Energia
Construir una casa amb biomassa
*Actualització: Si us plau, contacteu amb el nostre equip per a la revisió de preus a data actual
D’entre totes les fonts d’energia de què disposem per escalfar un espai, la biomassa és potser una de les més controvertides. Es tracta d’un combustible renovable, ja que procedeix de restes de poda i tala d’arbres o arbustos, però no lliure d’emissions de CO2 durant el seu procés de combustió.
I és que, si bé les emissions durant la combustió de fusta, pèl·lets o estelles es consideren nul·les pel fet que l’arbre absorbeix CO2 durant el seu procés de creixement, es tracta d’una afirmació no exempta de controvèrsia. Això és degut al fet que l’equilibri zero en un escenari d’emergència climàtica en què necessitem reduir dràsticament les emissions, acceptar que emetem CO2 però que ha estat compensat no sembla ser la solució o el camí cap a un futur d’emissions zero.
A més, la biomassa adquireix també altres formes de combustió quan és transformada en biocombustibles, el cultiu dels quals està desplaçant altres plantacions de consum estratègiques i el transport dels quals, que de vegades travessa oceans des del punt de producció, està sent àmpliament criticat.
En aquest article analitzem totes les opcions de producció de biomassa, el seu origen, transport i la seva utilització com a font d’energia en la construcció i especialment per a la seva aplicació a l’hora de construir una casa amb biomassa.
Tipus d’energia activa per generar calor
Avui dia, més del 80% del nostre proveïment energètic prové d’energies fòssils —petroli, gas i carbó— un 13% d’energia nuclear i només al voltant del 6% és generat a partir de fonts renovables.
En el cas d’Espanya, el percentatge de fonts no renovables l’any 2020 representa al voltant del 94% de l’energia total consumida. A més de les implicacions mediambientals que això comporta, el fet de dependre de combustibles fòssils en un país amb escassa matèria primera fòssil, suposa una forta dependència del proveïment exterior.
El consum en edificis, habitatges, oficines i equipaments suposa al voltant del 60% del total del consum, així que el sector de la construcció jugarà un paper clau en la transició energètica.
Per descomptat, el primer pas és aprofitar les fonts naturals i renovables, principalment el sol a través de la irradiació directa, l’acumulació mitjançant inèrcia tèrmica en materials o la ventilació natural mitjançant els corrents d’aire que genera. Això ens permet reduir la nostra demanda energètica, és el que es coneix com a construcció passiva.
Però què passa quan hem de generar aigua calenta sanitària per a banys o cuina? O, què passa quan tenim una ubicació amb temperatures baixes que no ens permeten aconseguir una temperatura de confort interior sense aportació de calefacció al llarg de l’any?
Aquí és on hem d’aportar energia activa als nostres edificis. Aquesta energia activa pot ser la producció d’electricitat que fa funcionar maquinària que genera energia calorífica o bé pot ser la producció directa d’aigua calenta mitjançant un combustible fòssil o renovable.
Vegem les opcions que tenim abans d’entrar en detall en l’anàlisi de l’energia mitjançant combustió de biomassa.
Derivats del petroli
El petroli és el combustible fòssil més explotat a nivell mundial, l’anomenat ‘or negre’. Ha estat també una de les principals fonts de conflictes econòmics i polítics en l’últim segle i sembla que està entrant en una lenta decadència arran de la nova consciència que està prenent forma arreu del món, especialment entre les noves generacions, per afrontar l’emergència climàtica.
És considerat un combustible fòssil no renovable, ja que triga milers d’anys a formar-se a grans profunditats i sotmès a elevades pressions.
La seva extracció i transport requereix de grans inversions, es tracta d’un combustible altament contaminant i que genera elevades emissions de CO2.
El petroli com a combustible en construcció és molt residual, ja que no se sol utilitzar com a font directa per generar energia més enllà de generadors portàtils alimentats per gasolina en algunes construccions rurals aïllades. No obstant això, és la matèria primera utilitzada per a la fabricació de molts materials de construcció sintètics, des d’aïllaments fins a làmines impermeables.
Gas fòssil
Comunament conegut com a gas natural, una forma més amable d’anomenar el gas fòssil més contaminant avui dia. Malgrat que el seu procés de combustió emet menys CO2 i compostos de nitrogen perjudicials per a la salut que alternatives com el carbó durant la seva combustió, pot tenir fuites de metà, un gas d’efecte hivernacle 28 vegades més potent.
