LA CUESTIÓN DE LOS BIOCARBURANTES

Presentación del tema: "LA CUESTIÓN DE LOS BIOCARBURANTES"— Transcripción de la presentación:

1 LA CUESTIÓN DE LOS BIOCARBURANTES
Colegio de Físicos 8 de mayo de 2008 LA CUESTIÓN DE LOS BIOCARBURANTES Emilio Menéndez Pérez Universidad Autónoma de Madrid

2 El desarrollo de la agricultura energética es una cuestión global.
Nos va a afectar a todos + Nace en Brasil en los años setenta. 1ª crisis del petróleo - Aspectos positivos y negativos. Empleo En la actualidad retorna en la 2ª crisis de petróleo ¿Definitiva? + Algunos valoran mucho la reducción de emisiones de CO2 - Queda compensada por otros daños ambientales Definitivamente la razón es la mayor demanda de carburantes + Unido a las incertidumbres del mercado del petróleo - En las dos gráficas siguientes hay algunos datos

3 Biomasa: La productividad agrícola media es de 1 tep por Ha. Sólo una pequeña parte de la superficie se puede dirigir a agroenergía. La biomasa como combustible de uso directo tiene un buen rendimiento. La generación de electricidad sólo es una opción para ciertos casos Biocarburantes: Es preciso asumir que sólo pueden ser una parte pequeña de nuestra demanda de carburantes para transporte. Menos del 10% del total. La agroenergía no debe suponer una agresión al entorno natural, ni tampoco a las poblaciones que hoy viven en esas potenciales zonas de cultivo. Atención al comercio internacional de materias primas.

4 Participación en el suministro de carburantes al año 2030
Millones de tep/año 2.800 Demanda de carburantes: millones tep/a Oferta: Petróleo, previsiblemente crecerá al 1% anual Biocarurantes, incidencia ambiental y social Gas natural, opción de los países exportadores Carbón, una alternativa de reserva 2.600 2.200 1.800 800 400 200 Petróleo Biocarburantes Gas Natural Carbón

5 El problema de la disminución de la extracción de
crudo en México es un primer dato a considerar Extracción de crudo MM bbl/d 3,4 millones de barriles/día 3 Reservas Mexicanas: Año ,6 billion bbl Año ,7 billion bbl México aporta petróleo para su propio consumo y hacia la exportación a Estados Unidos y otros muchos países, entre los que están Guatemala y España. En la segunda década de este siglo habrá que contar con los biocarburantes para suplir esa previsible menor extracción en México y quizás una demanda mayor que la actual. 2 - Hay recursos adicionales de petróleo en el Golfo de México, a m de profundidad. - Su extracción es posible, pero requiere nuevas tecnologías e Inversiones significativas. 1

6 EL MIEDO ACTUAL A LA DISPONIBILIDAD DE PETRÓLEO
Año 2007, demanda global 86,13 millones de bbl día + Oferta de los países de la OPEP …………..…. 34,40 M bbl/d + Oferta de otros países ……………………..…… 54,83 M bbl/d - Exceso de cobertura …………. 3,6% Año 2012, demanda previsible 95,82 millones de bbl día + Oferta necesaria de los países de la OPEP …. 38,36 M bbl/d + Oferta previsible de otros países ……………… 59,64 M bbl/d - Exceso de cobertura …………. 2,3%

7 Materias diversas: Caña de azúcar Maíz y otros cereales Tubérculos ¿Paja y otras partes aéreas de las plantas? ¿Madera y leñas? ¿Residuos? ¿Algas y otros? BIOETANOL: Aditivo, ETBE, en la formulación de las gasolinas. Mezcla de hasta un 20% del carburante. Utilización en forma de carburante único Fermentación Hidrólisis Torta alimenticia para el ganado Semillas oleaginosas: Soja Girasol Colza Palma ¿Jatropa? BIODIESEL: Mezcla con gasóleo Utilización en forma de carburante único Aceite Alcohol

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10 LAS DEMANDAS DE BIOCARBURANTES SON DIFERENTES:
Los países de América demandan más gasolina + Buscan bioetanol en primer lugar - Brasil y Estados Unidos Los países de Europa consumen más gasóleo + Se interesan por el biodiesel - Alemania y Austria Se incorporan otros países de alto crecimiento de consumo + China e India

11 Primeras previsiones al año 2030
Consumo mundial: 92,4 millones de tep de biocarburantes En la actualidad se puede sugerir para el año 2030: El consumo mundial de biocarburantes puede ser 300 millones de tep La Unión Europea consumirá en torno al 15% de ese total Estados Unidos puede consumir el 20% de la producción mundial América Latina consumirá posiblemente la cuarta parte de su propia producción, la cual alcanzará los 150 millones de tep La producción de biocarburantes de segunda generación se acercará a los 100 millones de tep

12 BIOCARBURANTES EN ESPAÑA:
Año 2010 se ha de llegar a un consumo de 2 millones de tep, en el 2020 deberá ser de 4 millones de tep En la actualidad se producen 300 millones de litros de bioetanol + Debería llevarse a millones con cultivos propios Es factible obtener unos millones de litros de biodiesel con cultivos de plantas oleaginosas y recuperación de aceites usados Es previsible una importación de biodiesel, o de materias primas o semiproductos, equivalente a millones de litros de carburante El desarrollo de las tecnologías de segunda generación podría abrir el camino a una producción propia de hasta millones de litros de bioetanol, no antes del año 2020.

