El mercado internacional de pellets

El número de iniciativas para fomentar la eficiencia energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles se están disparando en todo el mundo. Ya no se trata de una estrategia contra el calentamiento global, ya que los precios del petróleo amenazan la rentabilidad de muchas actividades. En este post hacemos una revisión completa del mercado internacional de pellets y sus aplicaciones para producir calor a bajo coste. En países como España, la implantación de esta tecnología puede también tener efectos positivos en la lucha contra los incendios forestales y la deforestación. Como veremos, el mercado de pellets no ha despertado aún en España, y a la vista de su estado de desarrollo en Europa es muy probable que su irrupción sea inminente.

El pellet es un combustible fabricado a partir de residuos de madera – y en algunos casos también de residuos agrícolas tales como la paja. Se inventó en estados unidos a finales de los años 70, pero se utilizó en unos nichos muy reducidos durante dos décadas, cuando comenzó a despegar su mercado en Europa. Posteriormente resucitó el interés en Estados Unidos y consecuentemente en todo el mundo. Si bien el rebrote del interés en pellets está por el momento confinado a un limitado número de mercados – principalmente son Suecia, Dinamarca, Austria, Alemania e Italia las principales áreas de interés – las ventas han crecido entre un 30 y un 50 % por año durante la última década. Adicionalmente, el uso de pellets para co-combustión en plantas de carbón ha crecido dinámicamente y en 2006, los mercados para calor y potencia absorbieron aproximadamente la misma cantidad de combustible de pellet, con 3,5 millones de toneladas por año cada uno.

Los altos precios del petróleo desde el otoño de 2005 aceleraron las ventas de estufas y calderas de pellets, a la vez que un invierno muy frío en Europa originó tanto una fuerte demanda como una significativa escasez de materia prima para la producción de pellet. El efecto de la volatilidad del precio en el desarrollo de los mercados es significativo.

SITUACIÓN DEL MERCADO NORTEAMERICANO

Los pellets se desarrollaron en USA en los años 70 como una reacción a los altos precios de la energía y las estufas de pellets se convirtieron en este periodo en algunas regiones boscosas. En un producto bastante popular. Pero los precios de la energía cayeron de nuevo y el mercado de pellets quedó casi paralizado durante casi 20 años, hasta que la nueva subida del precio del petróleo resucitó el interés por el pellet. Las ventas de pellets crecieron desde 40.000 en 2000 a 150000 en 2006, imponiendo una presión creciente en el suministro de pellets. En el invierno de 2006 ocurrió una escasez de pellets tanto en la costa este como en la costa oeste de Estados Unidos. La producción ha crecido recientemente de forma significativa, pero la situación del suministro varía de región en región.

Al otro lado de la frontera, Canadá es actualmente el país con el mayor potencial para la producción de pellets de madera. La disponibilidad de extremadamente grandes volúmenes de árboles destrozados por el escarabajo del pino de montaña en la Columbia Británica representa un enorme recurso que puede utilizarse en la producción de pellets. Sin embargo, hasta ahora no se han materializado planes ambiciosos para aprovechar estos recursos a gran escala. Ya que la utilización de pellets procedente de estos recursos es todavía muy baja en Canadá, los productores son fuertemente dependientes de las exportaciones, especialmente procedentes de Estados Unidos y Europa.

SITUACIÓN DEL MERCADO ESCANDINAVO

Suecia es actualmente el mayor mercado del mundo de pellets, con una demanda total que alcanza 1,6 millones de toneladas en 2006. Los pellets se usan tanto en calefacción residencial como en las grandes plantas de ciclo combinado. El mercado sueco también experimentó un considerable aumento de precios en 2006 y una declinación temporal de la demanda para sistemas de calentamiento de pellets en uso residencial. Los precios del pellet sueco eran más altos que los de Europa central en ese momento. Sin embargo, Suecia tiene unas tasas sobre la energía de los combustibles sólidos muy fuerte, por lo cual los pellets, con precios de 220 € la tonelada, son aún un 50 % más baratos que los combustible fósiles.

Respecto al mercado danés, los últimos datos publicados por la Agencia de la Energía de Dinamarca revelan que el desarrollo de este mercado está fuertemente influido por cambios en las condiciones del marco político del país. A finales de los 90, el mercado de pellets para calderas residenciales era uno de los más dinámicos de Europa. Un repentino cambio político introducido por el gobierno conservador canceló todos los subsidios a las energías renovables. Esto originó el declive inmediato del mercado a partir de 2000. Entre 2004 y 2006 la demanda por pellets para uso residencial se incrementó de nuevo y creció hasta las 200.000 toneladas. Los pellets se usan también extensamente en Dinamarca en plantas de producción de calor y energía. Dado los limitados recursos domésticos para producir pellets, las importaciones están aumentando significativamente.

REINO UNIDO E IRLANDA

Irlanda es un ejemplo interesante de cómo puede establecerse rápidamente un mercado con incentivos financieros. Los pellets de calefacción eran virtualmente inexistentes en Irlanda cuando en marzo de 2006 se implementó el Greener Home Scheme. Este esquema subsidiado ofrecía unos incentivos de 4200 € de incentivo por instalación de calderas de pellet. En un año se registraron 4000 solicitudes, aunque el número de proyectos acabados fue menor. Finalmente, se instalaron 1900 calderas de pellets, 240 stoves de calefacción central y 330 stoves entre abril de 2006 y agosto de 2007. Se implementó otro esquema subsidiado para uso comercial de pellets, donde se ofrecen subvenciones de hasta el 30 % para aplicaciones industriales de biomasa. Dentro del año se ejecutaron 52 proyectos y se aceptaron 74 solicitudes. En muchos casos los proyectos se encuentran en un rango de 500 kw a 2 Mw.

Sin embargo, un problema para el mercado irlandés es que solamente hay un productor de pellets. Actualmente están en proceso de desarrollo tres nuevos proyectos de producción de pellets con una capacidad de 150.000 toneladas y también está disponible la oferta de varios importadores.

