Comunicación de Biorrefinería Multifucnional v 1

COMUNICACIÓN BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL
Autor: MERINO FEBRERO, vicente
Ingeniero Agrónomo, Co-Director General GCE Bioenergy
TÍTULO: GCE BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL
1. SITUACIÓN DEL SECTOR DE LOS BIOCARBURANTES A NIVEL
INTERNACIONAL, ÚLTIMOS CRITERIOS DE EUROPA
Actualmente a nivel Internacional se han producido una serie de controversias alrededor del
sector de los biocarburantes.
Dichas controversias o polémicas han sido producidas principalmente por el uso de materias
primas con una relación directa en el canal alimentario y es por lo tanto la búsqueda de las
adecuadas materias primas así como de las tecnologías para transformar las mismas el principal
hito a resolver para encauzar en una buena línea el futuro del sector de los biocarburantes.
La realidad es que hace algo más de una año el sector de los biocarburantes se presentaba como
una realidad inminente o como la panacea; se presentaban proyectos que se alimentaban con
miles de toneladas de cereal, de colza, de girasol,…. A fecha de hoy muchos de esos proyectos,
los que se pusieron en marcha, han tenido problemas de suministro de materias primas y
muchos otros han sido paralizados.
Como resultado de estas primeras turbulencias económicas producidas en el sector de los
biocarburantes en Europa se han propuesto una serie de criterios:
• Una reducción mínima de 35 por ciento en las emisiones de dióxido de carbono
(CO2) en relación con su equivalente fósil.
• En 2017 la reducción mínima de emisiones exigida podría ser ampliada a un 50
por ciento.
De esta manera se va a incentivar la producción de biocombustibles de segunda generación así
como la siembra de cultivos en terrenos marginales para la producción de biocombustibles.
2. OPINIÓN DE GCE BIOENERGY CON RESPECTO A LOS NUEVOS
CRITERIOS EUROPEOS:
INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE BIORREFINERÍA MULTIFUCNIONAL
Desde GCE Bioenergy no se comparten en su plenitud los nuevos criterios Europeos ya que a
nuestra forma de entender el sector de los biocarburantes, pensamos que al igual que se empezó
a construir la casa por el tajado se da ahora un salto demasiado elevado no encontrando por lo
tanto el justo equilibrio para el buen devenir del sector.
GCE Bioenergy presenta por lo tanto la Biorrefinería Multifuncional como elemento clave
regulador e integrador de las diferentes generaciones tecnológicas en la producción de
biocombustibles (primera, segunda y tercera generación).
Desde GCE Bioenergy pensamos que la convivencia de la primera generación basada en
cultivos agrarios no es incompatible con la segunda ni con la tercera generación. Todo lo
contario ya que uno de los principales sentidos, que para nosotros deben de ser pilares básicos
de este sector, es el de crear Desarrollo Rural y riqueza en el medio agrario, riqueza que
repercutirá de forma directa e indirecta en la sociedad.
Por lo tanto planteamos la creación de Macrocomplejos Industriales cuyo Núcleo Base sea una
planta de bioetanol y pienso a partir de Remolacha Alcoholígena (En España).
A partir de este Núcleo Base se irán incorporando las sucesivas generaciones de tal manera que
se crearán Complejos Industriales con una gran viabilidad
De esta manera se pueden cumplir perfectamente los nuevos criterios establecidos por Europa
con una base agraria en la materia prima o una de las materias primas de mayor importancia a
nivel tanto económico como social en Castilla y León. Materia prima que ha visto además muy
limitada su siembra y su futuro como consecuencia de la actual reforma de la OCM del azúcar.
La Biorrefinería Multifuncional permitiría por lo tanto volver a utilizar o recuperar esas ha que
se van a perder de siembra como consecuencia de la OCM del azúcar y utilizarlas con una
orientación energética y como base de la entrada de la segunda y tercera generación.
Además la creación de la Biorrefinería Multifuncional puede permitir crear una correlación
entre esta planta y las azucareras (sector Sucro-Alcoholero) aumentando las posibilidades de
funcionamiento de las mismas y aumentado sus beneficios ya que una vez estas fábricas hayan
llegado a su cupo de producción de azúcar podrían producir jugos deshidratados para llevar a la
GCE Biorrefinería Multifuncional, hecho este que también aumentaría notoriamente la
producción de piensos en la Comunidad beneficiando por lo tanto no solo al sector agrario y
energético sino también al sector ganadero.
3. ¿POR QUÉ REMOLACHA COMO MATERIA PRIMA BASE Y NO OTRO
CULTIVO?
A continuación se exponen los principales razonamientos por los cuales desde GCE
Bioenergy se defiende la creación de la Biorrefinería Multifuncional.
•
3.1.-COSTES DE MATERIA PRIMAS.
Para producir 1 l de etanol se necesitan 10 Kg de Remolacha, esto supone que pagando a 36
€/tm los costes de materia prima son de 0,36 €/l de etanol.
Por realizar una comparación, si se produce a partir de trigo se necesitarían 3,45 Kg de grano
para 1l de etanol. Los costes de materia prima en este caso serían a 38-40 pts/Kg 0,68-0,72 €/l
EL DOBLE.
Además hay que destacar que en este proceso se producen piensos (pulpas+vinazas).El ratio es
que por litro de etanol se obtendrán 0,75-0,8 Kg de pienso es decir en torno a 0,10-0,12 € más
valorizables.
NOTA: Si valoramos estos 0,10 € que obtenemos además por litro de etanol (del pienso) y
tenemos en cuenta que el resto de costes que faltan: transporte, energéticos y mano de obra por
litro son de 0,13 €/ l se podría decir que los costes totales no son de 0, 49 €/l sino de 0,39 €/l si
se tienen en cuenta los piensos. Esto demuestra que la remolacha es altísimamente rentable en
este tipo de producción.
•
3.2.- TRANSPORTE.
Si el abastecimiento de la Remolacha se hace desde un radio menor a 50 Km los costes de
transporte van a ser de 0,75 pts/Kg es decir 4,5 €/Tm de remolacha, con los cual los costes de
materia primas más transporte por litro será de 0,39-0,40 €/l.
En relación a estos dos puntos anteriores en Castilla y León hay zonas como el Páramo Leonés
y la zona de Benavente y sus Valles ideales para la implantación de estsos procesos:
a) En un radio menor a 50 Km está el Páramo de León, la zona de los Valles y Tábara con
lo cual los costes de transporte serán de 4,5-6 €/Tm.
b) Los rendimientos esperados en estas zonas serán de 100 Tm/ha en el caso de remolacha
azucarera y 140 Tm/ha en el caso de remolacha alcoholígena (sin descoronar).
Este punto es muy importante ya que cuando se habla de un precio por Tm para que la
remolacha sea rentable se deben además especificar rendimientos de la zona y características
agrarias.
En el caso de remolacha alcoholígena con rendimientos entre 130- 140 €/Tm (sin descoronar)
y a 36€/Tm si ningún tipo de ayuda:
•
36 €/Tm*140 Tm/ha = 5040 €/ha – 2385€/ha = 2655 € de Beneficio neto, es decir
441.754,83 pts/ha.
•
36 €/Tm*130 Tm/ha = 4680 €/ha – 2385€/ha = 2295 € de Beneficio neto, es decir
381.855,87 pts/ha.
Se está creando un negocio rentable de por sí sin ningún tipo de ayuda lo cual es muy
importante, Además para estos rendimientos se puede tener remolacha rentable pagando
30 €/Tm (futuro).
Además como la producción de bioetanol utilizando remolacha alcoholígena por ha puede llegar
a 14.000-16.000 litros por ha, es más fácil tener todas las ha necesarias para alimentar la
producción cerca de la fábrica, motivo este por el cual se contaminará menos en el transporte de
la materia prima hasta la fábrica.
En referencia a los datos expuestos anteriormente de costes por/ha, se expone a continuación el
desglosado de los mismos.
-
Estiércol
-
Arado
70
€/ha
-
Grada
50
€/ha
-
Abono Complejo
360
€/ha
-
Prep. Lecho
75
€/ha
-
Siembra + semilla
450
€/ha
270
€/ha
-
Herbicida
230
€/ha
-
Cultivador
60
€/ha
-
Aporte Nitrógeno
70
€/ha
-
Trat. fitosanitarios
250
€/ha
-
Aplic. Boro
50
€/ha
-
Recolección
150
€/ha
-
Gasoil (riegos + despl.) 300
TOTAL
€/ha
2385 €/ha
NOTA: Amortizaciones están incluidas en maquinaria y se suponen 3 tratamientos herbicidas y
tres tratamientos fitosanitarios.
Con lo cual hay que decir que para ciertos casos los costes pueden ser ligeramente inferiores y
rondar los 2280 €/ha.
Gráfica 0- Rentabilidad remolacha alcoholígena a 30 €/tm para rendimientos de 140
tm/ha.
•
3.3.- NO COMPETENCIA CON CULTIVOS ALIMENTARIOS.
Se puede aprovechar la actual situación de la OCM del azúcar para que la Remolacha que se
retire se destine a producir bioetanol estableciendo cupos para tal fin y creando unas ayudas
específicas para este sector.
Este punto es importantísimo ya que de esta manera no se está influyendo de una manera
directa ni brusca en el canal alimentario y puede ser este uno de los puntos clave a partir
de los cuales se pueda justificar a Europa el mantenimiento del Núcleo base a partir de
remolacha a partir del 2017 teniendo rendimientos en su conjunto y considerando todos
los procesos de la Biorrefinería por encima del 50% marcado.
•
3.4.- ALTA PRODUCTIVIDAD POR HA Y COSTE DE OPORTUNIDAD
ASOCIADO.
Se ha citado ya que por cada 10 Kg de remolacha obtenemos 1 l de etanol, es decir que para ha
con rendimientos medios de 110 Tm/ha vamos a obtener 11.000 l de etanol y 8.250 Kg de
piensos.
Esta cantidad supone producir por ha de remolacha entre 7 y 11 veces más cantidad de etanol
que por ha de cereal.
De tal manera que para unos volúmenes de mezcla obligatoria si utilizamos remolacha
ocuparemos 10 veces menos ha que con cereal.
Hay que destacar por lo tanto que utilizar remolacha nos haría ser más competitivos ya que
producimos en menos ha los volúmenes fijados.
En el caso de utilizar remolacha alcoholígena se pueden obtener valores entre 140 y 160
Tm/ha es decir 14.000-16.000 litros de etanol por ha y del orden de 12 Tm de piensos.
Cuatro veces más que con maíz y 12-14 veces más que con trigo y cebada.
Además esto supone un elevadísimo COSTE DE OPORTUNIDAD asociado.
Para que se entienda y a modo de ejemplo en este proyecto se utilizarán 18.000 ha de
remolacha, en caso de utilizarse cereal se necesitarían 160.000 ha.
Si restamos 160.000 ha – 18.000 = 142.000 ha y multiplicamos estas ha por unas ganancias este
año en maíz a 0,24 €/Kg (40 pts/Kg) de1442 €/ha (240.000 pts/ha)
Obtenemos un valor de coste de oportunidad de:
C.O = 142.000 ha* 1442 €/ha = 204.764.000 €.
A este respecto se presentan para mejorar la compresión del presente punto las siguientes
gráficas:
Gráfica.-1 Importancia del coste de oportunidad de trabajar con remolacha.
Gráfica 2.- Coste de oportunidad diferencia de ocupación.
Este punto es muy importante ya que justifica que al contrario de lo que Europa marca en
los nuevos criterios la utilización de terrenos marginales no tiene por que ser
necesariamente mejor y producir una menor incidencia en el canal alimentario sino todo
lo contrario.
Si valoramos el coste de oportunidad y la diferencia de producción entre cultivos se
producirán más alimentos utilizando 180.000 ha terrenos marginados para cereal
(centeno, trigo,..) y utilizando18.000-20.000 ha para producir bioetanol con remolacha.
Es decir con valores numéricos.
Ejemplo1.- Para producir 200.000 m3 de bioetanol.
Utilizó 18.000 ha de remolacha o 200.000 ha de trigo en secano o terreno marginal.
Pues bien si produzco el bioetanol en 18.000 de remolacha y siembro cereal en 200.000
puedo obtener 300.000 toneladas de cereal para el canal alimentario.
Si lo hago a la inversa y utilizó 200.000 ha de terreno marginal para bioetanol y siembro
18.000 con trigo puedo obtener 110.000 toneladas de cereal.
Luego como conclusión utilizando terreno marginal obtengo 190.000 toneladas menos de
alimento y produzco la misma cantidad de bioetanol. Este hecho hace que no estemos de
acuerdo por lo tanto con los nuevos criterios de Europa de forma necesaria y que por lo
tanto consideremos que se debe apostar por la remolacha como núcleo base y como cultivo
que incidirá mínimamente en el canal alimentario.
•
3.5.- MAYOR COMPETITIVIDAD Y MENOR INFLUENCIA EN OTROS
MERCADOS.
Producimos los volúmenes de biocombustibles fijados por la legislación Europea en menos ha
creando menos inflación y cumpliendo mejor con dicha normativa Europea en materia de
biocombustibles ya que de esta forma es más fácil producir los volúmenes correspondientes en
las hectáreas fijadas por Europa para estos fines.
•
3.6.- SE OBTIENE PIENSOS.
Del orden de 10.000 Kg de media por ha, con lo cual hay salida de producto para ganadería,
punto sumamente importante dado el estado actual del sector agrario.
Además estos piensos pueden utilizarse como materia prima para la segunda generación.
Es decir los piensos obtenidos pueden pirolizarse para obtener biofuels de segunda generación,
pueden utilizarse para producir biometanol a partir de microorganismos modificados
genéticamente o por “syn gas”.
•
3.7.- APROVECHAMIENTO DE REMOLACHA EXCEDENTARIA DE
FÁBRICAS
AZUCARERAS-CREACIÓN
DE
UNA
RELACIÓN
BIORREFINERÍAS AZUCARERAS: CREACIÓN DE UN SECTOR SUCROALCOHOLERO.
Debido a que no existen las limitaciones de la producción de azúcar esta fábrica puede molturar
remolacha excedentaria solucionando así un gran problema para agricultores que no puedan ya
llevar su remolacha a la azucarera.
Además la creación de una Biorrefinería podría aumentar la vida útil de producción de las
azucareras aumentando su periodo de funcionamiento y por lo tanto sus beneficios.
•
3.8.- PROCESO TECNOLÓGICO MÁS SENCILLO.
Los azúcares se encuentran en forma de sacarosa (glucosa+fructosa), la ruptura enzimática de
los mismos es más sencilla que en el caso de los cereales y otras materias primas en los que hay
que realizar depolimerizaciones y sacarificaciones.
•
3.9.- CULTIVO ALTAMENTE PRODUCTIVO, MUY TECNIFICADO Y
CON POTENCIAL GENÉTICO DE AUMENTO DE RENDIMEINTO
ANUAL.
En Castilla- León están los mejores productores de remolacha del mundo.
El cultivo está muy tecnificado y se obtienen altos rendimientos (90-120 t/ha).
Con remolacha alcoholígena 120-130 Tm por ha, con lo cual mayor beneficio para los
agricultores y menor superficie para abastecer las fábricas de bioetanol con lo cual se puede
tener más cerca de las fábricas las ha necesarias reduciendo por lo tanto los costes de transporte.
•
3.10.- MANTIENEN POSIBILIDADES DE ROTACIÓN DE CULTIVOS.
Se mantienen más posibilidades de rotación de cultivos en regadío de tal manera que se evita la
fijación de plagas y enfermedades por falta de las mismas.
•
3.11.- DAR UN MAYOR SENTIDO A LAS MEJORAS DE REGADIÓS Y
AUMENTO SE SUPERFICIES REGABLES.
4. BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL
CONCEPTO DE BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL
(Flujo de Procesos)
Figura 1.- Concepto de biorrefinería
Puede observarse en la figura 1 el concepto de Biorrefinería ya citado con anterioridad.
Las posibilidades de maniobrabilidad dentro del presente complejo industrial son innumerables
ya que además permitirá que compuestos químicos puedan introducirse en diferentes líneas en
función de las condiciones de mercado.
Ej: Etanol venta como biocombustible o entrada en otros procesos (producción de aldehidos,
acetales, etanol amina,…).
CONCEPTO DE BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL
(Croquis)
Figura 2.- Planta Biorrefinería multifuncional
Para mejorar la compresión de la presente figura se expone a continuación un anexo a la misma
haciendo referencia al numeral:
Explicación del numeral:
1. Zona de recepción de la remolacha, lavado de la misma y preparación de los jugos de
difusión de remolacha y prensado de pulpas.
a. En caso de ser caña de azúcar, zona de recepción, limpieza desmenuzado y
trapiches.
2. Edificio de molturación para cereales y/o algarrobas.
a. (De momento en función de las condiciones del mercado se descarta la
utilización de cereales/Posibilidad almacenar jugos deshidratados al 60% p/p,
10 tanques de 15.000 m3 (1,5 ha)).
3. Edificio de molienda–desmenuzado de materia celulósica y/o lignocelulósica. (3ª
generación)
4. Zona de fermentación de los jugos azucarados del núcleo base.
5. Depósito pulmón núcleo base.
6. Columnas de destilación núcleo base.
7. Deshidratador molecular (lecho de zeolitas) núcleo base.
8. Almacenamiento de bioetanol.
9. Zona de cultivo de algas en lagunaje y biorreactores para la obtención de hidrocarburos
y/o grasas y/o proteínas. (Proceso I+D+i en principio).
a. Además se puede utilizar el CO2 para licuarlo y venderlo a empresas del sector
de bebidas, extintores,…
10. Planta de biodiesel.
11. Planta de biotecnología (zona de producción de bioplásticos, zona de obtención de
enzimas y biomasa microbiana, y zona de mejora genética de microorganismos y
enzimas).
12. Planta de biocombustibles de segunda generación (pirolisis catalítica, térmica,
hidrocraKing, Craking al vapor, gasificación, procesos F.T., obtención de biogasolinas,
bioaceites, biometanol y bioetanol de segunda generación, biofuels, amoniaco,
fertilizantes, etc).
a. En esta planta habrá procesos de I+D+i y procesos ya a nivel industrial como el
de obtención de biometanol y el de amoniaco.
13. Planta de metanogénesis (vinazas, estiércol, residuos de industrias alimentarias, residuos
agrarios,...).
a. A partir del metano podemos también producir acetileno (venta, producción de
acetaldehído-etanol), etileno, hidrógeno, metanol, energía etc.
14. Planta de producción de hidrógeno por procesos de reformado con vapor de agua (a
partir de etanol, metanol, metano).
a. Esta planta empezará a nivel de I+D+i.
15. Planta de calderas de biomasa y cogeneración a partir de los residuos de la biorrefinería
(glicerina, chars, aceites de fusel, ligeros de purificación, etc) ya sea solos o en mezcla
con otros biocombustibles como fueloil.
a. Esta planta será a nivel I+D+i, en caso de observarse que no se pueden utilizar
los residuos de forma conjunta se quemarán para aprovechar el calor de
combustión en aumentar el rendimiento térmico en procesos del núcleo base.
16. Zona de filtros verdes.
17. Parque solar.
18. Parque eólico.
19. Cogeneración.
20. Depuradora.
21. Torres de enfriamiento.
22. Secadero de pulpas.
23. Almacenamiento de biodiesel.
24. Planta Reciclado.
5. OTRAS VENTAJAS DE LA BIORREFINERÍA MULTIFUNCIONAL Y
CONCLUSIÓN FINAL.
Ya se han citado muchas de las ventajas que presenta la Biorrefinería Multifuncional,
se presentan en este punto otras que complementan a las ya citadas.
•
Regulación de excedentes de cereales: trabajo mixto de la planta.
•
Disminución de la dependencia del petróleo y sus derivados.
•
Desarrollo Rural
•
Reservas estratégicas de productos petroquímicos y carburantes.
•
Posibilidad de asentar Industria Química anexa
•
Gestión de Residuos
•
Complementación de la primera, segunda y tercera generación.
•
Fuerte desarrollo de I+D+i anexo
•
Producción de biocombustibles a partir de microalgas alimentadas con el CO2 de
fermentación.
•
Cerrar el ciclo entre agro e industria incluyendo posibilidad de crear propias redes
de distribución de E85 ( 15% gasolina, 85% flexifuel).
•
Producción de coches preparados para este tipo de biocombustibles en la
Comunidad.
•
Utilizar los biocombustibles como intermedios en la producción de hidrógeno.
•
Alimentar flotas de autobuses urbanos, escolares, … con combustibles obtenidos a
partir de nuestros propios medios.
En resumen un sinfín de posibilidades que desde GCE Bioenergy estamos seguros
pueden cambiar el devenir económico de Castilla y León y su entorno pudiendo
convertir a la misma Comunidad en Lider de Producción de biocarburantes a nivel
Nacional y en un claro referente tanto a nivel Europeo como Internacional.