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1 El Biodiesel y su incidencia en el Cambio Climático Convenio de Cooperación Tecnológica ECOPETROL S.A. ICP - INEM Custodio García Rovira Bucaramanga.

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1 1 El Biodiesel y su incidencia en el Cambio Climático Convenio de Cooperación Tecnológica ECOPETROL S.A. ICP - INEM Custodio García Rovira Bucaramanga 2010

2 2 Los GEI son aquellos gases que tienen la propiedad de absorber el calor que emite la Tierra CO 2 Metano Oxido Nitroso Ozono Troposférico CFC

3 3 Fuente: emisiones / usinventoryreport.html) 1 teragramo es igual a 1 millón de toneladas métricas

4 4 Fuente: IPCC. Cambio Climático 1996

5 5 GASES DE EFECTO INVERNADERO GasPpmFórmula Química Tiempo de vida en la atmosfera (años) Fuente Antropogénica CFC CCl 2 F 2 102Refrigerantes, fabricación de espumas HCFC-22CHClF 2 12Refrigerantes líquidos PerflurometanoCF Producción de aluminio Hexafluoruro de AzufreSF Aislante en Fluidos Dieléctricos Fuente: IPCC Cambio Climático 1996

6 6 La Tierra se calienta gracias a la energía del sol. Cuando esta energía llega a la atmósfera, una parte es reflejada de nuevo al espacio, otra pequeña parte es absorbida, y la restante llega a la tierra y calienta su superficie.

7 7 Pero cuando la tierra refleja a su vez la energía hacia la atmósfera, ocurre algo diferente. En lugar de atravesarla y llegar al espacio, los gases de la atmósfera absorben una gran parte de esta energía. Esto contribuye a mantener caliente el planeta. De esta manera, la atmósfera deja que la radiación solar la atraviese para calentar la tierra, pero no deja salir la radiación que la tierra irradia hacia el espacio

8 8 Los gases de efecto invernadero de la atmósfera cumplen la función de mantener la temperatura media adecuada para la tierra, a pesar de que las temperaturas varíen mucho de un lugar a otro. Este fenómeno se conoce como Efecto Invernadero

9 9 Cuando se produce un incremento en la concentración de estos gases, se aumenta la retención de energía calórica, y en consecuencia se produce una elevación en la temperatura media del planeta, con efectos muy importantes en el clima. Fuente: UPME

10 10 La modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional recibe el nombre de cambio climático La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático Usa el término cambio climático sólo para referirse al cambio por causas humanas: Es un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables

11 11 La tierra tiende a experimentar dichos cambios cada 100 mil años, con los ciclos de avance y retroceso glaciar. Esto junto con otros períodos de enfriamiento cada 20 mil a 40 mil años. A pesar de este cambio de tipo natural, las actividades humanas han tenido influencia en la tasa de cambio del sistema climático en los últimos años

12 12 En los últimos años la cantidad de CO 2 en la atmósfera ha presentado un aumento. Se ha pasado de unas 280 ppm en la era preindustrial a unas 390 ppm en 2009 Teniendo en cuenta que el dióxido de carbono cumple un papel regulador fundamental en nuestro planeta, este aumento podría contribuir, al calentamiento global del clima planetario Fuente: UPME

13 13 Revista especializada PNAS China sobrepaso a EE.UU. y se convirtió en el país que mas CO 2 emite. Cerca de un cuarto de las emisiones de China provienen de los bienes que este país exporta al mundo occidental. Sin embargo, el 22,5% de sus emisiones son generadas durante la producción de bienes y servicios que se consumen en el extranjero. De este porcentaje, un 7,8% corresponde a las exportaciones a EE.UU.