13 Los biocarburantes han de atender dos demandas básicas:
+ Gasolina.- Viene de vegetales con azúcares + Diesel.- Se obtienen de vegetales con aceites Los biocarburantes se pueden utilizar en mezclas + Como carburante único demanda adaptaciones en los vehículos La caña de azúcar la remolacha y el maíz dan bietanol con alta productividad La palma africana es el cultivo más productivo para obtener biodiesel

14 Aquellos que mueven el mercado de biocarburantes dicen
que hay mucha tierra disponible para nuevos cultivos + ¿2.000 millones de hectáreas? - ¿Quitando bosque y matorrales? - Escorrentías en las grandes lluvias Plantean acciones de cultivo en: América Latina, en África y en ciertas partes de Asia + América Latina será en el futuro continente de los cultivos energéticos para biocarburantes + ¿Quiénes podrán los límites del dibujo?¿Como?

15 cultivos permanentes:
Superficie arable o con cultivos permanentes: 1.500 Mill. Ha La superficie arable y con cultivos permanentes sólo podría darnos algo más de las dos terceras partes del consumo de carburantes. Se estima que hay millones de Ha de tierras degradadas, un 15% de la superficie mundial. Es preciso recuperarlas aunque el nivel de producción en ellas sea bajo. ¿Agrocarburantes de segunda generación?

16 La producción mundial de caña es algo más de 1.350 millones de t. Se cultivan más de 20 Mill. Ha El 90% de la producción brasileira de caña de azúcar se destina a la obtención de bioetanol. El bagazo se aprovecha para suministrar energía a los ingenios de obtención de etanol y verter electricidad a la red.

17 La producción mundial de maíz se sitúa en unos: 700 Millones de t El 15% del maíz se destina a producir bioetanol, básicamente en Estados Unidos, donde se producen unos millones de l/a. Las previsiones en USA es llegar a obtener unos millones de l/a en el año 2010.

18 La superficie cultivada para obtener estos tres cereales es de 500 millones de Ha.
La producción potencial de etanol que con ella se podría obtener equivaldría a la cuarta parte del consumo mundial de carburantes. Producción mundial Millones de toneladas 600 Resto del Mundo Resto del Mundo 400 África Subsahariana Iberoamérica África Subsahariana India 200 Iberoamérica India China China Maíz Arroz Trigo

19 Los monocultivos agreden a la biodiversidad. -Cosecha de soja
Los monocultivos agreden a la biodiversidad.-Cosecha de soja.- Argentina

20 Los campos de milpa, bien sean las pequeñas propiedades o aquellos ya de mayor tamaño, no pueden llevarse alegremente al abastecimiento de la demanda de carburantes. El precio de las tortillas se dispararía. Fotografías tomadas en la Carretera que va de Xelaju a Solola. Agosto de 2007

21 Cosecha de café en un país de Centro América
El trabajo manual es poco competitivo, pero quizás es muy sostenible si todos apoyamos

22 Los biocarburantes convencionales chocarán con la cuestión
del hambre en el mundo + Los datos hay al respecto son muy graves + Los precios de los alimentos están subiendo - Las causas son diversas, no sólo biocarburantes Pero lo más adecuado sería producir biocarburantes distintos, los denominados de segunda generación + Proceden de los residuos de la agricultura y el bosque - Paja, leñas. A veces cultivos forestales + Son más caros, pero menos agresivos al entorno social

23 En el año 2003 se estimaba que 854 millones de personas en el mundo pasaban hambre Biocarburantes, en esta situación: No es fácil pensar en agroenergía en Asia Meridional y Oriental Es difícil asumirla en África, salvo que haya planteamientos muy sociales Se puede hacer en América Latina y en América del Norte y Europa

24 La subida de los precios no se debe, ni mucho menos, sólo a la creciente producción de biocarburantes. Pero influye y lo hará más en el futuro. Dólares por tonelada 600 ? 400 Arroz Trigo 200 Maíz Año

