“uso de los residuos agrícolas orgánicos como fuente de … · 2015-05-28 · residuos...
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Proyecto
“Uso de los Residuos Agrícolas Orgánicos como Fuente de
Energía: Aprovechamiento de Recursos y Reducción de Gases
de Efecto Invernadero en Costa Rica”
Informe de Consultoría
Producto 1:
Evaluación de la Generación de Residuos Agrícolas Orgánicos
(RAO) en Costa Rica e Identificación de Sector Prioritario
Preparado por: Dr. Oscar Coto Chinchilla
Presentado a: FITTACORI
San José, Costa Rica
Noviembre 2013
Tabla de Contenidos
Pág.
Resumen Ejecutivo
Executive Summary
Reconocimientos
1. Introducción 1
2. Enfoques Metodológicos Utilizados 2
2.1. Conceptos Generales 2
3. Contexto Nacional Relevante 5
3.1. Sector Agroalimentario 5
3.2. Sector Energía 5
4. Caracterización de los Residuos Agrícolas Orgánicos (RAO) 7
5. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca y Energía Primaria para
distintos RAO en Costa Rica para el Año 2012
9
5.1. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Seca y Energía Primaria por Sector
Agrícola en el 2012
9
5.2. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca y Energía Primaria por Tipo
Específico de RAO para el 2012
14
6. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria para Distintos RAO en
Costa Rica para el año 2016
22
6.1. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria por Sector Agrícola en el
2016
22
6.2. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria por Tipo Específico de RAO
para el 2016
24
7. Caracterización de RAOs para el Sector Café y sus Áreas Prioritarias 26
7.1. Sector café en Costa Rica 26
7.2. Caracterización de RAOs en Regiones Cafetaleras de Costa Rica 30
8. Conclusiones y Recomendaciones 32
9. Referencias 34
Anexo 1: Datos de Origen para Estimaciones Realizadas 37
Anexo 2: Referencias de Caracterización de Residuos Agrícolas Orgánicos
(RAO)
39
Anexo 3: Procedimientos de Estimación de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca y
Energía Primaria
45
Anexo 4: Entrevistas Realizadas 57
Resumen Ejecutivo
El presente estudio se desarrolla en el marco de ejecución del Proyecto “Uso de los
residuos agrícolas orgánicos como fuente de energía: aprovechamiento de recursos y
reducción de gases de efecto invernadero”, desarrollado mediante alianza entre el
Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa Rica y la Fundación FITTACORI, bajo
el convenio específico CV-018-2013. El estudio en cuestión se realizó a través de una
consultoría de corto plazo realizada por un periodo de 6 semanas entre agosto y
septiembre del año 2013.
Costa Rica realiza importantes esfuerzos para avanzar hacia el desarrollo bajo en
emisiones. Como parte de dichos esfuerzos, se hace necesario valorar el potencial
que tiene el sector agropecuario en la búsqueda de fuentes alternativas de energía
limpia. Concretamente, se trata de explorar en este estudio corto la disponibilidad y
utilización de los residuos agrícolas orgánicos (RAO), como opciones que contribuyan
a sustituir fuentes convencionales de energía, principalmente hidrocarburos
importados, por fuentes biomásicas nacionales; además, de contribuir a reducir las
emisiones de Gases de Efecto Invernadero y a mejorar la eficiencia energética y
económica de los procesos productivos.
La valoración realizada en este estudio sobre RAO en Costa Rica se circunscribe a las
dimensiones del denominado análisis de potencial teórico de fuentes de energía
biomásica, con la inclusión de algunos elementos de procesos de conversión
tecnológica y tiene como objetivo actualizar información nacional y brindar elementos a
tomadores de decisiones en sus procesos de diseño de políticas e instrumentos de
apoyo al fortalecimiento del uso de la bioenergía en el país.
Los límites del alcance del estudio se circunscriben al territorio nacional del país, se
consideran fuentes de RAO en sectores agrícolas (tanto a nivel de campo como en
actividades agroindustriales), sectores de producción animal (pastoreo y
confinamiento) y el sector forestal en lo que respecta a aserraderos. La cuantificación
realizada se basa en la consulta de fuentes secundarias y entrevistas a especialistas
sectoriales.
El estudio toma en cuenta los siguientes sectores de interés y RAO específicos:
1. Café: pulpa, cascarilla, mucílago.
2. Caña de azúcar: bagazo, cachaza,
melaza, residuos de campo.
3. Piña: rastrojo, corona.
4. Arroz: granza.
5. Cítricos: cáscaras.
6. Banano: pinzote, banano rechazo.
7. Palma Africana: coquito, fibra
mesocarpio, fibra pinzote.
8. Aserraderos: aserrín, burucha,
leña, otros.
9. Avícola: excreta
10. Porcino: excreta.
11. Leche: excreta
12. Ganado de Carne: excreta.
Se realiza una caracterización de los residuos considerados considerando los factores
de generación de residuo, su contenido de humedad y el poder calórico superior;
basado en recopilación y valoración de fuentes secundarias de información tanto
nacional así como internacionales para dar un marco conservador y representativo a la
estimación relevante de la energía potencial en base seca de cada uno de los RAOs.
Se presentan resultados obtenidos por sector para la generación de biomasa húmeda,
biomasa seca y energía contenida para el año 2012, que se convierte en el año de
actualización realizada. El total de biomasa húmeda generada en el 2012 fue de unos
27 millones de toneladas, de los cuales los sectores agrícola y de aserraderos
representan el 52,7% mientras que los sectores pecuarios representan un 47,13%.
Mientras tanto en biomasa seca los sectores agrícolas y forestales representan un
55,4% mientras que los sectores pecuarios representan un 44,6%. A nivel del total de
energía primaria potencial que en el 2012 se estima en los 86.487 TJ, los sectores
agrícolas y de aserraderos concentran un 54% del total de esa energía. Se nota que
desde la perspectiva de potencial bruto, el sector pecuario es muy importante pero su
disponibilidad real de residuo está relacionada con los factores de confinamiento de
los sistemas productivos específicos, obviamente siendo menores en la ganadería
extensiva de pasturas.
Se incluyen resultados generados de la estimación de biomasa y energía potencial por
unidad de área de cultivo, aportando a la necesaria consideración espacial que
caracteriza a los residuos de la biomasa; en los que se nota el potencial de algunos
cultivos como la piña y el banano, cuyos RAOs no participan actualmente en cadenas
de conversión de energía como si lo hacen los RAOs por ejemplo en caña y palma
africana.
A nivel de cada tipo de RAO para el año 2012, se presentan resultados comparativos
entre distintos tipos de residuos con el objetivo de que tomadores de decisiones a nivel
nacional y sectorial puedan observar la relevancia de las potenciales contribuciones
energéticas y perfilar acciones de seguimiento relativas a caracterizaciones detalladas,
valoraciones tecnológicas y de sendas de conversión observando sus implicancias en
paradigmas de desarrollo sostenible.
A partir de la consideración de tasas de crecimiento anual observadas en los distintos
sectores de estudio para los periodos 200-2012 y 2006-2012 se realizan estimaciones
de crecimiento de producción y de ahí se estiman las potenciales ofertas de biomasa
húmeda y seca, así como energía potencial en los RAO en el país hacia el 2016;
apoyándose también en la opinión de especialistas sectoriales consultados que
permiten retroalimentar las tendencias y expectativas que con respecto a manejo
energético de RAO tienen los distintos sectores considerados. El rango de estimación
al 2016 indica que la energía en RAOs en dicho año estará alrededor de los 96.000
TJ, mostrándose que habrá un aumento en cerca de un 9,9% con respecto al año
base de 2012.
Atendiendo la importancia estratégica dada en el país al impulso de acciones de
mitigación climática como mecanismo para profundizar la sostenibilidad del cultivo
cafetalero, que de por sí tiene una importancia alta a nivel social y económico, se
detallan caracterizaciones de RAOS para diversas regiones cafetaleras del país.
Obviamente el alcance de metas de contribución debe considerar la capacidad y
articulación de las políticas e instrumentos de apoyo que son necesarias para lograr
este tipo de contribuciones; así como al adelanto en el trabajo metodológico y de
valoración de tecnologías específicas que valoren la viabilidad técnico-económica de
las rutas de conversión planteadas; tema que debe ser profundizado en el país y a
nivel sectorial.
Algunas de las conclusiones más relevantes son:
Es posible aproximar la estimación de potenciales teóricos de energía
contenida en los RAO estudiados, las fuentes de información son sólidas y aún
cuando se puede mejorar el enfoque metodológico, los resultados son
adecuados para aportar a procesos de toma de decisión a niveles nacionales y
sectoriales para definir sendas de consolidación de la bioenergía en el país.
Las valoraciones realizadas en este trabajo deben servir para ayudar a
informar a diversos tipos de tomadores de decisiones y pueden ayudar a
gestionar dinámicas de discusión necesarias para lograr apoyar y fortalecer la
contribución energética de la biomasa.
72,1
223,5
96,7
58,4
129,5
161,0
15,5
39,4
122,2
52,9
31,9
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88,0
8,5
27,0
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36,3
21,9
48,6
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Coto Brus Los Santos Perez Zeledón
Turrialba Valle Central
Valle Occidental
Zona Norte
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TJ)
Pulpa
Cascarilla
Mucilago
El trabajo de gestión de escenarios apenas comienza y se insta a los
tomadores de decisiones a realizar ejercicios y valoraciones de escenarios de
participación plausibles que sirvan para poder definir mejor metas de interés a
la gestión de la bioenergía en el país, apoyándose en establecimiento de
mapas de ruta concertados.
Algunas de las recomendaciones más relevantes son:
Continuar profundizando en la valoración de recursos biomásicos, por ejemplo
la valoración de disponibilidades de áreas de crecimiento de oferta y su
relación con temas de sostenibilidad parece muy importante.
Muchos cultivos agrícolas del tipo considerado, y que se desarrollan en ciclos,
podrían tener cantidades importantes de biomasa en pie que podrían llegar a
estar disponible a encadenamientos bioenergéticos en el país; por ende es
importante poder desarrollar una aproximación a este entendimiento.
Será necesario continuar fortaleciendo las capacidades nacionales y
sectoriales de valoración de tecnologías de conversión bioenergética para
apoyar la dirección de sendas sectoriales específicas.
Se debe a la brevedad posible y una vez se definan rutas críticas, solventar
una serie de retos específicos de caracterización de RAOs, adecuabilidad de
acople tecnológico y de establecimiento de curvas de costo de material
bioenergético.
Executive Summary
This study is being developed as part of the implementation of the Project “Uso de los
residuos agrícolas orgánicos como fuente de energía: aprovechamiento de recursos y
reducción de gases de efecto invernadero”, that looks at the use of agricultural organic
residues as an Energy Source and Climate Change Mitigation in Costa Rica; the
Project is implemented through Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa Rica
and Fundación FITTACORI, under the specific covenance CV-018-2013.
Costa Rica is advancing efforts towards achieving a low carbon development. As part
of such effort, the evaluation of the potential that the agriculture sector has in looking
for new sources of energy is of importance. This short study aims at assessing the
characteristics, availability and potential use of agricultural residues as an energy
source.
The boundaries of the assessment relate to the National level, considering residues
relevant to agricultural sub sectors, including agricultural, animal production and
sawmill operations in the country; and it is based on the consultation of secondary
sources of information as well as different tiers of interview processes with specific
stakeholders in the country.
Consideration is given to the following activities and types of residues:
Coffee: pulp, husk and mucilage; Sugar cane: bagasse, retort, molasses and green
residues; Pineapple: crown and field residues; Rice: husk; Orange Citrus: peels;
Banana: field residues, rejects; African palm: fibers and center nuts; Sawmills:
sawdust, different types of rejects and bark; Meat, dairy, chicken and pig production:
excreta.
Results are presented for the year 2012 for wet biomass, dry biomass and primary
Energy on as dry basis. For 2012, total wet biomass is in the order of 27 million tons,
with a participation of 52.7 % from agriculture and sawmills sectors while meat
production accounted for 44.6%. The total primary energy associated is on the order of
86.487 TJ.
Results are presented detailing different estimations developed on a per hectare ratio,
in order to assist decision makers in the country in assessing landscape issues
normally required when considering different feedstock’s from biomass for bioenergy
conversion routes.
Information is also presented on a per RAO basis in order to assess ratios between
residues for each single commodity.
By using statistical approximations to available data for periods ranging from 2001-
2012, extrapolation is done on the future availability of the different types of residues
studied, taking into account recent and expected (as per opinion of experts), resulting
on an overall expectative of up to 9.9% growth on residues over the period to 2016,
compared to the estimated 2012 values. Some specific sectors may show a decrease
in the expected outputs in the period, such as the case of coffee and others.
Determination has been done on the specific residue characterization of the coffee
sector per production regions, taking into account that the Project has taken the
decisión of targetting residue assessment as well as conversion path development due
to the significant importance on economic and social contributions, and also due to the
fact that the Costa Rican coffee sector is spearheading a nationally appropriate
mitigation action on sustainable practices and climate mitigation.
Some important conclusions are:
It has been possible to approximate the estimation of potential base of residues
for the targeted sectors in Costa Rica. The available information is solid and
can assist decision makers in properly developing future paths for considering
development of bioenergy conversion schemes in the country.
It is necessary to continue the work on evaluation of biomass resources for
example in areas such as availability assessments, including land access and
future development.
Several crops within the considered sectors may have important biomass
available from the above ground residues at points of re-seedling, therefore
further consideration should be given to those in due course of the assessment
o f biomass in the country.
Biomass energy as per the theoretical primary energy accounting done, shows
a promising potential to add up energy to the Costa Rican energy system;
further evaluations need to be established as to reach evaluation of the
economical and practical targets for such contribution to be achieved.
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Turrialba Valle Central
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Pulpa
Cascarilla
Mucilago
Reconocimientos
Se agradece la colaboración del Sr. Roberto Azofeifa, quien apoyó las gestiones
administrativas de este trabajo, así como el establecimiento de enlaces de
comunicación con especialistas sectoriales entrevistados, manteniendo un alto nivel de
compromiso y apoyo con el avance de realización de este estudio.
Se agradece al Equipo Local del Proyecto (ELP), que a lo largo y a través de las
distintas reuniones de presentación de resultados intermedios y finales brindó
retroalimentación y comentario.
Se agradece a cada una de las Instituciones, Cámaras Sectoriales y Empresas que
aportaron su información y vasto conocimiento de cada uno de sus sectores, entre
ellos:
Ministerio de Agricultura y Ganadería, ICAFE, LAICA, CONARROZ, CORBANA,
PALMA TICA, CANAVI, CORFOGA, Cámara Nacional de Productores de Leche, Dos
Pinos, CoopeDota, CoopeTarrazú, EMA, Del Monte, INSESA, GIZ, UNA-Medicina
Veterinaria.
Se agradece la colaboración prestada por el Sr. Juan Pablo Rojas Sossa, quien
contribuyó en la gestión de información y procesamiento de datos para estimaciones
realizadas en este Informe.
1
1. Introducción
Costa Rica realiza importantes esfuerzos para avanzar hacia el desarrollo bajo en emisiones. Como parte de dichos esfuerzos, se hace necesario valorar el potencial que tiene el sector agropecuario en la búsqueda de fuentes alternativas de energía limpia. Concretamente, se trata de explorar en este estudio corto la disponibilidad y utilización de los residuos agrícolas orgánicos (RAO), como opciones que contribuyan a sustituir fuentes convencionales de energía, principalmente hidrocarburos importados, por fuentes biomásicas nacionales; además, de contribuir a reducir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero y a mejorar la eficiencia energética y económica de los procesos productivos.
El presente estudio se desarrolla en el marco de ejecución del Proyecto “Uso de los residuos agrícolas orgánicos como fuente de energía: aprovechamiento de recursos y reducción de gases de efecto invernadero”, desarrollado mediante alianza entre el Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa Rica y la Fundación FITTACORI, bajo el convenio específico CV-018-2013. El estudio en cuestión se realizó a través de una consultoría de corto plazo realizada por un periodo de 6 semanas entre agosto y
septiembre del año 2013.