Avui dia és un dels combustibles més cars i els productors dels quals intenten promocionar com a alternativa neta per a una transició energètica, cosa que no sembla tenir molta lògica en tractar-se d’un combustible no renovable.
Electricitat
L’electricitat la podem comprar a la xarxa, la producció de la qual pot haver estat generada mitjançant fonts renovables o no (hi ha moltes empreses ja al mercat que asseguren la producció mitjançant fonts renovables) o la podem generar mitjançant plaques fotovoltaiques.
Si bé l’electricitat per si mateixa no és una font d’energia calorífica, sinó que ha de ser transformada ja sigui directament mitjançant l’alimentació de radiadors —avui dia disposem d’opcions d’elevada eficiència al mercat— o bé mitjançant sistemes com bombes de calor, recuperadors de calor o calderes elèctriques.
Les bombes de calor poden intercanviar energia amb el sòl —geotèrmia— o amb l’aire —aerotèrmia— però sempre funcionen amb una font d’energia elèctrica per assegurar el moviment del fluid.
Aquests sistemes, si s’utilitzen en cases passives, poden arribar a ser difícils d’amortitzar, ja que la demanda en una casa passiva de consum nul és mínima i la inversió en un sistema de geotèrmia o aerotèrmia és molt elevada.
Energia solar tèrmica
Les plaques termodinàmiques generen aigua calenta a través de l’intercanvi de calor amb el fluid a l’interior de les plaques. Es tracta de plaques amb elevat rendiment de l’ordre del 70-80% en comparació al 15% de les plaques fotovoltaiques, però que comporten un elevat manteniment de la instal·lació.
Biomassa
L’última de les opcions que analitzem és el combustible de biomassa, en el qual entrarem en detall per valorar els pros i contres de construir una casa amb biomassa.
La biomassa és un terme molt ampli que defineix tota l’energia que queda emmagatzemada en la matèria orgànica gràcies al procés de fotosíntesi i que en ser cremada o transformada es converteix en combustible.
La forma més comuna i més antiga utilitzada per l’home és la combustió de fusta. Avui dia, la biomassa es postula com a alternativa renovable als combustibles fòssils derivats del petroli i el carbó, però no està lliure d’emissions pel fet que la combustió de matèria orgànica consumeix oxigen i genera CO2.
Quin és l’origen de la biomassa?
La biomassa és una font d’energia renovable que consisteix en l’ús de productes obtinguts a partir de matèria orgànica per produir energia. Es tracta d’una definició que abasta un gran grup de materials d’orígens forestal, agrícola, ramader i fins i tot de residus urbans.
La llista va des dels residus d’aprofitaments forestals i cultius agrícoles, residus de podes de jardins, residus d’indústries agroforestals, cultius amb finalitats energètiques, combustibles líquids derivats de productes agrícoles, fins als residus d’origen animal o humà.
Per tal de classificar tants productes, la biomassa es divideix comunament en 3 tipus: biomassa natural, residual i produïda.
La biomassa natural és aquella que produeix la natura sense necessitat d’intervenció humana, de manera directa com per exemple la fusta; mentre que la biomassa residual és derivada de les activitats humanes i industrials, com són els dos combustibles sòlids més emprats: els pèl·lets i les estelles, fins a arribar al pinyol d’oliva. Finalment, la biomassa produïda, que engloba els anomenats cultius energètics, és a dir, camps de cultiu on es produeix una sola espècie per al seu aprofitament energètic. Una pràctica que amenaça la biodiversitat, un dels pilars de la permacultura.
Dins de la biomassa produïda, trobem el biogàs, un tipus de biomassa no sòlida. El biogàs es produeix per la reacció de la biodegradació de la matèria orgànica i, igual que el gas fòssil, té la problemàtica de les emissions de metà.
A continuació, comentarem els punts forts i febles de construir una casa amb biomassa, sobretot entrant en la valoració del punt més controvertit, les emissions de CO2.
Pros i contres de construir una casa amb biomassa
Emissions de CO2 en la combustió de biomassa
Quan parlem d’energies renovables, solem sobreentendre que són energies netes i la realitat és que renovable tan sols fa referència a la seva disponibilitat il·limitada, però no s’analitzen ni el procés de generació ni les seves emissions.