25 ANTES DE SEGUIR HABLEMOS DEL HIDRÓGENO:
Ya se obtiene por electrolisis. Por ejemplo de electricidad eólica + 15 kWh para el equivalente a 1 litro de gasolina - 1 euro de electricidad Muy baja densidad. Necesidad de comprimir o licuar + Se consumen 2/3 de la energía del hidrógeno - Muy caro. Más de 6 euros litro de gasolina Posibilidad de nuevas tecnologías. Energía solar + Esperar unas décadas

26 Electricidad en corriente continua
Rendimiento: 75% Electrolisis Producción de hidrógeno Aerogeneradores de nuevo diseño, de alta eficiencia y potencia. Gran eólica en tierra y eólica marina Inversión específica en “Eólica Off Shore”: 2.500 Euros/kW, incluyendo planta de electrolisis para hidrógeno Hidrógeno para Automoción Electricidad a la red eléctrica Conversión industrial

27 derivados del petróleo
Densidad energética por volumen Carburantes derivados del petróleo y similares Hidruros metálicos Hidrógeno líquido 300 bar Hidrógeno comprimido Densidad por peso del depósito

28 TECNOLOGÍA EN PRIMERA FASE DE DESARROLLO.
SIN ESTIMACIÓN DE COSTES DE PRODUCCIÓN. Reactor de descomposición térmica 1.200 ºC Yoduro de Hidrógeno IH Yodo I2 Agua H2O Reactor regenerador de yoduro de hidrógeno Hidrógeno H2

29 LOS BIOCARBURANTES TIENEN MOTIVACIONES VARIAS:
Reducción de las emisiones de CO2 + Esto es cierto sólo en parte. ¿Emisiones de N2O? - Deforestación de grandes áreas Encontrar unos carburantes al mismo precio que el petróleo + Algunos podemos pagar más - Los europeos y otros ¿Por qué no nos planteamos un “Comercio Justo”? + Certificados de ciclo de vida

30 Emisiones GEI en g. CO2 eq/km
Las emisiones dependen del tipo de automóvil y de los parámetros de conducción. (Velocidad) Datos válidos para automóvil de gama media y a 90 km/hora 160 100 20 Gasolina Etanol Etanol Etanol Gasóleo Biodiesel Trigo Remolacha Caña Colza Europa Europa Brasil Europa Fuente: Estudio mayo 2006 Comisión Europea.(JRC, Concawe, Eucar)

31 Automóvil que utilice hidrógeno como carburante.
Coste de recorrer 100 km en automóvil en Europa. Euros, €/100 km 30 Automóvil que utilice hidrógeno como carburante. No antes del año 2030 de forma comercial. 20 ¿Por qué no aceptamos los europeos un precio de los biocarburantes este rango? 10 Automóvil eléctrico con baterías y carga en red Automóviles con derivados del petróleo como carburantes 2

32 ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL CICLO DE VIDA:
SEGURIDAD ALIMENTARIA + No retirar u ocupar tierras de producción de alimentos. No incidir en el aumento precio de su precios. DESARROLLO SOCIAL + Evitar la expulsión de personas y familias del ámbito rural, impulsar el mantenimiento de población en este entorno. + Condiciones adecuadas de trabajo: salario, salud y horarios. INCIDENCIA AMBIENTAL + Evitar agresiones a la biodiversidad, buen uso del agua, control de el riesgo químico, reducir la erosión, etc.

33 NECESITAMOS BIOCARBURANTES DE 2ª GENERACIÓN:
Los que proceden de materias no alimentarias + Paja, astillas, otras partes aéreas de cualquier vegetal + Algas. Un tema de fuerte necesidad de I+D Ya se desarrollan para obtener bioetanol + Aplicable a la paja y a las astillas Para el biodiesel quizás podría ser pro procesos térmicos Los costes serán más elevados. Quizás hasta 2 €/litro + Los países ricos lo podemos pagar

34 Caña de azúcar. Brasil, y posible extensión a otros países tropicales Fermentación Bioetanol Cereal u otras materias con almidón libre. Tres plantas en España a partir de cereal. Opción para utilizar tubérculos, “patacas”. Hidrólisis de acción moderada, enzimática (+F) Bioetanol Materias con celulosa: astillas, paja, etc. I+D en el CIEMAT España, Chile, Canadá Hidrólisis de intensidad fuerte, ácida o enzimática (+F) Bioetanol

35 BICARBURANTES DE SEGUNDA GENERACIÓN, PARÁMETROS:
Materia prima ……………………………………………… Paja de cereal + En su momento zuro de maíz o de caña de azúcar Capacidad de tratamiento ……………………………… t/a + Proviene de …………………… a Ha de cultivo Producción ………………………………………… 44 millones de litros + 200 litros de bioetanol por t de paja o materia similar Inversión ………………………………………… 40 millones de dólares + Se reducirá con el aprendizaje y la “economía de escala”