Caña y Sol

El análisis de la industria sucroenergética en Cuba está muy relacionado con el camino del Sol

 

Por Pablo Roque Díaz

Ilustraciones: Anto

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El camino del Sol

La producción de energía a partir de la biomasa renovable es una de las opciones con perspectivas más inmediatas de imponerse como variante alternativa suave a la opción energética dura, representada por las fuentes convencionales no renovables y contaminantes del medio.[1]

La utilización masiva de la biomasa de origen agrícola y forestal para la obtención de servicios energéticos útiles es ya un hecho en países del norte de Europa (Dinamarca, Holanda, Suecia) que han conseguido establecer, a través de políticas estatales bien dirigidas, la conveniencia y, en ocasiones, la obligatoriedad de utilizar alternativas energéticas ecológicas.

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                                                     Producción total anual de energía eléctrica en Cuba

El camino del Sol se materializa en la biomasa por el proceso de absorción de energía solar y la consecuente transformación del dióxido de carbono atmosférico por fotosíntesis en sustancia vegetal con un elevado contenido energético, que es posible transformar en servicios energéticos mediante técnicas conocidas y comercialmente disponibles, si bien que no siempre optimiza-das.

La industria sucroenergética como concepto

La caña de azúcar está entre las especies vegetales que poseen una mayor efectividad de conversión de energía solar en biomasa por hectárea y por año: para caña ordinaria entre 50 y 100 t/ha/año de caña limpia (58 000 a 117 000 @/cab/año) o 20 a 40 t/ha/año de materia seca, incluyendo en esta cifra la totalidad de los residuos agrícolas, aprovechables en gran medida para la producción de energía. [6,7]

Las variedades de caña energética pueden sobrepasar considerablemente dichas cifras. Este rendimiento agrícola se compara de modo muy favorable con los promedios obtenidos de especies forestales tradicionalmente consideradas apropiadas para plantaciones energéticas.

Adicionalmente, el proceso industrial azucarero incluye hace ya muchos años, esquemas de transformación energética que permiten obtener del bagazo la energía necesaria para el proceso industrial, tanto la potencia mecánica necesaria para la molienda, como la energía eléctrica para otros usos y sobre todo la energía calorífica requerida por la cocción del jugo, constituyendo de hecho uno de los más antiguos ejemplos comerciales de la, ahora tan en boga, cogeneración o producción combinada de calor y potencia (CHP por sus siglas en inglés).

Sin embargo, el índice típico de 20 kWh/t de caña, obtenido en los centrales actuales apenas alcanza para cubrir las necesidades propias de la industria pero debe destacarse que se encuentra muy por debajo de las posibilidades energéticas de la caña.

Se utilizan esquemas energéticos mejorados de turbinas de vapor de condensación extracción (CEST, de sus siglas en inglés) este índice puede alcanzar más de 100 kWh/t de caña con tecnologías comprobadas.

Si se consideran sistemas avanzados aún no comerciales, pero previsiblemente accesibles en el futuro perspectivo, pueden esperarse índices cercanos a 300 kWh/t de caña [1,2,4,5], lo que permitiría obtener valores superiores de la energía eléctrica que la de la propia producción "principal" de azúcar, justificando así una denominación de industria sucroenergética, más apropiada que la de "azucarera" .

Una tonelada de caña produciría unos 12.00 USD de azúcar y unos 27.00 USD de energía eléctrica a los precios actuales.

Al ser además el azúcar y sus derivados alimentos energéticos, pueden de hecho servir como fuentes de obtención de servicios energéticos, por ejemplo, alcohol combustible para utilización automotriz.

Esta puede ser la clave para salvar de la bancarrota económica una industria mundialmente en crisis por los bajos precios del azúcar y que, sin embargo, goza del privilegio de poder variar de manera comparativamente sencilla la composición de su producción incluyendo derivados tradicionales y también energía.

Potencialidades

Para Cuba y otros países azucareros es, sin dudas, la opción sucroenergética la vía más rápida y segura de aplicar en gran escala la sustitución de energía tradicional por renovable, dada la base industrial y la experiencia existente, así como la intensidad energética que es posible obtener, uno de los obstáculos principales que se oponen a la aplicación de otras formas de energía solar.