Como punto de partida del proyecto descrito, se desarrolla un Estudio Base actualizado, que incluye datos estadísticos y descriptivos de la generación de los RAO, la gestión de su aprovechamiento actual y su potencial como fuente alternativa de energía en un futuro próximo en el país. El estudio se construye de acuerdo a los Términos de Referencia del mismo para las siguientes actividades productivas en Costa Rica: café, caña de azúcar, piña, arroz, cítricos, maderable (aserraderos),
pecuario (avícola, cerdos, ganado carne, ganado de leche), banano y palma africana.
El objetivo superior propuesto a este estudio ha sido el de realizar una valoración de la situación actual en cuanto a la generación de residuos agrícolas orgánicos en Costa Rica y su disponibilidad como potenciales fuentes de energía sustitutiva para contribuir con la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en el sector
agropecuario. El estudio presentado incluye entre otros los siguientes elementos:
1. Estudio de la información actualizada, con datos estadísticos y descriptivos de la generación de RAO;
2. Matriz de la situación actual y potencial (para los próximos 5 años) en la que se muestre la cuantificación de RAO y las tecnologías asociadas para su utilización en cada una de las actividades productivas que incluye el estudio;
Los objetivos previstos para el estudio se alcanzan a través de la implantación de las
siguientes actividades realizadas:
Estudio de información actualizada, con datos estadísticos y descriptivos de la generación de residuos agrícolas orgánicos (RAO) en los siguientes sectores: café, caña de azúcar, piña, arroz, cítricos, maderables (aserraderos), pecuario (avícola,
cerdos, ganado de carne, ganado de leche), banano y palma aceitera.
a. Determinación y consecución de fuentes secundarias de información relativas a producciones agregadas a nivel nacional de cada uno de los sectores considerados tanto al año más reciente así como a años que permitan extrapolar tendencias de dichas producciones.
2
b. Revisión y adecuación de criterios de conversión de producciones nacionales a indicadores de generación de RAO para cada tipo de residuo identificado con el objeto de producir estimaciones al nivel nacional.
c. Revisión de criterios de conversión de indicadores de generación de RAO en cada sector a equivalentes energéticos expresados en Tera Julios (TJ) adecuados para expresar el potencial estimado al nivel nacional.
d. Prepararación de tabulaciones adecuadas en formato Excel. e. Realización de estimaciones de energía en RAO y generación de
tendencia de generación de RAO y sus equivalentes energéticos a un plazo
de 5 años.
Desarrollo de matrices de la situación actual y potencial (para los próximos 5 años) en la cual se muestre la cuantificación de RAO y las tecnologías asociadas para su
utilización en cada una de las actividades productivas incluidas.
a. Entrevistas a especialistas nacionales de cada uno de los sectores productivos considerados, según lista a ser suministrada por el ELP (a más tardar de 3 días de iniciado el periodo de ejecución del contrato) con el objeto de apuntar tendencias y consideraciones de contexto sobre la generación de RAO en cada sector y desarrollos recientes o tendencias en su utilización, incluyendo la energética. Se preparará un instrumento de 3-4 preguntas clave a ser presentadas a los entrevistados para capturar sus experiencias y valoraciones.
b. Entrevistas a especialistas de empresas regionales o locales (que el consultor considere adecuados para retroalimentar las informaciones de contexto y tendencia).
c. Identificación de la situación actual de usos energéticos de los RAO y sus tecnologías de conversión bio-energética, sistematizando sendas de conversión energética existentes.
d. Identificación prospectiva de posibles nuevas sendas de conversión cualitativas aplicables a los RAO en el escenario prospectivo de 5 años, considerando tendencias y disponibilidades así como curvas de madurez tecnológica de diferentes tecnologías en el plano internacional y nacional.
e. Matrices de situación actual y futura; y tecnologías asociadas.
2. Enfoques Metodológicos Utilizados
2.1. Conceptos Generales
La biomasa es material que ha almacenado luz a través de procesos fotosintéticos1. Dependiendo del tipo de material, esta energía puede ser almacenada como azúcares, almidones, o como compuestos estructurales más complejos como son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina (colectivamente llamados lignocelulosa). La biomasa tiene características muy únicas como fuente de energía renovable debido a que puede ser
convertida a bases de combustibles y químicos así como para la generación eléctrica.
1 Wright, L.; Boundy, B.; Perlack, R.; Davis, S.; Saulsbury, B. (2006, September). Biomass Energy Data
Book, Ed. 1. ORNL/TM‐2006/571. Oak Ridge, TN: Oak Ridge National Laboratory.
http://info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub3512.pdf
3
Algunas definiciones2 importantes a este trabajo en el contexto de la biomasa son: Biomasa se refiere a cualquier material orgánico derivada de plantas o animales disponible en una forma renovable. La biomasa incluye la madera, cultivos agrícolas, cultivos herbáceos o maderables, residuos orgánicos municipales, excretas. Bioenergía es energía derivada de procesos de conversión de la biomasa, adonde la
biomasa puede ser usada directamente como combustible o procesada hacía líquidos o gases. Uso Tradicional de la Biomasa se refiere al uso de leña, carbón, residuos agrícolas y
excretas animales para cocción y calentamiento en sectores residenciales, con niveles de conversión generalmente muy bajos y generalmente dependiendo de manejos no sostenibles de la biomasa. Energía Primaria de la Biomasa se refiere al contenido de energía de los recursos de biomasa antes de procesos de conversión. Consumo Final de Bioenergía se refiere al uso de biomasa en diferentes sectores de
uso final. Bioenergía Útil se refiere a generación neta de energía (por ejemplo, electricidad,
calor de proceso), excluyendo pérdidas transformacionales.
Generalmente es aceptado, Figura 1, que la valoración de distintos potenciales3 a partir de la biomasa o de cualquier otra fuente energética incluya:
El potencial teórico primario, que generalmente está basado en consideraciones netamente físicas como por ejemplo la cantidad de materia seca presente en un recurso así como el poder calórico superior del RAO considerado.
El potencial técnico, que es aquel expresado a partir de descontar debido a algunos criterios técnicos como puede ser la eficiencia de conversión de distintas sendas de conversión energética que llevan a acarreadores energéticos de uso final. Generalmente en este potencial técnico se toma en cuenta la viabilidad netamente técnica de realizar una transformación de un RAO específico a través de alguna de las muchas sendas tecnológicas abiertas a la conversión de la biomasa en energía útil.
El potencial económico que considera relevante la valoración de viabilidad económica comparativa entre fuentes de distintas tecnologías viables técnicamente. Actualmente un indicador generalmente usado para este tipo de valoración es el costo nivelado de energía, por ejemplo aplicado a calor de proceso, generación eléctrica, etc.
Como resultado de estos procesos secuenciales es entonces posible realizar la valoración de un potencial aceptado para la contribución de una determinada fuente energética.
2 IEA (2012a), “Technology Roadmap – Bioenergy for Heat and Power” disponible en
http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/bioenergy.pdf 3 IRENA. Biomass Potential for Africa. 2013. Disponible en
http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA-DBFZ_Biomass%20Potential%20in%20Africa.pdf
4
Figura 1. Conceptos principales de determinación de potenciales energéticos a
partir de residuos de la biomasa
La valoración realizada en este estudio sobre RAO en Costa Rica se circunscribe a las
dimensiones del denominado análisis de potencial teórico con la inclusión de algunos
elementos de procesos de conversión tecnológica pero basada en tendencias
internacionales y no en el detalle del acoplamiento de un RAO determinado con
respecto a sendas de conversión específica. Por tanto el análisis realizado cae dentro
de valoración de potenciales teóricos de contribución energética de la biomasa y
puede ser usado a nivel general para contribuir a generar entendimiento así como
direccionar discusiones y aportes para el desarrollo de estrategias en torno al uso
potencial de la bioenergía en el país a nivel general o de distintos sectores específicos.
El trabajo realizado es caracterizado de la siguiente manera:
a. Límites: alcance nacional a territorio de Costa Rica.
b. Fuentes de residuos: Sector Agrícola tanto en explotación de campo y plantas
de procesamiento, Sector Producción Animal en pasturas así como
confinamiento, y Sector Aserraderos.
c. Cuantificación: basada en informaciones secundarias y procesos de consulta a
especialistas sectoriales.
El estudio toma en cuenta los siguientes sectores de interés y residuos agrícolas
orgánicos:
13. Café: pulpa, cascarilla, mucílago.
14. Caña de azúcar: bagazo, cachaza,
melaza, residuos de campo.
15. Piña: rastrojo, corona.
16. Arroz: granza.
17. Cítricos: cáscaras.
18. Banano: pinzote, banano rechazo.
19. Palma Africana: coquito, fibra
mesocarpio, fibra pinzote.
20. Aserraderos: aserrín, burucha,
leña, otros.
21. Avícola: excreta
22. Porcino: excreta.
23. Leche: excreta
24. Ganado de Carne: excreta.
Las fuentes de información sobre producciones históricas de los distintos sectores de
interés que son el punto de partida de este estudio son aquellas disponibles en el
Boletín Estadístico del Sector Agropecuario N° 23, que está disponible en el sitio
http://www.infoagro.go.cr/Paginas/Default.aspx
Potencial teórico primario:
basado en valoración física
Potencial técnico: reducción por
eficiencias de conversión
Potencial económico comparado
Potencial aceptado
5
En general para este trabajo las bases de datos históricos de datos contienen las
informaciones de producción por sector para el periodo de años comprendidos entre el
2000 y el 2012.
En algunos sectores, principalmente pecuarios se ha recurrido a datos provenientes de
las cámaras de representación sectorial así como también a cotejar datos con las
bases de la FAO disponibles en www.fao.org .
El Anexo 1 de este trabajo incluye las matrices específicas de datos de origen
utilizados para esta investigación, así como las citas relevantes de dichas
informaciones utilizadas.
3. Contexto Nacional Relevante
3.1. Sector Agroalimentario
De acuerdo a lo expresado por el Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa
Rica4, en el 2012, el aporte de este sector considera no solo la agricultura primaria
(agrícola, pecuario, pesca y acuicultura) sino, también, la agroindustria alcanzando un
aporte de un 14 por ciento en el PIB, como sector agroalimentario. La producción
primaria agropecuaria en el año 2012 aportó un 8,8 por ciento al PIB, manteniéndose
en el quinto lugar y presentó un repunte en el crecimiento del orden del 3,5 por ciento
con respecto al 2011, que alcanzó un 0,5 por ciento. En términos del aporte de los
diferentes subsectores al valor agregado agropecuario en el año 2012, sobresale el
agrícola que contribuyó con un 76,1 por ciento, seguido del pecuario con una
participación del 18,6 por ciento, la madera y pesca que aportaron un 2,3 por ciento
cada uno y las mejoras agrícolas con un aporte del 0,8 por ciento.
En relación a áreas sembradas y producciones nacionales5 de cada uno de las
actividades agrícolas de interés a este estudio se tiene que en el 2012:
Café: 93.774 ha 658.346 Tm Caña de Azúcar: 64.000 ha 4.005.752 Tm Palma Africana: 63.500 ha 1.111.250 Tm Naranja: 21.000 ha 280.000 Tm Banano: 41.426 ha 1.948869 Tm Piña: 42.000 ha 2.484.729 Tm Arroz: 77.240 ha 214.279 Tm
3.2. Sector Energía
Los principales indicadores energéticos del país de acuerdo a OLADE al 20126 son:
4 http://www.infoagro.go.cr/Documents/AL-Informe%20Anual-2012%20-30.04.13.pdf
5 http://www.infoagro.go.cr/Documents/boletin23.pdf 6 OLADE: http://www.olade.org/sites/default/files/publicaciones/PLEGABLE2012-SEC.pdf
6
Tabla 2. Indicadores Energía de Costa Rica 2012
Población 4,7 millones habitantes
Producto Interno Bruto 27.717 106 2005 US$
Consumo Energético 27.717 103bep
Consumo Eléctricidad 9,67 TWh
PIB/cápita 5.491 2005 S$/habitante
Consumo Energético/cápita 5,86 bep/habitante (compara con 7,38 bep/habitante a nivel regional latinoamericano)
Intensidad Energética 1,07 bep/103 2005 US$ (compara con 1,29 bep/103 2005 US$ a nivel latinoamericano
Consumo Eléctrico/cápita 2.057 KWh/cápita
Los principales indicadores del sector eléctrico del país de acuerdo a CEPAL al 20127
son:
Tabla 3. Indicadores Sector Eléctrico de Costa Rica 2012
Potencia Instalada 2.723,2 MW
Demanda Máxima 1.593 MW
Generación Eléctrica Neta 10.076 GWh
Factor de Carga del sistema 72,3 %
La composición de la matriz del sector eléctrico es:
Tabla 4. Composición de la Matriz del Sector Eléctrico de Costa Rica 2012
Tipo de fuente Potencia Instalada (MW) Energía Generada (GWh)
Hidro 1.700,3 7.233,2
Geotermia 217,5 1.402,6
Eólico 148,1 528,4
Cogeneración 40,0 81,6
Biogás 3,7 -
Diesel 268,6 793,1
Turbina Gas 344,0 37,2
En el 2011, de acuerdo al Balance Energético Nacional de Costa Rica8, la producción de energía primaria fue de 127 375 TJ y se originó en su totalidad de fuentes renovables. La Figura 2 presenta la producción para cada una de las fuentes de energía primaria durante ese año, así como su evolución desde el 2005.
7 http://www.eclac.cl/publicaciones/xml/3/49833/Centroamerica-EstadisticasdeProduccion.pdf
8 Molina Soto Arturo. Balance Energético Nacional de Costa Rica 2011. Dirección Sectorial de Energía,
Ministerio de Ambiente y Energía, Publicación DSE 123. Diciembre 2012. Costa Rica.
7
Figura 2. Costa Rica: Evolución y estructura de la producción de energía primaria por
fuente para el periodo 2005-2011 (DSE, 2012))
Las energías primarias más importantes producidas en el país fueron: la hidráulica
(36,625 TJ) que representó un 28,8%, la geotérmica (56.954 TJ) un 44,7% y la leña
(17.163 TJ) con un 13,5%.
Los residuos vegetales (bagazo, cascarilla de café y otros) en su conjunto produjeron
15.132 TJ que representaron el 11,9% de la producción de la energía primaria;
mientras que otras fuentes minoritarias fueron energía eólica (1.492 TJ), biogás (7 TJ)
y energía solar (2 TJ), que en su conjunto constituyeron el 1,2%.
La Figura 3 presenta la estructura y evolución de consumo final total de energía por
fuente en el país, en donde se nota que la biomasa ha representado en el 2011 cerca
del 9,4% del consumo de energía comercial y un 19% del consumo total en el país.
Figura 3. Costa Rica: Evolución y estructuras del consumo final total de energía por
fuente para el periodo 2005-2011 (DSE, 2012))
4. Caracterización de los Residuos Agrícolas Orgánicos (RAO)
La Tabla 1 incluye la caracterización dada a los distintos RAOs identificados de interés
primario a este estudio y en la misma se puede ver además la distribución por sector
8
agropecuario correspondiente. De tal manera hay algunos sectores, por ejemplo
café/caña de azúcar/palma africana, etc.; que tienen distintos posibles RAOs
considerados en el estudio. Por el contrario los sectores pecuarios generalmente solo
tienen un RAO identificado como lo es su respectiva excreta animal.
El Anexo 2 del trabajo presenta las referencias de fuentes secundarias sobre las
cuales se basó la caracterización de RAOs para este estudio.
