04/08/2006 Taller Práctico sobre Bioenergía 3 de agosto de 2006, Monterrey N.L México 1 2 ‹#› 04/08/2006 GRUPO ENERGÉTICOS Es una empresa dedicada al transporte y comercialización de productos de PEMEX Refinación y PEMEX Petroquímica, atendiendo las necesidades de la li t l ubicada bi d en ell clientela Noreste del país. 3 GRUPO ENERGÉTICOS 20 años en el mercado de hidrocarburos. Ñ 170 Clientes atendidos. Ñ 262 Empleados: Ñ Cintermex Sabinas, Coah. Í Nuevo Laredo, Tamps. Í Cadereyta Jiménez, N.L. Í Reynosa, Tamps. Í Í Ñ 23 28 40 168 3 Ventas Totales: Volumen: 45 millones de litros/mes. Equivalente a: $225 millones de pesos/mes. 4 ‹#› 04/08/2006 EMPRESAS Grupo Energéticos está integrado por tres compañías interrelacionadas en la comercialización y transporte de hidrocarburos: Energéticos Internacionales, S.A. de C.V. Dedicada a la comercialización y distribución de productos petrolíferos entre los que se incluyen: diesel y productos para lodos de perforación. 5 EMPRESAS Asfaltos Energex, S.A. de C.V. Ubicada en Cadereyta Jiménez, N.L. dedicada a la comercialización de asfalto, combustóleo ligero, combustóleo pesado y combustibles de flama abierta. Trans Energéticos, S.A. de C.V. p Dedicada a la transportación especializada de combustóleo, diesel, combustibles para flama abierta y productos para lodos de perforación. 6 ‹#› 04/08/2006 NUESTROS MERCADOS Í Combustible utilizado para el Transporte de Carga y Pasajeros. Productos para lodos de perforación utilizados en la industria de la Perforación. Í Í Combustibles utilizados para la Industria en General para combustión de flama abierta y combustión interna. 7 PROPUESTAS DE VALOR Í Servicio las 24 horas, los 7 días de la semana, los 365 días del año. Capacidad de almacén de 5.2 millones de litros, estratégicamente distribuidos en las ciudades de Cadereyta, N.L., Nuevo Laredo, Tamps., Sabinas y Piedras Negras, Coah. Í Transportamos nuestros productos en unidades propias. Mantenemos un control total de productos y tiempos de entrega. Í Contamos con 90 unidades de reparto, de modelo reciente (2000-2005), con capacidades de 30, 40 y 60 m3. Í Despacho de producto en el patio del Cliente, colocando una estación de servicio dentro de su instalación. Í 8 ‹#› 04/08/2006 NUESTROS PRODUCTOS Producto / Características Uso Mercado • Diesel • Bajo contenido de azufre. • Puede ser utilizado en combustión interna y en flama abierta. abierta Combustión interna. • • • Flama abierta para uso en calderas y hornos. • • Contenido de azufre y vanadio. • En zonas críticas se requiere aditivar. • • • • • • • STI, Transmex. U. Permisionarios de Rutas Urbanas. TFM. MICARE. BJ Services Mexicana. PD Oil Services Mexicana. Dowellschlumberger - México 23.0 - 25.0 Industria en general: vidrio, textil, papelera, alimentos, química, bebidas, etc. • • • • • • • Grupo VITRO. Grupo AKRA. Grupo COPAMEX. Kimberly. Grupo LALA. Grupo CALIDRA. Grupo Modelo. 11.5 – 17.0 • • • • Grupo VITRO (horno). Smurfit (caldera). Papelera San José (caldera). Papelera La Soledad (caldera). Villa de Aguayo (secador). Paviasfaltos (secador). Pacsa (secador). Asf. Guadalajara (secador). 1.5 – 2.0 Clientes de la Cuenca de Burgos: M-I Drilling Fuids de México; Zapata Industrial; Drillers Technology de México. 