PROYECTO
DE LEY
GENERACIÓN
DE ELECTRICIDAD A TRAVÉS DE BIOMASA
Expediente
N.º 16.788
ASAMBLEA
LEGISLATIVA:
Antes del inicio de la era industrial, la mayor parte de
las necesidades energéticas de la humanidad fueron cubiertas mediante el uso de
biomasa. Sin embargo, a partir de la
mitad del siglo XIX, se incrementó la proporción correspondiente al uso de
carbón mineral debido a la existencia de grandes depósitos que ofrecían mejores
facilidades para la obtención y distribución de energía en comparación con la
leña.
De esta forma, el carbón mineral se convirtió en la
principal fuente de energía a principios del siglo XX, en donde sus
aplicaciones incluían tanto la producción de energía calórica, como su uso en
el sector transporte, principalmente como combustible de locomotoras.
Con el desarrollo de los motores de combustión interna,
el uso del carbón mineral en el sector transporte fue desplazado por
combustibles líquidos, sin embargo; debido a que prácticamente en la misma
época se inicia la generación de electricidad con plantas de vapor alimentadas
con carbón mineral, una buena parte de la energía mundial siguió siendo suplida
por medio de este combustible.
Posteriormente y debido a restricciones ambientales, el
carbón mineral fue sustituido por gas natural tanto en el sector residencial
como en la generación de electricidad.
Dadas las características del dióxido de carbono (en
adelante, CO2) y su papel en el ciclo de la vida, existe un intercambio entre
las diferentes secciones de la corteza terrestre y alrededor del 50% de las
emisiones de este gas producidas por el hombre son capturadas por los océanos y
por los bosques; sin embargo, el resto se ha estado acumulando en la atmósfera
y dado el comportamiento que presenta este gas ante los rayos infrarrojos emitidos
por el planeta, la acumulación de este en el aire, favorece el conocido efecto
invernadero, el cual a veces es asociado con los aumentos en la temperatura
promedio del planeta que se han experimentado en los últimos años.
Debido a que una gran parte de los países en vías de
desarrollo están demandando mayores cantidades de energía con el fin de atender
las necesidades básicas de su población,
Está claro que no es factible detener el desarrollo de
los países, sin embargo, se deben tomar acciones con el objetivo de promover:
1) El uso cada vez más
eficiente de la energía.
2) La
utilización de (biomasa) como fuente energética.
Con la primera acción es posible entre otros beneficios,
reducir las emisiones de CO2 debido a que se lograría disminuir el consumo
total de energía, mientras que la segunda permite sustituir derivados del
petróleo por fuentes de energía que han sido producidas a partir del proceso de
la fotosíntesis, por lo que su producción prácticamente no tiene efecto neto en
la emisión de CO2.
No se debe olvidar que en los últimos años se ha
incrementado el consumo mundial de petróleo, debido principalmente a la presión
que está ejerciendo los países asiáticos en la demanda mundial de este
energético.
Esta situación ha contribuido con el incremento en los
precios internacionales que se han experimentado en los últimos años, como se
observa en el siguiente gráfico.
Dado que Costa Rica no cuenta con reservas probadas de
petróleo, existe una gran dependencia energética de fuentes externas.
Las principales alternativas existentes para reducir esta
dependencia energética nuevamente son:
el uso más eficiente de la energía y el empleo de biomasa.
Definición
de biomasa
Es importante saber que la biomasa es el término por el
cual se conoce a toda materia viva. Para
nuestros propósitos, se puede considerar que la biomasa es toda aquella materia
de origen vegetal o animal que pueda ser utilizada en la obtención de energía
ya sea directa o indirectamente.
Tipos
de biomasa
Cuando la biomasa es utilizada en la producción de
energía puede clasificarse en:
a) Biomasa natural: se obtiene naturalmente e incluye la leña.
b) Biomasa residual: procede de recursos generados en las actividades
agrícolas, agroindustriales o forestales y normalmente se mantienen con
contenidos de humedad inferiores al 80%.
c) Biomasa
residual húmeda: procede de las aguas residuales ya sean
urbanas o industriales y también de los residuos ganaderos.
d) Cultivos energéticos: son aquellos cultivos realizados tanto en
terrenos agrícolas como forestales y que están dedicados a la producción de
biomasa con fines no alimentarios.
Por otra parte, en el momento de considerar un cierto
tipo de biomasa con el fin de utilizarla en la producción de energía se deben
tomar en cuenta los siguientes aspectos:
a) Contenido de humedad
Esta propiedad afecta directamente la eficiencia final en
la combustión de la biomasa, ya que el contenido de agua existente en ella,
será evaporado durante el proceso de combustión disminuyendo la cantidad de
energía disponible para el proceso de calentamiento.
