Los cultivos energéticos lignocelulósicos son cada día más frecuentes y más industrias los conciben como una opción sostenible y realista a largo plazo.En muchos casos, más baratos que la biomasa residual. ¿Pero cuál es el costo que podemos esperar?

Mucha gente discute sobre esto. En Españapor ejemplo existen cientos de experiencias demostrativas y comerciales realizadas en los últimos años en el sector privado y en proyectos de investigación financiados. En el resto de Europa esto aún aumenta mucho más y recientemente empezamos a ver valores en Latino América y en Estados Unidos con muchas alternativas. Se trata de decenas de especies anuales y perennes, con muchas posibilidades en materia de cultivos con especies leñosas y herbáceas.

¿Cómo comparar los cultivos energéticos?

grass elecEstá claro que no hay una mejor opción para todo el amplio abanico de ambientes y realidades geográficas, agrarias, medio ambientales, hídricas, sociales, económicas y tecnológicas. Sin embargo sabemos que hay zonas de alta productividad y zonas marginales de menor productividad que además poseen menores costos en algunos factores productivos clave como ser el costo de la tierra o el agua si hay regadíos.

Un aspecto que queda claro es que las biomasas no tienen todas las mismas calidades. Sin embargo la calidad de la biomasa tiene unos rangos relativamente estables en cuanto a su calidad y se tiene bastante claro que si una hectárea produce una cantidad “x” de toneladas por año (digamos ahora mismo 15 ton secas por hectárea, tMS/ha) a la vez se tendrá un coste en $/ha o €/hectárea. Y por ende esto redunda en unos costes en $/ton seca. Asumiendo variabilidades en poderes caloríficos y humedades del producto comercial se observan los costes de la biomasa puesta en campo en la mayoría de las veces en dos típicos formatos, las pacas o fardos y las astillas o chips.

Luego sabemos que los rendimientos no son constantes. Años buenos y malos afectan y además a lo largo de la vida útil de una plantación, existen evoluciones o curvas de productividad con un pico alrededor de los años 3 a 5 en la mayoría de las perennes.

Asumiendo el poder calorífico de las biomasas, podemos llegar a valores en $ o € por gigajoule o por kwh en la biomasa puesta en origen de los cultivos energéticos.

Una equivalencia típica que todos hacemos es la de tonelada seca a cero por ciento (en inglés suele llamarse oven dried ton y en español tMS equivalente a cero %). No obstante todos sabemos que la humedad de la biomasa comercial de plantaciones energéticas parte de 12% y suele considerarse hasta 45% aproximadamente según casos con viabilidades comerciales en gasificación o incluso con 80% como en el caso del biogás). Más húmeda esté, el coste final de la biomasa será mayor en la mayoría de los casos debido a cuestiones de logística, el talón de Aquiles en la biomasa sólida.

euca brasil

Por tanto hay factores que varían en unos rangos conocidos de cualquier plantación energética:

* Poder calorífico
* coste por hectárea (medio, desde establecimiento hasta levantamiento de parcelas y promediado a lo largo de la vida útil incluyendo tierra, amortización, etc.). Esto suele aumentar mucho con la tierra y el agua en sitios en Europa como por ejemplo en Andalucía.
* coste por tonelada humeda y coste por ton seca equivalente a cero % (pese a que los rangos reales

La productividad y el costo fijo, son claves

Se sabe que algunos cultivos son de bajo costo pero rinden menos y hay que recolectarlos en una mayor superficie. Otros rinden más y hay que recolectarlos en una menor superficie disminuyendo así los costes logísticos. Sin embargo también es un dato conocido que producir muy elevados rendimientos tiene como contra el aumento de recursos requeridos ( fertilizantes, suelo, agua, etc.) y muy frecuentemente la industria debe compensar en esas zonas las posibles alternativas y márgenes netos agrarios que los agricultores pueden considerar  (caso de la soja y el maíz en Argentina en zonas de alto rendimiento, o en España en Andalucía y Murcia donde el costo de la tierra y el agua permite elevados márgenes agrarios y por más que se produzca mucha biomasa el costo final es demasiado elevado).

Producir mucho o poco y tener costos fijos altos o bajos, cambia mucho más el costo por GJ que tener una biomasa de alto o bajo poder calorífico. Esto es un aspecto bastante claro para la mayoría de los investigadores y empresas. Si la tecnología nos permite flexibilidad en cuanto al contenido energético de la biomasa, tenemos una ventaja adicional. Pero las variabilidades finales, tienen en general mucho más que ver con producción y coste fijo que con costos variables o calidad del producto. Esto no quiere decir que la calidad no afecte y de hecho puede ser determinante. Sin embargo cambiar de 70 $/tMS a 45 $/tMS o  de 8 $/GJ a 2$/GJ, tiene que ver mayormente no con la calidad sino con otros aspectos.

En este contexto sabemos que hay biomasas que tienen costos bajos por tonelada seca o por gigajoule aportado en campo y otras que tienen un coste mayor. En nuestra experiencia los costes mas elevados en España los tienen los materiales leñosos de corta rotación en zonas de regadío del sur del país. En concreto hemos visto costes de producción en campo de hasta 150 euros por tonelada de materia seca equivalente a cero %.

Los costes más bajos que se conocen por nuestro grupo son de alrededor de 20 dólares (y aproximdamente de unos 26 €  en Europa) por tonelada de materia seca puesta en campo (cosechada y cargada en camión a pié de parcela). En otro post les contaremos de cuales son los sistemas de menor costo de producción por gigajoule, pero para no entrar en detalles dejamos claro una cosa: no es siempre el mismo sistema en todas las zonas e incluso siendo el mismo cultivo, los manejos agronómicos y productivos a veces son radicalmente distintos.

Sin embargo no es esperable que esto sea una situación media a extrapolar a miles de casos o hectáreas. Nos han reportado cientos de casos y costes estimando producciones muy variables (por ejemplo con Arundo donax o con otros cultivos de los que a veces esperan valores medios de rendimiento de 50 o 60 ton secas por hectárea por año). Sin embargo, pese a que si ocurre pueden bajar los costes medios en $/GJ, la realidad hasta ahora no muestra esos valores medios de rendimiento por hectárea y año a lo largo de la vida completa de una plantación comercial en gran escala.

En todo este artículo no se tienen en cuenta subsidios agrarios o de otros tipos (subsidios a insumos y/o productos o subproductos).

Algunas referencias sobre análisis de costos en cultivos energéticos:

Evaluating the Cost and Greenhouse Gas Emissions of Supplying a Dedicated Energy Crop: A GIS-based Multi-objective Optimization Analysis

Modelling the costs of energy crops: A case study of U.S. corn and Brazilian sugar cane

7 Hot Energy Crops for Advanced Biofuels: What’s Happening?

Energy Crop Economic Feasibility

Modelling the perennial energy crop market: the role of spatial diffusion

  • acacia mangium2

  • leucaena2

  • Virginia fanpetals

  • poplar short rotation coppice 1

  • napier grass