Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía David Serrano Granados Universidad Rey Juan Carlos

Círculos de Innovación Iniciativa de la Comunidad de Madrid dirigida a introducir y proporcionar prácticas de Vigilancia Tecnológica a las empresas. Fomentar la cooperación entre el mundo empresarial y los grupos de investigación. Actualmente existen dentro del sistema madri+d cuatro círculos de innovación articulados por áreas temáticas.

Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía Orientado a la mejora de la calidad ambiental del sector empresarial a través de las tecnologías ambientales y energéticas. Gestionado conjuntamente por el Ciemat, la Universidad de Alcalá y la Universidad Rey Juan Carlos.

Áreas Temáticas del CITME Energías renovables Eficiencia energética Tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible Agua Atmósfera Suelos Residuos

Vigilancia Tecnológica Retos a los que se enfrentan en la actualidad las empresas: globalización de los mercados, cambios muy rápidos en la demanda, disminución del ciclo de vida de los productos, desarrollo e innovación tecnológicos acelerados. La información y el conocimiento se han convertido en factores clave para asegurar el crecimiento o incluso la supervivencia de las empresas. La Vigilancia Tecnológica pretende proporcionar a las empresas la información necesaria para que puedan adoptar las mejores decisiones sobre innovación y aplicación de las nuevas tecnologías.

Servicios que presta el CITME Vigilancia Tecnológica Informes de carácter sectorial Informes para empresas Servicios de alertas Apoyo a la elaboración de proyectos Búsqueda de socios Identificación de tecnologías clave Elaboración de publicaciones divulgativas Apoyo a la comercialización de tecnologías Organización y participación en eventos sectoriales

Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol Autores: Juan Manuel García Camús José Angel García Laborda

Objetivos del IVT sobre biocarburantes Presentar el grado de desarrollo actual y el potencial futuro de los biocarburantes como fuente de energía renovable. Recoger las tecnologías actualmente disponibles en relación a los biocarburantes, así como las líneas de investigación más relevantes en desarrollo. Resaltar los aspectos más críticos que han de resolverse para conseguir su aplicación a gran escala.

Contenidos del IVT sobre biocarburantes Introducción y marco regulatorio Biodiesel y Bioetanol Materias primas Tecnologías de producción Aplicaciones como biocarburantes Datos de producción Empresas con proyectos de biocarburantes Patentes sobre biocarburantes

Biocombustibles Combustibles producidos a partir de la biomasa (energía renovable). Tipos: sólidos (residuos vegetales, fracción orgánica de los RSU), líquidos (biodiésel, bioetanol), gases (biogás, hidrógeno). Biocarburantes: aquellos que se utilizan en motores de combustión interna (biodiésel y bioetanol). El sector del transporte representa más del 30% de la energía total consumida en la UE. Se estima que en la UE el 90% del incremento de las emisiones de CO2 en el periodo 1990-2010 serán debidas al transporte.

Ventajas del uso de biocarburantes Alternativa a los carburantes derivados del petróleo: Mayor seguridad del suministro energético Diversificación del suministro de energía Carburantes limpios y biodegradables: menores emisiones de contaminantes (CO, HC, SOx, partículas). Reducción en las emisiones de CO2. Contribuyen al desarrollo de áreas rurales deprimidas: creación entre 45.000 y 75.000 nuevos puestos de trabajo por cada 1% de introducción de los biocarburantes en la UE.

Medidas de apoyo a los biocarburantes Objetivo de la Unión Europea para el año 2010: al menos un 5,75% de los carburantes utilizados en el sector del transporte han de ser biocarburantes. Incentivos económicos a través de la PAC: ayuda especial de 45 €/Ha para cultivos energéticos. Autorización a los estados miembros para que aprueben incentivos fiscales. Se estima que para el año 2030 los biocarburantes pueden contribuir con el 25% de la energía consumida en el sector del transporte de la UE.

Medidas de apoyo a los biocarburantes Recientes subidas en el precio del petróleo SITUACIÓN MUY FAVORABLE PARA EL DESARROLLO DE LOS BIOCARBURANTES BIOETANOL BIODIESEL Plataforma Tecnológica Europea de Biocombustibles

Limitaciones de los biocarburantes La producción de biocarburantes conlleva a su vez un consumo significativo de energía Elevados costes de producción Las reducciones en las emisiones de CO2 son menores de las esperadas (25-70% respecto de las emisiones generadas por los productos petrolíferos) Imposibilidad de sustitución total de los combustibles fósiles: disponibilidad de tierras de cultivo Posible alteración de la biodiversidad

Limitaciones de los biocarburantes La planta metaboliza CO2 usando energía solar Degradación natural de materia orgánica residuo Transporte del cultivo a la planta de producción del biocarburante Emisión de CO2 de origen “no-renovable” Combustible fósil Transporte del biocarburante al punto de consumo “renovable” El vehículo utiliza biocarburante en vez de carburante fósil

Biodiésel Biocarburante líquido producido a partir de aceites y grasas por reacción con metanol (transesterificación) Se produce la formación de glicerina como coproducto CATALIZADOR

Biodiésel Las propiedades del biodiésel son muy parecidas a las del gasóleo de automoción Reducción de la viscosidad como consecuencia de la transesterificación Libre de azufre

Materias primas para la producción de biodiésel Aceites vegetales: colza, girasol y soja Grasas animales Aceites de fritura usados Ventaja añadida: gestión de un residuo

Tecnologías de producción de biodiésel REACCIÓN Aceite Catalizador Alcohol BIODIÉSEL ROH + Agua LAVADO SEPARA-CIÓN Agua EM Glicerina cruda Proceso General de Transesterificación ACONDICIO-NAMIENTO PURIFI-CACIÓN Sales (Ácidos Grasos) (+ Agua) SEPARACIÓN

Utilización del biodiésel en el sector del transporte Utilización directa: - Requiere adaptación del motor (capacidad de disolver gomas y caucho) Mezclas con gasóleo: - Las especificaciones que debe cumplir la mezcla limitan la proporción de biodiésel al intervalo 15-20%

Producción de biodiésel Evolución de la Producción Mundial

Producción de biodiésel en Europa Principales Países Productores País Año 2004 Capacidad (kTm/a) Producción (kTm/a) Alemania 1088 1035 Francia 502 348 Italia 419 320 Austria 100 57 España 70 13 Dinamarca 44 Reino Unido 15 9 Suecia 8 1.4 Rep. Checa 60 47 Estados Unidos 600 ~500

Producción de biodiésel en España Capacidad (2005): 300.000 t/año Producción estimada (2005): 150.000 t/año 300 250 200 150 100 50 2002 2003 2004 2005 Capacidad de producción de biodiésel en España Miles de toneladas

Producción de biodiésel en España Numerosas plantas en construcción o diseño PROMOTOR EMPLAZAMIENTO CAPACIDAD (Tm/a) TECNOLOGÍA OBSERVACIONES Stocks del Vallès Montmeló (B) 6.000 B.D.I. (A) En producción (12/02) Bionor Transformación Berantevilla (A) 30.000 Nopek (EE.UU) En producción (05/03) Bionet Europa Reus (T) 50.000 AT Agrar (D) En producción (10/03) UCM / IDAE Alcalá de Henares (M) 5.000 UCM En producción (04/04) Bionorte San Martín (As) 4.000 - En producción (03/05) Biodiesel Castilla la Mancha Santa Olalla (To) 10.000 En producción (05/05) E.H.N. Caparroso (Na) 35.000 Lurgi (D) Biocarburantes Almadén Almadén (CR) 20.000 Enegea (A) En construcción (11/05) General de Biocarburantes Pontejos (S) 150.000 En construcción (12/05) Grupo Ecológico Natural Palma de Mallorca (IB) En proyecto EMTs de Cataluña / IDAE / Sammet on Plus Martorell (B) 100.000

Bioetanol Biocarburante líquido producido por fermentación de los azúcares contenidos en plantas Para su producción se pueden utilizar una amplia variedad de materias primas (caña de azúcar, maíz, remolacha, cereales, residuos forestales, etc.) En los orígenes de la industria automovilista fue uno de los primeros carburantes que se consideraron

Producción de Bioetanol Etapas: hidrólisis, fermentación, deshidratación

Aplicación del bioetanol como carburante Mezcla del bioetanol con gasolina Transformación en ETBE: - Aditivo de la gasolina Utilización en pilas de combustible Mezcla del bioetanol con gasóleo

Aplicación del bioetanol como carburante Mezcla del bioetanol con gasolina El etanol disuelve un gran número de materiales Aumenta la volatilidad de la mezcla Elevada miscibilidad con el agua (separación de fases) Menor contenido energético que las gasolinas Reducción en las emisiones de CO e HC, aumento de NOx Mezcla al 85% (Brasil) Proporciones inferiores al 10% (4-5% en peso)

Aplicación del bioetanol como carburante Transformación en ETBE (reacción con isobuteno) - Aditivo de la gasolina (3-15%) - Elevada compatibilidad con los sistemas actuales de refino, distribución y venta de gasolinas El ETBE sustituye al MTBE (cuestionado por su posible impacto medioambiental) - Limitado por la disponibilidad de isobuteno

Producción de bioetanol Principales países productores: Brasil, Estados Unidos

Producción de bioetanol en España

Conclusiones relevantes Evidentes beneficios medioambientales y también sociales derivados del uso de biocarburantes Garantizar el suministro de materias primas Producción: mejora en la eficiencia energética y disminución de los costes Régimen fiscal favorable y estable Desarrollo de biocombustibles de segunda generación

Dr. Rudolf Diesel, 1912 http://www.madrimasd.org/citme “El uso de aceites vegetales en motores de combustión puede parecer hoy en día despreciable. Sin embargo, estos aceites se pueden convertir con el paso del tiempo en carburantes tan importantes como lo son en la actualidad los derivados del petróleo” Dr. Rudolf Diesel, 1912 http://www.madrimasd.org/citme citme@madrimasd.org

Información que proporciona la Vigilancia Tecnológica Las tecnologías en fase de investigación y desarrollo (publicaciones y/ o patentes) Las tecnologías disponibles y/o emergentes Las nuevas tecnologías que se imponen Las líneas de investigación de empresas Los líderes en la generación de nuevas tecnologías