Adicionalmente, altos contenidos de humedad hacen
necesaria el uso de mayores cantidades de exceso de aire lo que a su vez reduce
aún más la eficiencia en la combustión.
Existen dos opciones para el empleo de la biomasa en la
generación de energía que dependen directamente del contenido de agua existente
en ella.
Cuando los contenidos son
sumamente altos de tal forma que lo que se tiene son lodos, es posible pensar
en el proceso de biodigestión en el cual la biomasa es degradada a metano (CH4),
CO2 y otros gases debido a una descomposición bacteriana del tipo anaeróbica
(en ausencia de oxígeno).
Contenidos de humedad inferiores al 60% permiten la
combustión directa de la biomasa en hornos, mientras que por debajo del 20% de
humedad ya es factible considerar procesos como la gasificación en donde la
biomasa es transformada en un gas sintético formado por el monóxido de Carbono
(CO) y el hidrógeno (H2).
Un aspecto importante de la humedad es que afecta
directamente el contenido de energía por kilogramo de biomasa. Entre mayor sea
la humedad menor será la energía que podrá obtenerse durante la combustión.
b) Poder calórico
Esta propiedad se define como la energía que es posible
obtener al quemar un kilogramo de una sustancia.
Se expresa de dos formas:
el poder calórico superior, el cual considera que el agua obtenida
durante el proceso de combustión es recuperada en forma líquida por lo que se
tiene una mayor cantidad disponible de energía, y el poder calórico inferior
que considera que el agua se mantiene en el estado gaseoso, lo cual representa
en mejor medida los procesos típicos de combustión en las industrias. El contenido de agua afecta directamente el
poder calórico.
Por lo anterior, durante el almacenamiento el poder
calórico de la biomasa podría verse afectado debido a la exposición a
lluvias. Asimismo, si se almacena por
períodos largos su contenido energético podría disminuir debido a la oxidación
del aire.
c) Contenido y caracterización de las
cenizas
Las cenizas también afectan el poder calórico ya que bajo
este término se conoce a los residuos de la combustión, los cuales no
contribuyen con la liberación de energía durante el proceso.
Por ejemplo, una biomasa con un contenido de ceniza del
4% tiene un 3% menos de energía que la biomasa cuyo contenido de ceniza es del
1%.
Otro aspecto que se debe tomar en cuenta es la
característica de la ceniza obtenida ya que las mismas deben considerarse
durante el diseño del horno.
Cenizas con bajo punto de fusión tienden a fundirse en
las parrillas de los hornos bloqueando el paso de aire y afectando la capacidad
de la cámara de combustión. Asimismo,
cenizas con altos contenidos de sílice son muy abrasivas y tienen impactos
importantes en los costos de mantenimiento.
d) Contenido de azufre
Durante el proceso de combustión este elemento se
transforma de óxido de azufre que a su vez pueden formar ácidos en presencia de
agua, los cuales causan corrosión en los equipos y el efecto conocido como
lluvia ácida.
Algunas naciones han regulado el contenido máximo de
azufre que puede contener combustibles fósiles, sin embargo, la biomasa
normalmente posee contenidos inferiores al 0,1% lo que está por debajo de los
niveles existentes en el diésel (0,3%).
e) Densidad
La densidad es la relación entre la masa y el volumen y
existen dos tipos la real y la aparente.
En el primer caso se mide el volumen por desplazamiento de agua por lo
que se toma en cuenta el volumen real mientras que en el segundo caso se utiliza
el volumen aparente o sea que incluye el espacio vacío existente entre las
fibras o partículas de la biomasa.
La densidad aparente debe ser considerada para determinar
los costos de transportar la biomasa y en el diseño de los patios de
almacenamiento.
Encuesta
de oferta y consumo energético nacional a partir de
la biomasa
Por ello es realmente importante, destacar la encuesta de
oferta y consumo energético nacional a partir de la biomasa elaborado por
En este informe señalan claramente que es muy viable para
un país como Costa Rica, utilizar la biomasa en la producción de energía.
Se señala en dicho informe que existen varias formas de
transformar la biomasa en energía y se pueden clasificar en métodos
termoquímicos y biológicos.
Los métodos termoquímicos buscan obtener calor a partir
de la biomasa o utilizar parte de su energía para lograr su transformación.
