Resultados del “White Paper” en: Compatibilidad de las Especificaciones Internacionales de Biocombustibles Taller Tripartite entre Brasil, C.E. y USA: Biodiésel Grupo Ad Hoc sobre Biocombustibles del Mercosur (GAHB) Taller sobre calidads físico-químicas y métodos de ensayo para la determinación de la calidad de los biocombustibles Buenos Aires, 10 junio de 2008 Sonia M. Cabral de Menezes Petrobras Centro de Investigaciones y Desarrollo Leopoldo A. Miguez de Mello - CENPES
Discusiones en 2006 entre los Gobiernos de Brasil, Estados Unidos y la Comisión Europea (representando la Unión Europea) están convencidos de que el mercado de biocombustibles es viable, va continuar a crecer en las distintas regiones y, particularmente, el comercio internacional de esos productos irá tener un crecimiento significativo hasta el final de la década. El International Biodiesel Forum (IBF), una iniciativa de los Gobiernos de Brasil, China, Comisión Europea, India, África del Sur y Estados Unidos, iniciado en 2007 con el objetivo de promover el uso y producción sustentable de biocombustibles a nivel mundial, también concluye que el comercio de estos productos irá tener un papel importante en corto plazo. Histórico TÍTULO
Objetivo General SUM Soportar el comercio global de biocombustibles entre Brasil, Comunidad Europea (C.E.) y Estados Unidos Las tres regiones acordaran en promover, dentro de lo que sea factible, la compatibilidad entre las especificaciones relacionadas a biocombustibles existentes en cada región. Esta compatibilidad deberá: a) Facilitar el uso de biocombustibles en los mercados regionales; b) Soportar exportadores e importadores de biocombustibles evitando problemas en el comercio global de estos productos
Representantes (líderes) por país: Representación TÍTULO Representantes (líderes) por país: Brasil: Mr. Antonio Simões y Ms.Claudia Vieira Santos Ministerio de las Relaciones Exteriores Comisión Europea: Mr. Kyriakos Maniatis- Director General para Energia y Transporte Estados Unidos: Mr.Willie May y Ellyn Beary - National Institute of Standards and Technology - NIST Criar dos talleres técnicos: Bioetanol y Biodiésel 6 personas indicadas por cada región en cada uno: Un líder y 5 expertos representando instituciones de padronización de sus países.
TÍTULO ACTIVIDADES DEL TALLER TRIPARTITE EN LA COMPATIBILIDAD DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCOMBUSTIBILES BIODIÉSEL
MEMBERS Brasil C.E. USA Participantes Marco Tulio Cabral Barry Cahill Steve Howell MRE -Missão do Brasil (E.U.) PSA Peugeot Citroën MARC-IV Consulting (co-lider) (co-lider) (co-lider) Henry Joseph Jr Günter Kleinschek Roger Gault ANFAVEA Scania- Suécia EMA Francisco Nigro Jürgen Fischer Loren Beard IPT ADM Hamburg AG Chrysler Romeu Daroda Pascal Manuelli Scott Fenwick INMETRO Total – França Archer Daniels Midland Rosângela Araujo Martin Mittelbach Steve Westbrook ANP Karl-Franzens-University Graz SWRI Silmara Wolkan Jacco Woldendorf Donna Hoel PETROBRAS Shell Global Solutions NE Exxon Mobil
Consideraciones generales por parte del Grupo Brasileño Actuación conjunta de los participantes con foco en el país; Considerar metas de desarrollo sustentables y de responsabilidad social; Proteger, las materias primas nacionales posibles de utilización en la producción de biocombustibles; Considerar las restricciones futuras de las especificaciones de los combustibles vehiculares; Considerar el crecimiento de la demanda por combustibles limpios y renovables; Preservar rutas non-convencionales de producción de biocombustibles.
Definiciones TÍTULO Biodiésel: ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadenas largas derivados de aceites vegetales o grasas animales y que se emplean en motores de ignición de compressión; Las especificaciones actuales de biodiésel en Brasil e en Estados Unidos son aplicables para ambos: ésteres metilos y etilos (FAME y FAEE), mientras que en la Unión Europea, solo para ésteres metilos (FAME);
Definiciones TÍTULO Las especificaciones de biodiésel en Brasil y Estados Unidos son usadas para describir un producto que representa un componente de una mezcla en un diesel combustible convencional con base en hidrocarburos, mientras en la Unión Europea, describen un producto que puede ser usado solo (puro) o como un componente de una mezcla en un diesel combustible convencional con base en hidrocarburos; Compatibilidad de la especificaciones significa acuerdo en el parámetro, el método y en el valor por las tres regiones.