Es conveniente mencionar de que algunos recursos biomásicos de vocación
energética como son aquellas aguas residuales generadas de los procesos de
extracción o procesamiento con fines productivos no son considerados en este estudio
de acuerdo a lo expresado en los Términos de Referencia del mismo, y entre ellos
pueden tenerse las aguas mieles residuales del beneficiado de café, las vinazas de
caña de azúcar, los efluentes de plantas de proceso de palma africana. Es
conveniente mencionar que este estudio se centra en las unidades de producción
primaria, y por ejemplo en los sectores pecuarios no se da consideración a los
subproductos generados por ejemplo de mataderos o rastros de destace de carnes
vacunas, avícolas o porcinas; los cuales pudiesen tener vocaciones de conversión
energética.
Tabla 1. Características de los Residuos Agrícolas Orgánicos (RAO) considerados en el
estudio
Sectores Agrícolas
Residuos Agrícolas/Pecuarios
Orgánicos (RAO)
Contenido Humedad (%)
Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Café
Pulpa de café 81,0% 0,416 15,88
Cascarilla de café 11,0% 0,043 17,93
Mucílago de café 81,0% 0,156 15,88
Arroz Granza de arroz 15,0% 0,210 15,43
Caña de Azúcar
Bagazo de caña de azúcar 50,0% 0,250 17,50
Cachaza de caña de azúcar 73,6% 0,300 16,00
Melaza de caña de azúcar 50,0% 0,350 9,74
Residuos de Campo de Caña 70,0% 0,232 17,43
Palma Africana
Fibra de Mesocarpio de palma africana 37,0% 0,130 19,43
Cascarilla de Coquito de palma africana 17,0% 0,050 22,94
Fibra de Pinzote de palma africana 55,0% 0,220 18,62
Piña Rastrojo de piña 90,0% 3,290 11,60
Corona de piña 78,5% 0,003 11,60
Banano Pinzote de Banano 85,0% 0,094 11,60
Banano Rechazo 85,0% 0,114 11,60
9
Sectores Agrícolas
Residuos Agrícolas/Pecuarios
Orgánicos (RAO)
Contenido Humedad (%)
Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Cítricos Semillas, Cascaras y Pulpas de Naranja
85,0% 0,500 16,55
Aserraderos
Aserrín 32,0% 0,103 18,50
Leña de aserraderos 50,0% 0,189 18,50
Otros residuos de aserradero 55,0% 0,111
18,50
Burucha de aserradero 32,5% 0,008 18,50
Sectores Pecuarios
RAO Pecuario Contenido Humedad (BH) (%)
Balance Masa (t materia seca / animal /año
9)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Porcino Excreta Porcina 85,0% 0,094 13,79
Avícola Excreta Avícola (Gallinaza) 36,0% 0,004 15,95
Leche Excreta Bovina Lechera 80,0% 1,773 15,62
Carne Excreta Bovina Ganadera 80,0% 1,168 15,62
El factor de balance de masa representa un valor de generación del residuo por unidad
de producción generada en el sector y corresponde a lo que internacionalmente se
conoce en este tipo de balances como factor de generación de residuos (FGR). Como
se mencionó antes, el lector debe referirse al Anexo 2 que presenta las referencias de
fuentes secundarias empleadas así como al Anexo 3 que presenta memorias de
cálculo empleadas en el caso de los sectores pecuarios y de aserraderos, para los
cuales se toman en cuenta estructuras de hatos y composiciones de proceso que son
específicas y por tanto los FGR son específicos y su uso solo se debe hacer en el
contexto del enfoque metodológico empleado en este estudio.
5. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca y Energía
Primaria para distintos RAO en Costa Rica para el Año 2012
5.1. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Seca y Energía Primaria por
Sector Agrícola en el 2012
Los procesos de estimación empleados en el estudio conllevan detalladas
consideraciones de procesamiento de información.
9 Se hace notar que este indicador es generado a partir de la consideración de composición de los hatos
respectivos y representa un valor de excretas entre población total de animales pero no es generalizable para otros usos fuera de este estudio pues incluye aspectos de especificidades por tipo de población, pesos vivos ideales, porcentajes de excreta por tipo de animal, etc.
10
En general, las estimaciones derivan de una secuencia sencilla que contiene los
siguientes elementos: estimación de biomasa húmeda de cada RAO en cada sector
específico para lo cual es necesario manipular datos de cuanto representa en masa
húmeda cada RAO respecto de un valor de producción total anual o por hectárea (en
este estudio el enfoque se realiza sobre el primer indicador). Posteriormente y
tomando en cuenta el contenido de humedad en el RAO, es posible determinar la
biomasa seca potencialmente disponible en cada RAO. En función del poder calórico
superior10 del RAO es entonces posible realizar la estimación de la energía primaria
potencial disponible en dicha masa seca por RAO; lo que es consistente con los
procedimientos normalmente empleados en la realización de balances de energía a
niveles país o regionales dentro de límites geográficos específicos.
En detalle, las estimaciones para cada sector pueden presentar particularidades
especiales, las cuales son referenciadas en el Anexo 3 de este documento, que se
convierte en una guía de la memoria de cálculo utilizada en este estudio. De tal
manera se presentan en el Anexo 3 los enfoques empleados para realizar
estimaciones en los componentes de RAO agrícolas, aquellos del sector de
aserraderos y los respectivos 4 sectores pecuarios considerados.
La Tabla 5 presenta los resultados obtenidos de las estimaciones realizadas para
biomasa húmeda, biomasa seca y energía primaria potencial disponible en los
distintos sectores considerados.
Tabla 5. Estimaciones de biomasa húmeda/seca y energía primaria por tipo de sector
para Costa Rica (2012)
Sector Producción (t) Biomasa Húmeda (t)
Biomasa Seca (t)
Energía Primaria (TJ)
Agrícola y Forestal
Caña 4.005.752 4.534.511 1.782.264 25.277,7
Piña 2.484.729 8.165.717 817.429 9.482,2
Palma 1.111.250 444.500 247.142 4.874,3
Aserraderos 1.002.644 411.084 219.930 4.068,7
Café 658.346 404.883 96.744 1.587,9
Banano 1.948.869 405.365 60.805 705,3
Arroz 214.279 44.999 38.249 590,2
Naranja 280.000 140.000 21.000 347,6
Sub total 14.551.058 3.283.562 46.933,8
Sector Número de Animales
Biomasa Húmeda (TM)
Biomasa Seca (TM)
Energía Primaria (TJ)
Pecuario
G. Lechero 793.563 7.035.243 1.407.049 21.982,8
G. Carne 630.312 4.928.873 736.387 11.504,8
Avícola 65.932.297 488.277 430.487 4.986,1
G. Porcino 831.427 521.464 78.220 1.079,4
10
Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una unidad de volumen de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y se contabiliza, por consiguiente, el calor desprendido en este cambio de fase.
11
Sector Producción (t) Biomasa Húmeda (t)
Biomasa Seca (t)
Energía Primaria (TJ)
Sub total 12.973.858 2.652.143 39.553,2
Total 27.524.916 5.935.705 86.487,0
Se puede notar de que del total de biomasa húmeda de cerca de 27 millones de
toneladas, los sectores agrícola y de aserraderos representan cerca del 52% mientras
que los sectores pecuarios representan un 47,13%. Mientras tanto en biomasa seca
los sectores agrícolas y forestales representan cerca de un 55% mientras que los
sectores pecuarios representan un 44,6%. A nivel del total de energía primaria
potencial los sectores agrícolas y aserraderos concentran un 54% del total de esa
energía. Debe aclararse que la energía potencial puede no estar disponible a procesos
de conversión de energía debido a diversos tipos de factores como son niveles de
recuperación posibles, entre otros, tema que será discutido en una sección posterior
de este trabajo. Un ejemplo claro de esta no disponibilidad podría ser la excreta de
ganado de carne que se encuentra en condiciones de producción en sistemas de
ganadería extensiva en campos y otro por ejemplo podría ser la limitación de
recuperación de residuos de campo en alguna producción agrícola debida a
condiciones de transporte o de acceso a terrenos.
Tomando en cuenta que este trabajo se concentra en la determinación de potenciales
energéticos más teóricos, se trabaja en general con los valores de biomasa seca y por
lo tanto las acotaciones sectoriales de potencial se hacen en esta base de estimación.
La biomasa húmeda deberá ser de mucha utilidad en relación a valoraciones de tipo
tecnológico específico en el país que se desarrollen como parte de trabajos
subsiguientes a este.
La Figura 4 presenta para los sectores agrícolas y de aserraderos las relaciones entre
biomasa seca y energía primaria potencial contenida a nivel sectorial (es decir
considerando e integrando los RAO específicos considerados de cada sector). Las
contribuciones de los tres primeros en orden de importancia, que corresponden a los
sectores de caña de azúcar, piña y palma africana representan cerca del 84% de la
energía primaria de dichos sectores. Se puede decir que en este porcentaje aparece
una buena proporción de RAO que ya tienen un destino energético en el país como
son el bagazo y los RAO de la palma africana, pero por otro lado aparecen un
potencial importante localizado en los residuos de campo de la piña.
12
Figura 4. Relaciones de biomasa seca y energía primaria para sectores agrícolas en
Costa Rica (2012)
La Figura 5 presenta resultados sobre la tendencia observada en el 2012 para
biomasa seca y energía primaria en el sector pecuario del país, adonde es claro la alta
participación de la biomasa de ganados lecheros y vacunos del país, seguidos de la
biomasa seca de los sectores avícolas y porcinos. El posible uso de la biomasa de los
RAOs de excretas está fuertemente ligada al grado de confinamiento que pueda
tenerse en cada uno de los sectores pecuarios y se debe tener en cuenta este factor
posteriormente a la hora de poder valorar efectivamente estas contribuciones
energéticas, siendo los sectores de mayor confinamiento, el avícola, porcino y una
proporción del ganado lechero (por el tiempo de permanencia de animales en corrales
de ordeño).
Figura 5. Relaciones de biomasa seca y energía primaria para sectores pecuarios en
Costa Rica (2012)
0,0
5.000,0
10.000,0
15.000,0
20.000,0
25.000,0
30.000,0
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
2.000.000
Ene
rgía
Pri
mar
ia (
TJ)
Bio
mas
a Se
ca (
TM)
Biomasa Seca 2012 (TM)
0,0
5.000,0
10.000,0
15.000,0
20.000,0
25.000,0
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
G. Lechero G. Carne Avícola G. Porcino
Ener
gía
Pri
mar
ia (
TJ)
Bio
mas
a Se
ca (
TM)
Biomasa Seca (t)
Energía Primaria (TJ)
13
Tomando en cuenta de que existe información en las bases de datos de Info Agro
sobre producción agrícola así como de área de producción, se presentan en la Tabla
6, resultados relativos a biomasa húmeda, seca y energía por unidad de área cultivada
para los sectores agrícolas considerados. La información es útil para apoyar la
discusión relativa a densidades de cada una de las materias de RAO por sector, así
como para determinar niveles de relevancia de algunos cultivos con mayores
densidades de biomasa seca y de energía por unidad de área en el país. Esto es útil y
generalmente empleado por tomadores de decisión en la planificación espacial de los
sistemas de uso del suelo y puede ser necesario de considerar para acercar la
integración de políticas de apoyo al uso de la bioenergía en el país. Se debe aclarar
que la estimación realizada solamente considera aquella biomasa de los RAO
respectivos y no considera ningún tipo de inventarios de residuos en pie como son
aquellos de rotaciones de árboles o plantas en ciclos de producción.
Una aplicación de este tipo de enfoque en la planificación integrada de uso de
residuos puede ser la valoración de RAOs desde la perspectiva de prácticas actuales
sostenibles y no sostenibles de su manejo; y la necesidad de plantear opciones
incluidas las energéticas para poder transformar situaciones observadas en el paisaje
del país.
Tabla 6. Relaciones de biomasa húmeda, seca y energía primaria por área cultivada de
cada sector agrícola en Costa Rica (2012)
Sector Área (ha)
Biomasa Húmeda
(t)
Biomasa Seca (t)
Energía Primaria
(TJ)
Biomasa Húmeda / Área (t/ha)
Biomasa Seca /
Área (t/ha)
Energía Primaria /
Área (TJ/ha)
Caña de Azúcar 64.000 4.534.511 1.782.264 25.278 70,9 27,85 0,39
Piña 42.000 8.165.717 817.429 9.482 194,4 19,46 0,23
Palma Aceitera 63.500 444.500 247.142 4.874 7,0 3,89 0,08
Banano 41.426 405.365 60.805 705 9,8 1,47 0,02
Café 93.774 404.883 96.744 1.588 4,3 1,03 0,02
Cítricos 21.000 140.000 21.000 348 6,7 1,00 0,02
Arroz 77.240 44.999 38.249 590 0,6 0,50 0,01
Las Figuras 6 y 7 hacen una representación gráfica de lo observado en la tabla
anterior, contribuyendo al entendimiento comparativo de las aportaciones de energía
primaria potencial disponible en RAO desde la perspectiva espacial de indicadores de
área cultivada en el país.
14
Figura 6. Comparación de indicadores de relación entre biomasa húmeda y seca por área
para sectores agrícolas en Costa Rica (2012)
Figura 7. Comparación de indicadores de biomasa seca y energía primaria por área de
cultivo para Costa Rica (2012)
Se debe hacer notar al lector de este trabajo la diferencia en escalas referentes a los
ejes respectivos de biomasa húmeda y biomasa seca en las Figuras 6 y 7
respectivamente.
5.2. Estimaciones de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca y Energía Primaria
por Tipo Específico de RAO para el 2012
Se presentan a continuación los resultados de estimaciones y sus comparaciones por
tipo de RAO específico en el país para el 2012. Esta información, obviamente ha
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
Caña de Azucar
Piña Palma Aceitera
Banano Café Cítricos Arroz
Ton
eal
adas
BS/
He
ctár
ea
Ton
ela
das
BH
/He
ctár
ea
Biomasa Húmeda / Área (t/ha)
Biomasa Seca / Área (t/ha)
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
Ton
elad
as B
S/H
ectá
rea
Biomasa Seca / Área (t/ha)
Energía Primaria / Área (TJ/ha)
15
servido para lograr la agregación sectorial indicada en la sección anterior de este
trabajo; pero se presenta por separado para lograr tener una mejor claridad de la
relevancia de cada tipo de RAO considerado.
La Tabla 7 presenta la información detallada de las estimaciones de biomasa húmeda,
seca y de energía contenida por tipo de RAO específico para el 2012. La lectura de
esta tabla se puede complementar con la de la Figura 8, en la cual aparecen en orden
decreciente de importancia la biomasa seca y la energía primaria contenida en los
RAO considerados.