Existen tres tipos de procesos que dependen de la
cantidad de oxígeno presente en la transformación:
a) Combustión: Se somete a la biomasa a altas temperaturas
con un exceso de aire que depende de las características de los equipos y de la
biomasa utilizada. Es el método más
utilizado para la obtención de calor en industrias.
b) Pirólisis: Es la acción de gasificar biomasa sometiéndola a
temperaturas arriba de los
c) Gasificación: Se somete a la biomasa a muy altas
temperaturas en presencia de agua suficiente para ajustar un 20%
aproximadamente. El proceso emplea
cantidades limitadas de oxígeno con lo que se obtiene monóxido de carbono e
hidrógeno, esta mezcla conocida como gas sintético puede utilizarse para
obtener electricidad y vapor. El gas
sintético también puede hacerse reaccionar nuevamente con vapor de agua para
formar dióxido de carbono (CO2) y más hidrógeno. El gas sintético se puede
utilizar para la producción de metanol, amoniaco o diésel, utilizando procesos
catalizadores comunes.
Mientras que los métodos biológicos se basan en la
utilización de diversos tipos de bacterias que degradan las moléculas en CO2 y metano o etanol. Son métodos adecuados para biomasa de alto
contenido en humedad, los más conocidos son la fermentación alcohólica para
producir etanol y la digestión anaerobia, para producir gas metano.
La digestión anaerobia de la biomasa por bacterias, se
puede utilizar en explotaciones de ganadería intensiva, con la instalación de
biodigestores en donde los excrementos animales se degradan en un gas que
contiene cerca del 60% de metano.
Fuentes
de biomasa disponibles en Costa Rica
De acuerdo con el estudio supra indicado, el cuadro en la
página siguiente demuestra que Costa Rica cuenta con la serie de la producción
agropecuaria para el período 1998-2003, en las actividades indicadas en dicho
cuadro en las que se genera biomasa como subproducto.
Por ejemplo, en el caso de la palma africana se generan
tres tipos de residuos: la fibra del
pinzote, la cascarilla y la fibra del mesocarpio.
En el caso de la caña de azúcar se obtiene la cachaza y
el bagazo, mientras que en el del café se obtienen tanto la broza como la
cascarilla.
Muchos de los residuos se dejan en la misma plantación en
donde se descomponen y forman abono orgánico o compostaje.
En otros casos los residuos son tratados con el fin de
producir alimento para animales mientras que en algunos procesos
agroindustriales como en la obtención del azúcar, son utilizados para la
generación de la energía requerida en el mismo.
Las características de estos residuos dependen de varios
factores como:
- Tipo de proceso agroindustrial
utilizado
- Tecnología de almacenamiento
- Existencia de procesos de secado
Dependiendo de su valor nutricional y energético, es
factible obtener beneficios de la industrialización de los desechos biomásicos
de la actividad agropecuaria.
Sin embargo, antes de evaluar el uso energético de un
residuo, es conveniente evaluar su nivel alimenticio ya que su valor como
alimento para animales supera el equivalente como energético.
Un residuo con un bajo contenido energético y baja
densidad aparente, no es conveniente transportarlo a largas distancias. Por ejemplo, si se considera que la densidad
de la cascarilla de arroz es de 110 kg/m3 2 y que el costo de
transporte utilizando una carreta con capacidad para
Ante esta situación es posible concluir que es preferible
utilizar los residuos biomásicos cerca del sitio de generación.
La biomasa puede sufrir durante el almacenamiento
procesos naturales de oxidación y descomposición que provocan la pérdida de sus
propiedades térmicas.
Adicionalmente, si la biomasa no es almacenada bajo
techo, existe el riesgo de que aumente su contenido de humedad y por
consiguiente se reduzca la cantidad de energía útil que se podrá obtener de
ella.
Otro aspecto por considerar consiste en la disposición de
las cenizas o de la misma biomasa en caso de que no toda la cantidad generada
sea consumida en los procesos agroindustriales.
Este factor contribuye a que muchas empresas no tengan interés
en optimizar el uso de los residuos de la actividad agropecuaria debido a que
el manejo de estos desechos implicaría costos adicionales que no generan
beneficios.
Los residuos biomásicos que no son aprovechados en la
obtención de abono orgánico, alimento para ganado o en la producción de
energía, representan altísimas cargas relacionadas con la demanda biológica de
oxígeno, en caso de que los mismos sean dispuestos en lagunas de oxidación u
otros cuerpos receptores.
El planteamiento de la utilización de la biomasa como
fuente de energía tiene que estar basado en la sostenibilidad, es decir,
consumir a lo sumo, lo que se produce.