0.5 – 1.0 Combustibles para Flama Abierta • Formulados a partir de materias primas de Pemex Gas y Petroquímica. q • Sólo puede ser utilizado en flama abierta. • Bajo contenido de azufre. • Viscosidad y densidad muy parecidas al Diesel. Productos para Lodos de Perforación Flama abierta para uso en calderas, hornos y secadores rotatorios. Elaboración de lodos de perforación. Volumen (Mill de Litros) Transporte de carga y pasajeros. Ferrocarril. Minas. Pozos petroleros (motores de perforadoras y transporte). Combustóleo Pesado y Ligero • Compite con el gas en la industria. Principales Clientes • Industria que utilice Diesel hornos en calderas u hornos. • Industria asfaltera (constructores de caminos y carreteras). • • • • • • Fabricantes de fluidos. 9 Panorama energético 10 ‹#› 04/08/2006 PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO Í Producción histórica de 1960 a 1999 y predicción del 2000 al 2040. 2040 Í Crecimiento por período de años Í De 1960 a 1973: 6.65 %/año Í De 1973 a 1979: 1.29 %/año Í De 1979 a 1999: 0.75 %/año El pico de producción más l d d llos años ñ se alto de todos alcanzará en el 2006 2006. Í Fuente: The Peak of World Oil Production Richard C. Duncan, Ph.D. Pardee Keynote Symposia. Geological Society of America http://www.hubbertpeak.com/duncan/olduvai2000.htm Í Del 2006 al 2040 la producción caerá el 58.8%, en promedio 2.45% por año. 11 PANORAMA ENERGÉTICO MEXICANO La suma de todas las reservas probadas de crudo permitiría 10.9 años de producción actual. Í En el caso del gas natural, las reservas probadas son de 10.6 años. Í La región Marina Noreste –que incluye Cantarell- que es responsable del 72.2% de la producción nacional de crudo, tendría reservas probadas para 9 años de producción. Í En el caso del gas natural, esta región produce sólo el 20.7% del total nacional, que alcanzarían para 9.2 años de producción. Í Existe la posibilidad de convertirnos en importadores netos de petróleo durante la tercera década del presente milenio. de nuestra región (América dell Í Las L reservas probadas b d d ió mundial di l (A éi d Norte) permitirían cubrir la producción a los ritmos actuales hasta el 2015-2016. Í Fuente: Reservas de hidrocarburos, seguridad energética y macroeconomía: un balance complejo. Germán Alarco Tosoni Documento de investigación Secretaría de Energía Febrero, 2006. 12 ‹#› 04/08/2006 BALANCE MUNDIAL Regiones y Países América del Norte Canadá Estados Unidos México Subtotal Sudamérica y América Central Sur de Asia Países Ex‐URSS Medio Oriente y África del Norte Asia Pacífico Asia Pacífico Europa África sub‐sahariana y Antártida Total mundial Crudo (años) 14.9 11.1 10.6 11.8 40.9 ‐ 28.9 74.6 14 2 14.2 8.3 30.0 40.5 Gas natural (años) 8.8 9.8 11.3 9.6 5.5 . 78.9 204.3 43 9 43.9 18.5 6.0 66.7 Fuente: Reservas de hidrocarburos, seguridad energética y macroeconomía: un balance complejo. Germán Alarco Tosoni Documento de investigación. Secretaría de Energía Febrero, 2006. 