14 14 EMISIONES PaísEmisiones anuales Millones de Toneladas Métricas de Carbono China6017,69 EE.UU5902,75 Rusia1704,36 India1342,96 Japón1257,96 Reino Unido585,710 Brasil377,24 Fuente: CDIAC Para la ONU

15 15 Las estadísticas de las últimas décadas señalan un acelerado proceso de alteraciones climáticas globales con frecuentes desarreglos en las condiciones de vida de las poblaciones del planeta por efecto de desastres naturales o de actividades humanas de diversa escala, que se manifiestan a través de las siguientes evidencias:

16 16 Evidencias del cambio climático Aumento de temperaturas Aumento del nivel del mar Desaparición de plantas y animales Descontrol en el ciclo vital de algunos animales Perdida de ecosistemas y biodiversidad Nuevas condiciones meteorológicas Plagas y enfermedades antes inexistentes en los cultivos Modificación de los patrones de lluvias, inundaciones, sequias

17 17 El calentamiento global es el primer resultado del cambio climático, siendo su causa el aumento en las concentraciones de GEI en la atmósfera. A medida que las emisiones de gases aumentan, se incrementan sus concentraciones en la atmósfera; es este aumento el causante de un efecto invernadero más acentuado.

18 18 COMO ENFRENTAR EL CAMBIO CLIMATICO GLOBAL

19 19 UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) 1.- Lograr la estabilización de las concentraciones de GEI en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropogénicas peligrosas en el sistema climático. 2.- Elaborar periódicamente inventarios de GEI Protocolo de Kioto (PK) Acuerdo internacional de lucha contra el cambio climático, que se firmó en diciembre de 1997 en la ciudad japonesa de Kioto donde Cien gobiernos de todo el mundo apoyaron la propuesta del diplomático argentino Raúl Estrada, que entonces presidía el Programa del Clima de las Naciones Unidas (ONU). Conclusiones Se obliga a los países desarrollados a alcanzar una reducción mundial de las emisiones del 5,2% entre 2008 y 2012, frente a Para lograrlo, el Protocolo prevé distintas obligaciones de recorte o aumento de la contaminación, que en conjunto garantizan la reducción del 5,2%. PROPUESTAS

20 20 Desde el principio, la UE ha liderado el compromiso para la adopción internacional de Kioto Son numerosas las políticas que la Unión ha ido adoptando para limitar las emisiones de CO 2 Entre ellas: La Directiva 2003/87/CE, de comercio de emisiones, por la que se establece un régimen para el comercio de derechos de emisión de GEI, que regula la compraventa de derechos de emisión entre más de instalaciones industriales, posibilitando con ello disminuir el impacto económico de las medidas de reducción de emisiones. Es así que en la UE cada empresa tiene que ajustarse a la asignación anual del Plan Nacional de Asignación (PNA); si sus emisiones la superan, tendrá que ir al mercado a comprar derechos a otras empresas a las que les sobren.

21 21 Los países que más producen CO 2 buscan invertir en proyectos de energía limpia en países menos contaminantes para obtener certificados de reducción de emisiones que les permita cumplir con las metas del tratado de Kyoto

22 22 Los proyectos que reduzcan emisiones de GEI, implementados en los países en desarrollo, pueden aplicar al MDL para vender Certificados de Reducción de Emisiones (Certified Emission Reductions, CERs), también conocidos como Bonos de Carbono, con lo cual se pueden conseguir fondos para la financiación o que ayuden a eliminar barreras que impidan la realización del proyecto. Mecanismo de Desarrollo Limpio Colombia tiene un potencial importante para realizar proyectos MDL

23 23 Los CERs son comprados por los países industrializados para cumplir con sus compromisos de reducción de emisiones. Por cada tonelada de CO 2 que se evita emitir a la atmósfera se recibe (1) un CERs Por cada tonelada de CH 4 (=21 ton CO 2 ) que se evita emitir a la atmósfera se recibe 21 CERs. Los créditos de carbono tienen un precio fluctuante, difícil de estimar debido a las características emergentes del mercado. Banco Mundial (PCF) = 3 a 7 dólares/ ton CO 2 CERs. (Certificados de emisiones reducidas) Jatropha Curcas

24 24 Un CERs corresponde a la reducción de una tonelada de dióxido de carbono La equivalencia corresponde al potencial de efecto invernadero de cada gas, y se expresa en unidades equivalentes de CO 2 para efectos de simplicidad en los cálculos

25 25 Si Colombia se certifica como país productor de palma a gran escala, podría hacer parte del portafolio de reducción de emisiones de grandes países productores de GEI