En el aprovechamiento de la bioenergía, es importante
evitar posibles consecuencias nocivas para el medio ambiente, como son la
extracción excesiva de leña de bosques o el establecimiento de monocultivos en
gran escala, excepto plantaciones forestales.
Tal y como se comentó anteriormente, la emisión de gases
de efecto invernadero acelera el calentamiento de la atmósfera y colabora a un
cambio climático, que podría trascender muy negativamente en muchos aspectos de
las actividades humanas; por esta razón, la utilización de la biomasa juega un
papel positivo.
Otro aspecto positivo del uso de la biomasa corresponde a
su contribución a reducir la lluvia ácida ya que tiene un contenido de azufre
prácticamente nulo, generalmente inferior al 0,1%. Por este motivo, las emisiones de dióxido de
azufre, que junto con las de óxido de nitrógeno son las causantes de la lluvia
ácida, son mínimas en los procesos de transformación de biomasa forestal en
energía.
Adicionalmente, el uso de la biomasa permite recuperar
suelos abandonados en donde la falta de cobertura vegetal podría provocar
serios problemas de desertificación y podría ayudar a prevenir problemas de
erosión al reducir el impacto de la lluvia y el transporte de sedimentos.
Una de las principales desventajas de la biomasa es que
se necesita una cantidad de hasta tres veces mayor que la requerida con el
uso de combustibles fósiles debido a su
bajo poder calórico.
Además, los costos de manipulación y almacenamiento de
sustancias sólidas son más caros que los correspondientes a materiales
líquidos.
Por otro lado, la eficiencia energética de los procesos
de combustión de combustibles sólidos tienden a ser más ineficientes debido a
que son necesarias mayores cantidades de aire para lograr la combustión
completa.
El
uso de la biomasa en la generación eléctrica
La biomasa es obtenida a través de
la transformación de la energía solar en energía química por medio del proceso
de fotosíntesis.
Para producir energía eléctrica a
base de biomasa, se pueden seguir dos vías alternas. Los productos residuales de las granjas,
productos forestales o desechos municipales se pueden bio convertir bajo un
proceso húmedo, en gas metano. Este gas
a su vez, se utiliza como combustible para generar calor y por medio de una
caldera, producir energía eléctrica a base de vapor de agua.
Por la vía de la gasificación, es
necesario transformar la biomasa previamente ya sea para producir gas
sintético, o biogás. Posteriormente,
este gas se utiliza para producir electricidad por medio de un generador movido
por un motor de combustión interna modificado para funcionar con gas.
Conclusiones
y recomendaciones
del estudio
“El
análisis de los resultados obtenidos a partir de esta encuesta, así como los
trabajos de investigación consultados, permiten arribar a las siguientes
conclusiones:
1. Los
residuos biomásicos generados en Costa Rica en el año 2006 poseen un contenido de energía de 94 155
TJ lo que habría permitido obtener alrededor de 1 GW de electricidad durante
ese año.
2. Alrededor
de un 61% de los residuos biomásicos producidos no son utilizados.
3. Las
fuentes de biomasa con mayor potencial energético son los residuos de las
cosechas de piña y de caña de azúcar (46 300 TJ y 11000 TJ respectivamente).
4. La
disponibilidad de biomasa proveniente de los residuos de la cosecha de la piña
y de la caña de azúcar generados durante los meses de la época seca, permitirían obtener más de 700
MW.
5. Con
respecto a la utilización actual de los residuos en procesos de obtención de
energía, existen áreas de oportunidad en donde se podrían realizar mejoras que
permitan optimizar su consumo, dentro de las cuales se encuentran la sustitución de las
tecnologías de combustión y el control de los procesos.
6. Los
residuos derivados de animales así como los desechos de frutas, efluentes y
lodos obtenidos de las actividades agropecuarias de Costa Rica podrían utilizarse para generar 205 millones de Sm3 (metros cúbicos estándares) de biogás al año.
7. La
crianza de pollo y el procesamiento de frutas son las actividades con mayor
potencial de aprovechamiento para la obtención de biogás.
8. Muchos
de los residuos biomásicos generados en Costa Rica no están debidamente
caracterizados y sus propiedades no son conocidas por las empresas generadoras.
9. Las
necesidades térmicas requeridas en los procesos de extracción de aceite de
palma, secado del arroz y obtención de azúcar son obtenidas en su totalidad
mediante el empleo de los residuos biomásicos que generan estas actividades.
10. La
producción de cascarilla de café no es suficiente para abastecer las
necesidades energéticas que demanda el proceso de secado del café, por lo que el empleo de la broza y el
mucílago en la obtención de biogás, podría suplir la energía adicional
requerida.