13 En Noviembre 25 del 2005 el USA Today publicó bli ó un artículo í l titulado: i l d “¿Puede “ P d la l producción de petróleo satisfacer la demanda?” Este artículo cita una nota de la empresa petrolera Chevron: “ El Mundo consume 2 barriles de petróleo por cada barril que se descubre” descubre . Fuente: Alternative Fuel Index, Diciembre 8, 2005. Volumen 3 Issue 45 14 ‹#› 04/08/2006 ¿ POR QUÉ NECESITAMOS FUENTES ALTERNAS DE ENERGÍA ? Concentración de CO2 y Temperatura media del planeta Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Calentamiento_global 15 CALENTAMIENTO GLOBAL Por calentamiento global se entiende un incremento (en el tiempo) de la temperatura media de la atmósfera terrestre y de los océanos. En la práctica se habla de calentamiento global para referirse al calentamiento observado durante las últimas décadas. Se postula que la temperatura se ha elevado desde finales del siglo XIX, debido a la actividad humana, principalmente por las emisiones de dióxido de carbono que incrementaron el efecto q invernadero. La teoría predice, además, que las temperaturas continuarán subiendo en el futuro si continúan las emisiones de gases invernadero. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Calentamiento_global 16 ‹#› 04/08/2006 ENERGÍAS RENOVABLES El National Energy Policy Development Group señala en la National Energy Policy, la importancia complementaria de incrementar el uso de energías renovables y de las energías alternativas, incrementar la conservación de la energía y la eficiencia energética. Energías renovables: Energía solar E Energía í eólica óli Biomasa - Biodiesel 17 Biodiesel 18 ‹#› 04/08/2006 ¿QUÉ ES EL BIODIESEL? A los ÉSTERES resultados de la reacción de esterificación y/o transesterificación transesterificación, por sus características y propiedades tan parecidas a las del Diesel, se les llama Biodiesel. Se produce a partir de fuentes renovables como g yg grasas animales. son aceites vegetales Fuente: Biodiesel handling and Use Guidelines, NREL/TP-580-30004 19 COMPARATIVA DE PROPIEDADES Propiedad del combustible Estándar del Combustible Composición del Combustible Poder calorífico bajo, Btu/gal Viscosidad cinemática, @ 40 ° C Gravedad específica kg/l @ 60 ° F Contenido de agua, ppm por peso Carbón, % Peso Hidrógeno, % Peso Oxígeno, Oxígeno % Peso (diferencia) Azufre,% Peso Temperatura de ebullición,° C Punto de espesamiento, ° C Número de cetano Relación estequeométrica airecombustible, m/m Diesel Biodiesel ASTM D975 C10-C21 HC 131,295 1.3-4.1 0.85 161 87 13 0 0.05 max. 188-343 -15 a 5 40-55 ASTM PS 121 C12-C22 FAME 117,093 1.9-6.0 0.88 0.05% máx. 77 12 11 0.0 182-338 -3 a 12 48-65 15 13.8 20 ‹#› 04/08/2006 ACEITES VEGETALES Diglicérido Triglicérido O O CH O C R CH O C O R’ CH2 O C R’’ Monoglicérido O C OH O Moléculas de ésteres carboxílicos Moléculas de ésteres carboxílicos CH2 CH2 R' CH2 OH CH OH O CH2 O C R '' O Ácidos Á id grasos unidos id mediante di una molécula lé l parecida a la molécula de glicerina. CH2 O C R’’ Los aceites y las grasas se que se extraen de vegetales o animales, contienen de manera natural aproximadamente un 95% de triglicéridos; el resto del porcentaje son monoglicéridos y diglicéridos o ácidos grasos libres. Dentro del 5% restante, los Ácidos Grasos Libres son lo que predominan en un aceite no refinado. 