Objetivos Específicos Colectar y analizar las normas existentes en la ABNT, ASTM y CEN respecto al biodiésel y escribir un “White Paper” a IBF que identifique: una lista de especificaciones que sean muy similares o que sean fácil de compatibilizarse, bien como los valores recomendados; una lista de especificaciones que tengan diferencias en sus valores pero que sean consideradas factibles de compatibilizarse, tras una larga discusión e intercambio de informaciones entre los expertos; la necesidad de obtención de nuevos datos y análisis que se hagan necesario para justificar diferencias o cambios en las especificaciones. El comité encargado de dicha tarea deberá recomendar valores de forma a compatibilizarse aquellas especificaciones que se ha llegado a un consenso, o recomendar un plan de acción capaz de sellar un acuerdo; c) una lista de especificaciones que estén en conformidad con leyes regionales, bien como aquellas especificaciones que son muy diferentes y por lo tanto difíciles de compatibilizarse en un futuro cercano.
Dependiente de la región (Punto de enturbamiento) Brasil C.E. USA SUMMARY - TABLE Características Unidad Método Límites ANP 007/2008 Límites EN 14214:2003 Límites ASTM D 6751/07 Apariencia Aspecto - visual LII Volatilidad Densidad a 20°C kg/m³ ASTM D 4052 NBR 7148 NBR 14065 ASTM 1298 850-900 EN ISO 3675 / EN 12185 (a 150C) 860- 900 Punto de Inflamación ºC ASTM D 93 NBR 14598 EN ISO 3679 100 mín 120 min ASTM D 93 130 mín Destilación 90% vol. Recup. ASTM D 1160 360 máx Fluidez Viscosidad a 40ºC cSt (mm²/s) ASTM D 445 NBR 10441 EN ISO 3104 3,0-6,0 3,5 - 5,0 ASTM D 445 1,9 - 6,0 Punto de obturación de filtro frio ASTM D 6371 NBR 14747 Dependiente de la región EN 116 Dependiente del país ASTM D 2500 (Punto de enturbamiento) Reportar Composición Contenido en Éster % massa EN 14103 NBR 15342 96,5, min. 96.5, min. Contenido de Azufre mg/kg ASTM D 5453 EN ISO 20846 EN ISO 20884 50 EN ISO 20846 EN ISO 20884 10,0 máx 15 máx (S15); 50 máx (S50) Combustión Resíduo carbonoso (100% destilados) ASTM D 4530 0,050 máx EN ISO 10370 (10% finales) 0,30 máx Número de cetano ASTM D 613 ASTM D 6890 EN ISO 5165 51 mín ASTM D 613 47 mín Cenizas Sulfatadas ASTM D 874 ISO 3987 NBR 6294 0,02 máx 0,020 máx Corrosión Corrosión a la lámina de cobre, (3h, 50ºC) ASTM D 130 NBR 14359 EN ISO 2160 1 máx EN ISO 2160 ASTM D 130 3 máx
ASTM D 2709 (Agua y sedimentos) Brasil C.E. USA Características Unidad Método Límites ANP 007/2008 Límites EN 14214:2003 Límites ASTM D 6751/07 Contaminantes Comntenido de agua, max. mg/kg ASTM 6304 EN ISO 12937 500 EN ISO 12937 ASTM D 2709 (Agua y sedimentos) Sodio + Potasio (Na + K) EN 14108 / 14109 5 máx EN 14108 EN 14109 EN 14538 Calcio + Magnesio (Ca + Mg) EN 14538 5 máx. Contenido de Fósforo ASTM D 4951 EN 14107 10 máx 10,0 máx ASTM D4951 Glicerina libre % massa ASTM D 6584EN 14105 / EN 14106 NBR 14341 0,02 máx EN 14105 EN 14106 ASTM D 6584 0,020 máx Glicerina total ASTM D 6584 NBR 15344 EN 14105 0,25 máx 0,24 máx Monoglicéridos EN 14105 NBR 15342 Reportar 0,8 - Diglicéridos 0,2 Triglicéridos ASTM D 6594 Metanol o Etanol NBR 15343 EN 14110 EN 14104 0,20 máx Contaminación total EN ISO 12662 24 máx - - Índice de Acidez mg KOH/g ASTM D 664 NBR 14448 0,50 máx ASTM D 664 Índice de Yodo g/100 g EN ISO 14111 120 máx Éster Metilo de Ácido Linolénico EN 14103 12,0 máx Ésteres Metilos poli-insaturados (>= 4 dobles enlaces) En desarrollo 1 máx Estabilidad a la Oxidación (110ºC) h EN 14112 6 mín 3 mín
Categorías: A = fácil de hacerse Resultados SUMMARY - TABLE Las categorías A, B y C en la tabla a seguir, indican una estimativa de la facilidad o dificultad en obtenerse la compatibilidad técnica del parámetro, método o valor límite en cuestión. Categorías: A = fácil de hacerse B = factible con un cierto esfuerzo C = no es factible en la actualidad El “Impacto de la Incompatibilidad”(Misalignment Impact) (identificado como ‘inexistente', ‘pequeño', ‘medio', o ‘alto') es una estimativa de la importancia de las diferencias en las especificaciones dado que están relacionadas al intercambio de biodiésel entre las regiones.