26 26 Objetivos Generales: 1.- Lograr la conclusión de un acuerdo jurídicamente vinculante sobre el clima, válido en todo el mundo, que se aplique a partir de 2012 Objetivos Específicos: Lograr que los países industrializados reduzcan sus emisiones de gases de efecto invernadero entre un 25% y un 40%, respecto a los niveles de 1990 en el año 2020 y alcancen una reducción entre el 80% y el 95% para XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático Copenhague7 al 18 de diciembre de 2009

27 27 El acuerdo mantiene el objetivo de que la temperatura global no suba más de dos grados centígrados. Sobre cuándo las emisiones deberán alcanzar su máximo solo se dice que "lo antes posible" y no se establecen objetivos para Tampoco se ha incluido la recomendación del IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático) de que las emisiones de los países desarrollados deberían reducirse para 2020 entre un 25% y un 40% sobre el nivel que tenían en RESULTADOS

28 28 Colombia produce entre 0.37% y 0.4% de las emisiones de gases de efecto invernadero del planeta. Colombia es un país limpio en materia de emisiones de gases efecto invernadero: somos muy eficientes porque nuestra energía, es hidroeléctrica Participación de Colombia XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático Copenhague7 al 18 de diciembre de 2009

29 Asegurar que nuestra matriz energética, es decir la capacidad instalada de generación de energía, siga siendo primordialmente de energías renovables. 2.- Mantener el actual porcentaje de cobertura boscosa, que es del orden del 50%. 3.- Generar una gran capacidad de biocombustibles ambientalmente sostenible. 4.- Hacer más eficiente la capacidad instalada de servicios públicos e industriales 5.- Impulsar el transporte masivo menos contaminante 6.- Fortalecer los proyectos de rellenos sanitarios, plantas de tratamiento de aguas residuales, etc. META Controlar la emisión de gases de efecto invernadero ESTRATEGIAS

30 30 Estrategias para controlar la emisión de gases de efecto invernadero Propiciar una transformación en los hábitos de consumo en la población urbana Terminar con la deforestación y estimular la reforestación Sustituir los recursos no renovables por recursos renovables Promocionar el uso eficiente de la energía como medio para reducir la generación de CO 2 Generar una gran capacidad de biocombustibles ambientalmente sostenible.

31 31 Generar biocombustibles ambientalmente sostenibles Producción de combustibles sólidos, líquidos ó gaseosos que pueden ser obtenidos a partir de: 1.- Materiales de origen vegetal y/ó animal de producción directa como azúcares, almidones, aceites o biomasa 2.- Materiales de desecho (residuos agrícolas, materia orgánica, etc.). A partir de

32 32 Biocombustibles a partir de la biomasa Biocombustibles de primera generación Son aquéllos provenientes de cultivos agrícolas destinados a la alimentación humana Bioetanol Biodiesel Biogás

33 33 Bioetanol Sustancias con alto contenido de almidón Sustancias con alto contenido de sacarosa Sustancias con alto contenido de celulosa Caña de azúcar, Remolacha, Melazas y el sorgo dulce Maíz, patatas y la yuca Madera y los residuos agrícolas

34 34 Biodiesel Productos agrícolas ricos en aceite grasas de animales (vacunos, cerdos y aves) Conversión termoquímica Transesterificación de los aceites y grasas en general

35 35 Biogas

36 36 Materia orgánica Ácidos Orgánicos Alcoholes Adición de masa bacteriana Bacterias acetogenicas Metano Dióxido de Carbono Bacterias Metanogenicas H 2 CO 2 Acido Acético Bacterias fermentativas H 2 CO 2 Acido Acético Adición de masa bacteriana

37 37 Biocombustibles de segunda generación No compiten con los alimentos No compiten con el uso de suelo Mantienen un balance energético positivo en toda su cadena Promueven el desarrollo rural sustentable No comprometen la biodiversidad

38 38 Biocombustibles de segunda generación La biomasa licuefactada (BTL) El bioetanol celulósico El diesel obtenido por el método Fisher Tropps El biodiesel sintético El biometanol El biodimetileter El gas natural sintético

39 39 Biocombustibles de tercera generación El biohidrógeno El biobutanol Otros alcoholes superiores

40 40 Producir granos para Fabricar alimentos Hoy se plantea la disyuntiva Utilizarlos como materia prima para energía Los combustibles de segunda generación vendrían a zanjar este diferendo

41 41 BIODIESEL

42 42 BIODIESEL Ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales y que se emplea en los motores de ignición de compresión (motores diesel) o en calderas de Calefacción (Definición de American Standards for Testing and Materials) Esta definición incluye, además de los ésteres metílicos o etílicos, otros ésteres de monoalcoholes como los ésteres isopropílicos, butílicos etc.

