Excma. Diputación provincial de Soria.

Otros objetivos son aplicar la información obtenida para demostrar y divulgar la viabilidad de la utilización de los cultivos de energía a escala industrial y sus ventajas.

Los objetivos concretos de este proyecto son el estudio de las citadas especies para su utilización como producción energética, y entre otros:

- Conocer la adaptación a los secanos y regadíos de Soria de distintas especies para producción de biomasa lignocelulósica. Se obtendrán datos principalmente en secano con brassica carinata. Además, fuera del proyecto europeo se implantará cynara cardunculus L (cardo) en secano, chopo y paulownia en tierras de regadío.
- Estudiar la adaptación varietal y las técnicas de cultivo de ambas especies.
- Conocer el mejor momento de siega, dentro del desarrollo vegetativo de los cultivos, para su aprovechamiento como biomasa lignocelulósica utilizable en procesos de combustión para producción de energía eléctrica.
- Determinar los costes de producción y estudio comparativo con el cereal.

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