Aquesta anàlisi més profunda és el que s’està començant a dur a terme a través de la valoració del cicle de vida dels productes i sistemes de construcció, cosa que començarà a prendre força amb les noves directives en relació a l’anàlisi de cicle de vida i l’economia circular que s’estan preparant des de la Unió Europea.
En el cas de la biomassa, podem arribar a defensar com a avantatge que el còmput final de la petjada de carboni sigui zero, ja que l’absorció de CO2 durant el procés de creixement de l’arbre o arbust és igual a les emissions de la seva combustió. Aquí entrem en un cert qüestionament ètic al voltant del sentit de talar un bosc que suposa un ecosistema complex que alberga hàbitats i éssers vius de tota mena, amb l’única finalitat de producció d’energia i amb l’argument d’haver absorbit el CO2 que emetrem.
Producció
Arribats a aquest punt, podem pensar que resultarà més positiu aprofitar deixalles orgàniques per donar-los una segona vida, per la qual cosa serà important proporcionar el tractament adequat a aquests residus, algunes vegades contaminants.
Una opció és la neteja de boscos mitjançant el sanejament del sotabosc, de manera que limitem la propagació d’incendis. No obstant això, es tracta d’una forma d’extracció de matèria primera cara i amb poca tradició al nostre país.
Una altra opció són els cultius energètics amb destinació a la producció de biomassa, és a dir, les plantacions d’arbres destinades a generar combustible. Aquestes aconsegueixen, si bé és necessària una gestió adequada de les mateixes, la reforestació de terres, augmentant la retenció d’aigua i la disminució de la degradació i erosió del sòl.
Dins dels boscos ecològics n’hi ha de dos tipus: les plantacions forestals de torn curt i la selecció de vells exemplars. En el primer cas, es descarta per definició el monocultiu, combinant cultius agrícoles intensos en els quals els arbres han estat plantats per ser tallats en un període que oscil·la entre 15-20 anys. En el cas dels boscos naturals, se seleccionen exemplars de 100-150 anys seguint una tala molt controlada per no destruir el bosc.
Depenent del tipus de residu, pot necessitar-se algun tractament previ al mateix lloc d’extracció, en una planta intermèdia de condicionament o a les instal·lacions de la central de biomassa. Aquests tractaments són l’assecat natural o forçat, la trituració (estella), l’homogeneïtzació (molturació) i la densificació (pel·letització o briquetatge).
Transport
El transport és un punt clau en la valoració de la petjada ecològica total del combustible de biomassa, i és que el fet que la producció es realitzi prop del lloc de consum no sempre és possible quan parlem d’un combustible vegetal. A diferència de l’energia solar o eòlica que està disponible en qualsevol moment i lloc, malgrat que aquesta última no es pot emmagatzemar com la biomassa.
Dins del còmput de la petjada de carboni, haurem de tenir en compte la distància que recorre el combustible fins a arribar a la seva destinació, que en alguns casos viatja entre continents.
Hem de tenir en compte en tot moment que l’obtenció de sistemes més eficients energèticament no ha d’implicar un conseqüent augment de la despesa d’energia. El nostre objectiu inicial és el de la reducció del consum en la mesura de les nostres possibilitats, per la qual cosa hem d’entendre que canviar el tipus d’energia també implica un canvi en les lògiques de producció i distribució.
Potència
Un punt a favor de construir una casa amb biomassa és la seva elevada potència, que permet aconseguir una gran quantitat d’energia en poc temps.
En aquest sentit, a diferència d’altres solucions de producció d’energia actualment en auge, com són la geotèrmia o l’aerotèrmia, amb la biomassa arribem a temperatures més altes. Si bé, més enllà de la temperatura de confort de l’aigua calenta sanitària, això pot suposar un avantatge o no, ja que la temperatura de l’aigua està directament relacionada amb el sistema de distribució de calor. Si valorem sistemes de calor radiant de baixa temperatura com les parets o terres radiants, el fet de disposar d’aigua a una temperatura massa elevada és poc efectiu.
Com expliquem a l’article diferències entre geotèrmia i aerotèrmia, ambdues energies escalfen a temperatures més baixes.