En el Reino Unido los pellets se usan fundamentalmente en plantas de producción de energía – y su uso familiar es despreciable. El mercado de calderas de calefacción de biomasa adaptadas a bloques residenciales es más prometedor. En muchos casos estas calderas usan astillas de madera antes que pellets. Por ejemplo, un número rápidamente creciente de autoridades están comenzando a aplicar la denominada norma de Merton. Esta norma, que se introdujo en el suburbio de Merton en Londres, requiere que todos los proyectos de edificios con más de 1000 m2 de superficie útil o más de 10 viviendas individuales dispongan de al menos un 10 % de sus requerimientos de energía de fuentes renovables.

Desde abril de 2008 a 2011 se llevará a cabo un amplio programa para la reducción de las emisiones de carbón, con un presupuesto total de 4.300 millones de euro. El propósito del programa es emprender una reducción significativa de las emisiones. El programa será llevado a cabo por las empresas de generación de energía eléctrica, que tendrán libertad para aplicar diferentes medidas.

El gobierno de Reino unido está también considerando actualmente un esquema de subsidios para el calor renovable.

EUROPA CONTINENTAL

En Francia las primeras estadísticas oficiales de venta de calderas de pellets han sido publicadas recientemente por la Agencia de la Energía de Francia ADEME. Según estas estadísticas, 210 calderas de pellets se vendieron en Francia en 2004 mientras que en 2005 y 2006 estas cifras crecieron a 895 y 4690 respectivamente. La producción de pellet en Francia alcanzó las 120.000 toneladas en 2006 y se espera que crezca en 200.000 toneladas en el año 2007. La demanda de calderas de pellets estuvo inicialmente restringida a la partes más orientales de Francia, que fueron influidas por el boom del mercado alemán, pero el uso de calderas de pellets está ahora comenzando a crecer en el centro y oeste de Francia. Muchos productores de calderas de pellets consolidados – principalmente austriacos, han entrado en el mercado francés donde las condiciones son favorables. Los pellets y calderas de pellets están sujetos a un IVA reducido del 5,5 %, y el 50 % de los costes de las calderas de pellets pueden deducirse fiscalmente. Adicionalmente, están disponibles subvenciones regionales. Francia tiene un gran potencial para explotar pellets debido a que tiene una cobertura forestal significativa y al gran uso tradicional del bosque.

Como en Francia, Austria ha jugado un papel clave como mercado pionero para el uso residencial de pellets en calderas. Este papel se ha desarrollado tras más de veinte años de I+D en combustión de la madera, que puede ser aplicado inmediatamente a los pellets tan pronto el nuevo combustible aparece en el mercado. Fueron compañías austriacas las que introdujeron las calderas de pellets en Alemania y varios otros países europeos y ningún país tiene un nivel comparable de penetración de mercado de las calderas de pellets. En 2006 alrededor del 12,5 % de las calderas vendidas para uso residencial fueron calderas de pellets.

La producción de pellets en Austria ha estado creciendo continuamente y excederá 1 millón de toneladas en 2008. El actual debate sobre reducción de las emisiones de dióxido de carbono en Austria puede llevar a un incremento en los incentivos fiscales que, junto con el incremento de los precios del petróleo, se espera provoque un incremento significativo del mercado en 2008.

Debido al amplio suministro de pellets de alta calidad desde Austria, un negocio de estufas de pellets puede también desarrollarse en Italia. De acuerdo con los datos recientemente publicados de productores de estufas italianos, alrededor de 90.000 estufas se vendieron en Italia en 2005. En 2006 esta cifra se incrementará a 220.000 estufas convirtiendo al país actualmente en el mayor mercado mundial de estufas de pellets.

Los datos cuantitativos de este post han sido publicados en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008

El mercado chino de las energías renovables (VI)

COMBUSTIBLES EN EL TRANSPORTE Además de la biomasa para generación de energía, en los últimos años los biocombustibles han recibido atención en China para su utilización en los medios de transporte. El etanol se produce actualmente en modestas cantidades a partir del maíz en algunas partes del país. Nueve provincias obligan a utilizar una mezcla con un 10 % de etanol en todas las gasolinas vendidas. Durante unos años, el gobierno nacional ha proporcionado subsidios de 170 $ por tonelada de etanol a productores seleccionados, lo cual equivale a 12 céntimos de dólar por litro, lo cual equivale al subsidio recibido por los productores estadounidenses de etanol. Sin embargo, China promulgó una moratoria a la expansión de la producción de etanol procedente del maíz en 2007, debido a las preocupaciones de la competencia por los suministros de alimentos. Por estos motivos, la expansión futura de la producción de etanol chino dependerá de plantas específicamente cultivadas para ello. El gobierno en 2007 anunció que dirigiría su atención a las plantaciones de sorgo dulce y mandioca como principal materia prima para la producción de etanol. Sin embargo, estos cultivos pueden ser demasiado caros a corto plazo, y hay serias preocupaciones sobre la degradación medioambiental, recursos de agua, y expansión de la competición en el resto de China por la próxima utilización de la tecnología de transformación de celulosa a etanol Las primeras plantas piloto de transformación de celulosa a etanol se esperan en China en los próximos años. El biodiesel puede producirse a partir de aceites vegetales de residuos o plantaciones de colza. Actualmente, la cantidad de biodiesel producido en China es pequeña y deriva principalmente de residuos de aceites de cocina. Hay un suministro potencial de estos aceites de 4.000 millones de litros por año. Hay también potencial para producir biodiesel a partir de soja, cacahuete, nabo, semillas de algodón, y girasol. Una amplia variedad de estudios piloto se están llevando a cabo para convertir colza en biodiesel en varias provincias. El aceite de palma importado de varias provincias del sudeste asiático está siendo empleado por varios productores de biodiesel, aunque esta estrategia puede estar asociada a la deforestación tropical. Este post es un resumen comentado de “Powering China´s development”, publicado en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008

El mercado chino de las energías renovables (V)

GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LA BIOMASA

La mayor parte de los 2 Mw de capacidad para generación de energía a partir de la biomasa existente en China procede de las plantas de ciclo combinado de potencia y calor en la industria del azúcar, donde se utilizan los residuos de la caña de azúcar como materia prima. Los residuos de las plantaciones de arroz también se utilizan en tales plantas. La capacidad de generación de energía a partir de la biomasa de China no ha cambiado en los últimos años apreciablemente, aunque ahora está comenzando una nueva generación de centrales en dos categorías primarias: Las plantas de biogás a escala industrial, que queman gas procedente de residuos animales e industriales; y plantas de potencia a gran escala que queman una gran variedad de residuos de cultivos agrícolas. Hay ahora más de 1600 plantas de biogás operando en China a escala industrial y el gobierno espera que para 2020 se haya alcanzado de esta fuente una capacidad de generación de 3 GW. La generación de energía a partir de biomasa como combustión a gran escala de productos agrícolas, tiene lugar en plantas de tamaño típico de 25 Mw. Teóricamente, hay en China alrededor de 400-800 millones de toneladas de biomasa procedentes de residuos agrícolas y forestales para suministrar a tales plantas. En la práctica, sin embargo, tales plantas pueden requerir colectar y transportar residuos agrícolas de una amplia zona, de manera que los costes del transporte limitan las distancia de colección a 30-50 km. Adicionalmente, los residuos agrícolas deben a menudo comprarse a pequeños agricultores que suministran a una única planta, y hay que tener en cuenta el incremento de la competencia por estos residuos, que se utilizan también para la producción de pellets y briquetas. En un futuro próximo se podrá también transformar la celulosa en etanol. Los primeros 25 MW de producción de energía a partir de la biomasa están operando en China desde 2006 en la provincia de Shandong. Los residuos quemados comprenden residuos de cultivos de algodón, ramas de árboles, restos de huertos y residuos forestales. Algunas planas más entraron en funcionamiento en 2007, y el gobierno planea construir 30 plantas más. Este post es un resumen comentado de “Powering China´s development”, publicado en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008

El mercado chino de las energías renovables (IV)

En este post continuamos con la descripción del boom de las energías renovables en China.

APLICACIONES TÉRMICAS DE LA ENERGÍA SOLAR

Si bien China tiene solamente una experiencia limitada con la energía solar, es ya un líder en sacar ventaja del agua caliente solar. El país es ahora líder mundial en sistemas para calentar agua, con casi dos tercios de la capacidad global total (excluyendo los sistemas para calentar piscinas). El crecimiento ha sido rápido, elevándose de 35 millones de m2 de capacidad instalada en el año 2000 a 100 millones de m2 a finales del año 2006, lo cual representa en torno a 40 millones de instalaciones, quizás el 10 % de todos los hogares chinos. China añadió 20 millones de m2 de nueva capacidad en 2006 solamente y evitó que más de 15 millones de toneladas de dióxido de carbono fuesen emitidos a la atmósfera. Históricamente, el agua caliente solar era apreciada en áreas rurales, pero el crecimiento reciente se ha debido a las instalaciones urbanas. Los sistemas de calentamiento de agua caliente solar pueden encontrarse en todas partes en las ciudades chinas – en los edificios de viviendas, apartamentos, oficinas y hoteles – particularmente en las provincias del sureste. En 2005, más de un tercio del mercado nacional estaba en áreas urbanas, y esta cuota continúa creciendo: Cada vez más; los sistemas solares para calentar agua son un aparato deseable para las familias chinas que lo colocan en lo alto de la lista de sus prioridades. Los costes del sistema han caído dramáticamente a lo largo de los años y los calentadores solares son relativamente accesibles hoy en día, gracias a una combinación de bajos costes laborales, materiales de bajo coste, y competencia entre un gran número de compañías domésticas. Las compañías chinas producen ahora sistemas para calentamiento solar del agua cuyo coste está en 1/5 o 1/8 de los costes que encontramos en Estados Unidos. Para el caso de España, y teniendo en cuenta la obligatoriedad de implantar estos sistemas en los edificios de nueva construcción, presagiamos que los promotores españoles van a elegir productos chinos dado su bajo coste. Otra cosa es la eficacia, y las garantías de calidad en el producto, que sin ánimo de ser demagogos, lo cierto es que los indicadores que barajamos no son muy optimistas. A nuestro parecer, la competencia China en este segmento de mercado va a ser muy fuerte en los próximos años en Europa, ya que su posicionamiento es óptimo y sus costes son muy bajos. La mayor parte del crecimiento hasta la fecha ha ocurrido con una implicación mínima del gobierno. Cada vez más, sin embargo, los departamentos gubernamentales nacionales y locales están poniendo su atención en esta tecnología e impulsando su uso. A mediados de 2007, la Comisión de Reformas de Desarrollo Nacional publicó un plan para reforzar el uso de la energía solar térmica en toda la nación que pronto hará obligatorio el uso de esta energía en edificios de nueva construcción (se espera sea aplicable a hospitales, colegios y hoteles). También se espera se requiera a las nuevas construcciones que habiliten espacios en sus terrazas para incorporar sistemas adicionales de generación de energía solar térmica y aliente a adaptar los edificios del gobierno. En 2006, la ciudad de Shenzhen hizo obligatorio el uso de la energía solar térmica en todos los edificios residenciales por debajo de 12 plantas en altura. Todas estas políticas inducen a pensar que continuará el ritmo de crecimiento del 20-25 % anual en el mercado interno de energía solar térmica. La producción doméstica puede incrementarse hasta 30 millones de m2 antes de 2020. La industria de producción de agua solar está fragmentada en China, con solamente unas pocas compañías de gran tamaño, y carece aún de un soporte tecnológico potente que le permita desarrollar una tecnología realmente eficaz. Sin embargo, grandes fabricantes de electrodomésticos están entrando en el sector de la energía solar, incluyendo a Haier, Ocma, y Huati. La compañía más grande del mundo del sector es Himin Group, localizada en la ciudad de Dezhou en la provincia de Shandong. Con 50000 empleados en todo el mundo, Himin produce más de un millón de sistemas de producción de energía solar térmica al año. La mayoría están destinados al mercado doméstico chino, pero Himin tiene ya entre sus objetivos prioritarios la exportación. Asumiendo que la industria china puede superar pronto los desafíos asociados con la calidad, el cumplimiento de standars técnicos, y canales de distribución, hay un enorme potencial para exportadores – que pueden transformar completamente el mercado mundial.