43 43 Reacción de Transesterificación Bajo condiciones normales, esta reacción ocurre muy despacio, para que la reacción sea más rápida, se usa calor y un catalizador. La reacción puede ser catalizada por un ácido o una base, pero se puede alcanzar una reacción mucho más rápida usando una base

44 44

45 45 Después de la reacción se obtiene Separación en embudo de decantación Lavado Secado FiltradoCromatografía de gases Una fase rica en glicerina, etanol y catalizador (polar) Una fase rica en ésteres (no polar)

46 46 Revisión bibliográfica Investigaciones relevantes relacionadas con el desempeño mecánico y ambiental de motores diesel utilizando diversos combustibles, entre ellos el diesel convencional y alquilésteres obtenidos de aceites vegetales (biodiesel).

47 47 EmpresaRegiónCapacidad (t/año) Año OLEOFLORESCodazzi, Cesar50.000Julio-07 ODIN ENERGYSanta Marta, Magdalena36.000Mar-08 BIOCOMBUSTIBLES SOSTENIBLES DEL CARIBE Santa Marta, Magdalena Feb-09 BIO DFacatativa, Cundinamarca Abr-09 MANUELITASan Carlos de Guaroa, Meta Jun-09 ECODIESELBarrancabermeja Sep-09 BIOCASTILLACastilla La Nueva, Meta10.000Sep-09 TOTAL Bogotá agosto 18 de 2009

48 48 La primera planta productora de biodiesel, Oleoflores, se inauguró el 8 de julio de 2007 en Codazzy, Cesar, con una producción de toneladas/año

49 49 Producción: 36 mil toneladas/ año de biodiesel de aceite de palma, que equivalen a 10 millones 980 mil galones y 138 mil 531 litros por día. Inversión: 20 millones de dólares Planta de Biodiesel Odin Energy Santa Marta Corporation S.A

50 50 Constituida por el grupo Palmeras de la Costa S.A. y el grupo Daabon Actividades: Siembra, cultivo, extracción, refinación y producción de biodiesel Tecnología: Desmet Balestra de Bélgica Producción: 100 mil toneladas anuales de biodiesel a partir de la palma africana y 10 mil toneladas de glicerina. BIOCOMBUSTIBLES SOSTENIBLES DEL CARIBE

51 51

52 52 Pruebas de larga duración con biodiesel de palma Convenio de Cooperación Tecnológica ECOPETROL-CENIPALMA –Si99- Fedepalma 2009

53 53 Instrumento de prueba:12 buses del operador Sí99 del sistema TransMilenio Lugar: Bogotá Característica: Primera prueba que se realiza en el mundo con biodiésel de palma a metros sobre el nivel del mar, y a una temperatura promedio de 14 o C Combustible: Biodiesel de palma mezclado con diesel fósil (ACPM) en proporciones del 5, 10, 20, 30 y hasta del 50%, que se enfrentaron con ACPM. Dificultad: Altura de Bogotá que disminuye la cantidad de oxígeno que llega al motor, lo que hubiese podido impedir que la combustión se completara de manera apropiada. Recorrido: Los articulados recorrieron cada uno 100 mil kilómetros para un total de 1' kilómetros, Tiempo de la prueba: 1año

54 54 Resultados Calidad de los combustibles Desempeño de los vehículos Beneficios ambientales

55 55 Calidad de los combustibles Para garantizar el buen desempeño del combustible en un vehículo es necesario que el biodiesel utilizado cumpla con las especificaciones de calidad definidas por la legislación nacional vigente