Construir una casa amb biomassa
Sistemes
Abans de construir una casa amb biomassa o amb qualsevol altre sistema energètic renovable, hem d’entendre la diferència entre sistemes de producció i sistemes de distribució.
En el cas de la biomassa, el sistema de producció és la caldera d’estella, pèl·lets o bé la termoxemeneia on es produeix la combustió de la fusta. El sistema de distribució pot ser tant els conductes d’aigua calenta sanitària com els conductes de calefacció ja sigui mitjançant sistemes de convecció o radiació.
Caldera de biomassa
Pot tractar-se de calderes individuals o col·lectives, però tenen en comú que proveiran energia a la calefacció central convencional. Com hem parlat abans, la biomassa proveeix tal potència que permet resoldre la demanda de tot un habitatge amb una sola caldera.
Aquesta caldera sol estar combinada amb un acumulador per escalfar aigua, que la trasllada a un sistema de distribució mitjançant ACS, ja siguin radiadors o terra radiant. També pot distribuir-se mitjançant splits d’aire, però es tracta d’un sistema menys comú i no òptim per a la nostra salut, ja que resseca les mucoses afectant les nostres defenses.
L’aigua s’escalfa mitjançant un intercanviador de calor, i a través d’una bomba de recirculació es trasllada als radiadors. Normalment se sol col·locar en un espai de l’habitatge per a instal·lacions, que també alberga un dipòsit a omplir mitjançant sacs o cisterna de pèl·lets. D’aquesta manera, la caldera s’alimenta de manera autosuficient, sense necessitat de l’esforç manual de l’usuari.
Encara que en molts països d’Europa s’utilitzen calderes específiques que només poden utilitzar alguns biocombustibles sòlids molt concrets, a Espanya, donada l’heterogeneïtat dels recursos de biomassa, es busquen calderes que puguin utilitzar la majoria dels biocombustibles sòlids disponibles. L’ús final de l’energia (tèrmica o elèctrica) no influeix en l’elecció del tipus de biocombustible, encara que el seu preu pot ser un limitant, especialment per a usos elèctrics.
Estufes d’aire o hidroestufes
Dins dels sistemes de distribució, podem substituir els radiadors convencionals directament per estufes, molt semblants a les tradicionals estufes de llenya, però amb importants millores tecnològiques.
Existeixen dos tipus d’estufes, d’aigua o d’aire. L’estufa d’aire escalfa directament l’aire mitjançant combustió, que és expulsat a l’estança, per la qual cosa fa alhora de sistema de producció i distribució puntual. Per la seva banda, l’estufa d’aigua o hidroestufa, escalfa l’aigua que passa per un circuit proper al de combustió, per després traslladar-la a un o diversos radiadors adjacents.
Dins d’aquest segon tipus, existeixen models d’estufes amb acumulador d’aigua integrat. El seu funcionament es basa a prendre una part de la calor de la combustió i integrar-la en el sistema de calefacció a través del sistema d’emmagatzematge intermedi, l’acumulador. D’aquesta manera, en cas de baixa demanda d’energia tèrmica, l’estufa en combinació amb un sistema d’energia solar pot assegurar el subministrament de calefacció i ACS. Aquesta combinació de biomassa amb altres energies renovables és una opció molt interessant a Espanya dins de l’àmbit domèstic.
Xemeneies i cuines de pèl·lets
Es tracta de dos electrodomèstics heretats de la tradició, que resolen una demanda puntual per a una acció o estança concreta. En el cas de la xemeneia inserible, es tracta del mateix funcionament que l’estufa d’aire, però encastada en una xemeneia antiga. D’altra banda, la cuina de pèl·lets disposa d’un forn de llenya i fogons per cuinar, alhora que està calefactant la cuina. Tots dos productes s’han d’alimentar amb pèl·lets de manera manual en tractar-se de sistemes puntuals.
Proveïdors i formats disponibles
A nivell espanyol, la principal associació del sector és l’Associació Espanyola de Valorització Energètica de la Biomassa (AVEBIOM), la finalitat de la qual és divulgar la implementació d’aquest sistema en habitatge i indústria, així com la creació de certificacions per al control de la seva gestió.