21 ÁCIDOS GRASOS Nombre No. Carbonos Fórmula Solubilidad en agua Solubles Fórmico 1:0 HCOOH Acético 2:0 CH3‐COOH Propiónico 3:0 CH3‐CH2‐COOH Butírico 4:0 CH3‐(CH2)2‐COOH Valeríanico 5:0 CH3‐(CH2)3‐COOH Caproico 6:0 CH3‐(CH2)4‐COOH Caprílico 8:0 CH3‐(CH2)6‐COOH Cáprico 10:0 CH3‐(CH2)8‐COOH Láurico 12:0 Mirístico 14:0 Palmítico 16:0 CH3‐(CH2)14‐COOH Esteárico 18:0 CH3‐(CH2)16‐COOH Oleico 18:1 Linoleico 18:2 Linolénico 18:3 CH3‐(CH2)10‐COOH Saturados Parcialmente Soluble Insolubles CH3‐(CH2)12‐COOH CH3‐(CH2)7‐CH:CH‐(CH2)7‐COOH Insaturados CH3‐(CH2)4‐CH:CH‐CH2‐CH:CH ‐(CH2)7‐COOH ( CH3‐(CH 2)) 7‐CH:CH‐CH2‐CH:CH‐CH2‐CH:CH ‐CH2 2 ‐COOH Número de dobles enlaces Número de carbonos Cuando en un aceite un ácido graso no está ligado a un Triglicérido, diglicérido o monoglicérido se le llama ácido graso libre. 22 ‹#› 04/08/2006 COMPOSICIÓN DE ALGUNAS GRASAS Y ACEITES Aceite 14:0 Maiz 0 Algodón 0 Lino 0 Cacahuate 0 Canola 0 Soya 0 Girasol 0 Grasa Mantequilla Manteca Sebo de Res 16:0 12 28 5 11 3 12 6 % Peso de composición del ácido graso 18:0 2 1 2 2 1 3 3 18:2 6 58 18 32 22 55 74 18:1 25 13 20 4 64 23 17 18:3 Tr 0 55 1 8 6 0 20:0 Tr 0 0 1 0 0 0 22:0 0 0 0 2 0 0 0 % Peso de composición del ácido graso 21:1 0 0 0 0 0 0 0 24:0 0 0 0 1 0 0 0 4:0 4 6:0 3 8:0 1 10:0 2 12:0 3 14:0 12 16:0 26 18:0 13 18:1 29 18:2 3 18:3 1 20:0 0 22:4 Tr 0 0 0 0 0 0 0 Tr 0 Tr 2 4 25 26 13 22 45 39 10 3 Tr 1 Tr Tr 1 1 23 24 ‹#› 04/08/2006 REACCIÓN GENERAL DE TRANSESTERIFICACIÓN Reacción general de transesterificación entre un aceite vegetal y un alcohol en presencia de catalizador. O O CH2 O C R O CH O CH2 O C R’ + 3R OH O C R’’ Grasa o aceite Catalizador Alcohol R O C R O R O C R’ O R O C R’’ Biodiesel + CH2 OH CH OH CH2 OH Glicerina 25 PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIODIESEL DE 1991 AL 2003 El Gobernador George E. Pataki de NY ordenó que al menos ell 2% d dell combustible utilizado en el estado para el 2007 debe ser Biodiesel con pronóstico del 10% para el 2012. Fuente: Bozbas, Kahraman, Biodiesel as an alternative motor fuel: Production and policies in the European Union. Journal Elsevier. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Review pp 1-12 2005 Joseph P. LaStella, P.E., Presidante de Green Star Productos Inc. menciona que la producción de Biodiesel en el 2005 sería del 200% más alto que en el 2004. Fuente: Alternative Fuel Index, Diciembre 8,2005 Volumen 3 Issue 45 26 ‹#› 04/08/2006 PLANTAS PRODUCTORAS Y PROYECTOS DE BIODIESEL EN LOS ESTADOS UNIDOS Capacidad (septiembre 2005) = 290 millones de galones/año. 54 plantas productoras y proyectos Fuente: ttp://www.biodiesel.org/buyingbiodiesel/producers_marketers/ProducersMapexistingandpotential.pdf 27 INCENTIVO FEDERAL DE BIODIESEL EN LOS ESTADOS UNIDOS Para el BIODIESEL (de aceite vegetal virgen), el crédito o pago es de $1.00 USD por galón; para BIODIESEL que no sea de aceite vegetal virgen (como el Yellow Grease, Aceites Usados, Sebo, etc.) , el crédito o pago es de $0.50 USD por galón. Hay incentivos estatales que se agregan al anterior y van desde los $ 0.3 USD a los $ 0.8 USD, dependiendo del lugar. Fuente: http://www.nbb.org/news/taxincentive/IRS_Fuel_Tax_Guidance_Document_121604.pdf 28 ‹#› 04/08/2006 PAISES PRODUCTORES EN LA UNIÓN EUROPEA Fuente: http://www.ebb-eu.org/members.php#germany País Producción Alemania Francia Italia Austria España Dinamarca Reino Unido Suiza República Ch Checa Eslovaquia Lituania 1035 348 320 57 13 70 9 1.4 60 15 5 Total mundial 1933.4 (miles tons) 29 VENTAJAS DEL BIODIESEL MEJOR EFICIENCIA TÉRMICA 2.6 % B20 0.3 % B100 La gráfica muestra que una mezcla de 20 % de Biodiesel y 80 % de Diesel da un máximo en la eficiencia térmica de la combustión. Fuente: Barnwal, M.P. Prospect of biodiesel production from vegetable oils in India, B.K., Sharma, Journal Elsevier, Renewable and Sustainable Energy Reviews Vol 9 pp 363-378. 