Este post es un resumen comentado de “Powering China´s development”, publicado en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008

El mercado chino de las energías renovables (III)

En este tercer capítulo, en el que explicamos otro nuevo boom de los que se están produciendo en China, abordamos la energía solar, sector en auge en países como España y Alemania. Es por lo tanto muy importante conocer cómo va a comportarse el mercado en el futuro inmediato, ya que sin duda ello tendrá incidencias significativas en los actuales precios de las instalaciones solares fotovoltaicas.

ENERGÍA SOLAR

Los mercados de energía solar en China están aún en su infancia. En 2006 existía una capacidad instalada de 80 Mw de energía solar fotovoltaica. Una capacidad muy pequeña si lo comparamos con los 7700 MW que existían globalmente. Alrededor de la mitad de la capacidad china son instalaciones aisladas, un mercado que se incrementa en 5-10 MW al año. El resto se utiliza para comunicaciones, industria, y productos de consumo. La energía solar fotovoltaica conectada a la red es todavía marginal, con sólo un puñado de megavatios instalados. En total, el mercado doméstico chino crecía alrededor de 10 MW en 2006, tan solo una fracción de los 370 MW producidos por la industria de fabricación de módulos fotovoltaicos chinos, cuya producción se dirigía virtualmente toda a la exportación. Un gran mercado de instalaciones conectadas a la red tardará aún varios años en producirse, cuando los costes de la energía solar declinen aún más y los de la energía producida por otras fuentes sigan incrementándose. Los grandes subsidios gubernamentales que se requieren para impulsar la energía solar no han sido aún asumidos por el gobierno chino. Pese a la actual falta de subsidios, hay un prometedor desarrollo para la energía solar fotovoltaica integrada en edificios. Si bien el mercado doméstico está frío, el sector de la fabricación está hirviendo. Más de 15 fabricantes principales de células solares emplearon a 20.000 personas en 2006, y nuevas compañías han aparecido todos los meses durante 2007. La capacidad de producción de células solares fotovoltaicas saltó de 350 Mw en 2005 a 1 GW en 2006, ya que todas las industrias anunciaron planes de expansión, algunas duplicando o triplicando la producción en pocos años. La capacidad de producción se espera haya alcanzado 1500 MW en 2007, y llegará a 4000 MW en 2010, más que las cifras conseguidas en todo el mundo hoy en día. Los principales productores chinos son Suntech, China Sunergy, Jiangsu Linyang, Ningbo, Baoding Tianwei-Yingli, Trina Solar, y Solarfun, todos con ambiciosos planes de expansión para el 2010. Una de las incertidumbres para la industria fotovoltaica china es la disponibilidad de stocks suficientes de polisilicio. Esta escasez se ha discutido mucho desde 2004 y se espera continúe durante 2008. China no ha tenido virtualmente ningún productor doméstico de silicio estos años, pero en respuesta al rápido incremento de la demanda de energía solar fotovoltaica, están emergiendo nuevas fuentes de producción de silicio. La producción de silicio chino para uso fotovoltaico fue solamente de 340 toneladas en 2006, comparado con la demanda de más de 3000 toneladas. Sin embargo, alrededor de 4000 toneladas de capacidad de nueva producción está en desarrollo y se espera pueda estar disponible entre 2007-2008. Los fabricantes de paneles fotovoltaicos chinos parecen confiar en que su competitividad supera a los fabricantes extranjeros. Los bajos costes salariales son una parte de esta competitividad, y algún equipo de producción está siendo sustituido marginalmente por trabajadores manuales de menor coste. Estas firmas están trabajando también en más de 100 proyectos de I+D, tales como la producción de films, aunque el actual cuello de botella en la producción dificulta las actividades de investigación y desarrollo de nuevos productos. Este panorama puede cambiar si la situación cambia y las firmas chinas se enfrentan a más presiones para innovar.

Este post es un resumen de “Powering China´s development”, publicado en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008

El mercado chino de las energías renovables (II)

Las perspectivas para los diferentes mercados de renovables en China son las siguientes. Energía eólica: La energía eólica es la tecnología de generación de energía con mayor crecimiento en China. El incremento en la capacidad se espera exceda 2 GW en 2007, después de doblar la capacidad total en 2006 hasta 2,6 GW. A principios de 2007, los desarrolladores ordenaron un incremento adicional en turbinas de 8 GW para instalaciones futuras (como vemos los chinos no se andan con chiquitas), y alrededor de 200 compañías están persiguiendo o ejecutando proyectos. Las últimas tendencias indican que el objetivo de 5 GW para el 2010 se superará probablemente en 2-3 GW. El desarrollo de la energía eólica se ha llevado a cabo de dos formas diferenciadas y separadas, pero interconectadas. La primera es la política de concesiones nacionales del gobierno, por la que pujan desarrolladores privados o públicos. Esta política de concesiones se tradujo en una potencia total de 2,5 GW en el periodo 2003-2006. La política de concesiones obliga a las empresas productoras a pagar los costes de interconexión a las redes de distribución. La segunda fórmula son los desarrollos privados que están teniendo lugar mediante proyectos negociados individualmente, con precios determinados de manera individualizada por las oficinas de precios provinciales. En esta segunda fórmula, los precios son orientados por los resultados de la explotación. Estos proyectos individuales están limitados a 50 MW cada uno. Además, están teniendo lugar iniciativas provinciales individuales, y las expectativas son muy optimistas. El país tiene ahora cuatro fabricantes comerciales de turbinas eólicas, y otros fabricantes subsidiarios extranjeros, y más de 40 firmas desarrollando prototipos y aspirando a producir turbinas comerciales. En general, las firmas chinas no han adquirido aún los niveles de tecnología de otros países extranjeros; en parte porque las firmas extranjeras son reacias a licenciar sus últimas tecnologías. Pero las firmas chinas están trabajando duro desarrollando su propia ingeniería. El principal fabricante chino, Goldwind, está desarrollando agresivamente su propia tecnología y expandiendo su cuota de mercado en China, que alcanzó el 33 % en 2006. Sin embargo, Goldwind está todavía detrás de sus principales competidores europeos tanto en tecnología como en escala. El resto de los fabricantes chinos de turbinas tienen cuotas de mercado muy inferiores (Sinovel) (6 %), Zhejiang Windley (1,5 %), y Dong Fang (0,8 %). Los subsidiarios extranjeros y fabricantes de turbinas extranjeros en joint ventures en China han acelerado principalmente debido a las previsiones de localización del programa de concesiones nacional, que requiere que el 70 % del valor de las turbinas instaladas bajo el programa hayan sido construidos localmente. Los fabricantes de turbinas que actualmente operan en China son Vestas de Dinamarca (con un 24 % de cuota de mercado en 2006), Gamesa de España (17 %), GE de Estados Unidos (13 %), Nodex de Alemania (2 %) y Suzlon de India (1%). Estas firmas están propiciando nueva competencia en los mercados, incluyendo tecnología, finanzas, márketing y escala de producción. Este post es un resumen de “Powering China´s development”, publicado en la edición impresa de “Renowable Energy World”, January-February 2008.