56 56 PropiedadesMétodo de análisis Unidad Resolución /07 Productor 1 Productor 2 Productor 3 Densidad(15 o C) ASTM D-4052Kg/m ,6875,7875,6 Viscosidad (40 o C) ASTM D-445Nm 2 /S1,9-6,04,514,55 Contenido de Agua ASTM E-203ppm500305,00341,92386,72 Contenido de Metanol/etanol EN-14110%masa0,2 Máx.0,100,010,03 Numero Acido ASTM D-664mgKOH/g0,5 Máx.0,140,280,24 Índice de Yodo EN-1411g yodo/100g120 Máx.5352 Glicerina Total EN-14105% en masa0,25Máx0,240,210,20 Monogliceridos EN-14105% en masa0,8 Máx.0,800,660,68 Digliceridos EN-14105% en masa0,2Máx. 0,200,110,16 Trigliceridos EN-14105% en masa0,2Máx. 0,100,020,05 FAMES EN % en masa96,5 min. 96,797,597,4

57 57 Todas las mezclas evaluadas cumplen con las especificaciones de calidad del diesel y algunas mejoran las propiedades del diesel fósil cuando se mezcla con biodiesel de palma AnálisisNormaEspecifica.Mezcla diesel fósil-biodiesel de palma B5B10B20B30B50 AzufreASTM D42940,1 Màx.0,07330,07110,05650,04750,0370 DensidadASTM D4052Reportar0,8550,8560,8570,8590,864 Lubricidad (micrómetros) ASTM D Màx246,7236,4223,3212,7207,0 Viscosidad (40 o C) ASTM D4451,9-4,12,932,953,063,253,53 No. de cetanoASTM D44545 Mìn.48,047,751,054,459,6

58 58 Análisis 1.- Disminuye el contenido de azufre 2.- Aumenta la lubricidad 3.-Aumenta el número de cetano Interpretación Con esto se logra una mejor combustión en el motor que trae como consecuencia un desempeño más regular y suave del vehículo

59 59 Desempeño de los vehículos El consumo de combustible de los articulados de la prueba que usaron las mezclas se encuentra dentro del promedio histórico registrado por los buses de la flota del operador Sì99 No se alteró el consumo de combustible de los vehículos

60 60 Beneficios Ambientales Opacidad: Que tan oscuros son los humos que expulsan por el exhosto

61 61 Se registraron más de 400 opacidades, que permitieron concluir que: El uso de mezclas diesel-biodiesel de palma favorece el logro de mejores valores de opacidad

62 62 EMISION DE GASES CONTAMINANTES Se realizaron pruebas en ruta para monitorear utilizando un sistema portátil de muestreo de gases de escape desarrollado por el Ministerio del Medio Ambiente del Canadá

63 63 Todos los vehículos siguieron ciclos de manejo que representan sus condiciones reales de operación y se encontró reducciones de material particulado hasta del 32% B10 5,4% B20 -19,4% B % B50 -20,6% Material Particulado % Variación

64 64 Se encontró una disminución de las emisiones de CO 2 del 6% con respecto al diesel fósil CO 2 (% de Variación) B10 3,5% B20 -6,0% B30 -6,2% B50 -6,6%

65 65 Grupo Combustibles Alternativos, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín Pedro Benjumea, Alirio Benavides, Veselina Pashova marzo 29 de 2007 EL BIODIESEL DE ACEITE DE HIGUERILLA COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA MOTORES DIESEL

66 66 En las proporciones en que se utilizaron las mezclas biodiesel/diesel en el motor no se alcanzaron a observar diferencias estadísticamente significativas en las emisiones de CO y CO 2. En lo que respecta a la opacidad de los humos se encontró que este parámetro disminuye con el porcentaje de biodiesel de higuerilla en la mezcla, no obstante las reducciones no son de la misma magnitud que las obtenidas con otros tipos de biodiesel, como el proveniente del aceite de palma. B0B5B15B30 C0 2

67 67 La expectativa

68 68 BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE ALGAS algas marinas contienen hasta un 50% de aceite vegetal, con un producción de biocombustible de litros/hectárea/año Fotobiorreactor cerrado o tubular Fotobiorreactor abierto

69 69 Aceites de semillas modificadas genéticamente Biodiesel

70 70 El biodiesel no incide en el cambio climático significativamente por lo cual se recomienda aplicar la estrategia propuesta: Sustituir los combustibles fósiles por biocombustibles, logrando con ello una reducción en las emisiones de CO 2 CONCLUSION

71 71 Muchas Gracias see you soon


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