Tabla 7. Estimaciones de biomasa húmeda y biomasa seca así como energía primaria
por tipo específico de RAO en Costa Rica (2012)
Sector RAO Biomasa Húmeda (t)
Biomasa Seca (t)
Energía Primaria
(TJ)
Agrícola
Café
Pulpa 273.871,9 52.035,7 826,3
Cascarilla 28.308,9 25.194,9 451,7
Mucilago 102.702,0 19.513,4 309,9
Arroz Granza 62.642,0 38.248,8 590,2
Caña de Azúcar
Bagazo 1.001.438,0 500.719,0 8.762,6
Cachaza 1.201.725,6 301.737,6 4.827,8
Melaza 1.402.013,2 701.006,6 6.827,8
R.Campo 929.334,5 278.800,3 4.859,5
Palma Africana
Fibra de Mesocarpio 144.462,5 91.011,4 1.768,4
Cascarilla de Coquito 55.562,5 46.116,9 1.057,5
Fibra de Pinzote 244.475,0 110.013,8 2.048,5
Cítricos Residuos de Naranja 140.000,0 21.000,0 347,6
Piña Rastrojo de Piña 8.158.262,5 815.826,2 9.463,6
Corona 7.454,2 1.602,7 18,6
Banano
Pinzote de Banano 183.193,7 27.479,1 316,8
Banano Rechazo (Industria de Alimentos) 222.171,1 33.325,7 384,2
Forestal Aserraderos
Aserrín 102.771,0 69.884,3 1.292,9
Leña 189.098,7 94.549,4 1.749,2
Otros Res. Aserrío 110.992,7 49.946,7 924,0
Burucha 8.221,7 5.549,6 102,7
Pecuario
Ganado Lechero Excreta G. Lechero 7.035.242,9 1.407.048,6 21.982,8
Ganado de Carne Excreta G. Carne 4.928.873,3 736.387,1 11.504,8
Ganado Avícola Excreta G. Avícola 488.277,2 430.487,3 4.986,1
Ganado Porcino Excreta G. Porcino 521.464,4 78.219,7 1.079,4
16
Se puede notar la importancia de algunos RAO en sectores como caña de azúcar,
palma africana que tienen contenidos energéticos muy importantes y que ya están
siendo usados energéticamente como son el bagazo y los residuos del coquito de
palma y la fibra de mesocarpio de la palma. Aparecen por ejemplo algunos residuos en
la caña con altos contenidos potenciales de energía como son la melaza y la cachaza
pero que tienen destinos o usos alternativos de mucho interés económico a la industria
azucarera. Por otro lado aparece claramente direccionada la relevancia de por ejemplo
los residuos de caña así como rastrojos de piña que actualmente no tienen una
dirección energética pero que representan una energía potencial importante así como
posiblemente presentan retos sobre prácticas de manejo específicas desde puntos de
vistas sociales.
Figura 8. Estimaciones de biomasa seca y energía primaria por tipo específico de RAO
para sectores agrícolas y de aserraderos en Costa Rica (2012)
La pregunta de fondo al realizar una lectura sobre estos potenciales expresados de
energía primaria en RAO está direccionada a las expectativas del sector, lo que
empuja o hala a un sector para analizar la viabilidad técnica y económica de un uso
energético en mayor escala de sus residuos de biomasa; y por otro lado cada sector
debe analizar las condiciones de su entorno en relación a disponibilidad real y
capacidades de articular consideraciones de uso energético ya sean dentro de sus
propias necesidades así como posibles rutas de exportación energética para volverse
acarreadores energéticos para otros usuarios finales de la energía en un país como
Costa Rica.
A continuación se presenta un set de figuras comprendidas entre la Figura 9 y la
Figura 14 en las cuales se presenta la situación por RAO específico para cada uno de
los sectores que tienen más de un RAO, en forma porcentual sobre la biomasa seca y
la energía primaria potencial expresada como porcentaje de la participación de cada
RAO por sector.
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
Ene
rgía
Pri
mar
ia (
TJ)
Bio
mas
a Se
ca (
TM)
Biomasa Seca 2012 (TM)
Energía Primaria 2012 (TJ)
17
Figura 9. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector café
(2012)
En relación al sector café, es muy importante notar la importante contribución de la
materia seca y energía asociada a la pulpa del café respecto a los otros residuos, sin
embargo debido a los altos contenidos de humedad en la materia orgánica, y tomando
en cuenta la necesidad de secar o preparar la materia para un proceso de conversión
energética, no se puede asociar el potencial con la disponibilidad energética de este
residuo. La búsqueda tecnológica en un residuo como la pulpa y su viabilidad dictará
eventualmente cuanto de este potencial puede finalmente quedar disponible para usos
finales de calor de proceso o de generación eléctrica en el sector. El mucílago está
asociado con el manejo de aguas mieles en el sector y su consideración energética
deberá darse desde esa perspectiva, aún cuando pudiesen haber usos alternativos
como también puede ser el caso de la pulpa del café.
54%26%
20%
Biomasa Seca del Café (t)
Pulpa
Casarilla
Mucilago
52%
28%
20%
Energía Primaria del Café (TJ)
Pulpa
Casarilla
Mucilago
18
Figura 10. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector caña
de azúcar (2012)
El sector cañero comprende 4 RAO estudiados en el presente estudio, y aún cuando
los residuos generalmente asociados a bioenergía son el bagazo y los residuos de
campo; la melaza y la cachaza tienen contenidos energéticos potenciales interesantes
pero sin embargo tienen destinos alternativos muy claros en el sector en estos
momentos. Esto no quiere decir que a nivel internacional no haya actividades
interesantes en relación a usos energéticos de dichas melazas y cachazas azucareras
en estudio y valoración.
28%
17%39%
16%
Biomasa Seca de la Caña (t)
Bagazo
Cachaza
Melaza
R.Campo
35%
19%
27%
19%
Energía Primaria de la Caña (TJ)
Bagazo
Cachaza
Melaza
R.Campo
37%
19%
44%
Biomasa Seca de la Palma (t)
Fibra de Mesocarpio
Cascarilla de Coquito
Fibra de Pinzote
19
Figura 11. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector palma
africana (2012)
El sector de palma africana generalmente utiliza energéticamente tanto el coquito de
palma africana así como fibra del mesocarpio en la actualidad, y su uso dependerá de
la eficiencia y el diseño de sus procesos extractivos y de refinamiento de aceites. En
relación a la fibra de pinzote importantes decisiones se deben tomar respecto a sus
usos alternativos como por ejemplo la producción de compost para llevar a campos
agrícolas versus su utilización en generación eléctrica de naturaleza de exportación a
redes eléctricas.
En el sector piñero nacional se nota la importante contribución a materia seca y
potencial energético del rastrojo, y es en este adonde puede haber un potencial uso
energético si se demuestra la viabilidad de tecnologías de conversión. Por otro lado
podría haber otros usos derivativos y prácticas de manejo que deben ser consideradas
como “drivers” para un eventual uso energético de estos residuos.
Figura 12. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector piñero
(2012)
36%
22%
42%
Energía Primaria de la Palma (TJ)
Fibra de Mesocarpio
Cascarilla de Coquito
Fibra de Pinzote
100%
0%
Biomasa Seca de la Piña (t)
Rastrojo de Piña
Corona
100%
0%
Energía Primaria de la Piña (TJ)
Rastrojo de Piña
Corona
20
Figura 13. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector de
aserraderos (2012)
El sector aserraderos presenta un potencial interesante de diversidad de RAO pero
hay que analizar eventualmente los niveles de disponibilidad real debido a procesos de
autoconsumo y sus eficiencias así como niveles detectados de valorización de
residuos que se venden a otros usuarios. Este es un sector interesante para lograr
encadenamientos de uso de energía a través de provisiones de energía a otros
usuarios energéticos interesados en la sustitución de combustibles y tal vez
posiblemente en niveles subregionales del país para la generación eléctrica para
integrar a la red nacional.
32%
43%
23%
2%
Biomasa Seca de Aserraderos (t)
Aserrin
Leña
Otros
Burucha
32%
43%
23%
2%
Energía Almacenada de Aserraderos (TJ)
Aserrin
Leña
Otros
Burucha
21
Figura 14. Distribución de biomasa seca y energía primaria para RAO en el sector
bananero (2012)
En el contexto del sector bananero se debe hacer notar que el banano de rechazo
representa en sus cáscaras un potencial interesante de bioenergía, que se encuentra
localizado en las plantas de la industria alimentaria que se nutre de este producto y por
tanto para esas instalaciones se convierte en un potencial bioenergético de interés. El
pinzote de banano por otro lado está a nivel de plantación adonde cumple actualmente
sufre procesos de descomposición y absorción específicos en estas plantaciones.
En secciones posteriores se tratará el tema de sendas de conversión para RAOs por
sector y en dicha sección se retoma la discusión planteada anteriormente y se
incluirán los RAO de sectores en los cuales solo aparece un RAO como son el arroz,
los cítricos de naranja y los sectores pecuarios.
Tomando en cuenta la información disponible en el Balance Energético Nacional de
Costa Rica11 del 2011 en el cual los RAO que están ingresando al balance en la
actualidad contribuyen con cerca de 15.132 TJ repartidos en cascarilla de café con
407 TJ, bagazo de caña con 8.613 y otros residuos con 6.112 TJ; el porcentaje relativo
11
DSE. Balance de Energía Nacional de Costa Rica, 2012. Dirección Sectorial de Energía, Ministerio de Ambiente y Energía de Costa Rica. Publicación DSE No 123, Diciembre del 2012.
45%
55%
Biomasa Seca del Banano (t)
Pinzote de Banano
Banano Rechazo (Industria de Alimentos)
45%
55%
Energía Primaria del Banano (TJ)
Pinzote de Banano
Banano Rechazo (Industria de Alimentos)
22
entre RAOs que están representados en los balances energéticos nacionales y el
potencial estimado en este estudio es de un 32% respecto de los RAOs de sectores
agrícolas y aserraderos y de un 17,5% si se compara con respecto al total estimado en
este estudio.
6. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria para distintos
RAO en Costa Rica para el año 2016
6.1. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria por Sector Agrícola
en el 2016
Las estimaciones para proyectar RAO al corto plazo se han realizado para un
horizonte de tiempo que lleva al 2016. Para hacer estas estimaciones se han usado
las informaciones de bases de datos de producción de cada sector para el periodo
2000-2012, y se han calculado las tasas anuales de crecimiento para cada uno de los
años en el periodo. Con esta determinación, se han seleccionado dos ponderaciones
de las tasas anuales de crecimiento: una para el periodo completo del 2000-2012 y
otra para el periodo 2006-2012. En el sector pecuario se han usado las informaciones
de cabezas en producción respectivas.
Con estas ponderaciones ha sido realizada una aproximación estimativa de la
producción esperada para cada sector en el año 2016 y con esa aproximación se ha
aplicado un proceso estimativo similar al ya realizado para el 2012 pero con los datos
al 2016, con el objetivo de determinar potenciales de biomasa húmeda, seca y de
energía potencial en RAO por tipo y por sector de consideración.
Como parte del proceso de consulta a especialistas sectoriales se han discutido las
expectativas de cada sector en su crecimiento al corto plazo y en algunos casos
dichas opiniones han servido para reajustar la expectativa de crecimiento productivo
de su sector y de esa manera llevar a cabo un proceso estimativo ajustado a dicha
percepción sectorial específica. Un par de casos de esa consideración han sido el
sector porcino adonde se prevé una estabilización de capacidad productiva así como
el sector café en el cual es previsible una disminución productiva al corto plazo, debida
al comportamiento reciente de enfermedades como la roya del cafeto en el país.
La Tabla 8 presenta las tasas de crecimiento determinadas por el proceso aplicado
para los diversos sectores.
Tabla 8. Tasas de crecimiento anual ponderado de la producción de sectores
productivos para los periodos 00-12 y 06-12
Sector Tasa Crecimiento Anual Promedio (00-12)
Tasa Crecimiento Anual Promedio (06-12)
Café -0,1% 0,7%
Arroz 1,0% -2,0%
Caña de Azúcar 1,8% 2,0%
Palma Africana 5,5% 5,3%
Naranja 0,6% 2,0%
23
Piña 9,8% 7,2%
Banano 1,0% 3,7%
Maderables 3,7% -0,7%
Porcino 5,0% 5,5%
Avícola 1,4% 1,4%
Leche 1,5% 4,8%
Carne 0,3% 3,2%
La Tabla 9 presenta los resultados generales de las estimaciones realizadas que
permiten valorar en forma de rango dependiente de la expectativa de crecimiento, los
potenciales de energía primaria a nivel de sectores hacia el año 2016. Se hace notar
que en esta sección solamente aparecen los valores proyectados de biomasa seca y
de energía primaria potencial, pero los mismos se han estimado a partir de la
proyección de biomasa húmeda, solamente que ésta no aparece en el texto de tablas.
Tabla 9. Estimación de biomasa seca y energía primaria potencial por sector de interés
para el año 2016 en Costa Rica, realizada para diversas tasas de crecimiento anual
promedio de cada sector para los periodos 00-12 y 06-12
Sector Producción (t) Biomasa Seca (t) Energía Primaria (TJ)
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
Opinión Espec.
Sectorial
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
Agrícola y
Forestal
Café 655.454 676.144 96.319 99.359 1.581 1.631
Arroz 304.935 277.551 54.430,9 49.542,9 839,9 764,4
Caña 4.300.662 4.339.129 1.913.477 1.930.592 27.169 27.412
Palma 1.375.599 1.366.978 305.933 304.016 6.034 5.996
Naranja 303.283 303.283 22.746 22.746 376 376
Piña 3.626.696 3.219.005 1.195.522 1.061.129 13.868 12.309
Banano 2.031.719 2.253.671 63.390 70.315 735,3 815,6
Aserraderos 1.158.920 973.357 254.209 213.506 4.702,9 3.949,9
Sub Total 3.906.027 3.751.205 55.306 53.254
Sector
Número de Animales Biomasa Seca (t) Energía Primaria
(TJ)
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
Opinión Específic
a de Especiali
sta Sectorial
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
TCAP (00-12)
TCAP (06-12)
Pecuario
Porcino 1.071.361 1.086.229 780.000 100.792 102.191 1.390,9 1.410,2
G. Lechero 815.898 875.711 1.446.650 1.552.703 22.601,5 24.258,4
Avícola 61.412.705 61.412.705 290.521 290.521 4.632,8 4.632,8
Carne 637.842 714.358 745.184 834.576 11.642 13.039
Sub Total 2.583.147 2.779.991 40.268 43.340
Total 6.489.174 6.531.196 95.574 96.594
Nota: TCAP significa tasa de crecimiento anual promedio.
24
Se puede notar de que en el total de la estimación basada en distintas tasas anuales
ponderadas de crecimiento de los dos periodos de tiempo, la diferencia entre los
totales estimados de energía primaria potencial es de alrededor de 1%, indicándose de
tal manera que sobre el total la contribución no varía tanto en función de la
consideración histórica en dos periodos de tiempo.
Algunos sectores y basados en el crecimiento más acelerado (TCAP superiores a 4%)
que han venido experimentando en los últimos años, verán un mayor crecimiento de
sus cantidades de biomasa seca y de energía primaria contenida en sus RAOs como
son por ejemplo la piña, palma africana, banano y sector lechero.
Comparando los resultados presentados en la Tabla 5 con las proyecciones de la
Tabla 6 se tiene que sobre el total de energía primaria de RAO en Costa Rica es
esperable un crecimiento del 10,4% en oferta marginal bruta de energía primaria en
los próximos años en el país.
6.2. Estimaciones de Biomasa Seca y Energía Primaria por Tipo Específico
de RAO para el 2016
La Tabla 10 presenta los valores estimados al 2016 para cada tipo específico de RAO
estudiado en el presente trabajo, bajo la consideración de la tasa de crecimiento anual
ponderada de cada sector para el periodo desde el 06-12, que se considera
representativo de las tendencias del los últimos años en el país.
Tabla 10. Estimaciones de producción de biomasa seca y energía primaria potencial por
tipo específico de RAO para el año 2016 en Costa Rica (realizadas para tasa anual de
crecimiento de sector correspondiente al ponderado del periodo 06-12
Sector Biomasa Seca (t)
Energía Primaria
(TJ)
RAO Biomasa Seca por RAO (t)
Energía Primaria por RAO
(TJ)
Resultado Resultado
Café 96.319 1.631
Pulpa 65.152 877
Cascarilla 6.734 425
Mucilago 24.432 329
Arroz 37.113 764 Granza 37.113 764
Caña 1.913.477 27.412
Bagazo 532.942 9.410
Cachaza 337.672 5.451
Melaza 746.119 7.332
R.Campo 296.742 5.218
Palma 305.933 5.996
Fibra de Mesocarpio 112.662 2.175
Cascarilla de Coquito 57.087 1.301
Fibra de Pinzote 136.184 2.520
Naranja 22.746 376 Residuos de Naranja 22.746 376
Piña 1.195.522 12.309 Rastrojo de Piña 1.193.183 12.285
Corona 2.339 24
Banano 63.390 816 Pinzote de Banano 28.647 369
Banano Rechazo 34.742 447
25
Sector Biomasa Seca (t)
Energía Primaria
(TJ)
RAO Biomasa Seca por RAO (t)
Energía Primaria por RAO
(TJ)
Resultado Resultado
Aserraderos 254.209 3.950
Aserrín 63.552 1.255
Leña 116.936 1.698
Otros 68.636 897
Burucha 5.084 100
Porcino 100.792 1.410 Cerdaza 100.792 1.410
G. Lechero 1.446.650 24.258 Excreta G. Lechero 1.446.650 24.258
Avícola 290.521 4.633 Excreta G. Avícola 290.521 4.633
Carne 745.184 13.039 Excreta G. Carne 745.184 13.039
Esta tabla puede ser un buen punto de partida para que al nivel de cada sector y en
consideración de sus entornos específicos se pueda iniciar una discusión sobre el
“acoplamiento” de posibles estrategias de uso bioenergético en el futuro cercano.