Resultados La siguiente tabla es un resúmen del esfuerzo para compatibilizarse las especificaciones (categorías A, B y C) bien como el “Impacto de la Incompatibilidad”. Las categorías A, B y C indicadas entre paréntesis son respecto a las regiones BR / CE / USA respectivamente.
(BR/CE/USA) Categoría A Impacto de la Incompat. (II) Categoría B Categoría C Cenizas Sulfatadas (A / A / A) II: muy pequeño Contenido de Glicerina Total (A / A / A) para el valor límite (B / B / B) para el método II: pequeño Contenido de Azufre (C / C / C) II: medio a alto Metales Grupo I & Grupo II (A / A / A) Contenido de Fósforo (A / B / A) II: medio Operabilidad en clima frío Contenido de Glicerina Libre (A / B / A) Residuo Carbonoso (B / B / B) Número de Cetano (C / C / C) II: alto Corrosión a Lámina de Cobre (A / A / B) II: inexistente Contenido de Ésteres (B / B / B) Estabilidad a la Oxidación (B / C / C) Contenido de Metanol & Etanol (A / A / A) Temperatura de Destilación (B / B / B) Mono, di, tri-glicéridos (B / B / C) Índice de Acidez (A / B / A) Punto de Inflamación (B / B/ / B) Densidad (C / C / C) Contaminación Total (B / B / B) Viscosidad Cinemática (C / C / C) Contenido de agua y sedimentos (B / B / B) II: medio/alto Índice de Yodo (A / C / A) Éster Metilo de Ác. Linolénico (A / C / A) Ésteres Metilos Poli-insaturados (C / C / C)
Influencia del Proceso (Reacción + Purificación) Grados de influencia de algunos parámetros en la calidad del biodiésel final SUMMARY - TABLE Característica Influencia de la Materia Prima Influencia del Proceso (Reacción + Purificación) Densidad +++ + Viscosidad ++ Punto de Obturación de Filtro Frio Índice de Yodo Estabilidad a la Oxidación Éster Metilo de Ácido Linolénico Punto de Inflamación Contenido de Metanol / Etanol Contenido en Éster Residuo Carbonoso Cenizas Sulfatadas Contenido de Agua Metales Glicerina Libre ,Total , Mono, Di y Triglicéridos Índice de Acidez
Conclusión La mayoría de las especificaciones de biodiésel aún no logran compatibilidad. Las razones principales son: 1) Biodiésel no es un único compuesto químico como el bioetanol y puede ser generado por distintas materias primas que irán conferir al producto final diferentes características y comportamientos; 2) Biodiésel (Ésteres Etilos y Metilos) son mezclas químicamente distintas y por lo tanto, la obtención de especificaciones comunes, son un desafío; 3) Algunas especificaciones fueran formuladas con base en materias primas disponibles en determinadas localidades o regiones; 4) Algunas especificaciones son basadas en el uso de una mezcla con diesel fósil y no en el uso del B100.
Futuro El Taller presentó el “White Paper” a las autoridades Brasileñas, de la Comunidad Europea e de los Estados Unidos en 31 Diciembre de 2007. El “White Paper” fue transmitida también a el International Biodiesel Forum (IBF). Los participantes de los talleres, si aprobado por las respectivas autoridades, decidirán si existen razones suficientes para el proseguimiento del trabajo del Taller.
Sonia Maria Cabral de Menezes SUMMARY - TABLE Muchas Gracias!!! Sonia Maria Cabral de Menezes soniac@petrobras.com.br