Transferencia online de un sistema de control analógico a un moderno DCS

Cambiar una obsoleta, no reparable e ineficiente instrumentación y controles mejora las operaciones de cualquier planta industrial y en consecuencia la productividad. Esta tarea puede llegar a ser un gran desafío, especialmente cuando la planta es compleja. La tarea es más desafiante, interesante y arriesgada cuando el sistema de control cambia on line desde un sistema obsoleto hasta a otro de última generación sin pérdida de producción. Este post, describe la experiencia de transferencia online del sistema de control de la unidad de la factoría Fauji Fertilizer Company´s, publicado en la edición impresa de la revista “Hidrocarbon Processing”, en su número de marzo de 2008. Trataremos de simplificarlo para que sea entendido por no iniciados. Entendemos que tiene utilidad para aquellas empresas que deseen implantar un sistema de control distribuido y nos enseña los conceptos básicos para la elaboración de este tipo de proyectos. Nos enseña como implantar un proyecto de control distribuido en una planta compleja, condicionada por la seguridad, y sin necesidad de parar la planta. La factoría, ubicada en Pakistán, tenía un sistema de control analógico implementado en 1992, que controlaba tres plantas. El sistema de control se clasificaba en tres secciones principales:

• Control de una caldera de vapor de muy alta presión.
• Caldera de producción de calor a partir de residuos.
• Servicios generales: agua desmineralizada, BFW, gas combustible y sistemas de agua de refrigeración.

Se decidió sustituir el sistema por un moderno DCS (sistema de control distribuido). El nuevo sistema es altamente fiable, redundante, con autodiagnóstico, flexible y expandible. Registra tendencias, anuncia alarmas, indicación del proceso, historia y registro de datos sin software adicional. La ejecución del proyecto se realizó en siete fases, que son las siguientes: A) IDENTIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA Revisión minuciosa del sistema de hardware para reemplazar el equipamiento existente. Generalmente, el número de canales de entradas y salidas se incrementa ya que la empresa demanda la conexión de más parámetros al DCS. Características como redundancia 100 % se seleccionan cuidadosamente para evitar costes innecesarios. Las especificaciones del sistema incluyen: descripción del sistema, condiciones ambientales, estructura del sistema de control, dispositivos de adquisición de datos, comunicaciones, interface del operador, expansibilidad y compatibilidad del control del proceso. Esta información fue enviada a varios vendedores. B) SELECCIÓN DEL SISTEMA El DCS elegido debe ser uno con las últimas tecnologías adaptables a las nuevas actualizaciones. El vendedor de DCS debe tener capacidad suficiente para proporcionar soporte a largo plazo. La selección del sistema se hizo después de una extensa evaluación de los aspectos técnicos, económicos y prácticos, basándose en la información y datos recibidos a través de:

• La propia experiencia de otras plantas con DCS implantados.
• Reuniones con el vendedor y documentación del sistema.
• Discusiones técnicas de los vendedores.

Como vemos, en cualquier proyecto de automatización debe darse relevancia máxima al estudio del sistema que vamos a implantar. Cuanto más información imparcial contrastemos mucho mejor, pues siempre debemos tener presente que los vendedores son partes interesadas. C) INGENIERÍA DEL SISTEMA Consiste en la documentación del proyecto con información tal como diagramas de flujo de instrumentación, configuraciones, etc. En esta fase se definirá con exactitud la instrumentación necesaria para obtener información detallada del comportamiento de la planta. Para optimizar la productividad de la planta, es vital la información detallada que nos permitirá detectar derroches y buscar soluciones para la mejora del proceso. D) INSTALACIÓN DE HARDWARE Debe completarse la formación del staff de mantenimiento antes de la instalación para asegurar un trabajo de calidad. La nueva instalación implica trabajar en racks del sistema existente, y debe estar planificada cuidadosamente. Cualquier error afectando a las operaciones de la planta puede afectar a la producción o poner en peligro la planta. En función de las partes críticas de la planta se implementarán, en caso de ser necesario, medidas adicionales para la minimización del riesgo de fallos. El nuevo cableado se instalará interconectando cuadros y paneles existentes y acomodando los nuevos y existentes sin necesidad de parar la planta. Una vez se completa la configuración básica, todos los displays gráficos se cargan en todas las consolas. A partir de ese momento el staff debe estudiar estos displays y sugerir las modificaciones que se crean oportunas. Una vez se han configurado los bucles de control, estos serán probados por entradas y salidas. E) DESARROLLO GRÁFICO Los gráficos del DCS pueden desarrollarse de manera particular para la planta, de forma que se obtenga la información más adecuada para la planta. F) FORMACIÓN DEL PERSONAL Como consecuencia de la interface entre el hardware y operador del nuevo sistema son diferentes a los que se utilizaban en la planta, será necesario prestar atención a la formación del staff. Será necesaria formación intensiva de las operaciones del sistema a los operadores de la planta. Se dará al personal de mantenimiento formación sobre la configuración del sistema. La transferencia de un sistema a otro debe hacerse por etapas. En el ejemplo se siguieron las siguientes: 1. Transferencia de bucles de indicación y no críticos. 2. Transferencia de bucles de criticidad media. 3. Transferencia de calderas con combustible residuos. 4. Transferencia de bucles críticos. 5. Transferencia de caldera auxiliar.