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                             Estructura típica del costo en dolares/kilowatt-hora. Tecnología CEST

En nuestro país, un índice neto de 100 kWh/t de caña aplicado a 50 000 000 t de caña (la necesaria para una zafra de 6 000 000 t de azúcar) equivale a 5 000 GWh/año o a más de la tercera parte de la generación total de los últimos años (Fig. 1). [3]

La sustitución de esa cantidad de energía, que de otra forma habría que generar con combustibles fósiles, representa dejar de emitir unos 39 000 000 t de CO2 a la atmósfera cada año. No se descuenta de esta cifra la emisión debida a la agrotecnia, recolección, limpieza y transporte de la caña, pues ya se produce en la actualidad para la fabricación de azúcar.

El costo de la energía limpia

Las cifras anteriores deben ser consideradas como teóricas hasta tanto no se valore en detalle el costo que implica su aplicación práctica en condiciones concretas.

En el caso de la actividad sucroenergética este costo es fundamentalmente debido a inversiones de capital necesarias para modificar las fábricas de azúcar existentes o para construir otras nuevas donde esto sea aconsejable.

Es importante también el considerable incremento que se puede lograr con poco o muy bajo costo de inversión mediante la optimización operacional de las instalaciones existentes.

El costo unitario del kilowatt de potencia a instalar en las fábricas de azúcar es comparable o menor que el equivalente para una central termoeléctrica trabajando con combustible tradicional, pero tiene la ventaja adicional de que puede justificarse y, por tanto, compartirse parcialmente como una modernización del proceso de producción del azúcar o derivados.

En cuanto al costo operacional del kilowatt/hora generado es regularmente muy bajo y se compone básicamente de los costos de transporte y manipulación de la biomasa, dado el carácter marginal de su uso como combustible (Fig. 2). [1,9]

En resumen...

Es muy aconsejable para el país desde los puntos de vista eco-lógico y económico dar prioridad a políticas que promuevan el incremento de la participación de la industria sucroenergética en el balance nacional de energía eléctrica.

Esto no implica el abandono de otras fuentes de energía, cuya variedad permitiría darle un alto grado de flexibilidad al sistema electroenergético.

La diversificación azucarera, incluyendo en el concepto la producción en gran escala de energía, permitiría elevar también de forma casi ilimitada la flexibilidad operativa y estratégica de este importante sector de nuestra economía.

Referencias

1. Larson, E.: Summary Report on a Visit to Cuba, Princeton University, N. J., 1994

2. Larson E. et al: Biomass-fired steam-injected gas-turbine coge-neration for the cane sugar industry, Int. Sug. J., vol. 92 (1095):49-66, 1990.

3. Rodríguez, J. A. "Electricidad: luz en el apagón", Bohemia, pp. 35-37, octubre 1996.

4. Roque. P. et al.: "Demonstration BIG/GT/CC Plant working on Sugar Cane Biomass in Cuba. General Cosiderations. In Biomass in Energy, Environment, Chemicals, Fibers and Materials". Proceedings of 3rd Bio-mass Conference of the Americas, vol. 2: pp. 1379-1387, 1997

5. Roque. P. et al. "Hacia una industria sucroenergética cubana". Inter-national Sugar Journal, 100 (1199S): 532-536, 1998.

6. Rubio González, A. , R. Sánchez Machado: "Evaluación económica de los residuos agrícolas cañeros en sustitución de combustible". Centro-Azúcar 22, pp. 86-90, 1990.

7. Rubio González, A., Pérez Egus-quiza, F. "Availability and alternatives for the process of sugar cane residues with energetic purposes". III Conferencia de Termoenergética Industrial, Santa Clara, Cuba, noviembre, 1996.

8.Turrini, E. O Caminho do Sol. O uso da energia solar. Ed. Vozes, Petrópolis, Brasil.

9. Sánchez Machado, I. R. et al: "Va-loración crítica de un estudio de caso sobre cogeneración eléctrica en la industria azucarera cubana". Centroazúcar, 25 (1): 63-68, enero-abril, 1998.