11. Existen
empresas que, debido a su tamaño, ofrecen buenas oportunidades para desarrollar
proyectos para la obtención de energía a partir de sus residuos biomásicos. Entre ellas destacan las empresas extractoras
de aceite de palma, las grandes productoras de pollo y cerdo; las arroceras,
los ingenios de azúcar y las empresas procesadoras de frutas.
12. La
evolución observada en los últimos años en relación con los mercados de la piña,
azúcar, aceite de palma, etc., sugieren que la producción de residuos
biomásicos en Costa Rica es de esperar que aumente en los próximos años.
Adicionalmente,
es conveniente que la información presentada en este informe sea utilizada para
definir estrategias que incentiven el aprovechamiento de los recursos
energéticos derivados de los residuos biomásicos de las actividades
agropecuarias.”
Este informe, sin duda, no cae en saco roto y por ello en
el Movimiento Libertario lo tomamos con la seriedad debida, y dado que nuestro
país tal y como lo señalamos previamente, depende de los combustibles fósiles y
de su precio en el mercado; con la generación de electricidad por biomasa, se
nos abre una ventana con ventajas inimaginables, para que Costa Rica, no solo
produzca su propia electricidad sin depender de otros países y factores, sino
que también ayudará al mejoramiento del medio ambiente y a reducir desde estos
Esto sin duda, es parte de un plan nacional que esta
Fracción y el Partido del Movimiento Libertario presenta a los costarricenses
por medio de la presente iniciativa (en conjunto con el expediente N.º 16.579,
Exoneración del pago del impuesto al diésel para la producción de
electricidad), que tiene como fin, establecer estrategias serias, para la
obtención de electricidad para todos los habitantes de esta Nación.
En razón de lo anterior, proponemos el siguiente proyecto
de ley.
DECRETA:
GENERACIÓN
DE ELECTRICIDAD A TRAVÉS DE BIOMASA
ARTÍCULO
1.- Refórmase el artículo 4
de
“Artículo 4.- Son fuentes convencionales de energía
eléctrica, todas aquellas que utilicen como elemento básico los hidrocarburos
de origen fósil, el carbón mineral o el agua.
Se define como biomasa a toda
materia de origen vegetal o animal que pueda ser utilizada en la obtención
de energía eléctrica en forma directa o indirecta, considerándose una fuente no
convencional de energía.”
ARTÍCULO
2.- Refórmase el artículo 7
de
“Artículo
7.- El Instituto
Costarricense de Electricidad podrá declarar elegible un proyecto para la
explotación de una central de limitada capacidad, siempre y cuando la potencia,
por concepto de generación paralela, no llegue a constituir más del quince por
ciento (15%) de la potencia del conjunto de centrales eléctricas que conforman
el Sistema eléctrico nacional. Se
exceptúa del cálculo de la limitación del porcentaje señalado en este artículo,
a los casos de la generación de electricidad por biomasa.
El
Instituto Costarricense de Electricidad rechazará las solicitudes que
interfieran con un proyecto o concesión anterior, en trámite u otorgada.”
ARTÍCULO
3.- Refórmase
el artículo 17 de
“Artículo 17.- Las empresas productoras de energía
eléctrica autónoma o paralela gozarán de las mismas exoneraciones que el
Instituto Costarricense de Electricidad, en la importación de maquinaria,
equipo y cualquier otro insumo, incluyendo materia
prima, para producir, "turbinar", generar, controlar, regular,
transformar y transmitir energía eléctrica.”
ARTÍCULO
4.- Refórmase
el artículo 20 de
“Artículo 20.- Autorización para compra de energía
Se autoriza al ICE para comprar energía eléctrica
proveniente de centrales eléctricas de propiedad privada, hasta por un quince
por ciento (15%) adicional al límite indicado en el artículo 7 de esta Ley.
Esa
autorización es para adquirir energía de origen hidráulico, geotérmico, eólico,
en bloques de no más de cincuenta mil kilovatios (50.000 kw) de potencia
máxima.
Sin embargo en el caso de la energía proveniente de la
biomasa, no habrá límite para la compra de energía ni en la cantidad ni en los
bloques de potencia máxima.”
Rige a partir de su publicación.
Luis Antonio Barrantes
Castro Mario
Quirós Lara
Carlos
Manuel Gutiérrez Gómez Mario
Alberto Núñez Arias
Ovidio Agüero Acuña
DIPUTADOS
24 de
setiembre de 2007.
NOTA: Este proyecto pasó a estudio e informe de
Permanente
de Asuntos Económicos.