Potencial de mejora de la eficiencia energética en motores

Podemos preguntarnos cuál es la eficiencia energética de los motores, máquinas omnipresentes en la industria, en el transporte, y en el resto de nuestras actividades, en un momento en el que el coste de los combustibles rompe record tras record. Si realizamos un estudio detallado, sin duda nos llevaríamos una sorpresa. En este post comentamos el potencial que sobre mejora energética de motores calculó en Departamento de Energía de los Estados Unidos a finales de 2002 (United States industrial electric motor systems market opportunities assessment. Office of energy efficiency and renewable energy U.S. Department of Energy). Los motores derrochan energía en muchas instalaciones industriales, como consecuencia de mantener tecnologías obsoletas, de utilizar técnicas de ingeniería de diseño ineficientes, por una planificación adecuada, por cambios posteriores en los procesos industriales, o como consecuencia de un mantenimiento inadecuado. En 1994, los sistemas impulsados por motores eléctricos consumían 679.000 millones de Kwh – un 23 % de toda la electricidad vendida en Estados Unidos. Estas máquinas forman el grupo de mayor consumo de electricidad en la misma categoría. Basándose en análisis detallados, el Departamento de Energía de los Estados Unidos estimó que los motores industriales pueden reducir su consumo en un 11-18 % utilizando todas las aplicaciones efectivas en coses y todas las técnicas y tecnologías de eficiencia energética. Es decir, con datos de finales de los 90, la implementació0n de estas medidas supondría un ahorro de energía anual para Estados Unidos entre 75-122.000 millones de Kwh. Al respecto, hay que tener en cuenta que los diferentes tipos de mejoras en la eficiencia de los motores producen beneficios adicionales a los relativos a la energía. Estas mejoras incluyen control mejorado de los procesos de producción, reducción en los materiales de residuos, y cumplimiento mejorado de la normativa medioambiental. Por supuesto, este gran potencial no puede capturarse de una sola vez. Ello requeriría inversiones de 17.000 millones de dólares, aproximadamente el 10 % de las nuevas inversiones que los fabricantes hicieron en 1994. Si bien las oportunidades de ahorro energético y otros beneficios asociados con las inversiones e los sistemas de motor mejorados son enormes, lo es también la demanda en capital y recursos organizativos en los establecimientos industriales. Además, se han identificado muchas barreras que han dificultado a la industria para recoger más que un pequeño porcentaje de los beneficios potenciales de la eficiencia de los sistemas que utilizan motores. Categorías en tamaño relativo de las oportunidades de ahorro de energía de los sistemas con motores: Hay dos categorías básicas de medidas de eficiencia en los sistemas de motores:

• Mejora de la eficiencia del motor: Que mejora la eficiencia energética del motor seleccionando una máquina o un grupo de máquinas en particular.
• Medidas de eficiencia del sistema: Se mejora la eficiencia de una máquina o grupo de máquinas como un todo. La eficiencia del sistema puede mejorarse reduciendo la carga total en el motor mejorando el proceso o diseño del sistema, mejorando el acoplamiento entre tamaño del componente y requerimiento de cargas, uso de sistemas de control de velocidad en vez de mecanismos como válvulas de estrangulamiento o bypass, y mejor mantenimiento, por nombrar sólo algunas estrategias de ingeniería disponibles.

La estimación del Departamento de Energía es de un ahorro potencial de 19.800 millones de kwh. Los métodos de rebobinado de motores estropeados pueden contribuir con un ahorro adicional de 4800 millones de kwh. El ahorro energético de la mejora de eficiencia de los sistemas tiene un potencial de ahorro mucho mayor. Lo más interesante de este estudio es que las mejoras más interesantes en la eficiencia de los motores puede alcanzarse fácilmente simplemente seleccionando los motores más adecuados para cada aplicación. Lo lamentable es que en la industria se tiende a utilizar motores estándar, normalmente motores de inducción, sin plantearse el ahorro energético que puede conseguirse utilizando otras alternativas más idóneas. Consecuentemente, lo primero que debe plantearse es intensificar los esfuerzos, hoy casi inexistentes, en conseguir seleccionar motores lo más adecuados posibles para cada aplicación. Las medidas de eficiencia del sistema, que comportarían según el estudio un ahorro de 37-79.000 millones de kWh en ahorro anual deben contemplarse en fase del proyecto o en la planta. En una planta con gran cantidad de motores, por ejemplo más de una centena, el derroche energético que tiene lugar por no elegir los motores de forma eficientes es realmente importantes. En proyectos concretos, por ejemplo, el llevado a cabo por Motor Challenge Program, sobre una docena de proyectos grandes, se han documentado ahorros que van del 33 al 60 %. Las mejoras más importantes en el rendimiento de motores se consiguen sustituyendo los sistemas convencionales de control por las modernas técnicas de automatización. En el estudio se encontró, por ejemplo, que un sistema tan importante como la regulación automática de la velocidad del motor, solamente existía en el 4 % de la energía de los sistemas de motores del sector industrial, mientras que el potencial de aplicación se estima entre el 18 y el 25 %. BARRERAS Y SOLUCIONES En el estudio se encontró que los gestores de plantas industriales se enfrentan a una serie de barreras significativas para capturar los beneficios de operación y financieros de la mejora energética en los sistemas de motores. Entre las más importantes encontramos las siguientes: · Baja prioridad de la eficiencia energética entre las inversiones de capital y objetivos de operación. Dentro del sector de la fabricación, como un todo, los costes de energía de sistemas a motor constituyen menos del 1 % de los costes de operación totales. Esta cifra es considerablemente más alta para un pequeño número de industrias consumidores intensivos de energía. · Falta de concienciación general entre gestores de plantas, distribuidores de equipos, ingenieros, y representantes de fabricantes sobre las estrategias para alcanzar la eficiencia del sistema de motores: sus costes, requerimientos de gestión, y beneficios. · Nivel del staff de las plantas industriales generalmente bajo, desempeñando tareas de mantenimiento. · Los incentivos para suministradores por utilizar equipos eficientes entran en ocasiones en conflicto con la promoción de equipos y prácticas eficientes. Por ejemplo, los distribuidores de aire comprimido tienen mayores incentivos para vender compresores adicionales a los clientes con incremento en la carga que aconsejarles cómo controlar el crecimiento de la carga para un mejor mantenimiento y planificación de la producción.

¿El mundo se enfrenta al racionamiento? (No es broma)

Ayer hemos conocido el IPC adelantado, y los valores del indicador han sido nuevamente desalentadores. Desearíamos abordar otros temas más relacionados con la tecnología y la productividad, pero lo cierto es que las noticias económicas que condicionan la productividad de la empresa inundan nuestros medios. En este post, nos centramos nuevamente no el problema de los precios de las materias primas, y de manera particular los de los alimentos. Hay empresas que desde luego se verán afectadas positivamente por este boom en los precios, pero desde luego otras pueden resentir sus costes, es por ello vital entender los mecanismos que condicionan el movimiento de los precios y la posible evolución de los mismos en los meses venideros. Comentamos el artículo “Tensions rise as world face short rations” publicado por la Agencia Reuters. Este es un artículo de obligada lectura, de los más duros escritos en los últimos meses. Los precios de los alimentos están aumentando, un continente asiático más rico demanda mejores alimentos a sus productores y estos no pueden mantener la producción que el mercado reclama. En breve, el mundo se enfrentará a una crisis de alimentos que en algunos lugares está ya en plena efervescencia. En todo el mundo, la gente está protestando y los gobiernos responden con controles a menudo contraproducentes en precios y exportaciones – una nueva política de escasez en la cual asegurar los suministros de alimentos se está convirtiendo en uno de los principales desafíos del siglo XXI. Pillados por un clima severo en los países productores y un boom en la demanda de las naciones de rápido crecimiento, las reservas de trigo están al nivel más bajo de los últimos treinta años. Los precios del trigo llevan ya cinco años subiendo, acabando con una década de comida barata. La sequía, el dólar bajando, un cambio de las inversiones hacia las commodities y en los usos de la tierra para producir combustibles han contribuido en el infortunio de los alimentos. Pero el crecimiento de la población y de la economía China y otros países emergentes son probablemente los factores más determinantes. La población mundial alcanzará los 9.000 millones alrededor de 2050, y la mayoría de los 2.500 millones extra vivirán en países en vías de de desarrollo. Es en estos países donde la población está demandando leche y carne, lo cual requiere poner en producción más y más tierra. Esto supone un revés adicional para la economía mundial, en un tiempo en el que está presionada por turbulencias importantes. De manera paralela al efecto sobre el primer mundo, un drama mucho mayor se está produciendo en los estratos más bajos de la población mundial. En Gurriana, Mexico, diez mil indígenas salieron a las calles el último año a protestar por el precio de las tortillas, sustento nacional cuyo precio sube vertiginosamente en paralelo al precio del maíz. Los precios de los alimentos, basándonos en las estadísticas de las Naciones Unidas, se elevaron un 35 % al final de enero, respecto al año anterior, marcando una aceleración que se inició suavemente en el año 2002. Desde entonces, los precios se han elevado un 65 % Sólo en 2007, de acuerdo con la el índice de alimentos del mundo de la Organización para la Agricultura y la alimentación de la ONU, los precios de los productos lácteos subieron casi un 80 % y el grano un 42 %. Algo hay aquí que no cuadra con los índices de precios que publican los gobiernos, pues no reflejan estas subidas tan escalofriantes. Chathan House, sede del Royal Institute of International Affairs, dijo en enero que …las recientes subidas de los precios de los alimentos son solamente una indicación visual en el corto plazo, y la sociedad tendrá que decidir qué valor coloca a los alimentos y cómo…las fuerzas del mercado pueden reconciliarse con los objetivos de política domésticos. Muchos países se están enfrentando ya a esta elección. Repasemos cómo está el panorama internacional, y las medidas que se están tomando, muchas de ellas impensables hace tan solo unos meses. Después de una larga oposición, el gobierno está considerando levantar la prohibición de los cultivos genéticamente modificados, para permitir a sus cultivadores competir con Estados Unidos, donde las cosechas de alta productividad con organismos modificados genéticamente son la norma. La Unión Europea y partes de África tienen prohibiciones similares que pueden ser también consideradas. Numerosos gobiernos, incluyendo Egipto, Argentina, Kazakhstan, y China, han impuesto restricciones para limita la exportación de China y mantener más comida en casa. Aquí puede estar una de los motivos fundamentales del incremento de los precios del los alimentos en gran parte del mundo, los antiguos graneros han cerrado el grifo. Esta respuesta de reflejo rotuliano a las emergencias que vienen produciendo ante la escasez puede originar que los cultivadores produzcan menso y amenaza con socavar años de esfuerzos para conseguir una política de comercio internacional aperturista. Hace unos años, las restricciones al comercio internacional impedían el desarrollo de los países del tercer mundo, ahora, por el contrario, las barreras que se levantan en el tercer mundo amenazan con estrangular a los países desarrollados, que hace ya mucho tiempo dejaron de preocuparse por producir y procesar alimentos. Esta situación, sin embargo, va a tener un reflejo positivo en muchas zonas de España, pues según todos los indicios la producción de alimentos y su valorización en plantas transformadoras va a ser un negocio de futuro bien boyante. Los productos agrícolas baratos procedentes de países emergentes, de los que tanto se quejaban los agricultores españoles, ahora es posible que no lleguen ya a España, cambiando radicalmente el panorama de muchos cultivos que sufrieron crisis serias como consecuencia de la liberalización mundial. La situación puede llegar a trastocar el comercio internacional. Si un país tras otro adopta la política de “deja pasar hambre a tu vecino”, entonces el comercio global de productos agrícolas producidos en el mundo se verá sensiblemente reducido, y esto hará en último término los precios más volátiles, acaba de decir Joachim von Braun, director del “International Food Policy Research Institute in Washington”. En Argentina, una tasa del gobierno sobre la producción de grano llevó a los agricultores a boicotear las exportaciones de grano. Vietnan e India, ambos exportadores