2005. 30 ‹#› 04/08/2006 VENTAJAS DEL BIODIESEL EQUILIBRIO DEL CO2 El uso de Biodiesel equilibra el ciclo q lo q del bióxido de carbono, ya que que se emana es lo mismo que las plantas son capaces de consumir. En 1998, un estudio de emisiones de ciclos de vida completos del Depto. de Energía y de Agricultura de EEUU, encontró q que p por cada unidad de energía fósil utilizada para hacer biodiesel, se ganan 3.2 unidades. En contraste, se ocupan 1.2 unidades de recursos fósiles para producir 1 unidad de Diesel del petróleo. Fotosíntesis Emisión Fuente: http://www.biodiesel.org/pdf_files/fuelfactsheets/Energy_Security0604.pdf 31 VENTAJAS DEL BIODIESEL EMISIONES A LA ATMÓSFERA Las emisiones de azufre se eliminan por completo con B100 . Monóxido de Carbono – Las emisiones de monóxido de carbono se eliminan en promedio hasta un 48 % con Biodiesel. (B100). Partículas – En promedio las partículas (hollín) se reducen un 47 % con B100. Hidrocarburos – Los hidrocarburos no quemados se reducen hasta en un 67 % usando B100. NOX Óxidos de nitrógeno HC Hidrocarburos PM Partículas sólidas CO Monóxido de carbono Oxidos de Nitrógeno – Las emisiones de NOx aumentan dependiendo del tipo de motor Diesel. Con B100 aumenta aproximadamente en un 10 %. Fuente: A Comprehensive analysis of Biodiesel impact on Exhaust Emissions, EPA420-P-02-001 October 2002. 32 ‹#› 04/08/2006 VENTAJAS DEL BIODIESEL LUBRICIDAD AL MOTOR DIESEL Otra ventaja que ofrece el Biodiesel es la lubricidad que da all motor. diesell d dell p petróleo, entre q d t r El di tról ntr menos n azufre, menor lubricidad. 5000 Lubricidad Las pruebas de lubricidad SLBOCLE (Scuffing Load Ball on Cylinder Lubricity Evaluator) nos dan los siguientes resultados medidos en gramos: PRUEBAS SLBOCLE 6000 4000 3000 2000 1000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % Biodiesel 2100 g 2600 g 3000 g 3500 g 5450 g Las marcas constructoras de motores diesel recomiendan una lubricidad de 3100 g SLBOCLE. PRUEBAS SLBOCLE Lubricidad Diesel Diesel + 0.5% Biodiesel Diesel + 1% Biodiesel Diesel + 2% Biodiesel Biodiesel 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 3500 3000 2600 2100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 % Biodiesel Fuente: Biodiesel Lubricity , Leon Schumacher. http://www.uidaho.edu/bioenergy/BiodieselEd/publication/06.pdf 33 ESTÁNDARES Y GARANTÍAS DE DIFERENTES MARCAS La página oficial en los Estados Unidos National Biodiesel Board, tiene todas las garantías de estas marcas de motores Diesel y todas hacen referencia en que el Biodiesel no es el combustible principal con el que se prueban y se da el visto bueno de calidad a los motores Diesel; sin embargo, también mencionan que no prohíben su uso. Fuente: http://www.biodiesel.org/resources/fuelfactsheets/standards_and_warranties.shtm 34 ‹#› 04/08/2006 Biocombustibles Internacionales 35 PLANTA DE BIODIESEL Actualmente en Cadereyta Jiménez N. L. se encuentra la primer planta de Biodiesel de México, que produce Bi di l a partir Biodiesel p rtir de d grasas r animales nim l y/o / aceites it vegetales t l de desecho. 