La Figura 15 presenta en forma gráfica ordenada decreciente el potencial proyectado
al 2016 por tipo específico de RAO, sin considerar ningún factor de viabilidad de
disponibilidad específica en el país, y por tanto representa la estimación de proyección
teórica de la energía primaria contenida en los RAO a dicho año.
Figura 15. Comparación de RAOs desde la perspectiva de generación de biomasa seca y
energía primaria potencial para el año 2016, basado en la TCAP de cada sector para el
periodo 06-12
El presente capítulo ha entregado las estimaciones de potenciales de energía primaria
a partir de biomasa seca para distintos sectores y distintos RAOs específicos que son
objeto de este estudio. En base a una caracterización de RAOs identificados,
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
Ene
rgía
Pri
mar
ia (
TJ)
Bio
mas
a Se
ca (
TM)
Biomasa Seca
Energía Primaria
26
soportada en fuentes secundarias ha sido posible realizar estimaciones de biomasa
húmeda, biomasa seca y energía primaria potencial aportable por los RAO en cada
sector y en forma integrada. Las estimaciones realizadas son consistentes con el
enfoque usado para la realización de balances de energía primaria.
Algunos de los resultados al ser de naturaleza “bruta” y no “neta” de uso final o de
apropiación de senda pudiesen ser interpretados en forma errónea por el lector y
reflejan un potencial jerárquicamente estimativo a partir de la biomasa generada en
cada sector.
Obviamente en etapas posteriores de una prospección de recursos se debe ajustar
este potencial identificado con valoraciones tecnológicas y económicas comparativas
que permitan delimitar el potencial en cada sector en forma más acotada.
7. Caracterización de RAOs para el Sector Café y sus Áreas
Prioritarias
7.1. Sector Café en Costa Rica
De acuerdo a lo mencionado por CINPE/PNUD12, “la caficultura reviste especial
importancia desde el punto vista socioeconómico y ambiental. En el sector caficultor,
9% de los productores son pequeños y aportan el 41% de la producción total. Además
los cafetales se constituyen en un segundo bosque en importancia en Costa Rica, lo
que le da relevancia en el contexto de mitigación y adaptación ante el cambio
climático. Según datos proporcionados por el Banco Central de Costa Rica citados por
ICAFE el subsector café generó en el año 2010, un total de US$257,45 millones en
divisas para el país. Estas exportaciones de café representan un 2,72% del total de
ingresos por exportaciones del país y un 11.77% del total de divisas generadas por el
sector agropecuario incluyendo la pesca. La producción de café representó en 2010, el
14.5% del PIB agrícola, un 9,02% del PIB Agropecuario y un 0,57% del PIB Nacional”.
En Costa Rica la comercialización de café se encuentra totalmente en manos del
sector privado, pero el Estado mantiene la supervisión y el control de la misma a
través del Instituto del Café de Costa Rica, donde están representados todos los
sectores que intervienen en la actividad: Productores, Beneficiadores, Exportadores y
Torrefactores. Las relaciones entre estos cuatro sectores, están reguladas por las
disposiciones contempladas en la Ley No 2762 del 21 de junio de 1961 y sus
reformas, así mismo por el Reglamento a la citada Ley. Esto con el propósito de
garantizar una participación justa a cada sector en la actividad cafetalera.
En la cosecha del 2011-2012 la distribución de actores de la cadena de valor agregado
nacional del café contempló:
Productores: 52.787
Firmas Beneficiadoras: 184
12 CINPE. Informe Final: Escenarios costo-efectividad de medidas de mitigación: Café. Octubre 2012 CINPE/PNUD.
27
Firmas Exportadoras: 93
Firmas Torrefactoras: 57
En el país existen distintas regiones cafetaleras que son usadas por el ICAFE para dar
seguimiento a la productividad y caracterizaciones de las cadenas de valor agregado
del cultivo en todos sus aspectos. La información de área sembrada y de producción
de café fruta para la cosecha del 2011-2012 es presentada en la siguiente tabla.
Las regiones de productividad están distribuidas entre las zonas bajas --a menos de
mil metros, donde el café es más liviano--, y las zonas altas, arriba de 1.200 metros,
de origen volcánico, donde el café es más fuerte o más ácido y también más
aromático.
Aún cuando en este trabajo se realizan estimaciones para cada una de las regiones
cafetaleras, es entendido que el proyecto se concentrará en las denominadas Coto
Brus, Los Santos y Valle Occidental. Las características de las regiones de interés son
de acuerdo a ICAFE13 presentadas en el cuadro a continuación:
Región de Los Santos A mediados del siglo XIX pobladores del Valle Central emigraron a la región suroeste, hoy conocida como Los Santos. Debe su nombre a que los cantones tienen nombres de santos: San Pablo de León Cortés, San Marcos de Tarrazú y Santa María de Dota. Protegida por cordilleras en la vertiente del Pacífico, esta región es santuario de aves místicas y de bosque y productora del mejor café que se siembra en pequeños valles y laderas de montañas. La caficultura es la actividad fundamental para el desarrollo socio económico de Los Santos. Sus tierras producen alrededor de 700.000 fanegas de café en fruta con características de maduración uniforme. Produce café Arábiga con características de porte bajo, grano pequeño, plano de color azulado, buena apariencia, estrictamente duro (S.H.B. / SUR). Caturra y Catuaí son las principales variedades, que producen un café con un grado muy suave de cafeína, una característica muy apreciada por los mercados más exigentes del mundo. Características: En cuanto al clima, se caracteriza por una época lluviosa de siete meses (mayo a noviembre) y seca (diciembre a abril) bien definidas, situación que favorece la floración del café. En promedio la precipitación es de 2.400 milímetros por año, con una temperatura promedio anual de 19°C. En Los Santos se cultiva en alrededor de 22.000 hectáreas compuestas por pequeñas fincas con un tamaño promedio de 2.5 hectáreas. La producción de café promedio es de 780 mil fanegas por año. Se estima que cerca del 95% del grano es del tipo SHB (Strictly Hard Bean). Altura y suelos: La producción cafetalera está ubicada entre los 1.200 y 1.900 metros de altitud, condiciones ideales para el cultivo, en suelos en su gran mayoría de origen sedimentario, que por sus componentes son ácidos. La mayor parte de las plantaciones está bajo sombra, con diferentes árboles de la zona y foráneos. Cosecha: La recolección comprende un período de cinco meses, de noviembre a marzo. Coincide con la época seca, que permite una maduración uniforme y fruta de alta calidad. También facilita la utilización del sol para un adecuado secado del café. Subregiones: En Acosta y Aserrí se caracteriza por zonas de alturas entre 800 y 1.200 metros, con veranos muy marcados, suelos pedregosos y de fuertes pendientes. La subregión Desamparados y Cartago, con alturas entre 1.200 metros y 1.700 metros, se caracteriza
por veranos marcados, temperaturas promedio de 20C. Pendientes fuertes combinados con
13 http://www.icafe.go.cr/nuestro_cafe/regiones_cafetaleras/
28
pequeños valles ondulados, con suelos de mejor calidad. Dota, Tarrazú y León Cortés tienen alturas que llegan hasta los 1.900 metros. Se caracterizan por estaciones bien definidas (7 meses de lluvia y 5 verano), con temperaturas inferiores a las anteriores. En su gran mayoría los suelos son de regular calidad, caracterizados por su alta acidez y bajo contenido de bases; con fuertes pendientes. Características organolépticas: La combinación de altitud, clima y variedades cultivadas imprime a este café características organolépticas muy apreciadas por los mercados más exigentes del mundo: buen cuerpo, con una taza de alta acidez, fina y no punzante, excelente aroma, caracterizado por un sabor intenso y levemente achocolatado.
Región Coto Brus
Está situada en el sur de Costa Rica. La conforman los dos cantones productores de café más jóvenes: Coto Brus, con frontera con Panamá, y Pérez Zeledón. Coto Brus se ubica en las faldas de la Cordillera de Talamanca, que divide Costa Rica con respecto a los océanos Pacifico y Atlántico. También Pérez Zeledón, pero más al noroeste cerca del pico más alto de Costa Rica, el Chirripó (3.820 mts.)
Mientras Coto Brus tiene temperaturas que oscilan entre 18 y 26C, en Pérez Zeledón puede subir
hasta los 34C. La región de Coto Brus es más alta y más húmeda; Pérez Zeledón tiene la influencia más del Pacifico. En la década de 1950 arribaron colonos italianos, quienes junto con los costarricenses, establecieron las primeras plantaciones y la industria cafetalera en Coto Brus. Como en otras zonas cafetaleras de Costa Rica, el cultivo del grano lo trajeron los pobladores del Valle Central. La economía de Coto Brus depende casi del cultivo del café, que proviene de 75 comunidades y de alrededor de 2.600 productores. La mayor parte del café la cultivan pequeños y medianos cafetaleros. COTO BRUS: Está ubicada entre reservas biológicas e integrada por los distritos cafetaleros San Vito, Sabalito, Agua Buena, Limoncito, Pittier y Coto Brus. Características: El terreno es sumamente irregular, con abundante vegetación y condiciones cercanas a las ideales para la producción de café. El cultivo del grano lo realizan productores en fincas cuyas altitudes oscilan entre los 900 y 1.400 metros y en suelos de origen volcánico. Aproximadamente un 85% del área cafetalera de Coto Brus está entre los 800 y 1.200 metros de altitud, por lo que su café como del tipo MHB Medium Hard Bean, con muy buena aceptación en el mercado internacional. Cosecha: La recolección es temprana, de setiembre a febrero y muy cotizada por su fácil compatibilidad con cafés de otras latitudes. Es ideal para los llamados Christmas blends. Características organolépticas: La dureza del grano es en un 40% buena y en un 60% media y sus características de taza son de acidez, aroma y cuerpo normal (40% buena, 60% media). PEREZ ZELEDON: Su historia gira alrededor del café. El territorio fue poblado por emigrantes del Valle Central, que a finales del siglo XIX aprovechando las condiciones climáticas y riqueza del suelo, trajeron el cultivo del café. Este producto contribuyó de manera significativa en el desarrollo social y económico, generando una cultura de valores y principios fortalecidos en la unión familiar. Características: Con una topografía irregular, por tratarse de un valle rodeado por montañas, limpios y abundantes ríos, tiene condiciones que generan múltiples micro climas y un ecosistema muy diverso. Esta Subregión cultiva café de las variedades Caturra y Catuaí (100% Arábica). Los productores, comprometidos con la calidad y el medio ambiente, cultivan café protegido con sistemas agro-forestales, que enriquecen los suelos por su aporte de materia orgánica. Sus cafetales están ubicados en altitudes que llegan hasta los 1.700 metros, en un área de alrededor de 18.500 hectáreas. La mayor cantidad de lluvia se produce entre abril y noviembre, mientras que una época más seca, se da entre diciembre y mazo. Cosecha: La recolección se realiza entre setiembre y febrero, con un pico de cosecha entre agosto y enero. La recolección manual de los frutos completamente maduros y las técnicas de beneficiado permiten producir uno de los cafés más finos del mundo.
29
Características organolépticas: Este café se caracteriza por su grano grueso, con excelente aroma, cuerpo y acidez. Gracias a la combinación perfecta de ambiente, condiciones de cultivo y el especial cuidado en la producción e industrialización se garantiza un café de la más alta calidad.
Región Valle Occidental
Desde el Valle Central los flujos de emigración en el siglo XIX hacia el Occidente establecieron los pueblos San Ramón, Palmares, Naranjo y Grecia. Los primeros pobladores trajeron el cultivo del café que ha dado vida y progreso a esta región occidental. Se cultiva en valles y laderas de la Cordillera Central en suelos volcánicos excepcionalmente aptos para la producción cafetalera. Características: En San Ramón, Palmares, Naranjo y Grecia se disfruta un clima bastante agradable durante todo el año. En esta región se presentan las estaciones seca y lluviosa bien definidas. La precipitación es de alrededor de 2.250 milímetros en un promedio de 160 días al año, lo que permite que al inicio de la primera, cuando el grano ha madurado perfectamente, pueda ser recolectado con eficiencia, mientras el resto del verano es útil para un secado homogéneo. La producción promedio se sitúa entre 800,000 a 1,000,000.00 de fanegas de excelente calidad de los tipos SHB, GHB y HB, granos de buena dureza y fisura cerrada. Alrededor del 85% de los caficultores produce de 1 a 100 fanegas. Es una zona donde la riqueza está muy distribuida, lo que ha fortalecido el aspecto social y económico del Valle. Altura y suelos: En el Valle Occidental se unen las condiciones casi ideales para el cultivo del mejor grano: suelos volcánicos muy fértiles, humedad del 81%, temperaturas estables de 21.5*C y adecuada luz solar todo el año de 48 a 52%, con un promedio de 2.250 horas anuales. En el café, de la variedad Arábica, predominan las variedades Caturra y Catuaí, lo cultivan los productores en unas 25,476 hectáreas y en altitudes de 800 a 1,400 metros. Cosecha: La recolección, que dura cuatro meses, permite el cuidado especial de los cultivos, lo que al final produce café con un sabor agradable a albaricoque o melocotón. Inicia en noviembre y concluye en febrero, coincidiendo con la época seca lo que posibilita la recolección de la fruta bajo un ambiente navideño y festivo. Un 75% de las plantaciones son bosques cafetaleros, permitiendo una limpieza de carbono (CO2) de 5,000,000.00 de toneladas por hectárea al año. Son constantes las buenas prácticas agrícolas en los cafetales y el beneficiado en armonía con la naturaleza en el que están comprometidos los productores, beneficiadores y exportadores. Subregiones: Cantones cafetaleros y sus altitudes en metros: Palmares: 900 – 1.400 Naranjo: 800 – 1.700 San Ramón: 900 – 1.450 Grecia: 750 – 1.500 Valverde Vega: 850 – 1.550 Atenas: 700 – 1.350 Características organolépticas: El café del Valle Occidental está bien definido por sus características organolépticas: muy buena acidez, cuerpo y aroma y una identidad de origen. La acidez y el cuerpo, están balanceados en la taza, características distintivas de este café.
Tabla 11. Producción de café por región para la cosecha 2011-2012
Región Cafetalera Area Sembrada (ha) Producción (fanegas de café fruta)
Coto Brus 8.947,74 227.135
Los Santos 23.353,14 703.688
Pérez Zeledón 13.821,14 304.471
Turrialba 6.850,9 183.938
Valle Central 14.892,44 407.958
Valle Occidental 23.616,15 507.045
30
Región Cafetalera Area Sembrada (ha) Producción (fanegas de café fruta)
Zona Norte 2.292,7 48.729
Los principales indicadores de área sembrada y de producción en fanegas para la
cosecha 2011-2012 nos indican un área total sembrada de 93.774,2 hectáreas de café
y una producción de 2.382.965 fanegas de café fruta. Respectivamente con respecto
por ejemplo al año 2001 se ha presentado una disminución de área de un 17%
Durante el año cosecha 2011-2012 solamente la Región del Valle Central de Costa
Rica experimentó un descenso en la producción de café, con respecto a la cosecha
anterior. La cosecha cafetalera en el Valle Central se redujo en 27 434 fanegas, lo cual
representó una caída del 6.3 por ciento con respecto a la cosecha 2010-2011.