principales de grano, anunciaron el viernes que recortarían las ventas transoceánicas, disparando al alza los mercados de futuros del arroz en Estados Unidos. Otras commodities han retrocedido en los últimos días de sus cotas records en precios pero los analistas atribuyen esta bajada en los precios a una toma de beneficios en los inversores. DESCONTENTO En la próxima década, el precio del maíz puede elevarse un 27 %, las semillas de oleaginosas tales como la soja subirán un 23 % y el arroz, un 9 %, de acuerdo con los intentos de previsiones llevadas a cabo en febrero por la OCDE y la O.N.U. Oleadas de descontento se están dejando sentir. Protestas violentas golpearon Camerún y Burkina Faso en febrero. Las protestas se extendieron recientemente a Indonesia y los medios informaron de muertes como consecuencia del hambre. En las Filipinas, se instó a las cadenas de comida rápida a recortar las porciones de arroz para contrarrestar el rebrote de precios. El año pasado, el Banco Central de Australia – influido por una sequía que dura ya dos años – se preguntó si el aumento en los precios de las commodities puede ser una de los más altos en las historia, como los que asolaron los años 30 o los 70. Los precios de las comodities, en términos reales, se mantuvieron planos o incluso cayeron durante la rápida industrialización de los Estado Unidos y Alemania al principio del siglo veinte. Pero la reindustrialización de China, con 1300 millones de personas, se está haciendo de una forma diferente. El Banco de Australia dijo también que la población de China es proporcionalmente mucho más grande de lo que era la de cualquier país que se industrializó con anterioridad y es casi el doble que la población combinada de todos los países del G7. La emergencia de la clase media China está añadiendo una enorme demanda no sólo de commodities básicas como el maíz, la soja y el trigo, sino también de otras alimentos altamente proteínicos como carne y leche. Los chinos, cuyo ascenso comenzó en fecha tan reciente como en 2001, comían 20 kilogramos de carne per cápita en 1985. Comen ahora 50 kilogramos al año, y aún le faltan 20 más para equiparar a países como España. Cada kilogramo de carne emplea siete kilogramos de grano para su producción, lo cual significa que la tierra que puede ser usada para cultivar alimentos para las personas debe desviarse para cultivar alimentos para animales. EL PROBLEMA DE LOS BIOCOMBUSTIBLES Ya que occidente intenta atajar el problema del calentamiento global, todos los esfuerzos están dirigidos a potenciar la utilización de combustibles más verdes, y ello está agravando los problemas para conseguir alimentos. Se estima que una de cada cuatro partes de maíz del cultivado en Estados Unidos será desviado para producir etanol. Ya hemos visto en este blog que esto no es ni mucho menos la panacea en términos de balance energético. “Transformar la comida en combustible para coches es un gran error en muchos frentes”, ha dicho Janet Larsen, directora de investigación en Earth Policy Institute, un grupo ambiental con sede en Washtington. Uno, esto ya se está traduciendo en precios más altos en los supermercados de Estados Unidos. Dos, quizás el problema más serio desde una perspectiva global es que estamos viendo aumentar los precios en los países en vías de desarrollo donde se está produciendo una escalada de la violencia en las calles. Similarmente, el aceite de palma está también en precio record debido a la demanda de su uso biocombustible, causando un serio dolor por la disminución de los ingresos en Indonesia y Malasia, donde es un sustento principal. Pero a pesar del incremento en las críticas hacia los biocombustibles, la industria del etanol fabricado a partir del maíz disfruta de un fuerte apoyo en Estados Unidos, que probablemente continuará. John Bruton, embajador de la Unión Europea en los Estados Unidos, predice que el mundo se enfrenta a 10 o 15 años de una profunda elevación en los costes de los alimentos. Y es en la pobre África y, Sureste de Asia, donde hay más personas vulnerables. El director del programa World Food de las Naciones Unidas, Josette Sheeran, está en una gira global para tratar de recoger 500 millones de dólares para crear un fondo que trate de paliar el agujero que ha creado el incremento de los precios de los alimentos. El programa de ayuda más grande de América, Food for Peace, ha visto como los precios de sus commodities han crecido un 40 % y pueden tener que recortar donaciones. Pero las opciones de muchas políticas y ayudas disponibles a los gobiernos para ayudar contra el hambre distorsionan los mercados y causan dolor en cualquier lugar de sus economías, de acuerdo con los proponentes del libre mercado. “Yo estuve implicado en un gobierno que introdujo subsidios a los alimentos en Irlanda y tuvimos un trabajo del diablo para posteriormente librarnos de ello, ha dicho Bruton, que fue Primer Ministro de Irlanda entre 1994 y 1997. Otras expertos abogan por medidas tales como los fertilizantes y cultivos de alto rendimiento – algunos de ellos modificados genéticamente – mantendrán la producción. Al respecto, muchas compañías de biotecnología se están frotando ya las manos, lo que no consiguieron los argumentos científicos lo va a conseguir el bolsillo. Bruce Babcock, un economista de la Iowa State University, ha dicho que la elevación de los precios es la señal que los agricultores necesitan para aumentar la producción. Parece claro que los proyectos de mejora de la productividad de los cultivos van a ser la norma en el futuro inmediato. Actualmente nos encontramos en el mejor momento de la historia para le economía de los agricultores de todo el mundo. Un sector, castigado por penurias pasadas, puede comenzar a despegar con fuerza en cualquier momento. Nos enfrentamos a una situación que exige un incremento sustancial de las explotaciones agrícolas, ganaderas, y agroindustriales, y la gente del campo nunca ha tenido delante tan grandes incentivos para aumentar la producción. Otros expertos se quejan de que las semillas caras y los fertilizantes están fuera del alcance de los granjeros de los países pobres. A comienzos del siglo XIX, el economista y político británico Thomas Malthus dijo que la población tenía el potencial de crecer mucho más rápido que los suministros de alimentos, una predicción que los granjeros eficientes consistentemente probaban equivocada. Ahora, a comienzos del siglo XXI, algunos están revisando estas predicciones.