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¿Cómo se calculan las emisiones de partículas de la calefacción con biomasa en Austria?

Un estudio del centro de investigación austriaco BEST sobre las emisiones de partículas en Austria concluye que el país podría reducirlas en un 90% en un escenario de climatización 100% renovable en el que se incremente la participación de la biomasa moderna y utilizando la tecnología actual.

  • Las emisiones de partículas PM10 debidas a los sistemas de calefacción por biomasa se han sobreestimado por un reparto erróneo entre las tecnologías obsoletas y modernas.
  • Las calderas y estufas de biomasa modernas generan muchas menos emisiones que las que se asignan de forma global a la calefacción con biocombustibles de origen leñoso; el problema se encuentra en los antiguos equipos de leña, que es necesario sustituir.

Cada año, la Agencia Federal de Medio Ambiente de Austria (UBA) realiza el inventario de contaminantes del aire de Austria (OLI). Debido a la complejidad de la tarea, se realizan simplificaciones metodológicas como reunir a las diversas fuentes emisoras en grupos y subgrupos similares (como los sistemas de calefacción o los vehículos a motor).

A cada uno se le asigna un valor medio de emisión, teniendo en cuenta dos variables típicas de cada grupo o subgrupo: su factor de emisión representativo y los datos de actividad asociados.

  • El factor de emisión indica la cantidad media liberada de un determinado contaminante por unidad de actividad. Por ejemplo, en vehículos serían miligramos emitidos por kilómetro conducido (mg/km), y en sistemas de calefacción de leña, kilogramos emitidos por terajulio de energía utilizada (kg/TJ).
  • Los datos de actividad se refieren a la cantidad observada de una determinada actividad en un año. Por ejemplo, en vehículos serían los kilómetros recorridos y en los sistemas de calefacción, terajulios de energía consumidos.

El factor de emisión multiplicado por el coeficiente de actividad da como resultado la emisión total anual de un contaminante definido para una determinada fuente de emisión.

¿CUÁL ES LA SITUACIÓN PARA LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN CON BIOCOMBUSTIBLES LEÑOSOS EN AUSTRIA?

Hasta hace unos años, Austria consideraba un único factor de emisión para todas las formas de calefacción con biocombustibles de madera, que incluía desde chimeneas abiertas hasta sistemas de calefacción totalmente automatizados.

La Agencia Federal del Medio Ambiente terminó por definir varios subgrupos para los sistemas de combustión de pequeña escala, asignándoles factores de emisión y de actividad diferentes, aunque las actualizaciones y adaptaciones constantes del método de cálculo arrojan resultados muy variables de un año a otro.

Gráfico 1: Resultado del inventario de emisiones de partículas PM10 en Austria en 2017

En 2017 se emitieron en Austria un total de 27.930 t de material particulado PM10, de las cuales el 26% se debieron a “sistemas de combustión a pequeña escala”, la segunda fuente más importante de partículas finas en Austria. Y, dentro de este grupo, el 95% de las emisiones se debieron a los sistemas de calefacción de madera.

Pero resulta que la categoría que más emisiones aporta (el 68%) está integrada fundamentalmente por calderas de leña obsoletas, cuyo uso como sistema de calefacción principal está prohibido desde mediados de los años 90 precisamente por sus elevadas emisiones.

Al mismo tiempo, las emisiones de calderas y estufas de biomasa modernas son comparativamente muy inferiores: tan solo aportan el 8%.

MEJORAR EL SISTEMA DE INVENTARIO PARA LOS EQUIPOS DE CALEFACCIÓN A BIOMASA

Dos investigadores del centro tecnológico BEST -Markus Schwarz y Christoph Strasser- han revisado el método de inventario con el objetivo de lograr una imagen más cercana a la realidad.

Por un lado, advierten que se está contabilizando un exceso de equipos obsoletos de leña (coherente con el hecho de que no se permite su uso como sistema de calefacción principal desde hace muchos años), incluso asumiendo que tienen una vida útil muy larga, lo que conlleva que se estime una contribución de emisiones muy superior a la que ocasionan en realidad. En este sentido, calculan que la proporción de estos dispositivos en la actualidad se sitúa significativamente por debajo del 50% y no en un 90%, como considera el inventario de 2017.