En las demás regiones cafetaleras del país la producción de café aumentó en 2011-
2012 con respecto a 2010-2011, destacando los aumentos de cosecha en Coto Brus
(65.9%) y Pérez Zeledón (43.7%). Otra región cafetalera donde se elevó
significativamente la cosecha de café fue en la Zona Norte, donde la producción
aumentó a las 48 729 fanegas, de las 27 968 fanegas recolectadas en 2010-2011.
El sector café de Costa Rica impulsa en la actualidad una NAMA de mitigación
nacionalmente apropiada que tiene componentes relacionadas con la reducción de
emisiones debida a actividades de beneficiado del café, entre ellas reducciones
debidas al manejo de subproductos y residuos agrícolas orgánicos como la pulpa del
café.
La relevancia socioeconómica y ambiental del sector, así como las acciones climáticas
que impulsa el sector, justifican el estudio y análisis de las emisiones y sus
reducciones potenciales asociadas con el manejo de RAOs. De tal manera el Equipo
Local del Proyecto ha decidido que se enfoque en mayor detalle el entendimiento de
caracterizaciones por regiones cafetaleras del país en lo que respecta a RAOs de la
actividad cafetalera.
7.2. Caracterización de RAOs en Regiones Cafetaleras de Costa Rica
A partir de la información más reciente disponible del ICAFE14 en su Informe sobre
Actividad cafetalera en Costa Rica de diciembre del 2002, y utilizando las
informaciones referentes de producción de café fruta en fanegas se han estimado las
respectivas cantidades de RAOs asociados aplicando la metodología de campo usada
en el informe para el sector café, información que aparece en la Tabla 12.
14 http://www.icafe.go.cr/icafe/cedo/documentos_textocompleto/Icafetalero/4077.pdf
31
Tabla 12. Biomasa Húmeda, Seca y Energía Primaria en Costa Rica por regiones
cafetaleras para la cosecha 2011-2012
Regiones Biomasa Húmeda (t) Biomasa Seca (t) Energía Primaria (TJ)
Pulpa Cascarilla Mucilago Pulpa Cascarilla Mucilago Pulpa Cascarilla Mucilago
Coto Brus 23.906 2.471 8.965 4.542 2.199 1.703 72,1 39,4 27,0
Los Santos 74.062 7.655 27.773
14.072 6.813 5.277 223,5 122,2 83,8
Perez Zeledón
32.045 3.312 12.017 6.089 2.948 2.283 96,7 52,9 36,3
Turrialba 19.359 2.001 7.260 3.678 1.781 1.379 58,4 31,9 21,9
Valle Central
42.937 4.438 16.101 8.158 3.950 3.059 129,5 70,8 48,6
Valle Occidental
53.365 5.516 20.012 10.139 4.909 3.802 161,0 88,0 60,4
Zona Norte 5.129 530 1.923
974 472 365 15,5 8,5 5,8
Sub Totales por Tipo 250.803 25.933 94.051
47.652 23.072 17.868 756,7 413,7 283,8
Totales 370.787 88.592 1.454,2
Se debe hacer notar que para el año 2012, si se compara la determinación realizada
en secciones anteriores en función de la información de totales anuales de producción
usados versus la determinación totalizada en función de la estimación basada en
producción por regiones existe una diferencia de 8,42%.
La Figura 16 presenta gráficamente la información de Energía Primaria disponible en
RAOs en base seca para las regiones consideradas.
Figura 16. Energía Primaria en base seca para RAOs cafetaleros en regiones de
Costa Rica
72,1
223,5
96,7
58,4
129,5
161,0
15,5
39,4
122,2
52,9
31,9
70,8
88,0
8,5
27,0
83,8
36,3
21,9
48,6
60,4
5,8
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
Coto Brus Los Santos Perez Zeledón
Turrialba Valle Central
Valle Occidental
Zona Norte
Ene
rgía
Pri
mar
ia (
TJ)
Pulpa
Cascarilla
Mucilago
32
8. Conclusiones y Recomendaciones
El presente estudio se desarrolló en el marco de ejecución del proyecto “Uso de
los residuos agrícolas orgánicos como fuente de energía: aprovechamiento de
recursos y reducción de gases de efecto invernadero”, desarrollado mediante
alianza entre el Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa Rica y la Fundación
FITTACORI, bajo el convenio específico CV-018-2013. El estudio en cuestión se
realizó a través de una consultoría de corto plazo realizada por un periodo de 6
semanas entre agosto y septiembre del año 2013.
Este trabajo desarrolló un Estudio Base actualizado, que incluya datos estadísticos
y descriptivos de la generación de los RAO, la gestión de su aprovechamiento
actual y su potencial como fuente alternativa de energía en un futuro próximo en el
país. El estudio considera una diversidad de RAO para las siguientes actividades
productivas en Costa Rica: café, caña de azúcar, piña, arroz, cítricos, maderable
(aserraderos), pecuario (avícola, cerdos, ganado carne, ganado de leche), banano
y palma africana.
Se han presentado diversos tipos de estimaciones tanto para el año base
seleccionado del 2012 así como proyecciones estimativas al 2016, en relación a
valoraciones de Energía Primaria Potencial contenida en RAO sobre una base
seca tanto a nivel sectorial así como por tipo específico de RAO, habiéndose
introducido valoraciones referidas a comparaciones por área de cultivo para los
RAO de sectores agrícolas.
Las caracterizaciones de los RAO se han hecho en base a fuentes secundarias
tanto nacionales así como internacionales así como en la opinión de diversos
especialistas sectoriales consultados a través de entrevistas. Se han generado
aproximaciones metodológicas que reflejan los retos de estimación para cada
sector y que contribuyen a respaldar la representatividad de las estimaciones.
A nivel total, la energía primaria potencial de RAOs en el 2012 en Costa Rica
representa un total estimativo del orden de los 86.487 TJ.
Se hace notar que obviamente este potencial no está disponible en su totalidad por
diversos factores como son viabilidad y costos de acopio y proceso en los sistemas
agrícolas y de aserraderos, la realidad de dispersión de RAOs en algunos sistemas
pecuarios que dependen o no de sistemas productivos extensivos, etc.
Las estimaciones de proyección al 2016 indican crecimientos de oferta potencial
del orden del 10% con respecto a la base del 2012, y para esto se tomaron en
cuenta tasas de crecimiento productivo ponderadas.
Se han estimado para cada una de las regiones cafetaleras del país, y en
seguimiento de la selección de áreas prioritaria realizada por el proyecto de
concentrar atención a la caracterización de RAOs en este sector, los valores de
biomasa seca y de energía primaria para los RAOs en cada una de estas regiones
del país.
Algunas Conclusiones son:
33
Es posible aproximar la estimación de potenciales teóricos de energía
contenida en los RAO estudiados, las fuentes de información son sólidas y
aún cuando se puede mejorar el enfoque metodológico, los resultados son
adecuados para aportar a procesos de toma de decisión a niveles
nacionales y sectoriales para definir sendas de consolidación de la
bioenergía en el país.
Las valoraciones realizadas en este trabajo deben servir para ayudar a
informar a diversos tipos de tomadores de decisiones y pueden ayudar a
gestionar dinámicas de discusión necesarias para lograr apoyar y fortalecer
la contribución energética de la biomasa.
El trabajo de gestión de escenarios apenas comienza y se insta a los
tomadores de decisiones a realizar ejercicios y valoraciones de escenarios
de participación plausibles que sirvan para poder definir mejor metas de
interés a la gestión de la bioenergía en el país, apoyándose en
establecimiento de mapas de ruta concertados.
Algunas Recomendaciones son:
Continuar profundizando en la valoración de recursos biomásicos, por ejemplo
la valoración de disponibilidades de áreas de crecimiento de oferta y su
relación con temas de sostenibilidad que parece muy importante.
Muchos cultivos agrícolas del tipo considerado, y que se desarrollan en ciclos,
podrían tener cantidades importantes de biomasa en pie que podrían llegar a
estar disponible a encadenamientos bioenergéticos en el país; por ende es
importante poder desarrollar una aproximación a este entendimiento.
Será necesario continuar fortaleciendo las capacidades nacionales y
sectoriales de valoración de tecnologías de conversión bioenergética para
apoyar la dirección de sendas sectoriales específicas.
Se debe a la brevedad posible y una vez se definan rutas críticas, solventar
una serie de retos específicos de caracterización de RAOs, adecuabilidad de
acople tecnológico y de establecimiento de curvas de costo de material
bioenergético.
34
9. Referencias
Barboza, L; Silva, E. Tecnologías de Conversión Energética de Biomasa. Volumen II de la Serie de Sistemas Energéticos. Universidad de Amazonas EDUA/EFEI. Brasil. 1997. Barz, M; Delivand, M. Agricultural residues as promising fuels for biomass power generation in Thailand. Journal of Sustainable Energy & Environment Special Issue (2011) 21-27. Braunbeck,O.; Macedo, I.. Modernizing Cane Production to Enhance the Biomass base in Brazil. Publicado en Bioenergy-Realizing the Potential. Edited by Selmida Silveira. Swedish Energy Academy. Elsevier. 2004. Imbach, P; Coto, O; Salinas, Z. Valoración de los residuos biomásicos en Costa Rica usando Sistemas de Información Geográfica. CATIE. Costa Rica. 2005. Coto, O; Ruiter, D. A study on the drying of coffee pulp for fuel in coffee processing facilities. BUN. Costa Rica. 1994. Coto, O. Secado de café: Hornos Biomásicos y su Diseño. Publicación en preparación. Costa Rica. 2013. Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012. DSE MINAE. Encuesta de Oferta y Consumo Energético Nacional a partir de Biomasa en Costa Rica. Año 2006. Publicación N0 200 Dirección Sectorial de Energía. Costa Rica 2007. DSE MINAE. Balance Energético Nacional de Costa Rica 2011. Dirección Sectorial de Energía, Ministerio de Ambiente y Energía, Publicación DSE 123. Preparado por Molina Soto Arturo Diciembre 2012. Costa Rica. Disponible en www.dse.go.cr Deublein, Dieter. Biogas from waste and renewable resources. Willey-VCH. Alemania. 2008. Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). Disponible en https://www.ecn.nl/phyllis2/ FAO/PNUD/GEF/Gobierno de Chile. Manual de Biogás. Santiago de Chile. 2011. Grover, P.D. Biomass: thermo chemical characterization for gasification. Indian Institute of Technology. New Delhi. 1989. Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza en Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005. ICIDCA-GEPLACEA-UNDP. Handbook of Sugar Cane Derivatives. Cuban Research Institute of Sugar. México. 1988.
35
ICAFE. Medición de eficiencia en hornos de secado de café. Preparado por Ing. Emanuel Montero. Unidad de Industrialización. Agosto del 2013. ICE. Diseño de biodigestores y producción de electricidad. Presentación en power point. Autor y fecha desconocida. IEA. “Technology Roadmap – Bioenergy for Heat and Power”. Francia 2012. Disponible en http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/bioenergy.pdf Instituto Meteorológico Nacional. Factores de emisión de gases de efecto invernadero, Agosto 2012. Disponible en http://cglobal.imn.ac.cr/sites/default/files/documentos/factores_emision_gei_0.pdf IRENA. Biomass Potential for Africa. UAE 2013. Disponible en http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA-DBFZ_Biomass%20Potential%20in%20Africa.pdf IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. Disponible en www.ipcc.ch Jenjariyakosoln, S.; Sajjakulnukit, B.; Garivait, S. Energy and Greenhouse Gas Emssions Reduction Potential of Surgacane Field Residues Power Generation in Thailand. International Journal of Enviromental Science and Devolpment, Vol. 4. No 2, April 2013. Keener,H. Overview of Manure Technologies. OSU. 2011 Madrigal, J; Fallas, M. Informe Encuesta ganadera 2012. San José. 2013. Okoroigwe, EC; Saffron, C.M. Determination of Bio-energy potential of Palm kernel Shell by physicochemical characterization. Nigerian Journal of Technology. Vol 31. No3. Noviembre, 2009. Pág 229-335. PITTA Bioenergía. Plan Estratégico para el Programa de Investigación y Transferencia en Tecnología en Bioenergía. Versión Febrero 2011. Costa Rica. PNUD. Bionergy Primer. 2000. Disponible en http://www.undp.org/content/dam/aplaws/publication/en/publications/environment-energy/www-ee-library/sustainable-energy/bioenergy-primer-modernised-biomass-energy-for-sustainable-development/Bioenergy%20Primer_2000.pdf REN 21. Renewables 2012: Global Status Report. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. 2012 Disponible en www.ren21.net Rodriguez, N.; Sambrano, D. Los Subproductos del Café: Fuente de Energía Renovable. Avances Técnicos 393. Cenicafé. Colombia. Marzo 2010. Rouf, M.A.;Bajpai, P.K; Jotshi, C.K. Optimization of Biogas Generation from Press Mud in Batch Reactor. Bangaldesh Journal of Scientific and Industrial Research. 45(4), pág. 371-376. 2010 SAACKE. Liquids with Low Heating Value. Alemania. 2012. Disponible en http://www.saacke.com/fileadmin/Media/Documents/pdfs/EN/Brochures/0-0750-0020-02_Ansicht.pdf
36
Shell. Shell Global Scenarios to 2025. London Disponible en www.shell.com/scenarios , http://www.shell.com/global/future-energy/scenarios.html Stanford University Global Climate and Energy Program. An assessment of biomass feedstock and conversion research opportunities. Notas de Conferencia. California. 2005. Ulloa et al. Tropical agricultural residues and their potential uses in fish feeds: the Costa Rican situation. Journal of Waste Management. 24 (2004) 87,97. Publicado por Elsevier, disponible en: www.elsevier.com/locate/wasman Veringa, H. Advanced techniques for energy generation from biomass and waste. ECN Holland. 2011. Winrock International Institute for Agricultural Development. Energy from Citrus Wastes in Belize. Report No. 91-16. Preparado USAID. Diciembre 1991. Wright, L.; Boundy, B.; Perlack, R.; Davis, S.; Saulsbury, B. (2006, September). Biomass Energy Data Book, Ed. 1. ORNL/TM‐2006/571. Oak Ridge, TN: Oak Ridge
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37
Anexo 1
Datos de Origen para Estimaciones Realizadas
38
Año
Café Arroz Caña de Azúcar
Palma Aceitera
Cítricos
Piña Banano
Maderables
Ganado Porcino
Ganado Avícola
Ganado Lecher
o
Ganado Cárnico
t Café Fruta
t Arroz en
Granza
t de Caña
t de Fruta
Fresca
t de Naranj
a
t Piña t de Banan
o
m3 de madera en
rollo
N° de Animale
s
N° de Animales
N° Animale
s
N° Animale
s
2000
844.588
3.398.282 609.117
470.424 903.125
177.391 710.000 494.159
683.990 543.280
2001
773.302
3.472.115 666.084
339.048 950.400
163.729 930.000 572.677
649.090 515.560
2002
721.788
287.712
3.462.331 571.200
434.928 992.000
152.524 715.000 578.264
614.140 487.800
2003
951.678
344.793
3.959.185 581.000
363.528 984.233
178.720 700.000 574.491
579.241 460.080
2004
557.245
364.717
3.755.096 670.000
447.168
1.077.300
168.495 805.000 608.990
544.341 432.360
2005
661.417
358.753
3.615.582 780.000
382.704
1.605.237
151.224 1.000.000 621.464
59.312.017 579.140 460.000
2006
661.417
334.338
4.152.799 872.444
448.800
1.556.480
195.386 1.105.000 653.474
61.367.547 553.960 440.000
2007
652.922
364.636
3.561.379 825.000
424.000
1.968.000
195.436 1.305.000 770.761
68.490.211 604.320 480.000
2008
564.951
352.648
3.596.724 863.200
278.000
1.678.125
177.035 1.200.000 832.423
66.206.086 648.184 514.840
2009
481.067
371.730
3.635.409 897.750
350.000
1.682.043
149.342 1.010.000 865.846
62.604.347 654.680 520.000
2010
511.428
354.273
3.734.732 985.800
252.000
1.976.755
173.387 990.000 739.537
66.376.982 679.860 540.000
2011
526.753
339.739
3.418.193
1.050.000
159.406
2.268.956
182.089 919.014 831.427
63.647.985 694.968 552.000
2012
658.346
298.295
4.005.752
1.111.250
280.000
2.484.729
183.194
65.932.297 793.563 630.312
Fuentes de Información utilizadas
Info Agro disponible en www.infoagro.go.cr en su Boletín No 23 del 2013.
