Biocombustibles: Sesión 1 Jesús López Jueves, 18 de septiembre de 2014

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Obstáculos más comunes

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

1. INTRODUCCIÓN 1.1 Elementos generales Definición: Combustibles de origen biológico, que se obtienen de cultivos, restos o desechos orgánicos, por lo cual entran en la categoría de renovables. Ventaja: Tienen la particularidad de reducir el volumen de dióxido de carbono presente en la atmósfera. Reto Tecnológico: La necesidad de producir combustibles menos dañinos, ha llevado a la industria mundial a explorar y explotar materia orgánica.

Gobiernos buscan disminuir e inclusive eliminar la dependencia de los combustibles fósiles, para garantizar a futuro, mayor seguridad energética, a la vez que se beneficia el ambiente.

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

1. INTRODUCCIÓN 1.2 Problemática • Millones de hectáreas de suelo fértil han sido sustituidas para producción de agro combustibles, destinados a la generación de bio diésel invadiendo la SOBERANÍA ALIMENTARIA. • El gran crecimiento de monocultivos de caña de azúcar y de soya para satisfacer la demanda de biocombustibles causa serios problemas ambientales disminuyendo la FERTILIDAD DE LOS SUELOS.

Solución Producción de biocombustibles a partir de residuos.

1. INTRODUCCIÓN 1.2 Problemática

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

2. TIPOS

2. TIPOS

• El bioetanol y el biodiesel dominan el mercado de los biocombustibles líquidos (80%, 20 % respectivamente)

• Aportan el 3% de la demanda global para transporte. • Sus cultivos ocupan el 2-3% de la tierra cultivable.

2. TIPOS 2.1 Biodiesel Ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables (aceites vegetales: soja, canola, palma, girasol; aceites residuales o grasas animales)

http://www.corpoica.org.co/sitioweb/documento/jatrophacontrataciones/curso-biodiesel.pdf

2. TIPOS 2.1 Biodiesel PROCESO: transesterificación catalítica de triglicéridos, en la que se hace reaccionar aceite vegetal o grasa animal con un alcohol de bajo peso molecular (metanol o etanol), en presencia de un catalizador adecuado, a baja presión y temperatura. PRODUCTOS: se genera biodiesel con un rendimiento de conversión del 98 % y como subproducto la glicerina.

2. TIPOS 2.1 Biodiesel • El biodiésel tiene propiedades físicas y químicas similares a las del diésel convencional. • Empleo directo en cualquier motor diésel sin necesidad de realizar modificaciones en el motor, el sistema de encendido, o los inyectores de combustible. • El biodiésel también se puede utilizar como aditivo del diésel, mezclado en cualquier proporción, dependiendo del costo del combustible y del efecto deseado. • No contiene sulfuros.

http://www.clubdarwin.net/seccion/negocios/novozymes-abrelaboratorio-id-para-biocombustibles-en-brasil

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2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

2. TIPOS 2.2. Bioetanol • Fermentación de los azúcares contenidos en la materia orgánica de las plantas: caña de azúcar, remolacha, maíz, trigo, papas, sorgo y yuca.

http://www.madrimasd.org/informacionidi/biblioteca/publicacion/doc/vt/vt4_biocarburantes_liquidos_biodiesel_y_bioetanol.pdf

2. TIPOS 2.2. Bioetanol Bioetanol como combustible único Su uso con temperaturas inferiores a 15ºC pude dar lugar a problemas de encendido. Desafortunadamente el etanol contiene menos energía por litro que las gasolinas, con lo que su rendimiento es menor, pudiendo llegar hasta un 30% menos

Mezcla directa de bioetanol y gasolina

USOS

Bioetanol como aditivo a las gasolinas Incrementa el octanaje y reduce las emisiones contaminantes

Los motores de encendido pueden funcionar con mezclas de hasta el 25% de alcohol deshidratado sin que sean necesarias modificaciones en el motor.

2. TIPOS 2.2. Bioetanol • El etanol petroquímico se produce a partir del etileno, el cual es un derivado del petróleo que mediante un proceso de alta presión y con la ayuda de un catalizador que contiene ácido fosfórico, es convertido a etanol. De esto se deriva la necesidad de controlar el contenido de fósforo. • El etanol petroquímico tiene un alto contenido de fósforo en comparación con el bioetanol, siendo esta una ventaja para el bioetanol.

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

2. TIPOS 2.3. Aceites vegetales • El aceite vegetal es considerado como un posible combustible para las maquinarias debido a su elevado poder calórico.