36 ‹#› 04/08/2006 PLANTA DE BIODIESEL Planta inaurada en Julio del 2005 por: Secretario de Energía Fernando Elizondo Barragan Rector ITESM Alberto Bustani Adem Comisión Energía Alejandro Lamberto Narro Grupo Energeticos Luis Vazquez Senteis Grupo Energeticos Cesar H. Cadena Cadena 37 PROCESO 38 ‹#› 04/08/2006 PROCESO El proceso inicia con el almacenamiento de la materia TH-1 i prima. i TH 1 y TH-2 tanques de 80,000 litros de capacidad con serpenín de vapor para mantener el producto a 40 C y poder bombearlo. Tanque de almacén de Metanol. 39 PROCESO Reactor en acero inoxidable R i id bl de 3,000 Galones con agitador, chaqueta de calentamiento para vapor, serpentín interno. Aquí se seca la materia prima calentandola y haciendo vacío para retirar la humedad que pudiera tener. 40 ‹#› 04/08/2006 PROCESO La mezcla del Metanol + Hidróxido de Sodio se hace en tanques de 1,500 litros para posteriormente mandarla al reactor. reactor 41 PROCESO Cuatro conos separadores C d de 15,000 litros para separar por decantación la glicerina que se produce durante la reacción. Los conos cuentan con mirillas para ver los niveles y están aislados y con tapa en la parte superior para evitar la pérdida de vapores. 42 ‹#› 04/08/2006 PROCESO Para separar el Metanol exceso del Biodiesel utiliza un destilador pared humeda el cual calienta con vapor. en se de se Para retirar el Metanol de la Glicerina se utiliza un evaporador de 2500 litros de capacidad. 43 PROCESO La operación final es el cenfrifugado del Biodiesel para posteriormente pasarlo la tanque de almacenamiento. La planta cuenta con 60,000 litros de capacidad para almacenar producto terminado y ser transportado en pipas de 20,000 litros. 44 ‹#› 04/08/2006 PROCESO Para servicio de calentamiento tenemos una calera para vapor y un calentador de aceite térmico. 45 LABORATORIO Pruebas de laboratorio Cromatogafía de Gases Poder Calorífico Nivel de Azufre Cenizas Perfil de Destilación Número de Cetano % de Acidos Grasos Libres Humedad % de Mezcla en B20 Temperatura de Inflamación Viscosidad Densidad 46 ‹#› 04/08/2006 PLANTA 200 LITROS Tanque receptor y de secado de Reactor Decantador materia prima 47 CONCLUSIÓN Actualmente no hay una razón económica por la cual se deba preferir el Biodiesel en méxico, más que por la convicción de la reducción de emisiones y cuidado del motor. La principal razón de usar energías alternas l de d adelantarnos d l d b d d i del d l petróleo. ól es la all desabasto y dependencia En México corremos el mismo riesgo de volvernos un país importador de crudo en los próximos 30 años. Una manera de decrecer la dependencia del país del petróleo importado y proteger la economía es con el uso de fuentes alterna de energía, el Biodiesel ha sido el combustible que más ha crecido en el último año en los Estados Unidos y junto con el Etanol, pueden ayudar a disminuir las importaciones del petróleo y conservar las reservas existentes. Además de contar con los beneficios ambientales que implica el uso de combustibles renovables. Fuente: http://www.biodiesel.org/pdf_files/fuelfactsheets/Energy_Security0604.pdf 48 ‹#›