La biomassa forestal s’ha transformat mitjançant el procés de la piròlisi i s’ha obtingut biochar (sòlid) i bio-oli (líquid), amb diferents usos segons les seves propietats.
S’ha observat que la temperatura òptima per produir bioolis i per obtenir compostos d’interès de major qualitat i biochar (biocarbó), a partir de biomassa forestal, són els 450º C. En canvi, per a la producció de bioestimulants a partir de la fracció sòlida, d’interès en l’agricultura, la temperatura òptima ha estat de 300º C.
Els productes obtinguts del bio-oli a 450º C han estat compostos antioxidants (polifenols) (5 g per kg de biomassa), sucres (10 g per kg de biomassa), àcids (25 g per kg de biomassa) i resines fenòliques. El producte final de major valor afegit són els sucres, tant per la quantitat que se n’obté com per l’alt preu de mercat.
S’ha desenvolupat amb èxit un procés integral multiobjectiu d’extracció i separació basat en tècniques de biorefineria de compostos de valor afegit a partir del bio-oil, pel que amb un sol procés es pot obtenir tots els productes químics descrits, amb una puresa igual o superior a l’esperada.
El biochar generat en aquest procés ha demostrat no tenir cap efecte inhibidor de l’activitat microbiana al sòl, per la qual cosa pot utilitzar-se com a estructurant del sòl i amb interès per a la retenció d’aigua. Aquest biochar també es pot utilitzar com a biocombustible amb un rang de poder calorífic inferior entre 23 i 30 MJ/kg.
Els bioestimulants obtinguts a partir de la biomassa forestal torrefactaa 300º C són d’alta qualitat i similars als obtinguts a partir de compost vegetal.
Eficiència dels diferents tipus de biomassa forestal testada
Dels diferents tipus de biomassa forestalprocessada en el projecte, s’han obtingut quantitats similars de compostos d’interès. Per tant, es pot concloure que no hi ha diferències importants entre les espècies arbòries de fustes dures o toves, ni entre aquestes ni les espècies arbustives.
Això suggereix, d’una banda, la viabilitat de l’ús de totes les espècies forestals testades en aquest tipus de biorefineria, i, de l’altra, la possibilitat de barrejar-les i de donar sortida a biomassa de difícil aprofitament alternatiu, com ara i) matollar o arbrat petit amb escorça i fulles procedent d’estassades o aclarides de plançoneda, ii) suro pelut (fusta i suro) procedent de tallades de selecció en suredes, o iii) fusta barrejada de diferents espècies i característiques procedent d’actuacions postpertorbació que generen poc volum de fusta.
Entre les espècies arbòries estudiades, els pins (sobretot el pi blanc) han estat els millors per a la producció de compostos antioxidants (com el guaiacol, catecol, fenol i vanil·lina, entre d’altres). El castanyer i l’alzina surera són els que han donat millors resultats en la producció d’extractes húmics com a estimulants de l’activitat microbiana del sòl i del creixement vegetal. Les espècies arbustives, com el bruc, han donat molts bons resultats, sobretot pel que fa a la producció d’àcids, com ara l’àcid acètic.
Taula 1.1. Rendiments (g producte/kg biomassa) i ús potencial dels productes obtinguts en el processament de la biomassa procedent dels rodals demostratius a la biorefineria del LIFE BIOREFFORMED.
Rendiment i impacte de l’extracció de biomassa forestal
L’aprofitament de la biomassa en biorefineries pot justificar l’extracció parcial de la biomassa procedent de tractaments d’adaptació/restauració, biomassa que, en moltes ocasions, queda trossejada al bosc.
És important que en l’extracció de biomassa per biorefineria en boscos adults es deixin les capçades al bosc, ja que la capçada (branques i fulles) conté un 60% del nitrogen i potassi de la part aèria i fins a un 50% del fòsfor, de molt difícil recuperació natural. Només en l’extracció de biomassa de regenerat de pi blanc o matollares proposa arreu i amb l’extracció de l’individu sencer, però l’aprofitament es concentra a les zones accessibles (franges a banda i banda dels camins), cosa que a escala de rodal representa un 10% de la biomassa total i contribueix, alhora, a la prevenció dels incendis forestals.
Els colls d’ampolla de l’aprofitament de biomassa procedent d’actuacions d’adaptació/restauració són els baixos rendiments/ha (el rendiment mitjà als rodals demostratius ha estat de 13 t/ha) i els alts costos d’extracció, que actualment és manual. Caldria compensar els baixos rendiments en tones, per exemple, reduint els costos de transport amb biomassa local, de proximitat a la planta, o amb l’ús combinat de biomassa procedent d’altres actuacions més productives.
Després de les actuacions, l’estoc de carboni aeri és, lògicament, menor a causa de la tallada i extracció de part de la biomassa, però la reducció en l’estoc de CO2 només es pot comptabilitzar com a emissió neta de CO2 si a curt termini el material es destina a biocombustible. S’espera un efecte embornal de CO2 a causa d’un augment del creixement com a conseqüència del tractament, però encara és imperceptible pel poc temps transcorregut.
Una gestió forestal que s’acompanyi de la valorització del patrimoni socioecològic històric (tangible i intangible) lligat a aquell bosc pot promoure els Serveis Ecosistèmics Culturals que ofereixen les finques forestals. En aquest sentit, accions com ara el manteniment d’expressions orals o coneixement tradicional sobre el bosc i la seva gestió fomenten la transmissió de coneixement, que és alhora una estratègia de resiliència.
Rendiment i impacte de la biorefineria
Perquè la biorefineria comenci a ser rendible, cal una alimentació d’1-2 t d’estella/hora, cosa que suposa aproximadament de 6.000 a 10.000 t de biomassa a l’any. L’escenari òptim seria fer rendible la biorefineria amb plantes petites, fet que permetria reduir els costos, operatius i d’inversió inicial, i l’impacte del transport i obriria la porta a la possibilitat que la planta fos mòbil.
Tant per millorar la rendibilitat econòmica com per reduir l’impacte ambiental de tot el procés, caldria optimitzar les operacions d’extracció de la biomassa i el seu transport, fet que passa per situar les biorefineries de manera estratègica al territori i optimitzar les operacionsde pretractament (emmagatzematge i segon estellat) i la càrrega de producte a processar.
Dins dels costos operatius de la biorefineria, el cost més elevat és la compra de biomassa seguit del cost d’electricitat. L’alt consum d’electricitat en dificulta la ubicació en zones amb difícil accés a la xarxa i cal explorar alternatives per generar energia com ara l’ús de la pròpia biomassa o el biocarbó o l’energia solar.
Buscar la producció de biooli a partir de la biomassa té sentit, des del punt de vista ambiental. La biorefineria, amb una temperatura de piròlisi de 400° C, ha resultat ser una alternativa viable i sostenible: la producció de bio-oil i àcids és 3,7 vegades menys impactant que la producció combinada dels mateixos productes mitjançant processos industrials. Quant a emissions de CO2eq, l’impacte global és de 0,5 kg de CO2 eq/kg de biomassa entrada per a la majoria dels productes, amb la major part associada a l’estellat, seguit dels treballs forestals i el transport.
En funció de com s’acabi tancat el 2026 la regulació europea de certificació d’emissions de CO2, podria ser factible complementar la venda dels productes generats amb la venda de crèdits de CO2, lligats a la producció de biochar com a embornal de carboni, el que contribuiria a millorar la rendibilitat de la biorefineria i el seu impacte global.