Por otro lado, critican el uso de factores de emisión que no son acordes con la calidad de los sistemas de combustión modernos, cuyo rendimiento real es excelente como está perfectamente acreditado. Partiendo de estas premisas, Schwarz y Strasser recalcularon las emisiones del inventario de 2017, concluyendo que las emisiones de partículas finas de los sistemas de combustión a pequeña escala se reducirían de 7.350 a 5.318 t.

Gráfico 2: comparativa entre los factores de emisión utilizados en el inventario y los de los sistemas de combustión modernos. Se aprecian considerables diferencias

Gráfico 3: nueva distribución de las emisiones en 2017 tras el recálculo.

La Agencia Federal del Medio Ambiente ha acabado por adoptar las sugerencias de mejora y en el informe publicado en 2020 relativo al inventario de contaminantes atmosféricos de Austria para 2018 ha reducido del 90% al 56% la proporción de calderas obsoletas a favor de las modernas calderas de biomasa.

UN FUTURO SIN COMBUSTIBLES FÓSILES Y MAYOR EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

En 2050, los sistemas de calefacción con gasóleo o gas natural en Austria habrán dejado paso a los biocombustibles sólidos, principalmente pellets, que también sustituirán a la mayor parte de la leña que se aún se utiliza.

Para establecer un pronóstico de las emisiones PM10 de los sistemas de combustión a pequeña escala hasta 2050, Schwarz y Strasser se han situado en un escenario en el que se realizan mejoras de la eficiencia en el sector de la construcción: rehabilitación energética de los edificios existentes y mejor construcción de los nuevos.

Por este motivo, a pesar de las proporciones relativas crecientes, en el futuro, la cantidad absoluta de combustibles biogénicos necesarios disminuirá ligeramente.

Han realizado sus estimaciones de emisiones de forma conservadora, asumiendo unos factores de emisión constantes para los sistemas de calefacción modernos durante los próximos 30 años (es decir, no contemplan mejoras en los equipos, aunque en realidad todos los fabricantes centran la mayor parte de sus esfuerzos tecnológicos en seguir reduciendo emisiones).

Gráfico 4: reducción de las emisiones de partículas de los sistemas de combustión a pequeña escala hasta 2050, según recálculo con factores de emisión actualizados

La tendencia muestra una reducción de las emisiones PM10 hasta situarse por debajo de 1000 t/año en 2050. Un 90% menos que el inventario oficial de 2017 y un 86% menos que tras el recálculo de 2017.

Conseguirlo requiere mejorar el comportamiento energético del parque edificatorio, como propone el estudio “Heat future 2050” del Energy Economics Group en la TU de Viena”. Sustituir calderas obsoletas de leña por equipos modernos de biomasa acelerará el proceso de forma significativa.

SUSTITUCIÓN DE EQUIPOS DE CALEFACCIÓN: UNA MEDIDA SIMPLE DE GRAN REPERCUSIÓN

¿Qué reducción de emisiones de partículas se puede lograr sustituyendo equipos de calefacción de gas, gasóleo o leña por sistemas modernos de biomasa?

Los investigadores recogieron datos de consumos y emisiones de 50 casos de reemplazo de equipos antiguos por calderas de biomasa, antes y después de la sustitución, en colaboración con un fabricante de equipos austriaco.

En la comparativa realizada posteriormente -utilizando los factores de cálculo oficiales del inventario de contaminantes atmosféricos de Austria- se observó una reducción de más del 70% de CO2 -incluyendo las emisiones en la cadena logística de los biocombustibles- y del 50% en partículas.

Se pueden cambiar entre 8 y 10 calderas de gasóleo por sistemas modernos de pellet sin que aumenten las emisiones PM10.

Los autores del estudio señalan finalmente que, aunque importante, el reemplazo de equipos domésticos de calefacción no es la solución única para acabar con las emisiones de partículas.

Creen que sería necesario un plan que obligara a los grandes generadores de emisiones a sustituir sus tecnologías obsoletas y generar conciencia sobre la importancia de utilizar combustibles adecuados.  


Fuentes

Artículo original de Dr. Christoph Schmidl/BEST: https://www.oekoenergie.cc/alle-jahre-wieder/

Ficha técnica con los detalles sobre el nuevo cálculo: https://best-research.eu/files/publications/pdf/Factsheet%20Staubemissionen%20-%20Factsheet%20Staubemissionen.pdf

Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa