ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Resumen PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ RED PERUANA DE CICLO DE VIDA AV. UNIVERSITARIA NO. 1801, SAN MIGUEL LIMA, PERÚ TELÉFONO: (511) 6262000 – 4760 MAIL: [email protected] BLOG.PUCP.EDU.PE/REDPERUANACICLODEVIDA/ ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ ÍNDICE DE CONTENIDO SECCIÓN I 1. 2. OBJETIVO DEL ESTUDIO................................................................................. 8 1.1 Planteamiento .......................................................................................................... 9 1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder ........................................................ 9 1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ........................................................... 9 ALCANCE DEL ESTUDIO ............................................................................... 11 2.1 Unidad funcional .................................................................................................... 11 2.2 Sistemas a comparar ............................................................................................. 11 2.3 Límites de los sistemas ......................................................................................... 16 2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos ....................................................... 18 2.5 Herramienta Informática utilizada .......................................................................... 18 SECCIÓN II 1. 2. DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE............................. 8 INVENTARIO .......................................................................... 19 FASE AGRÍCOLA ............................................................................................ 19 1.1 Descripción de los cultivos .................................................................................... 19 1.2 Límites en la fase agrícola ..................................................................................... 19 1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos ............................. 20 1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera ............................................. 21 1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas ............................................ 21 1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar............................................. 23 1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo ................................................................ 23 PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL ..................................................................... 24 2.1 Extracción del aceite de palma aceitera ................................................................ 24 2.2 Extracción del aceite de Jatropha ......................................................................... 25 2.3 Transesterificación................................................................................................. 26 SECCIÓN III RESULTADOS........................................................................ 28 1. CAMBIO CLIMÁTICO ...................................................................................... 28 2. DEFORESTACIÓN ........................................................................................... 28 3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL ................. 30 4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO ......................................................................... 31 5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL .................................................. 34 5.1 5.1.1 5.1.2 Metodología IPCC ................................................................................................. 34 Cambio de uso de suelos (LUC) ...................................................................................... 40 Deuda de carbono.......................................................................................................... 41 1 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 5.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................... 43 6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES ........................................................... 47 7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...................................................................... 48 8. CONCLUSIONES ............................................................................................. 49 9. 8.1 Gases de Efecto Invernadero - IPCC .................................................................... 49 8.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................... 50 8.3 Gases de Efecto Invernadero – IPCC y Eco Indicador 99 .................................... 50 RECOMENDACIONES..................................................................................... 51 2 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Caracterización de los cultivos ...................................................................................... 19 Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema .......................................................................... 20 Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos ................................................... 20 Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100 ....................................................... 26 Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km .................................................. 27 Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel .................................... 32 Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel .............................................. 32 Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel........................................ 33 Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol ............................................. 33 Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos ........................................................ 34 Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa.................... 35 Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa.................... 35 Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa........................ 36 Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa..................... 36 Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 .................................... 38 Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 ................................... 38 Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 ........................................ 39 Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 ..................................... 39 Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100% .......................... 42 Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por categoría de impacto ................................................................................................................... 44 3 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por categoría de impacto ................................................................................................................... 44 Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por fase 45 Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por fase 45 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Estructura organizativa del proyecto ....................................................................... 7 Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV ...................................................................................... 10 Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones ............................................................................... 12 Ilustración 4: Escenarios en estudio............................................................................................ 13 Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles .......................................................................... 15 Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel ...................................................... 16 Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol ........................................................... 17 Ilustración 8: Evaluación de la fase agrícola ............................................................................... 19 Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la palma aceitera ............................................... 21 Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín) ........................ 22 Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque) .................... 22 Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña. ..................................................................... 23 Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo ............................................................... 24 Ilustración 14: Composición de los RFF de palma...................................................................... 25 Ilustración 15: Composición de la SJS ........................................................................................ 26 Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel ............................. 30 Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol .................................. 31 4 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100 ...................... 37 Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8 .............................. 37 Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para los biocombustibles B100 y E100 ............................................................................................... 40 Ilustración 21: Deuda de carbono ............................................................................................... 42 Ilustración 22: Eco Indicator 99 ................................................................................................... 43 Ilustración 23: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 - EI 99........................ 46 Ilustración 24: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 - EI 99 ............................. 46 Ilustración 25: Relación entre el EI99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100% ... 47 5 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ ACRÓNIMOS, SIGLAS Y SÍMBOLOS ACV AGB B B5 B100 BGB CA CH4 COSUDE CO2 DOM E7.8 E100 ECPT EICV EMPA FREDEPALMA GEI INIA IPCC ISO KCl LUC Mg MINAG MINAM MINEM N2O PRODUCE PUCP RFF RPCV SC SDA SEIN SJS SNV tkm Ton d.m. UNALM Análisis de Ciclo de Vida Materia orgánica sobre el nivel del suelo Boro Biodiesel al 5% mezclado con diesel Biodiesel al 100% Materia orgánica bajo el nivel del suelo Caña de Azúcar Metano Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación Dióxido de carbono Materia Orgánica Muerta Etanol al 7.8% mezclado con gasolina Etanol al 100% Ecosystem ‘Carbon Payback Time’ Evaluación del Inventario de Ciclo de Vida Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de Materiales Federación de Palmicultores de San Martín Gases de Efecto Invernadero Instituto Nacional de Investigación Agraria Panel Intergubernamental de Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change) International Organization for Standardization Cloruro de potasio Land use change o cambio de uso de suelos Sulfato de magnesio o kieserita Ministerio de Agricultura Ministerio del Ambiente Ministerio de Energía y Minas Óxido nitroso Ministerio de la Producción Pontificia Universidad Católica del Perú Racimos de Fruta Fresca Red Peruana de Ciclo de Vida Contenido de Carbono en el Suelo United States Department of Agriculture Sistema Eléctrico Interconectado Nacional Semillas de Jatropha Secas Netherlands Development Organisation Tonelada por kilómetro recorrido Tonelada de material seca (Ton dry matter) Universidad Nacional Agraria La Molina 6 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ ANTECEDENTES El estudio fue planteado por la Red Peruana de Ciclo de Vida (RPCV) de la Pontificia Universidad Católica de Perú (PUCP) y la Fundación SWISSCONTACT y es financiado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y la PUCP a través del concurso LUCET. El informe tiene como objetivo realizar el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que permita comparar los biocombustibles (biodiesel y etanol) con los combustibles fósiles (diesel, gasolina de 84 octanos, gasolina de 97 octanos y el gas natural). La Fundación SWISSCONTACT y el Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de Materiales (EMPA) darán a los resultados de este estudio la difusión y aplicación que consideren oportuna de modo tal que sirva como herramienta para la toma de decisiones, especialmente en cuanto a políticas gubernamentales. Las partes interesadas en este estudio de ACV, como el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), el Ministerio de Agricultura (MINAG), el Ministerio de Producción (PRODUCE) y el Ministerio del Ambiente (MINAM), recibirán asimismo los resultados. Por su parte, la RPCV – PUCP pretende publicar los resultados obtenidos en revistas científicas de difusión internacional y en congresos nacionales e internacionales para audiencias tales como centros de investigación y centros estudiantiles. ESTRUCTURA DEL PROYECTO El estudio cuenta con la participación de representantes de instituciones reconocidas como EMPA, PUCP, Ministerios del Perú y SWISSCONTACT. La Ilustración 1 muestra la estructura organizativa del estudio. Ilustración 1: Estructura organizativa del proyecto 7 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ DEFINICIÓN DE LOS CULTIVOS A solicitud de los sectores del gobierno involucrados en el estudio se estableció trabajar con los biocombustibles obtenidos a partir de palma aceitera, jatropha, caña de azúcar y sorgo dulce. La palma aceitera y la caña de azúcar son cultivos con una amplia trayectoria en el país, en tanto que la jatropha y el sorgo dulce son cultivos que vienen tomando notoriedad y que representan oportunidades y ventajas adicionales para la obtención de biocombustibles. SECCIÓN I DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE 1. OBJETIVO DEL ESTUDIO El estudio tiene como objetivo evaluar y cuantificar los impactos ambientales de los biocombustibles producidos en Perú usando el ACV como herramienta de gestión y técnica que permitirá la toma de decisiones para políticas gubernamentales y sectoriales. Los objetivos específicos son: - Realizar una evaluación de los impactos ambientales de los biocombustibles en todo el ciclo de vida. - Identificar la alternativa de menor impacto ambiental entre las alternativas evaluadas con el ACV comparativo. - Identificar y evaluar las oportunidades para reducir los impactos ambientales y las emisiones de GEI generados a lo largo del ciclo de vida y mejorar la cadena de valor. - Analizar los impactos ambientales y las emisiones de GEI de los biocombustibles presentados en comparación con los combustibles fósiles. - Crear y fortalecer la capacidad local que permita evaluar los impactos ambientales utilizando el ACV como herramienta de gestión en la toma de decisiones. El estudio de ACV se realizó según una metodología normalizada, siguiendo para ello la serie de normas internacionales ISO 14040 para la Gestión Ambiental. Los resultados del ACV realizado servirán como herramienta que sustente técnicamente la toma de decisiones por parte del MINAM, PRODUCE, MINEM y MINAG, así como para otras entidades, en relación a las distintas políticas y medidas relacionadas con la promoción y uso de los combustibles alternativos. 8 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 1.1 Planteamiento De acuerdo con los objetivos planteados, las preguntas que este proyecto pretende responder son las siguientes: - ¿Cuál es el impacto ambiental total de los combustibles y biocombustibles a lo largo del ciclo de vida? ¿Qué tanto contribuye la combustión de los mismos al impacto ambiental total? - ¿Son mayores o menores que los impactos ambientales y las emisiones de GEI de los combustibles fósiles? - ¿Cómo están distribuidos y cuán elevados son los impactos ambientales al producir biocombustibles? - ¿Cuáles son los factores que inciden al impacto en el ambiente? ¿Existen posibilidades de reducirlos? 1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder La metodología del ACV permite una comparación general entre los sistemas desde el punto de vista ambiental y bajo la observación de la cadena general de producción, uso y disposición. Sin embargo, el presente estudio no responde las siguientes preguntas: - ¿Cuál es el impacto social y/o económico de los biocombustibles? - ¿Cuáles serán las consecuencias futuras si se diera un cambio hacia el uso de los biocombustibles? - ¿Cuál será el impacto de los futuros desarrollos en el sector de los biocombustibles? - ¿Cuáles son los impactos indirectos de la producción de biocombustibles? Los resultados obtenidos se basan en la información evaluada y no es posible inferir consecuencias futuras adicionales. 1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) El ACV es una metodología que permite registrar y evaluar los efectos ambientales de las actividades humanas al producir un producto o servicio desde la extracción y adquisición de la materia prima, la producción y consumo de energía, hasta la disposición final. Los resultados del ACV son útiles para: - Contar con un apoyo para la toma de decisiones. - Registrar los principales impactos ambientales. - Analizar los potenciales de optimización dentro de la planificación estratégica 9 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ - Investigar los factores que brindan una mayor contribución a los impactos ambientales. - Evaluar las regulaciones. De acuerdo a la norma internacional ISO 14040, un ACV es un ciclo interactivo de conocimiento y optimización que comprende las siguientes etapas: - Determinar el objetivo y alcance del proyecto definiendo el sistema objetivo y las condiciones, así como el campo de aplicación del estudio. - Realizar el inventario de ciclo de vida abarcando los distintos flujos de entrada y salida para los distintos procesos mediante la elaboración de un modelo del ciclo de vida del producto. - Determinar los impactos ambientales de manera tal que se entienda la relevancia ambiental de todos los flujos descritos en el modelo. - Interpretar los impactos ambientales. En la Ilustración 2 se observa la interacción de las distintas etapas mencionadas previamente y se incluyen además las aplicaciones directas de los resultados del análisis. Marco de trabajo del análisis de ciclo de vida Objetivo y alcance Aplicaciones directas: •Desarrollo y mejora de productos Análisis del inventario Interpretación •Planeamiento estratégico •Desarrollo de políticas públicas •Marketing •Otros Análisis del impacto Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV Fuente: ISO 14040 (2006) 10 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 2. ALCANCE DEL ESTUDIO 2.1 Unidad funcional El presente ACV se enfoca en el uso de los combustibles para el transporte terrestre de pasajeros en vehículos. Todos los sistemas estudiados cumplen la función de servir de combustible para vehículos de pasajeros de modo tal que se pueda recorrer un mismo número de kilómetros. La unidad funcional debe ser una medida que permita comparar la cantidad de producto necesario para realizar una misma función, proporcionando una referencia para normalizar las entradas y salidas del sistema. En este estudio se utilizará como unidad funcional un kilómetro recorrido en un vehículo de pasajeros. 2.2 Sistemas a comparar Los cultivos estudiados son, palma aceitera y jatropha para la obtención del biodiesel y, caña de azúcar y sorgo dulce para la obtención del bioetanol. Según las características y requerimientos de los cultivos mencionados se han seleccionado tres regiones para su estudio: en la zona de San Martín, ubicada en la Amazonía peruana, una zona ecológica denominada selva tropical; y en las zonas de Piura y Lambayeque, ubicadas en la costa norte del país, una zona ecológica denominada desierto tropical. La ubicación geográfica se muestra en la Ilustración 3. Las locaciones mencionadas fueron elegidas debido a su representatividad, dada la envergadura de los proyectos y plantaciones que se llevan a cabo en estas regiones. En la costa norte del país se ha considerado el cultivo en terrenos eriazos sin cobertura como se muestra en la Ilustración 4. De acuerdo al IPCC (2006), el contenido de carbono del suelo es de 35 toneladas por hectárea. En la región San Martín, se ha realizado una diferenciación de acuerdo al tipo de suelo utilizado, considerando bosque primario o bosque secundario (purma de 15 años) para poder diferenciar las emisiones por cambio de uso de suelo en cada uno de estos escenarios, tal como se muestra en la Ilustración 4. 11 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones • Bosque maduro o primario: Ecosistema boscoso con vegetación original, caracterizado por la abundancia de árboles maduros de especies del dosel superior o dominante, que ha evolucionado de manera natural y que ha sido poco perturbado por actividades humanas o causas naturales (OIMT, 2002; Ley Forestal y de Fauna Silvestre, S.S. N° 27308). En el estudio se han considerado los bosques maduros con un contenido total de 241 toneladas de carbono por hectárea, incluyendo tanto el contenido de carbono de la biomasa como el del suelo, según el estudio realizado por Alegre et al (2001) en la Amazonía Peruana. • Bosque secundario (Purma): Ecosistema de vegetación boscosa que ha vuelto a crecer en tierra donde la cobertura boscosa original fue en su mayor parte desmontada con menos del 10% de la cobertura boscosa original. Los bosques secundarios por lo general se desarrollan naturalmente en tierras abandonadas después de cultivos migratorios, el asentamiento de agricultura o tierras forestales degradadas, o después del fracaso de plantaciones de árboles. La Ley Forestal lo define: “Vegetación leñosa de sucesión secundaria que se desarrolla sobre tierras cuya vegetación original fue destruida por actividades humanas. El grado 12 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ de recuperación dependerá mayormente de la duración e intensidad del uso anterior por cultivos agrícolas o pastos, así como de la proximidad de fuentes de semillas para re colonizar el área disturbada.” (Ley N° 27308). En este estudio se consideran bosques secundarios de 15 años de edad. Terrenos eriazos Bosque primario Bosque secundario (Purma) Ilustración 4: Escenarios en estudio Adicionalmente al estudio de los biocombustibles, se analizaron 4 combustibles fósiles como sistemas de referencia: Diesel, Gasolina de 84 octanos, Gasolina de 97 octanos y Gas Natural. A continuación se describen los 7 sistemas específicos estudiados (cada uno evaluado al 100% y en la mezcla correspondiente con diesel o gasolina, de 5% ó 7.8% respectivamente), así como los 4 sistemas de referencia. • Sistema 1: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera cultivada en bosque primario. (a) Sistema 1a: Biodiesel al 100%. (b) Sistema 1b: Mezcla con diesel al 5%. • Sistema 2: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera cultivada en bosque secundario (purma). (a) Sistema 2a: Biodiesel al 100%. (b) Sistema 2b: Mezcla con diesel al 5%. • Sistema 3: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en bosque primario. (a) Sistema 3a: Biodiesel al 100%. (b) Sistema 3b: Mezcla con diesel al 5%. 13 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ • Sistema 4: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en bosque secundario (purma). (a) Sistema 4a: Biodiesel al 100%. (b) Sistema 4b: Mezcla con diesel al 5%. • Sistema 5: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en la costa. (a) Sistema 5a: Biodiesel al 100%. (b) Sistema 5b: Mezcla con diesel al 5%. • Sistema 6: Producción y uso de etanol obtenido de la Caña de Azúcar. (a) Sistema 6a: Etanol al 100%. (b) Sistema 6b: Mezcla con gasolina al 7.8%. • Sistema 7: Producción y uso de etanol obtenido del Sorgo Dulce. (a) Sistema 7a: Etanol al 100%. (b) Sistema 7b: Mezcla con gasolina al 7.8%. • Sistema 8: Producción y uso del diesel. • Sistema 9: Producción y uso de gasolina de octanaje 97. • Sistema 10: Producción y uso de gasolina de octanaje 84. • Sistema 11: Producción y uso del gas natural vehicular. En la Ilustración 5 se muestra estructuradamente los sistemas de biocombustibles y sus respectivas mezclas. 14 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Combustible Ecozona Región Cultivo Bosque primario Palma aceitera San Martín Purma Bosque primario Biodiesel San Martín Purma Jatropha Lambayeque Caña de azúcar Terrenos eriazos Terrenos eriazos Piura Etanol Sorgo dulce Lambayeque Terrenos eriazos Mezcla Sistema B100 1a B5 1b B100 2a B5 2b B100 3a B5 3b B100 4a B5 4b B100 5a B5 5b E100 6a E7.8 6b E100 7a E7.8 7b Diesel 8 Gasolina 97 octanos 9 Gasolina 84 octanos 10 Gas Natural 11 Combustibles fósiles Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles 15 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 2.3 Límites de los sistemas Los límites de los sistemas definen los procesos unitarios incluidos en el análisis, las cargas ambientales a ser estudiadas, así como el nivel de detalle. Se analizó el sistema considerando los impactos desde el cultivo de la biomasa hasta su uso energético en el sector transportes, es decir, un estudio Cradle to Grave (desde la cuna a la tumba). Para la obtención del biodiesel se incluyen: la fase agrícola, el proceso de extracción del aceite, su conversión a biodiesel, los transportes respectivos y, finalmente, su uso como fuente de energía para recorrer un kilómetro en un automóvil. Para la obtención del etanol se considera la fase agrícola, la fermentación, la destilación y su uso energético. En relación a la etapa agrícola, se incluyen dentro del sistema el uso e impacto de los plaguicidas y fertilizantes aplicados, así como el impacto directo debido al uso y cambio de uso del suelo. Respecto a la etapa de extracción de aceite y producción de biodiesel y etanol, se considera la generación de energía, la infraestructura, el uso de aditivos químicos y sus emisiones. Para la etapa de uso energético, se consideran las emisiones generadas por el consumo del biocombustible y los impactos debidos a la producción y uso de un automóvil estándar. Los límites generales se pueden observar en la Ilustración 6 y la Ilustración 7. Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel 16 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol - Límites geográficos: El ACV desarrollado se limita a la producción y uso de biocombustibles en el Perú. Sin embargo, no necesariamente todas las etapas de los ciclos de vida respectivos deben limitarse a este ámbito geográfico. Se han incluido aquellos procesos que forman parte del ciclo de vida aunque se desarrollen fuera del territorio nacional, analizándolos en su ubicación representativa. Para las operaciones en el interior del país se usaron datos nacionales y originales de los procesos reales, los que se complementaron con información secundaria. Para aquellos procesos que ocurren fuera del país se han utilizado datos obtenidos de publicaciones científicas o datos medios en la respectiva industria. - Límites temporales: El horizonte temporal considerado es el del periodo comprendido entre los años 2007 y 2009. Sin embargo, en algunos casos se ha utilizado información más antigua. De otro lado, no se puede evitar que los procesos comparados se encuentren en diferentes estados de desarrollo tecnológico, no obstante para evitar fallas en la interpretación se ha documentado el estado y uso de la tecnología para cada proceso. - Límite con la naturaleza: En las etapas relacionadas con el cultivo y cosecha de biomasa, para este estudio, el suelo productivo queda excluido del sistema. Esto debido a que no es considerado parte del sistema productivo, sino parte del medio ambiente. 17 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos Los datos fueron colectados de las instalaciones productivas vinculadas a los procesos específicos. Se seleccionaron los procesos cuya contribución a los flujos de masa y energía, así como cuyas emisiones, han sido relevantes. Para la obtención de los datos se visitaron empresas, institutos, universidades y asociaciones nacionales relacionadas con la producción de biocombustibles; para el presente informe estos datos han servido para validar la información recopilada a partir de la bibliografía revisada. Para los procesos en los cuales no se consiguieron datos de fuentes primarias, se ha recurrido a datos de fuentes secundarias. Por otro lado, el estudio de datos publicados en procesos similares a los del presente estudio ha permitido realizar la validación de los datos primarios recopilados. 2.5 Herramienta Informática utilizada El estudio se ha realizado usando el programa de cómputo SIMAPRO 7.1, una herramienta informática comercial desarrollada por Pré Consultants para el ACV, este programa analiza y compara sistemática y consistentemente los aspectos ambientales de un producto según la norma ISO 14040. El programa SIMAPRO ha sido usado, desde su primera versión en 1990, por empresas, consultoras, centros de estudio y de investigación. SIMAPRO 7.1 incluye todo el juego de datos ECOINVENT, la cual cuenta con información de más de 4,000 procesos. Esta base de datos es el resultado de un gran esfuerzo por parte de institutos suizos para actualizar e integrar las bases de datos ampliamente conocidas ETH-ESU 96, BUWAL250, así como varias otras. Esta base de datos cuenta con una muy buena documentación y especificación de los datos inciertos. En el presente estudio se ha aplicado el ECOINVENT para modelar los procesos comunes tales como transportes y productos químicos básicos, así como una base que se ha adaptado a la realidad peruana para los procesos restantes. 18 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ SECCIÓN II INVENTARIO 1. FASE AGRÍCOLA 1.1 Descripción de los cultivos Los cultivos estudiados fueron la palma aceitera, la Jatropha Curcas, la caña de azúcar y el sorgo dulce. La Tabla 1 muestra el rendimiento anual por hectárea y la vida útil de cada uno de estos productos agrícolas, así como las especificaciones de estos cultivos. Tabla 1: Caracterización de los cultivos Parámetro Unidad Carbono en la biomasa Producto Rendimiento Vida útil tC/ha t/ha año meses Palma Aceitera 64 RFF 19* 360 Jatropha Curcas 28 SJS 6** 480 Caña de azúcar 0 Caña 110*** 78 Sorgo dulce 0 Sorgo 260*** 6 Fuentes: *Ramirez 2008; *Ocroposma 2008; **Grupo Tello 2009; *** Empresa Monder (Jaime Gianella 2009) 1.2 Límites en la fase agrícola El análisis de la fase agrícola incluye la producción, transporte y uso de materia prima, energía e infraestructura, así como las emisiones generadas al aire, agua y suelo, como se aprecia en la Ilustración 8. Ilustración 8: Evaluación de la fase agrícola 19 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos El uso de suelos en el sector agro forestal es una de las fuentes principales de emisiones de gases de efecto invernadero, siendo los principales el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano. Aproximadamente el 30% de todas las emisiones antropogénicas de GEI entre 1989 y 1998 se debieron a actividades relacionadas al uso de suelos. Dos tercios de las mismas se deben a cambios en el uso de los suelos (Fasit, 2009). En la Tabla 2 se presenta un resumen con los cambios de uso de suelo evaluados, considerando el uso de suelo antes y después de la siembra de cultivos agro-energéticos. Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema Sistema Antes Después Escenario tC/ha Cultivo tC/ha S1 Bosque primario 241 Palma 170 S2 Bosque secundario (15 años) 172 Palma 162 S3 Bosque primario 241 Jatropha 137 S4 Bosque secundario (15 años) 172 Jatropha 126 S5 Terrenos eriazos 35 Jatropha 77 S6 Terrenos eriazos 35 Caña 21 S7 Terrenos eriazos 35 Sorgo 21 Fuente: Alegre, IPCC El período de descuento para estas emisiones es de 20 años, estándar definido por el IPCC, y el factor de conversión de carbono a dióxido de carbono es de 44/12. Además, para poder comparar las emisiones en base a la unidad funcional, éstas se dividen entre el rendimiento anual por hectárea para cada cultivo. Los cálculos se muestran en la Tabla 3. Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos t C/ha t CO2/ha t CO2/ha año t/ha año t CO2/t producto (a) (b)=(a)x 44/12 (c)=(b)/20 (d) (e)=(c)/(d) S1 70.8 259.7 13.0 19.0 0.7 S2 10.5 38.5 1.9 19 0.1 S3 104.4 382.9 19.1 6.0 3.2 S4 46.4 170.3 8.5 6 1.4 S5 -41.8 -153.2 -7.7 6.0 -1.3 S6 13.9 50.9 2.5 110.0 0.0 S7 13.9 50.9 2.5 260.0 0.0 Sistema 20 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera El inventario final para la obtención de un Kg de racimos de fruto fresco de palma aceitera (RFF) se muestra en la Ilustración 9, en éste se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como los transportes requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y suelo. Es importante señalar que el CO2 liberado por el cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario, tal como se muestra en la Tabla 3. Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la palma aceitera 1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas En la Ilustración 10 e Ilustración 11 se presentan los inventarios finales de la fase agrícola por semilla de jatropha seca para la Amazonía y la costa norte respectivamente. Es importante señalar que el CO2 liberado por cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario como se puede observar en la Tabla 3. 21 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín) Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque) 22 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar En la Ilustración 12 se presenta el inventario de la fase agrícola de la caña de azúcar, los valores están reportados por kg de caña de azúcar. Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña. 1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo El inventario final para la obtención de un Kg de tallo de sorgo dulce se muestra en la Ilustración 13. Aquí se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como los transportes requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y suelo. 23 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo 2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL 2.1 Extracción del aceite de palma aceitera Por cada Kg de RFF se generan 0.2 Kg de aceite de palma y 0.02 Kg de aceite de palmiste y 0.03 Kg de torta de palmiste (Ramírez, 2008) como se puede apreciar en la Ilustración 14. 24 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 14: Composición de los RFF de palma Fuente: Ramírez, 2009 Al modelar el proceso se ha considerado el transporte de los insumos según las distancias de la importación y el traslado del puerto del Callao a la Región San Martín. Así mismo, se ha considerado un transporte de 25 kilómetros en camión para el traslado de los RFF a la planta de extracción de aceite. Pre tratamiento del aceite de palma Dada la acidez del aceite de palma, es necesario que este cultivo pase por un pre tratamiento antes de la tranesterificación para su transformación en biodiesel. El rendimiento de este proceso es de 0.94 Kg de aceite de palma tratado por Kg de aceite crudo de palma y se requiere 0.00444 Kg de soda cáustica por Kg de aceite tratado según los datos del Estudio de Impacto Ambiental (EIA) de la empresa Heaven Petroleum Operators (HPO) (Ecolab, 2008). 2.2 Extracción del aceite de Jatropha En la Ilustración 15 se muestra la composición de la SJS. Por cada Kg de SJS se obtiene 0.27Kg de aceite y 0.29Kg de torta de jatropha. Se considera una eficiencia de extracción del 98%, para un contenido total de 50% de grasa en la almendra (INIA – Romero, 2008). 25 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 15: Composición de la SJS Fuente: INIA - Romero, 2008 2.3 Transesterificación En esta etapa se lleva a cabo el proceso de transesterificación, donde los triglicéridos de los aceites reaccionan con el metanol en presencia del metilato de sodio para formar el biodiesel y la glicerina. De acuerdo a Ecolab (2008) el rendimiento de la conversión del aceite vegetal a biodiesel es de 95%, lo cual está dentro del rango propuesto por Ramírez (2008) que considera entre 92% y 98%. Los insumos utilizados y emisiones se muestran en la Tabla 4. Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100 Insumos Emisiones Energía eléctrica 2.57E-07 KWh / Kg B100 Metanol 2.26E-01 Kg / Kg B100 Soda cáustica 5.24E-03 Kg / Kg B100 Agua de enfriamiento 3.85E-03 Kg / Kg B100 Residuos sólidos domésticos 4.49E-05 Kg / Kg B100 Residuos sólidos industriales 8.60E-04 Kg / Kg B100 Partículas 5.12E-06 Kg / Kg B100 SO2 4.74E-06 Kg / Kg B100 CO 1.56E-05 Kg / Kg B100 NOx 7.17E-05 Kg / Kg B100 Fuente: Ecolab, 2008 26 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL El proceso de obtención del etanol incluye tanto la fermentación como la destilación de la caña o el sorgo para la producción de etanol. En el presente estudio se ha considerado que el objetivo principal es la producción de etanol y que ésta se realiza a partir del jugo de la caña o el sorgo, no de la melaza o miel que se obtiene luego de la producción de azúcar. De acuerdo a Ramírez (2008) el rendimiento de la conversión de la caña de azúcar en etanol es de 6.34%, mientras que según Ocroposma (2008) el rendimiento de la conversión del sorgo en etanol es de 6.4%. 4. USO ENERGÉTICO DE LOS COMBUSTIBLES Para la fase final, que evaluó el uso energético de los combustibles, se han considerado tanto las emisiones por combustión como la carga ambiental del automóvil utilizado y las emisiones generadas debido al mantenimiento del mismo. El automóvil estándar utilizado es el Euro 3 promedio en la unión europea adaptado a Perú definido en ECOINVENT (2008). La vida útil definida para dicho automóvil es de 300 000 km recorridos. Se han considerado los consumos por cada tipo de combustible utilizados para recorrer un kilómetro, tal como se muestra en la Tabla 5. Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km Combustible MJ/kg MJ/km kg/km Biodiesel 37.2 2.374 0.064 B5 42.5 2.374 0.056 Etanol 26.8 2.564 0.096 E5 41.7 2.564 0.061 Diesel 42.8 2.374 0.055 Gasolina 42.5 2.564 0.060 Gas natural 48.0 2.564 0.053 27 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ SECCIÓN III RESULTADOS 1. CAMBIO CLIMÁTICO Según el IPCC el cambio climático se define como una modificación identificable y persistente del estado del clima por variabilidad natural o por efecto de la actividad humana. Actualmente se usa este término para referirse al acelerado calentamiento que se viene produciendo en la superficie terrestre como resultado de una mayor acumulación de GEI, de acuerdo a lo citado por Vargas (2009). Vargas (2009) explica que el efecto invernadero es un fenómeno a través del cual determinados gases retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado debido a la radiación solar, garantizando una temperatura promedio global adecuada para vivir. Según el IPAM (2005), el fenómeno de calentamiento global es una realidad con señales manifestadas en huracanes, retroceso de glaciares y sequías en la Amazonía. Según los ratios actuales de emisiones, para el 2100 la temperatura promedio se incrementará entre 4 y 7°C, con consecuencias sociales y ambientales catastróficas, incluyendo el incremento del nivel del mar, inundación de ciudades costeras y transformación de ecosistemas a gran escala. Durante los últimos años se ha venido desarrollando el proceso de deglaciación, generando impactos negativos como un menor abastecimiento de agua para el campo y las ciudades, así como limitaciones en la generación de hidroelectricidad. Otros de los impactos del cambio climático en el Perú, según Reyes (2009) es el incremento de la temperatura hasta en 5.8ºC, además de la elevación del nivel del mar, los fenómenos climáticos exacerbados (El Niño), avance de la desertificación, afectación de la biodiversidad, intensificación de vectores de enfermedades, desarticulación de ciclos agrícolas, aumento de migraciones forzadas, intensificación de condiciones de pobreza y conflictos sociales. 2. DEFORESTACIÓN Sohngen et al (2006) citan que la deforestación tropical contribuye a las emisiones del carbono almacenado en la vegetación y suelos hacia la atmósfera. Esta equivale entre el 20% y el 29% de las emisiones antropogénicas globales de GEI (IPAM, 2005; Sohngen et al, 2006; Naughton-Treves, 2004). En el caso de Perú, las emisiones de GEI en CO2 equivalente por cambio de uso de la tierra y silvicultura representan el 41.7% del total nacional de emisiones y captura de GEI de acuerdo a la Primera Comunicación Nacional del Perú a la Convención de Naciones Unidas sobre Cambio Climático (Iturregui, 2001). El IPAM (2005) afirma que existe un consenso internacional en cuanto a la necesidad de crear incentivos para prevenir la deforestación en los países tropicales, de manera tal que los países 28 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ desarrollados deberán compensar a aquellos países que controlan la deforestación. Según Naughton-Treves (2004) el Perú es el segundo país en extensiones de bosque tropical de tierras bajas intactas luego de Brasil. Según Naughton-Treves (2004) la incertidumbre respecto al rol de la Amazonía como una fuente o sumidero de carbono refleja la limitada información sobre biomasa forestal y ratios de absorción de carbono. Si bien existe consenso en cuanto a la necesidad de un incentivo para prevenir la deforestación en los países tropicales y que los países desarrollados deben compensar a aquellos países que controlan la deforestación, Naughton Treves (2004) hace referencia que la conservación de bosques tropicales como estrategia de mitigación del cambio climático es un asunto altamente político pues este enfoque podría desviar la atención de la causa raíz, es decir, las emisiones de GEI por combustión de combustibles fósiles en los países desarrollados. De acuerdo a Chambi (2001) la creación de mecanismos internacionales (como el MDL) para que diversos países puedan comprar y vender servicios de absorción de CO2 permite a los mismos tener una fuente potencial importante de financiamiento para proteger los bosques de América Latina a la vez que responden a la preocupación global por el deterioro del ambiente. Según Smith et al (1997) la destrucción de bosques primarios conlleva a la expansión de bosques secundarios. Esto ha generado iniciativas que inducen a incrementar su valor para agricultores y ganaderos de tal forma que se conserven estos bosques indefinidamente pues éstos son capaces de proveer algunos de los servicios económicos y ambientales que brindan los bosques primarios, acumulando biomasa rápidamente durante los primeros 20 a 30 años. Las regiones de tierras bajas húmedas tropicales de América Latina son la eco-región más extensa en términos de cobertura boscosa y donde se concentra la deforestación actual, fenómeno que usualmente implica la conversión de bosque primario principalmente por pequeños agricultores para fines agropecuarios, menciona Smith et al (1997). Las emisiones dependen del ratio de deforestación y de las variaciones del carbono almacenado por hectárea luego de la deforestación (que dependen del uso del suelo, región, ecosistema y uso de la biomasa extraída). La quema emite el carbono inmediatamente mientras que la descomposición de la materia orgánica puede tardarse hasta 100 años (Sohngen, 2006). 29 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL Para el desarrollo de este estudio se ha definido, de acuerdo al valor propuesto por los reportes de ECOINVENT, 2007, que para la obtención de un MJ se requieren 0.0269 Kg de biodiesel obtenido a partir de aceites de cultivos oleaginosos o 0.0373 Kg de etanol anhidro de 99.7°. De acuerdo a los rendimientos en cada etapa y considerando una pérdida del 0.05%, definida por los reportes de ECOINVENT, en el transporte del biocombustibles a la estación de servicio se obtienen las cantidades requeridas de los recursos para recorrer 1 Km., tal como se muestra en la Ilustración 16 y en la Ilustración 17. Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel Como se puede apreciar, la cantidad necesaria de biodiesel para la obtención de 1 Km. es la misma para ambos cultivos; esto se debe a que el rendimiento en la etapa de transporte es el mismo. La diferencia se da en la extracción de aceite debido a que el contenido de éste es diferente para cada cultivo, adicionalmente la palma aceitera requiere de un proceso adicional en la etapa de transesterificación a fin de disminuir su acidez. 30 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol En el caso del etanol, las cantidades necesarias de biocombustible para la obtención de 1 Km. son las mismas, debido a que los rendimientos utilizados para las etapas de destilación y transporte son iguales, tanto para los sistemas de producción a partir de la caña de azúcar como para los de producción a partir del sorgo dulce. 4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO En un ACV es importante considerar los productos derivados y asignarles el impacto ambiental correspondiente. La asignación de dicho impacto consiste en definir el porcentaje de la carga ambiental correspondiente a cada subproducto, lo que se realiza de acuerdo al valor económico y al peso de los subproductos de acuerdo a la ecuación mostrada a continuación: F= Pi x Wi ∑(Pi x Wi) Donde: Pi: Precio del subproducto i Wi: Peso del subproducto i 31 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Para los sistemas de biodiesel se utilizan los rendimientos mencionados en la Tabla 6 y los precios por tonelada de producto mostrados en la Tabla 7. Luego de realizar los cálculos respectivos para cada uno de los productos y subproductos en las distintas etapas de la cadena de producción se obtiene el porcentaje de contribución a la carga ambiental de cada uno, tal como se muestra en la Tabla 8. Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel Fase Agrícola Extracción de Cultivo Producto Palma Racimos de fruta 19.0 Ton/ha Jatropha Semilla seca 6.04 Ton/ha Grupo Tello, 2009 Palma Aceite de palma 0.20 Kg /Kg RFF Ramírez, 2008 Torta de palmiste 0.03 Kg /Kg RFF Ramírez, 2008 Aceite de palmiste 0.02 Kg/Kg RFF Ramírez, 2008 Aceite de Jatropha 0.27 Kg/Kg SJS Torta de Jatropha 0.29 Kg/Kg SJS B100 0.89 Kg/Kg Aceite Glicerina 0.10 Kg/Kg Aceite B100 0.95 Kg/Kg Aceite Glicerina 0.10 Kg/Kg Aceite aceite Jatropha Producción de Palma biodiesel Jatropha Rendimiento Referencia Ramírez, 2008 Ocroposma, 2008 INIA-Romero, 2008 Ecolab, 2008 Ecolab, 2008 Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel Fase Cultivo Producto Agrícola Palma Racimos de fruta Extracción de aceite $ 90.00 $ 200.00 1 Referencia Palmas del Espino, 2007 Jatropha Semilla seca Palma Aceite de palma $ 800.00 Galván, 2008 Torta de palmiste $ 11.00 Ribeiro, 2007 Aceite de palmiste $ 636.00 Ramírez, 2008 Aceite de Jatropha $ 760.00 INIA, 2008 Torta de Jatropha $ 50.00 INIA, 2008 Jatropha Producción de biodiesel USD/Ton Grupo Tello, 2009 Palma y B100 $ 850.00 Grupo Tello, 2009 Jatropha Glicerina $ 650.00 Ribeiro, 2007 1 El precio de $200 por tonelada de SJS es sólo considerando una venta a nivel regional. En caso se comercializaran las semillas en Lima el precio oscilaría entre $100 y $130 por tonelada. 32 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel Fase Cultivo Producto Agrícola Palma Racimos de fruta 100% Jatropha Semilla seca 100% Palma Aceite de palma 92.5% Torta de palmiste 0.2% Aceite de palmiste 7.3% Aceite de Jatropha 93.0% Torta de Jatropha 7.0% Extracción de aceite Jatropha Producción de biodiesel Palma B100 Factor 92.1% Glicerina Jatropha B100 7.9% 92.6% Glicerina 7.4% Para los sistemas de etanol se consideran los factores de la Tabla 9. Como se puede apreciar, a diferencia del caso del biodiesel, no ha habido una asignación de impacto a otros subproductos; esto se debe a que la vinaza y el bagazo no tienen un valor comercial y se aprovechan dentro del mismo sistema, siendo utilizados como fertilizante y en la cogeneración de energía respectivamente. Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol Fase Agrícola Producción de etanol Producto Factor Caña 100% Sorgo 100% E100 caña 100% E100 sorgo 100% 33 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL 5.1 Metodología IPCC La metodología del IPCC cuantifica las emisiones de GEI a lo largo del ciclo de vida del producto, por ello sólo ha considerado el impacto ambiental en la categoría de cambio climático. La caracterización de los principales GEI, de acuerdo a la metodología IPCC presentada en la base de datos de Ecoinvent (2008), se incluye en la Tabla 10. Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos Símbolo GEI kg CO2 eq /Kg. CO2 Dióxido de carbono 1 CO Monóxido de carbono 1.57 N2O Óxido nitroso 298 CH4 Metano 25 Fuente: Ecoinvent, 2008 A continuación se presentan los resultados obtenidos al aplicar la evaluación de impacto ambiental del IPCC para los distintos sistemas analizados. Los resultados por etapa y el total en Kg. de CO2 equivalente, se presentan la Tabla 11, la Tabla 13, la y la Tabla 14, donde se resalta en color verde aquellos sistemas con un menor impacto que la alternativa fósil, sea diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente. Las etapas consideradas son: • Cambio de uso de suelos (LUC: Land Use Change): considera las emisiones ocasionadas por cambiar el uso de suelo de los escenarios previos a cultivos agroenergéticos. • Fase agrícola: muestra las emisiones considerando la plantación y cosecha de los cultivos agro-energéticos, así como el manejo agronómico implicado. • Fase producción: implica la producción de los biocombustibles a partir de la biomasa, así como todos los transportes asociados, hasta contar con el combustible en la estación de servicio. • Fase uso: considera las emisiones generadas durante la etapa del uso energético del combustible e incluye las emisiones referidas a la producción y al mantenimiento del vehículo, así como a la combustión directa del combustible. 34 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa Purma 15 años Bosque primario Purma 15 años Costa Diesel Jatropha B100 Bosque primario Palma B100 1a 2a 3a 4a 5a 8 LUC 0.272 0.030 0.777 0.302 -0.269 - F. agrícola 0.050 0.034 0.077 0.051 0.151 - F. producción 0.038 0.039 0.033 0.034 0.033 0.03 F. uso 0.023 0.023 0.023 0.023 0.023 0.20 kg CO2 eq 0.38 0.13 0.91 0.41 -0.063 0.23 Caña E100 Sorgo E100 G97 G84 Gas natural Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa 6a 7a 9 10 11 LUC 0.035 0.000 - - - F. agrícola 0.118 0.047 - - - F. producción 0.029 0.024 0.04 0.04 0.02 F. uso 0.022 0.022 0.21 0.23 0.17 kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19 35 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa Purma 15 años Bosque primario Purma 15 años Costa Diesel Jatropha B5 Bosque primario Palma B5 1b 2b 3b 4b 5b 8 0.012 0.001 0.034 0.013 -0.012 - 0.031 0.030 0.032 0.030 0.035 F. uso 0.190 0.190 0.190 0.190 0.190 0.20 kg CO2 eq 0.23 0.22 0.26 0.22 0.21 0.23 LUC F. agrícola + F. producción 0.03 Caña E7.8 Sorgo E7.8 G97 G84 Gas natural Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa 6b 7b 9 10 11 0.003 0.001 - - - 0.046 0.042 0.04 0.04 0.02 F. uso 0.212 0.212 0.21 0.23 0.17 kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19 LUC F. agrícola + F. producción En la Ilustración 19 se aprecian los resultados al evaluar los distintos sistemas utilizando la metodología del IPCC. Se observa que el B100 de jatropha cultivada en bosque primario, según esta metodología, tiene la mayor cantidad de emisiones en CO2 equivalente. De otro lado, el sistema de Jatropha B100 en costa tiene un impacto positivo en el ambiente por la captura de CO2 en la biomasa que representan estos cultivos perennes. Esto resalta la importante participación de las emisiones por cambio de uso de suelos en los sistemas de biodiesel, tanto positiva como negativamente. 36 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 0.91 Cambio de uso de suelos Fase agrícola Fase producción kg CO2 eq/km Fase uso 0.41 0.38 0.23 0.20 0.25 0.27 0.19 0.13 4a 5a 6a 7a 8 9 10 11 Gas Natural 3a Gasolina 84 octanos 2a Diesel 2 1a Sorgo dulce Costa 0.09 Gasolina 97 octanos Caña de azúcar Costa Jatropha Costa Jatropha Purma Jatropha Bosque primario Palma Purma Palma Bosque primario -0.06 Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100 Cambio de us o de s uelos 0.23 0.26 0.26 0.26 0.23 0.22 0.25 0.27 Fas e us o 0.23 0.21 Fas e producción + agrícola Gas Natural Gasolina 84 octanos Gasolina 97 octanos Diesel 2 Sorgo dulce Costa Caña de azúcar Costa Jatropha Costa Jatropha Purma Jatropha Bosque primario Palma Purma Palma Bosque primario kg CO2 eq / km 0.19 Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8 37 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ A continuación se presentan los resultados obtenidos por tipo de gas en kg de CO2 equivalente, en la Tabla 15, Tabla 16. Cabe señalar que en la Tabla 18 se resaltan en color verde aquellos sistemas con un menor impacto que su alternativa fósil, diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente. Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 Bosque primario Purma 15 años Costa CO2 fósil 0.071 0.071 0.083 0.083 0.173 0.219 CO2 LUC 0.272 0.031 0.777 0.299 -0.269 0.000 CO 0.007 0.000 0.011 0.000 0.001 0.001 N2O 0.020 0.018 0.021 0.017 0.018 0.002 CH4 0.012 0.005 0.017 0.005 0.013 0.004 Otros 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 kg CO2 eq 0.38 0.13 0.91 0.41 -0.063 0.23 Caña E100 Sorgo E100 G97 G84 Gas natural Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 CO2 fósil 0.117 0.061 0.246 0.255 0.175 CO2 LUC 0.035 0.000 0.001 0.001 0.000 CO 0.023 0.000 0.002 0.003 0.001 N2O 0.006 0.027 0.001 0.001 0.000 CH4 0.021 0.003 0.005 0.004 0.008 Otros 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19 38 Diesel Purma 15 años Jatropha B100 Bosque primario Palma B100 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 Purma 15 años Bosque primario Purma 15 años Costa Diesel Jatropha B5 Bosque primario Palma B5 CO2 fósil 0.212 0.212 0.212 0.212 0.216 0.219 CO2 LUC 0.012 0.001 0.034 0.013 -0.012 0.000 CO 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 N2O 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002 CH4 0.004 0.004 0.005 0.004 0.004 0.004 kg CO2 eq 0.23 0.22 0.26 0.23 0.21 0.23 Caña E7.8 Sorgo E7.8 G97 G84 Gas natural Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 CO2 fósil 0.248 0.245 0.246 0.255 0.175 CO2 LUC 0.003 0.001 0.001 0.001 0.000 CO 0.003 0.002 0.002 0.003 0.001 N2O 0.001 0.002 0.001 0.001 0.000 CH4 0.005 0.005 0.005 0.004 0.008 kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19 39 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC) Las cantidades calculadas de emisiones de gases de efecto invernadero para cada uno de los sistemas se muestran en la ilustración 20, en kg de CO2 equivalente por kg de productos cosechados, según los cálculos mostrados en la Tabla 3. El sistema con mayores emisiones es el de biodiesel de jatropha cultivada en bosques primarios, y aquél que tiene un impacto positivo por capturar CO2 es el sistema de biodiesel de jatropha cultivada en la costa. 1.4 0.0 0.0 Sorgo dulce Costa 0.1 Caña de azúcar Costa 0.7 Jatropha Costa Jatropha Purma Jatropha Bosque primario Palma Purma -1.3 Palma Bosque primario Kg CO2 equivalente/Kg producto agrícola 3.2 Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para los biocombustibles B100 y E100 40 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 5.1.2 Deuda de carbono Según Searchinger et al (2008) muchos de los estudios previos relacionados a los impactos de los biocombustibles sólo consideran las emisiones generadas durante la etapa agrícola y la etapa de producción del combustible. De esta manera, consideraron que los combustibles agroenergéticos, al capturar carbono de la atmósfera, pueden disminuir las emisiones de GEI en relación a los combustibles fósiles. Sin embargo, la deforestación en que se incurre con los cultivos energéticos, los que emiten a la atmósfera una gran parte del carbono almacenado previamente en las plantas y suelos. En el presente estudio se han calculado los impactos ambientales, incluyendo las emisiones por cambio de uso de suelos. Para el cálculo de la deuda de carbono de los biocombustibles es necesario disgregar dichas emisiones. De acuerdo a Fargione et al (2008) al transformar bosques primarios, secundarios o pastizales para producir biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos se genera una deuda de carbono, pues se emite más CO2 que las reducciones anuales de GEI que se obtienen al desplazar combustibles fósiles. La fórmula, según Gibbs et al (2008), para calcular el tiempo de pago de de dicha deuda de carbono (ECPT: Ecosystem ‘Carbon Payback Time’), definida como la cantidad de años requeridos para que las emisiones evitadas por desplazar combustibles fósiles compensen las pérdidas de carbono en los ecosistemas por cambio de uso de suelos, es expresado por: ECPT = Cecosistema – Ccultivo energético Emisiones ahorradas/ha/año En la Tabla 19 se muestra la cantidad de kg equivalentes de CO2 que se dejan de emitir al reemplazar los combustibles fósiles por biocombustibles (a), la deuda incurrida al realizar el cambio de uso de suelos (d) y los años requeridos para pagar dicha deuda (e). Para calcular las emisiones ahorradas (a) se obtienen las emisiones de GEI del B100 y E100 sin tomar en cuenta las emisiones de CO2 por cambio de uso de suelos y se restan de las emisiones de diesel o gasolina respectivamente. Se puede observar que los escenarios en bosque primario son los que demoran más tiempo en pagar su deuda de carbono, mientras que el escenario de Jatropha en la costa no incurre en una deuda de carbono. Según Fargione et al (2008) los biocombustibles producidos a partir de plantaciones perennes, como lo son la palma y la jatropha, cultivadas en tierras eriazas minimizan la destrucción de ecosistemas y las deudas de carbono, asociadas con la deforestación directa o indirecta para la producción de biocombustibles. 41 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100% S1 kg CO2 eq ahorrado/ km (a) 0.116 km/ ha año (b) 53024 tCO2 eq ahorrado/ ha año (c)=(a)x(b) 6.153 Deuda (tCO2/ha) (d) 260 Deuda (años) (e)=(d)/(c) 42.3 S2 0.132 53024 6.993 38 5.4 S3 0.094 24459 2.292 383 167.1 S4 0.120 24459 2.930 170 58 S5 0.021 24459 0.514 -153 - S6 0.087 72633 6.302 51 8.1 S7 0.163 173814 28.336 51 1.8 500 383 400 Deuda (t CO2/ha) 300 260 170 200 100 51 38 51 0 -100 -153 -200 28 30 Pago anual (t CO2 / ha año) 25 20 15 10 6 7 5 6 3 2 1 0 180 167 160 140 120 100 80 60 58 42 40 20 8 5 2 Ilustración 21: Deuda de carbono 42 Sorgo dulce Costa Caña de azúcar Costa Jatropha Costa Jatropha Purma Jatropha Bosque primario Palma Purma 0 Palma Bosque primario Tiempo de pago (años) Sistema ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 5.2 Eco Indicador 99 2 La metodología de evaluación de impactos, Eco Indicador 99, fue desarrollada por PRé para facilitar la comprensión de los resultados de la fase del inventario. De acuerdo a lo indicado por PRé (2008), es una metodología de evaluación de impacto de puntuación única que utiliza tres categorías principales de impacto o endpoints para obtener la puntuación global, como se muestra en la Ilustración 22. El Eco Indicador 99 trabaja relacionando diferentes categorías de impacto con los daños ocasionados en tres grandes rubros: ecosistema, salud humana y recursos. • Daño a la salud humana: expresado en DALY (Disability Adjusted Life Years). • Daño a la calidad del ecosistema: expresado en la cantidad de especies que desaparecen en un área determinada. • Consumo de recursos minerales y fósiles: expresado en MJ de energía adicional requerida para extraer dichos recursos cuando su concentración sea menor. Daños a las fuentes minerales y fósiles [MJ energía excedente] Indicador Daños a la calidad del ecosistema [% especies de plantas vascular 2 *km *año] Daños a la salud humana [años de vida ajustados por discapacidad (DALY)] Normalizació ny Energía excedente para extracción futura Concentración de minerales Energía excedente para extracción futura Disponibilidad de combustible fósil (por tipo) Extracción de minerales y combustibles fósiles Efectos regionales en especies de plantas Cambio en el tamaño del hábitat Uso de tierra: ocupación y transformación Acidificación/eutrofización (ocurrencia en especies) Cambio en el pH y disponibilidad de nutrientes Ecotoxicidad: estrés tóxico (PAF) Concentración de suelo agrícola, urbano y Cambio climático (enfermedades y desplazamiento) Concentración de gases de efecto invernadero Agotamiento de la capa de ozono (cáncer y Concentración de gases que agotan ozono Radiación ionizante (casos y tipo de cáncer) Concentración de radionucleidos NOX SOX NH3 Plaguicidas Metales pesados CO2 CFC Nucleidos (Bq) MPS COVs HPAs Efectos respiratorios (casos y tipo) Concentración de MPS y COVs Carcinogenesis (casos y tipo de cáncer) Concentración en aire, agua y alimentos Efectos locales en especies de plantas vasculares Análisis de daños Exposición y análisis de efectos Análisis de recursos Análisis del uso de tierra Análisis de disposición Ilustración 22: Eco Indicator 99 Fuente: Goedkoop, 2000 Los resultados obtenidos para los sistemas analizados se muestran en milipuntos en la Tabla 20, Tabla 21, Tabla 22 y Tabla 23. 2 Ver anexo 3, donde se muestran los impactos en puntos EI 99 por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles. Ver anexo 4, donde se muestra el reporte de la metodología de evaluación de impacto Eco Indicador 99. 43 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por categoría de impacto Tierras degradadas Bosque primario Tierras degradadas Costa Diesel Jatropha B100 Bosque primario Palma B100 Carcinógenos 0.008 0.008 0.010 0.009 0.010 0.000 Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Resp. inorgánicos 0.011 0.003 0.016 0.004 0.006 0.003 Cambio climático 0.002 0.001 0.005 0.002 0.000 0.001 Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 Acidificación/ Eutrofización 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 Combustibles fósiles 0.004 0.004 0.005 0.005 0.008 0.010 Total 0.027 0.018 0.038 0.022 0.027 0.016 Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por categoría de Sorgo E100 G97 G84 Gas natural Carcinógenos Caña E100 impacto -0.007 -0.001 0.000 0.000 0.000 Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Resp. inorgánicos 0.006 0.005 0.002 0.003 0.001 Cambio climático 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 Acidificación/ Eutrofización 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Combustibles fósiles 0.005 0.003 0.012 0.012 0.008 Total 0.008 0.009 0.016 0.017 0.011 44 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por fase Purma 15 años Bosque primario Purma 15 años Costa Diesel Jatropha B100 Bosque primario Palma B100 Fase agrícola 0.020 0.011 0.032 0.015 0.021 0.000 Producción del combustible 0.004 0.004 0.004 0.004 0.003 0.011 Uso energético 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 0.005 Total 0.027 0.018 0.038 0.022 0.027 0.016 Caña E100 Sorgo E100 G97 G84 Gas natural Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por fase Fase agrícola 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 Producción del combustible 0.005 0.005 0.012 0.012 0.007 Uso energético 0.003 0.003 0.004 0.005 0.004 Total 0.008 0.009 0.016 0.017 0.011 La categoría de impacto más relevante es el uso de suelos. Ésta involucra la ocupación y transformación de los suelos y depende del terreno previo y en qué se está transformando el mismo. Al utilizar esta metodología, no fue posible asignar una categoría de uso de suelo adecuada a los escenarios de terrenos forestales degradados ni a los terrenos eriazos costeros. Dada la relevancia de la categoría de impacto y la incertidumbre de los resultados por una pobre aproximación de la categoría del uso previo del suelo se ha considerado necesario mostrar los resultados sin incluir dicha categoría. Los impactos en milipuntos EI 99 se muestran en la Ilustración 23 y en la Ilustración 24. 45 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ Al eliminar la categoría uso de suelos, los impactos de los combustibles producidos a partir de cultivos agro-energéticos disminuyen entre un 50% y 70%. 38 Fase uso Fase producción 27 Fase agrícola (sin Uso de suelo) 27 22 17 Gas Natural 1 Gasolina 84 octanos Sorgo dulce Costa 16 Gasolina 97 octanos 9 Diesel 2 8 Caña de azúcar Costa Jatropha Costa Jatropha Purma 16 Jatropha Bosque primario Palma Purma Palma Bosque primario 18 Ilustración 23: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 - EI 99 18 Fase uso 19 18 16 17 Fase agrícola + producción 17 16 16 Pt EI 99 / km 19 21 Gas Natural Gasolina 84 octanos Gasolina 97 octanos Diesel 2 Sorgo dulce Costa Caña de azúcar Costa Jatropha Costa Jatropha Purma Jatropha Bosque primario Palma Purma Palma Bosque primario 11 Ilustración 24: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 - EI 99 46 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES Para poder comparar los combustibles tomando en cuenta ambas metodologías se ha realizado un esquema comparativo, como se observa en la Ilustración 25. 250% B100 Palma/Bosque B100 Palma/Degradado Purma EI99 sin uso de suelo 200% B100 Jatropha/Bosque B100 Jatropha/Degradado Purma 150% B100 Jatropha/Costa E100 Caña 100% E100 Sorgo 50% Diesel 2 G97 0% -50% 0% 50% 100% 150% 200% 250% CO2 equivalente (IPCC) 300% 350% 400% G84 GN Ilustración 25: Relación entre el EI99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100% 47 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS El estudio muestra que la contribución al cambio climático de los biocombustibles durante la etapa de uso es mínima en comparación al de los combustibles fósiles. Esto se debe a que se considera un ciclo de carbono cerrado para los biocombustibles, pues estos emiten la cantidad de carbono absorbida durante su vegetación, ya que no contienen tantos contaminantes (SO2, CO, NOx) como los combustibles fósiles (Puppán, 2001). A pesar de las emisiones mínimas de GEI durante la fase de uso, existe una carga ambiental considerable en la etapa de producción de los biocombustibles debido a la fase agrícola. Esta podría minimizarse si se utilizará un mayor porcentaje de la biomasa incrementando los rendimientos, pues según Larson (2006), el principal motivo del pobre rendimiento de los biocombustibles de primera generación es el hecho de utilizar sólo una parte del total de la biomasa. Respecto a las emisiones por cambio de uso de tierras, Gibbs et al (2008) menciona que la expansión agraria hacia ecosistemas de bosques tropicales guía hacia una emisión neta de GEI, mientras que el cultivo en tierras degradas suele brindar ahorros casi inmediatos. En los resultados mostrados para este estudio se puede observar que, de la misma manera, aquellos biocombustibles obtenidos a partir de cultivos sembrados en zonas eriazas o de purma tienen una deuda de carbono baja o incluso un impacto positivo, pues la nueva biomasa de las plantaciones captura más carbono del que existía previamente en esos escenarios. Debido a las altas deudas de carbono que alcanzan los diferentes biocombustibles producidos a partir de cultivos agro-energéticos cuando son cultivados en zonas boscosas, la investigación de Searchinger et al (2008) resalta el valor de aquellos biocombustibles producidos a partir de residuos municipales, agrícolas e industriales. Según esto, los escenarios en que se convierten ecosistemas naturales para la producción de biocombustibles pueden ser contraproducentes. Las mejoras en rendimientos y tecnologías para la producción de biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos incrementarán los beneficios en reducción de emisiones. Sin embargo, si se deforestan bosques, la deuda de carbono aun requerirá de varias décadas para ser pagada. (Gibbs et al, 2008) 48 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 8. CONCLUSIONES Para determinar si los biocombustibles tienen un menor impacto ambiental que los combustibles fósiles es necesario identificar y analizar la carga ambiental de todas las etapas de su ciclo de vida: fase agrícola, producción, transporte y uso energético del biocombustible. 8.1 Gases de Efecto Invernadero - IPCC Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando las emisiones de GEI durante todo el ciclo de vida se obtuvo que: • Los biocombustibles tienen una menor emisión de GEI que los combustibles fósiles en algunos escenarios e incluso pueden llegar a ser favorables al ambiente pues las plantaciones perennes se comportan como sumideros. • Las emisiones generadas por el cambio de uso de suelos son las más relevantes en todo el ciclo de vida de los biocombustibles, llegando a representar hasta el 85% del total de emisiones. • La fase de producción de los biocombustibles genera más GEI que la producción de los combustibles fósiles, debido a que se utilizan plaguicidas y fertilizantes químicos en la etapa agrícola. • El uso energético de los combustibles fósiles genera entre el 83% y 92% de las emisiones de GEI en todo su ciclo de vida, mientras que en los biocombustibles se encuentra entre el 2% y 17%, esto debido a que se emite el carbono que fue previamente capturado en la biomasa de los cultivos agro energéticos. • La alternativa de reemplazar el diesel por biocombustibles de jatropha constituye un beneficio en la contribución de GEI cuando se realiza el cultivo en la costa. • Si las plantaciones son en bosques primarios, las emisiones de GEI son mayores que la del diesel. La principal razón del beneficio de los biocombustibles de palma aceitera en tierras eriazas frente al diesel se debe a que en la etapa de cambio de suelo las nuevas plantaciones captan gran cantidad de CO2. • Considerando la evaluación de la deuda de carbono, se concluye que los cultivos agroenergéticos en bosque primario no son viables debido a que dicha deuda se pagaría entre 40 y 170 años. 49 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 8.2 Eco Indicador 99 Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando las el impacto ambiental durante todo el ciclo de vida con la metodología Eco Indicador 99 se concluye: • Todos los biodiesel analizados tienen un mayor impacto ambiental que los combustibles fósiles, debido a que esta metodología considera, además del cambio climático, otras categorías de impacto adicionales. • La etapa de producción de los combustibles fósiles tiene un mayor impacto ambiental que la etapa de producción de los biocombustibles, debido a que el Eco Indicador 99 le da un mayor peso al consumo de recursos no renovables. 8.3 Gases de Efecto Invernadero – IPCC y Eco Indicador 99 Considerando ambas metodologías de evaluación de impacto ambiental se concluye que: • Los biocombustibles E100 de caña y sorgo dulce tienen menor impacto ambiental que los combustibles fósiles utilizando ambas metodologías. • No hay una diferencia significativa en el impacto ambiental de los biocombustibles B5 y E7.8 con los combustibles fósiles considerando ambas metodologías. Es importante analizar los impactos ambientales generados por los biocombustibles en todo su ciclo de vida utilizando distintas categorías de impacto ambiental que sean relevantes en nuestro contexto. Para concluir sobre la viabilidad de los biocombustibles en el Perú es indispensable complementar los resultados del estudio de impacto ambiental con estudios socio-económicos. Los resultados de esta investigación son aplicables en los escenarios aquí estudiados. 50 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ 9. RECOMENDACIONES Se recomienda tener un inventario actualizado periódicamente de los diversos tipos de terrenos que existen en el Perú, así como la dimensión y ubicación de los mismos, para definir posibles plantaciones de cultivos agro-energéticos. Por otro lado, se recomienda no cultivar en terrenos pantanosos puesto que las emisiones se incrementarían significativamente al liberarse el carbono capturado en este tipo de terreno. Se recomienda realizar estudios de manejo agronómico en los distintos tipos de terreno que minimicen el consumo de fertilizantes y plaguicidas sin comprometer el rendimiento de los cultivos. Se recomienda utilizar las metodologías de evaluación de impacto ambiental existentes adaptándolas a la realidad peruana. Se recomienda considerar los resultados obtenidos para la propuesta de políticas integrales que contribuyan al desarrollo sostenible, tomando en cuenta estudios de impactos sociales y económicos que complementen al estudio ambiental. Se recomienda utilizar el Análisis de Ciclo de Vida como herramienta para la evaluación de impactos ambientales para determinar la viabilidad ambiental de productos y/o servicios que se desee promover o desarrollar. 51 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ BIBLIOGRAFÍA Alegre, J., Ricse, A., y Arévalo, L. Reservas de carbono según el uso de la tierra en dos sitios de la Amazonía peruana. 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