Totes les noves plantes l’activitat principal de les quals sigui l’aprofitament energètic o la manipulació i transformació de la biomassa han de presentar un estudi d’impacte ambiental en el qual, entre altres qüestions, es constatin les característiques de l’entorn en el qual s’ubicarà, l’anàlisi del projecte, la previsió de les alteracions i les mesures correctores, els impactes residuals i el pla de vigilància.
Una altra forma d’assegurar el caràcter sostenible de la producció de biomassa és mitjançant la certificació ENplus A1, que ens parla de la qualitat del producte i de les bones pràctiques en la seva cadena de subministrament completa.
A nivell europeu, els pèl·lets tenen una major difusió a Alemanya. No obstant això, a Espanya ens hem sabut posicionar encertadament en el top 5, segons les estadístiques de l’Institut alemany de pèl·lets, amb un 85% del pèl·let espanyol certificat.
La cadena s’estableix seguint la línia de producció, distribució i proveïdor de serveis. Aquest últim esglaó, el servei al consumidor final, s’efectua en diversos formats: sacs de 15 kg, big-bags (de 1.000 o 1.250 kg) o a granel en camions cisterna.
L’emmagatzematge es pot fer en grans contenidors de material plàstic reforçat, fibra de vidre o tela que poden col·locar-se dins o fora de la llar. La combustió produirà una sèrie de cendra que sí que s’haurà de retirar cada cert temps de forma manual.
Un bon exemple que tenim a Espanya de bona praxi és Ecowarm, una empresa a Galícia que es dedica a transformar subproductes residuals de la indústria en pèl·lets, advocant per les baixes emissions i la proximitat.
Amortització
Un aspecte important a l’hora de valorar la viabilitat de construir una casa amb biomassa és la possibilitat d’amortització de la inversió inicial, que de primeres no resulta tan elevada com els sistemes d’aerotèrmia i geotèrmia.
En el cas de la biomassa, podem resoldre la demanda d’ACS i calefacció d’un habitatge amb una caldera de 16-25 kW, amb un pressupost de 2.000 € a 3.000 €. De manera similar, a Espanya es venen estufes individuals de 7-10 kW per uns 800 €. No obstant això, és cert que es tracta d’un sistema en el qual cal tenir en compte un preu mensual de combustible.
La potència dels pèl·lets es calcula amb una equivalència de 2 kg de pèl·lets a un litre de gasoil. A més, hem de tenir en compte que la tendència del pèl·let és a la baixa, contrària a la del cru o el gas en ser combustibles fòssils.
El poder calorífic del pèl·let és de 4100 kcal/kg (4,76 kWh/kg), per la qual cosa aproximadament a l’hivern en una llar mitjana el sac de 15 kg dura uns 2-3 dies, arribant a suposar una despesa aproximada de 50 € al mes en època de major demanda.
Així doncs, mentre que l’aerotèrmia i la geotèrmia es calculen en un temps d’amortització d’uns 7-10 anys, el càlcul de biomassa és més complex i hauríem de valorar el total mensual de manteniment de combustible. No obstant això, sent aquesta despesa molt inferior al cost de les energies de xarxa i el de la instal·lació tan summament barat, pot amortitzar-se fàcilment en un termini mitjà de 2 a 3 anys.
Salut
A nivell de salut de les persones, la producció de biomassa de manera industrial prop d’àrees residencials pot arribar a ser molt nociva i és que la combustió de biomassa allibera una quantitat significativa de partícules invisibles per a l’ull humà. No passa el mateix en les instal·lacions domèstiques en les quals les calderes estan preparades per evitar qualsevol filtració nociva.
A més, és indispensable que el combustible que comprem estigui lliure de qualsevol tipus de cola o aglutinant, sobretot en el cas de residu industrial.
Quan analitzem cadascuna de les opcions de fonts d’energia activa de què disposem ens adonem que cap és la solució a tots els problemes i l’elecció d’una font requereix valorar cada projecte, ubicació, ús de l’habitatge i possibilitats d’amortització a més d’altres aspectes econòmics i d’impacte mediambiental.
D’altra banda, no hem d’oblidar que el més important és sempre prèviament aconseguir reduir la demanda d’energia a través de sistemes passius —captació solar, inèrcia tèrmica, bon aïllament i estanquitat, entre altres— perquè les necessitats d’aportació activa d’energia siguin mínimes i poder així utilitzar sistemes de baix impacte, baix cost i fàcilment amortitzables.