Cámara Nacional de Avicultores. CANAVI, disponible en www.canavicr.com
Oficina Nacional Forestal, Informe Usos y Aportes de la Madera al 2011,disponible en
http://onfcr.org/media/uploads/documents/informe_usos_y_aportes_de_la_madera_20
11.pdf
Corporación Ganadera Nacional (Corfoga) en la ENGANA 2012.
39
Anexo 2
Referencias de Caracterización de Residuos Agrícolas Orgánicos (RAO)
40
Tabla A1. Características de Residuos Agrícolas Orgánicos (RAO) y Referencias
Utilizadas
Sectores Agrícolas
Residuos Agrícolas/Pecuarios
Orgánicos (RAO)
Contenido Humedad (%)
Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Café
Pulpa de café 81,0% 0,416 15,88
Cascarilla de café 11,0% 0,043 17,93
Mucílago de café 81,0% 0,156 15,88
Arroz Granza de arroz 15,0% 0,210 15,43
Caña de Azúcar
Bagazo de caña de azúcar 50,0% 0,250 17,50
Cachaza de caña de azúcar 73,6% 0,300 16,00
Melaza de caña de azúcar 50,0% 0,350 9,74
Residuos de Campo de Caña 70,0% 0,232 17,43
Palma Africana
Fibra de Mesocarpio de palma africana 37,0% 0,130 19,43
Cascarilla de Coquito de palma africana 17,0% 0,050 22,94
Fibra de Pinzote de palma africana 55,0% 0,220 18,62
Piña Rastrojo de piña 90,0% 3,290 11,60
Corona de piña 78,5% 0,003 11,60
Banano Pinzote de Banano 85,0% 0,094 11,60
Banano Rechazo 85,0% 0,114 11,60
Cítricos Semillas, Cascaras y Pulpas de Naranja
85,0% 0,500 16,55
Aserraderos
Aserrín 32,0% 0,103 18,50
Leña de aserraderos 50,0% 0,189 18,50
Otros residuos de aserradero 55,0% 0,111
18,50
Burucha de aserradero 32,5% 0,008 18,50
Sectores Pecuarios
RAO Pecuario Contenido Humedad (BH) (%)
Balance Masa (t materia seca / animal /año
15)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Porcino Excreta Porcina 85,0% 0,094 13,79
Avícola Excreta Avícola (Gallinaza) 36,0% 0,004 15,95
Leche Excreta Bovina Lechera 80,0% 1,773 15,62
Carne Excreta Bovina Ganadera 80,0% 1,168 15,62
15
Se hace notar que este indicador es generado a partir de la consideración de composición de los hatos respectivos y representa un valor de excretas entre población total de animales pero no es generalizable para otros usos fuera de este estudio pues incluye aspectos de especificidades por tipo de población, pesos vivos ideales, porcentajes de excreta por tipo de animal, etc.
41
Residuos Agrícolas/ Pecuarios Orgánicos
(RAO)
Contenido Humedad (%) Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Pulpa
Tabla provista por el Ingeniero Rolando Chacón, Icafé, Costa Rica.
Tabla provista por el ingeniero Rolando Chacón, Icafé.
Rodriguez, N.; Sambrano, D. Los Subproductos del Café: Fuente de Energía Renovable. Avances Técnicos 393. Cenicafé. Colombia. Marzo 2010.
Cascarilla
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Tabla provista por el Ingeniero Rolando Chacón, Icafé.
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Mucílago
Tabla provista por el Ingeniero Rolando Chacón, Icafé.
Tabla provista por el Ingeniero Rolando Chacón, Icafé.
Rodriguez, N.; Sambrano, D. Los Subproductos del Café: Fuente de Energía Renovable. Avances Técnicos 393. Cenicafé. Colombia. Marzo 2010.
Granza
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
PNUD. Bionergy Primer. 2000. http://www.undp.org/content/dam/aplaws/publication/en/publications/environment-energy/www-ee-library/sustainable-energy/bioenergy-primer-modernised-biomass-energy-for-sustainable-development/Bioenergy%20Primer_2000.pdf
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Bagazo
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Braunbeck, O.; Macedo, I. Modernizing Cane Production to Enhance the Biomass base in Brazil. Publicado en Bioenergy-Realizing the Potential. Edited by Selmida Silveira. Swedish Energy Academy. Elsevier. 2004. ICIDCA-GEPLACEA-UNDP. Handbook of Sugar Cane Derivatives. Cuban Research Institute of Sugar. 1988. Mexico.
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Cachaza
Rouf, M.A.;Bajpai, P.K; Jotshi, C.K. Optimization of Biogas Generation from Press Mud in Batch Reactor. Bangaldesh Journal of Scientific and Industrial Research. 45(4), pág. 371-376. 2010
Braunbeck, O.; Macedo, I. Modernizing Cane Production to Enhance the Biomass base in Brazil. Publicado en Bioenergy-Realizing the Potential. Edited by Selmida Silveira. Swedish Energy Academy. Elsevier. 2004. ICIDCA-GEPLACEA-UNDP. Handbook of Sugar Cane Derivatives. Cuban Research Institute of Sugar. 1988.
Rouf, M.A.; Bajpai, P.K; Jotshi, C.K. Optimization of Biogas Generation from Press Mud in Batch Reactor. Bangaldesh Journal of Scientific and Industrial Research. 45(4), pág. 371-376. 2010
42
Residuos Agrícolas/ Pecuarios Orgánicos
(RAO)
Contenido Humedad (%) Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Mexico.
Melaza
SAACKE. Liquids with Low Heating Value. Alemania, 2012. http://www.saacke.com/fileadmin/Media/Documents/pdfs/EN/Brochures/0-0750-0020-02_Ansicht.pdf
Braunbeck, O.; Macedo, I. Modernizing Cane Production to Enhance the Biomass base in Brazil. Publicado en Bioenergy-Realizing the Potential. Edited by Selmida Silveira. Swedish Energy Academy. Elsevier. 2004. ICIDCA-GEPLACEA-UNDP. Handbook of Sugar Cane Derivatives. Cuban Research Institute of Sugar. 1988. Mexico.
SAACKE. Liquids with Low Heating Value. Alemania, 2012. http://www.saacke.com/fileadmin/Media/Documents/pdfs/EN/Brochures/0-0750-0020-02_Ansicht.pdf
R.Campo de Caña
Jenjariyakosoln, S.; Sajjakulnukit, B.; Garivait, S. Energy and Greenhouse Gas Emssions Reduction Potential of Surgacane Field Residues Power Generation in Thailand. International Journal of Environmental Science and Development, Vol. 4. No 2, April 2013.
Braunbeck, O.; Macedo, I. Modernizing Cane Production to Enhance the Biomass base in Brazil. Publicado en Bioenergy-Realizing the Potential. Edited by Selmida Silveira. Swedish Energy Academy. Elsevier. 2004. ICIDCA-GEPLACEA-UNDP. Handbook of Sugar Cane Derivatives. Cuban Research Institute of Sugar. 1988. Mexico.
Jenjariyakosoln, S.; Sajjakulnukit, B.; Garivait, S. Energy and Greenhouse Gas Emssions Reduction Potential of Surgacane Field Residues Power Generation in Thailand. International Journal of Environmental Science and Development, Vol. 4. No 2, April 2013.
Fibra de Mesocarpi
o
Comunicación Personal. Ing. Fernando Rojas, Numar.
Yacob, S. Progress and Challenges in utilization of Palm Biomass. http://www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/15_ppt.pdf
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Cascarilla de
Coquito
Comunicación Personal. Ing. Fernando Rojas, Numar.
Yacob, S. Progress and Challenges in utilization of Palm Biomass. http://www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/15_ppt.pdf
Okoroigwe, EC; Saffron, C.M. Determination of Bio-energy potential of Palm kernel Shell by physicochemical characterization. Nigerian Journal of Tecnhology. Vol 31. No3. Noviembre, 2009. Pág 229-335.
Fibra de Pinzote
Comunicación Personal. Ing. Fernando Rojas, Numar.
Yacob, S. Progress and Challenges in utilization of Palm Biomass. http://www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/15_ppt.pdf
Heiskanen P.;Peltonen, A. Combustion Test on Central American Biomasses. VTT Process. Estudio Realizado para Alianza para Energía y Ambiente para Centro América. Noviembre, 2005.
Rastrojo
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Comunicación Personal Sr. D. Marín, Del Monte.
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
43
Residuos Agrícolas/ Pecuarios Orgánicos
(RAO)
Contenido Humedad (%) Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Corona
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Comunicación Personal Sr. D. Marín, Del Monte.
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Pinzote de Banano
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Encuesta de Biomasa 2006 IPCC. Guideline for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Banano Rechazo
IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Encuesta de Biomasa 2006 IPCC. Guidelines for National Greenhouse Inventories. Volume 2. Section 1.412. 2006. www.ipcc.ch
Semillas, Cascaras y Pulpas
de Naranja
Winrock International Institute of Agricultural Development. Energy from Citrus Wastes in Belize. Report No. 91-16. Preparado USAID. Diciembre 1991
Winrock International Institute for Agricultural Development. Energy from Citrus Wastes in Belize. Report No. 91-16. Preparado USAID. Diciembre 1991
Winrock International Institute for Agricultural Development. Energy from Citrus Wastes in Belize. Report No. 91-16. Preparado USAID. Diciembre 1991
Aserrín
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Leña
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Otros
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Burucha
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Chacón, L. Diagnóstico de Existencias de los Residuos Forestales en la Región Huetar Norte. Fonafifo. 2012.
Excreta Porcina
Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Memoria Anexo 3. Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Gallinaza
Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Memoria Anexo 3. Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
44
Residuos Agrícolas/ Pecuarios Orgánicos
(RAO)
Contenido Humedad (%) Balance Masa (t de RAO / t producción
sector)
Poder Calórico Superior (MJ/kg)
Excreta Bovina Lechera
Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Memoria Anexo 3. Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Excreta Bovina
Ganadera
Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
Memoria Anexo 3. Energy Research Center of Netherlands. Phyllis 2 (Database for Biomass and waste). https://www.ecn.nl/phyllis2/
45
Anexo 3
Procedimientos de Estimación de Biomasa Húmeda, Biomasa Seca
y Energía Primaria
46
En este Anexo se incluyen componentes metodológicos usados para las estimaciones realizadas para el estudio de RAO en Costa Rica. Cada esquema metodológico incluye y traza una estimación representativa del proceso de cálculo. Los esquemas metodológicos son los que se implementan en las respectivas hojas de cálculo en Excel que se desarrollaron en el trabajo. Se realizan aproximaciones para sectores agrícolas, sector de aserraderos, pecuarios y cada uno tiene particularidades especiales de aproximación.
47
I. Estimaciones del Sector Agrícola
1. Estimación masa húmeda de cada RAO
RAO = Producción Bruta ∗ BM
Producción Bruta: de acuerdo a información dada por base datos Info Agro.
BM: Factor de balance de masa del RAO con respecto a producción del producto del sector.
RAO: masa húmeda de cada RAO.
Ejemplo en Café
Pulpa = 658.346 t ∙ 0,416 TMPulpa
TMCafé Fruta= 273.871,9 t
Cascarilla = 658.346 t ∙ 0,043TMCascarilla
TMCafé Fruta= 28.308,9 t
Mucílago = 658.346 t ∙ 0,156TMMucílago
TMCafé Fruta= 102.702,0 t
2. Estimación de Biomasa Húmeda asociada a cada sector agrícola
BH = RAOi
n
i=0
Ejemplo en Café BH = Pulpa + Cascarilla + Mucílago
BH = 273.871,9 t + 28.308,9 t + 102.702,0 t BH = 404.882,8 t
3. Estimación de Masa de Agua en RAO
MW = CH Base Húmeda ∗ RAO
CH: contenido de humedad del RAO (%)
Ejemplo en Café
MWPulpa = 273.871,9 t ∙ 0,81 = 221.836,3t
MWCascarilla = 28.308,9 t ∙ 0,11 = 3.114,0 t MWMucílago = 102.702,0 t ∙ 0,81 = 83.188,6 t
4. Estimación de Masa Seca en RAO
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS: masa seca en RAO
Ejemplo en Café
48
MSPulpa = 221.836,3t − 0,81 ∙ 221.836,3t
0,81= 52.035,7 t
MSCascarilla = 3.114,0 t − 0,11 ∙ 3.114,0 t
0,11= 25.194,9 t
MSMucílago = 83.188,6 t − 0,81 ∙ 83.188,6 t
0,81= 19.513, t
5. Estimación de Biomasa Seca asociada a cada sector agrícola
BS = MSi
n
i=0
BS: biomasa seca de cada sector
Ejemplo en Café
BS = MSPulpa + MSCascarilla + MSMucílago
BS = 52.035,7 t + 25.194,9 t + 19.513 t BS = 96.743,9 t
6. Energía Primaria por RAO (TJ)
EPRAO = MSRAO ∙ PCSRAO Ejemplo en Café
EPPulpa = 52.036 t ∙ 15,88
1000
TJ
t = 826,3 TJ
EPCascarilla = 25.195 t ∙ 17,93
1000
TJ
t = 451,7 TJ
EPMucílago = 19.513 t ∙ 15,88
1000
TJ
t = 309,9 TJ
7. Energía Primaria por Sector Agrícola
EPSector = EPRAO i
n
i=0
Ejemplo en Café
EPSector = EPPulpa + EPCascarilla + EPMucílago
EPSector = 826,3 TJ + 451,7 TJ + 309,9 TJ BS = 1587,9 TJ
II. Estimaciones Sector Aserraderos
Para el cálculo de Aserraderos se utilizaron los siguientes supuestos, otorgados por expertos en el área y el estudio “Diagnóstico de las existencias de los residuos forestales en la región Huetar Norte de Costa Rica”, de Fonafifo. Además se utilizan los valores de producción de maderas presentados en “Usos y aportes de la madera
49
en Costa Rica, estadísticas 2011” de la ONF. Los ejemplos de cálculo presentados en
este anexo son para el año 2011.