Palma Aceites estudiados con aplicación energética

Colza

Jatropha

Algas

2. TIPOS 2.3. Aceites vegetales • El aceite vegetal es considerado como un posible combustible para las maquinarias debido a su elevado poder calórico. PROBLEMAS: • Formación de depósitos y taponamiendo de los inyectores a tal nivel que la atomización del combustible no es apropiada o no se realiza debido a orificios bloqueados u depósitos de carbón en los pistones y la cabecera del motor , problemas de lubricación, etc. SOLUCIÓN : • Crear motores completamente nuevos para los combustibles alternativos. • Modificar los motores actuales para que se adapten a los combustibles alternativos. • Utilizar los motores actuales, modificando los combustibles.

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

2. TIPOS 2.4. Biopetróleo Como alternativa al bioalcohol y al biodiesel, están los procesos que transforman residuos de biomasa (celulosa, virutas de madera, residuos agrícolas, etc.) en hidrocarburos semejantes a los que se obtienen en las refinerías convencionales, utilizándose para su obtención procesos similares. Gasificación PROCESOS

Pirólisis Fermentación o generación catalítica en fase líquida

Las actuales refinerías se convertirán en biorefinerías que podrán utilizar simultánea o alternativamente biomasa y petróleo para la fabricación tanto de combustibles como de sus productos derivados tales como plásticos, pinturas y demás productos.

2. TIPOS 2.4. Biopetróleo Planta de cogasificación de RSU y carbón vegetal producción de combustibles líquidos

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2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

3. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Contexto Nacional Constitución de la República

Art. 15

• El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto….

Art. 413

• El Estado promoverá la eficiencia energética, el desarrollo y uso de prácticas y tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de energías renovables, diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo la soberanía alimentaria, el equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el derecho al agua.

Art. 414

• El Estado adoptará medidas adecuadas y transversales para la mitigación del cambio climático, mediante la limitación de las emisiones de gases de efecto invernadero, de la deforestación y de la contaminación atmosférica; tomará medidas para la conservación de los bosques y la vegetación, y protegerá a la población en riesgo.

3. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Contexto Internacional Mercado Internacional Producción El mercado internacional de biocombustibles todavía es limitado. Gran parte de la producción mundial se dirige hacia el mercado interno.

Demanda

La producción de bioetanol está mucho más La demanda está siendo adelantada que la de impulsada por las políticas biodiesel, así como su nacionales de inducción comercio internacional. de mezcla de del etanol con la gasolina

3. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Contexto Internacional

• Los mayores productores de bioetanol: o USA: 63 % (Maíz) o Brasil: 24% (Caña de azúcar) o China: 3%

3. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Contexto Internacional • Los mayores productores de biodiesel: o UE: 43 % o USA: 15% o Argentina: 13% o Brasil: 13%

3. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Contexto Internacional

AGENDA DE ESTA SESIÓN 1. Introducción 1.1. Elementos generales 1.2. Problemática

2. Tipos 2.1. Biodiesel 2.2. Bioetanol 2.3. Aceites vegetales 2.4. Biopetróleo

3. Contexto nacional e internacional 4. Producción 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones 1 galón = 3.7854 litros

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones 1 galón = 3.7854 litros

Consumo = 3600 millones de litros.

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones 1 galón = 3.7854 litros

Consumo = 3600 millones de litros. Superficie = 3600·106/5000 (litros/ha)

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones 1 galón = 3.7854 litros

Consumo = 3600 millones de litros. Superficie = 3600·106/5000 (litros/ha) = 7200 km2

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Consumo gasolina Ecuador: 951 millones de galones 1 galón = 3.7854 litros Consumo = 3600 millones de litros.

Superficie = 3600·106/5000 (litros/ha) = 7200 km2 Superficie Ecuador = 283 561 km2 Superficie cultivable Ecuador = 70000 km2

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles Productividad promedio de bioetanol por área para diferentes cultivos.

http://www.bioetanoldecana.org/es/download/resumo_executivo.pdf

4. PRODUCCIÓN 4.1. Comparación entre rendimientos de biocombustibles

5. CONCLUSIONES • Con las producciones actuales, para suministrar el combustible que consume el parque automotor del Ecuador se necesita de un 20 a un 30% de la tierra cultivable del país.

• Estos cultivos aumentarían el consumo de combustible para su propia producción, dada su relativamente baja tasa de retorno energético, por lo que su espacio ocupado será mayor. • Se hace imprescindible aumentar la productividad y aprovechar los residuos agrícolas como fuente de biocombustibles.