Parámetro Simbología Valor
Densidad de la madera ρmadera 1,091 t/m3-rollo
Factor de Balance de Masa de Aserrín BMAserrín
0,1025
taserrín/tMadera
Factor de Balance de Masa de Leña BMLeña 0,1886 tLeña/tMadera
Factor de Balance de Masa de Otros Residuos
Lignocelulosas BMOtros 0,1107 tOtros/tMadera
Factor de Balance de Masa de Burucha BMBurucha
0,0082
tBurucha/tMadera
1. Estimación toneladas de madera
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑡 = 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚3 − 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑜 ∙ 𝜌𝑚𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑡 = 919.014𝑚3 − 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑜 ∙ 1,091𝑡
𝑚3 − 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑜= 1.002.644 𝑡
2. Estimación de Masa Húmeda de RAO Madera
RAO𝑀𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎 = Producción Bruta ∗ BM
Aserrín = 1.002.644 𝑡 ∙ 0,1025 t Aserrín
t Madera= 102.771 t
3. Estimación de Masa de Agua en RAO
MW = CH Base Húmeda ∗ RAO𝑀𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎
MW𝐴𝑠𝑒𝑟𝑟 í𝑛 = 0,32 ∗ 102.771 t = 32.887 t
4. Materia seca por RAO
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS𝐴𝑠𝑒𝑟𝑟 í𝑛 = 32.887 t − 0,32 ∙ 32.887 t
0,32= 68.884𝑡
5. Energía Primaria por RAO (TJ)
EPRAO = MSRAO ∙ PCSRAO
EPAserrín = 68.884 𝑡 ∙ 18,5
1000
TJ
t = 1.293 TJ
III. Estimaciones del Sector Porcino
Para los cálculos del sector porcino se utilizaron los datos de producción de carne de cerdo con un histórico del 2000 al 2011. Y se asumieron los siguientes valores, según
recomendación de expertos. Se presentaran el ejemplo de cálculo para el año 2011
50
Parámetro Simbología Valor
Peso de Canal PC 65 kg
Número de Partos de una Cerda/año NPC 2,3
Número de Animales por Parto NAP 10
Edad de Vida de Cerdo en Engorde ECE 4,5 meses
1. Estimación de cerdos sacrificados
𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 =𝑀𝑎𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑛𝑒
𝑃𝐶
𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 =51.791 𝑡 ∙ 1000 𝑘𝑔
65 𝑘𝑔= 796.785 𝑐𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠
2. Estimación de Madres
𝑀𝑎𝑑𝑟𝑒𝑠 =𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠
𝑁𝑃𝐶 ∙ 𝑁𝐴𝑃
𝑀𝑎𝑑𝑟𝑒𝑠 =796.785
10 ∙ 2,3= 34.643 𝑚𝑎𝑑𝑟𝑒𝑠
3. Promedio Anual de Animales (PAM)
Para hacer esta estimación anual no se puede utilizar el total de animales sacrificados, ya que la vida de los mismos es menor al año, por lo que se debe de realizar un valor promedio anual de animales que se tuvieron por mes, para realizar una estimación correcta, esto variara para los diferentes tipos de animales que se tengan, en el caso de las cerdas su ciclo de vida es mayor al año, por lo que la estimación se realiza con
el total de animales estimados.
𝑃𝐴𝑀𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 = 𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠4,5 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠
12 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑎ñ𝑜
𝑃𝐴𝑀𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 = 796.785 ∙ 0,375 = 294.810 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠
4. Cantidad de Excretas
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 =𝑃𝐴𝑀𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 ∙ 𝑊𝑉𝑖𝑣𝑜 ∙ %𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎 ∙ 365
1000
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 =294.810 ∙ 1000 ∙ %𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎 ∙ 365
1000= 430.423 𝑡
5. Estimación de Masa de Agua en Excretas
MW = CH Base Húmeda ∗ Excretas
MWPulpa = 521.464 𝑡 ∙ 0,85 = 443.245t
6. Estimación de Masa Seca en Excretas
51
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS𝐴𝑠𝑒𝑟𝑟 í𝑛 = 443.245 TM − 0,85 ∙ 443.245 TM
0,85= 78.220 𝑡
7. Energía Primaria en Excretas
EPExcreta = MSExcreta ∙ PCSRAO
EPExcreta = 78.220 𝑡 ∙ 13,8
1000
TJ
t = 1.079,4 TJ
8. Factor de Masa Seca/Animal-año
FMS =MSExcreta Total
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
FMS =78.220 𝑡
831.427 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠= 0,094
IV. Estimaciones del Sector Avícola
Se utilizaron los valores históricos de producción y número de animales presentados por CANAVI. En este sector se tienen 2 tipos de animales los pollos de engorde y las gallinas ponedoras. Por lo cual se deben de realizar los cálculos por separado para cada tipo de animal. Los ejemplos de cálculos se presentan para los pollos de engorde del año 2012. Se utilizaron los siguientes parámetros para el cálculo,
Parámetro Simbología Valor
Cantidad de Excretas de Aves de Corral (FAO, 2011). CEA 0,18
kg/día
Cantidad Excretas de Gallina Ponedora (Williams, fecha no
citada) CEG
0,12
kg/día
Cantidad Excretas de Pollo Engorde(Williams, fecha no
citada) CEP
0,08
kg/día
Edad de Vida de Pollo de Engorde EPE 40 días
Edad de Vida de Gallina Ponedora EGP >1 año
1. Promedio Anual de Animales (PAM)
𝑃𝐴𝑀𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 = 𝑃𝑜𝑙𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑆𝑎𝑐𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑠4,5 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠
12 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑎ñ𝑜
𝑃𝐴𝑀𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 = 62.997.297 ∙40 𝑑í𝑎𝑠
365 𝑑í𝑎𝑠 𝑎ñ𝑜 = 6.308.482 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠
52
* En el caso de las gallinas ponedoras al tener una edad de vida mayor el año el PAM
será el mismo al reporte en la serie histórica.
2. Cantidad de Excretas
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑊𝑖𝑙𝑙𝑖𝑎𝑚𝑠=𝑃𝐴𝑀𝐶𝑒𝑟𝑑𝑜𝑠 ∙ %𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎 ∙ 365
1000
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑊𝑖𝑙𝑙𝑖𝑎𝑚𝑠=
6.903.813 ∙ 0,08kgdía ∙ 365 𝑑í𝑎𝑠
1000= 201.591𝑡
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 𝐹𝐴𝑂=
6.903.813 ∙ 0,18kgdía
∙ 365 𝑑í𝑎𝑠
1000= 453.581𝑡
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑚 =201.591𝑡 + 453.581 𝑡
2= 327.586𝑡
Con una desviación del 38%.
3. Estimación de Masa de Agua en Excretas
MW = CH Base Húmeda ∗ Excretas
MWExc .Engorde = 327.586 𝑡 ∙ 0,36 = 117.930t
4. Estimación de Masa Seca en Excretas
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS𝐸𝑥𝑐 .𝐸𝑛𝑔𝑜𝑟𝑑𝑒 = 117.930t − 0,36 ∙ 117.930t
0,36= 209.775𝑡
5. Energía Primaria en Excretas
EPExcreta = MSExcreta ∙ PCSRAO
EPExc .Engorde = 209.775𝑡 ∙ 15,95
1000
TJ
t = 3.345 TJ
6. Factor de Masa Seca/Animal-año
FMS =MSExcreta Total
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
FMS =312.676 𝑡
65.932.297 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠= 0,004
53
V. Estimaciones del Sector Ganado de Leche
Para este sector se utilizaron las valoraciones realizadas por la encuesta de hato nacional realizada por Corfoga (ENGANA 2012), así como las estimaciones de hato realizadas por las estadísticas de FAO. Engana realiza una distribución de hato para 4 sectores y tipo de producción de ganado en Costa Rica. (Ganado Lechero, Doble
Propósito, Engorde y Selección-pie de cría).
Para el sector lechero se realizaron estimaciones del tipo de producción Ganado Lechero y Doble Propósito. Se realizaron los cálculos diarios de excretas y luego se calculó un porcentaje de disponibilidad en las zonas de ordeño para esas zonas. Se presentan los ejemplos de cálculo para el año 2012, con los siguientes supuestos,
Parámetro Simbología Valor Peso
Vivo
% de Excretas de Ganado según su
peso (ICE, fecha no citada). %Excretas
0,07 kg excretas/kg
Peso Vivo
No
Aplica
% de Vacas Lecheras de ENGANA 12 %VL 14,3% 425 kg
% de Novillas Lecheras de ENGANA
12 %NL 4,7% 377 kg
% de Terneras Lecheras de ENGANA
12 %TraL 4,7% 117 kg
% de Terneros Lecheros de ENGANA
12 %TroL 0,8% 117 kg
% de Reproductores Lecheros de
ENGANA 12 %RL 0,3% 500 kg
Horas de Ordeño Lechería HOL 4 horas No
Aplica
% de Vacas D. Propósito de ENGANA
12 %VDP
13,7%
425 kg
% de Novillas D. Propósito de
ENGANA 12 %NDP
6,0%
377 kg
% de Terneras D. Propósito de
ENGANA 12 %TraDP
4,9%
117 kg
% de Terneros D. Propósito de
ENGANA 12 %TroDP
3,9%
117 kg
% de Reproductores D. Propósito de
ENGANA 12 %RDP
2,8%
500 kg
Horas de Ordeño Doble Propósito HODP 2 horas No
Aplica
1. Cantidad de Excretas
54
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝑉𝐿 =𝐻𝑎𝑡𝑜 𝑁𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 ∙ %𝑇𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 ∙ 365 ∙ 𝑃𝑉 ∙ % 𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠
1000
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝑉𝐿 =1.575.781 ∙ 14,3% ∙ 365 ∙ 425 𝑘𝑔 ∙ 0,07
1000= 2.438.319 𝑡
2. Estimación de Masa de Agua en Excretas
MW = CH Base Húmeda ∗ Excretas𝑉𝐿
MHVL = 2.438.319 𝑡 ∙ 0,8 = 1.950.655t
3. Estimación de Masa Seca en Excretas
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS𝑉𝐿 = 1.950.655 t − 0,8 ∙ 1.950.655 t
0,8= 487.664 𝑡
4. Energía Primaria en Excretas
EPExcretas = MSExcreta ∙ PCSExcreta
EPExc .VL = 487.664 𝑡 ∙ 15,62
1000
TJ
t = 7617,3 TJ
5. Porcentaje de Disponibilidad
%𝑅𝑒𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
𝐻𝑂 ∙ 365
8760 ∙ MSVacas ∙ PCSExcreta
EPTotal G.Lechero
%𝑅𝑒𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
4 ∙ 3658760
∙ 487.664 𝑡 ∙ 15,621000
TJt
10.844 TJ= 11,71%
7. Factor de Masa Seca/Animal-año
FMS =MSExcreta Total
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
FMS =1.407.049 𝑡
793.563 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠= 1,77
VI. Estimaciones del Sector Ganado de Carne
Para el sector cárnico se realizó la misma metodología que en el sector lechero, solamente que se variaron los sectores que se agregaron a la estimación que fue el ganado de carne y la selección-pie de cría. Aquí el porcentaje de disponibilidad se
55
llevó a 0, ya que se considera que la ganadería nacional, no se encuentra en estabulaciones ni parciales, ni totales. Por lo tanto la facilidad de recolección de las excretas es más complicada y podría ser inviable. Se realizaron los cálculos de ejemplo para el 2012 en el sector de ganado de carne o engorde. Además se consideran un porcentaje de tipo de animal más que son los toros y los novillos. En la estimación lechera el porcentaje de toros y novillos no fue considerado por su pequeña participación respecto al número de los demás tipos de animales del hato. Se realizaron los cálculos para los valores realizados al 2012 utilizado el tipo de animal de
novillos ganaderos.
Parámetro Simbología Valor Peso
Vivo
% de Vacas Ganaderas de ENGANA 12 %VG 8,6% 425 kg
% de Novillas Ganaderas de ENGANA 12 %NaG 5,4% 377 kg
% de Terneras Ganaderas de ENGANA 12 %TraG 3,2% 117 kg
% de Terneros Ganaderos de ENGANA 12 %TroG 3,2% 117 kg
% de Reproductores Ganaderos de ENGANA 12 %RG 0,3% 500 kg
% de Toros Ganaderos de ENGANA 12 %TG 3,5% 450 kg
% de Novillos Ganaderos de ENGANA 12 %NoG 7,7% 230 kg
% de Vacas Selección y Píe de Críade ENGANA 12 %VSP 3,5% 425 kg
% de Novillas Selección y Píe de Críade ENGANA
12 %NaSP 1,4% 377 kg
% de Terneras Selección y Píe de Cría de ENGANA
12 %TraSP 1,4% 117 kg
% de Terneros Selección y Píe de Cría de ENGANA
12 %TroSP 1,0% 117 kg
% de Reproductores Selección y Píe de Cría de
ENGANA 12 %RSP 0,2% 500 kg
% de Toros Selección y Píe de Cría de ENGANA 12 %TSP 0,2% 450 kg
% de Novillos Selección y Píe de Cría de ENGANA %NoSP 0,4% 230 kg
1. Cantidad de Excretas
𝑇𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠 =𝐻𝑎𝑡𝑜 𝑁𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 ∙ %𝑇𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 ∙ 365 ∙ 𝑃𝑉 ∙ % 𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠
1000
𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠𝑁𝑜𝐺 =1.575.781 ∙ 7.7% ∙ 365 ∙ 230 𝑘𝑔 ∙ 0,07
1000= 711.174 𝑡
2. Estimación de Masa de Agua en Excretas
MW = CH Base Húmeda ∗ Excretas𝑉𝐿
MHVL = 711.174 𝑡 ∙ 0,8 = 568.939 t
3. Estimación de Masa Seca en Excretas
56
MS = MW− CH ∙ MW
CH
MS𝑉𝐿 = 568.939 t − 0,8 ∙ 568.939 t
0,8= 142.235 𝑡
4. Energía Primaria en Excretas
𝐄𝐏𝐄𝐱𝐜𝐫𝐞𝐭𝐚𝐬 = 𝐌𝐒𝐄𝐱𝐜𝐫𝐞𝐭𝐚 ∙ 𝐏𝐂𝐒𝐄𝐱𝐜𝐫𝐞𝐭𝐚
𝐄𝐏𝐄𝐱𝐜.𝐕𝐋 = 𝟏𝟒𝟐.𝟐𝟑𝟓 𝒕 ∙ 𝟏𝟓,𝟔𝟐
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝐓𝐉
𝐭 = 𝟐𝟐𝟐𝟏,𝟕 𝐓𝐉
5. Factor de Masa Seca/Animal-año
FMS =MSExcreta Total
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
FMS =736.387 𝑡
630.312 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠= 1.168
57
Anexo 4
Entrevistas Realizadas
58
Nombre y datos para contacto de los especialistas consultados para ejecución del "Estudio de la situación actual de los residuos agrícolas orgánicos en Costa Rica y su disponibilidad como potencial fuente de energía
sustitutiva"
Subsector
Fuente de información
Institución/ Organización
Nombre del especialista Datos para contacto
Correo electrónico N° telefónico
Especialistas sugeridos por Equipo Local del Proyecto
Agrícola
Café ICAFE Ing. Rolando Chacón [email protected] 8811-7446
Caña de
azúcar LAICA Sr. Luis Bermúdez [email protected]
Piña MAG Sr. David Meneses [email protected]
8849-2746
Arroz CONARRROZ
Sra. Viviana Madrigal. [email protected] 2255-1313
Sr. Jairo Díaz [email protected] 2783-6921
Sr. Victor Muñoz [email protected] 2255-1313
Banano CORBANA Sr. Jorge Sauma [email protected] 2202-4700
Palma Aceitera
Palma Tica Sr. Fernando Rojas [email protected] 2284-1410
Pecuario
Avícola Cámara de
Productores Avícolas Sr. William Cardoza [email protected] 2239-3147
Cerdos MAG Sra. Alexandra Urbina [email protected] 8832-7155
Ganado de
carne CORFOGA Sr. Leonardo Murillo. [email protected] 2225-1011
Ganado de leche
Cámara de Productores de
Leche/Dos Pinos
Sra. Rebeca Gutiérrez [email protected] 2437-3596
Sr. Erick Montero [email protected] 2253-5720
Persona clave en SEPSA para
consultas sobre estadísticas en boletín N° 23 de Info Agro
Sra. Yetty Quirós [email protected]
2231-2506
Especialistas Externos Consultados
Café Coopedota Sr. Roberto Mata [email protected] 2541-2828
Café Coopetarrazú Sr. Gustavo Elizondo [email protected] 2546-5520
Cítricos TicoFrut Sr. Evelio Chaves [email protected] 2228-9621
Piña Del Monte Sr. Douglas Marín [email protected] 2212-9262
Aserraderos EMA Sr. Luis Roberto Chacón [email protected] 8829-1208
Palma
Aceitera INSESA Sr. Alejandro Chacón [email protected] 8833-6912
Bioenergía GIZ Sra. Irene Cañas [email protected] 8705-4828