BIOCOMBUSTIBLES PLACIDO RUIZ RODRIGUEZ DAMIAN SERRANO MARTINEZ

BIOCOMBUSTIBLES
•PLACIDO RUIZ RODRIGUEZ
•DAMIAN SERRANO MARTINEZ
Indice
1. Concepto/Introducción
2. Tipos de biocombustibles
3. Obtención y producción
4. Consecuencias sobre la población
5. Consecuencias sobre el medio Ambiente
6. ¿Son ecológicos los biocombustibles?
1.Concepto/Introducción
1. Concepto/Introducción
Según la etimología de la palabra sería un
combustible de origen biológico. Así tal cual
incluso el petróleo lo sería, pues procede de
restos fósiles de seres que vivieron hace
millones de años.
Pero se tiende a definir como biocombustible
a un combustible de origen biológico obtenido
de manera renovable a partir de restos
orgánicos.
1. Concepto/Introducción
•
•
•
En los últimos años, varios programas
nacionales e internacionales están
alentando y apoyando la mejora y
desarrollo de formas de producción y
usos de la biomasa como recurso para la
generación de calor y energía eléctrica.
De hecho, están emergiendo nuevas
tecnologías prometedoras además de las
tecnologías tradicionales (combustión).
Las principales motivaciones de los
gobiernos de los países desarrollados
son la reducción de las emisiones de los
gases producidos en la combustión de
las fuentes no renovables y la reducción
de los residuos (e.g. residuos sólidos
urbanos).
•
•
•
•
Por otra parte, en los países en vías de
desarrollo, la accesibilidad a
combustibles eficientes es, a menudo,
difícil y, por ello, se ven forzados a
utilizar otros combustibles tradicionales
(e.g. leña).
Es una energía procedente de la
biomasa y es un combustible extraído de
los residuos agrícolas como el del
girasol, productos con gran contenido en
aceite, que son utilizados como
sustitutos del gasóleo.
La generación de energía mediante el
aprovechamiento de productos naturales
o de residuos (biomasa) es una de las
industrias del futuro.
Ésta es una fuente de energía renovable
y limpia que además contribuye a la
conservación del medio ambiente
gracias al reciclado de productos de
desecho como los que origina la
industria oleícola
1.Concepto/Introducción
• No obstante, se encuentra aún en una fase escasamente avanzada,
aunque son varios los proyectos que se quieren poner en marcha
para ampliar el peso de la biomasa en el global de consumo
energético.
• El biodiesel, obtenido a partir de materias primas renovables, es un
combustible líquido no contaminante y biodegradable, que se puede
utilizar en el sector del transporte urbano, minero, agrícola y marino,
así como en calderas de calefacción, incorporándolo directamente o
mezclado con gasóleo.
• La producción de calor y/o energía eléctrica mediante métodos
directos (e.g. combustión de la biomasa residual) o mediente
métodos indirectos (e.g. combustión del biogas producido en la
digestión anaerobia de los residuos biodegradables). Otra opción es
la producción de biocombustibles líquidos, por ejemplo,
fermentación alcohólica o transesterificación. En la Unión Europea
la energía de biomasa representa el 3% del total .
2. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES
BIODIESEL
BIOETANOL
LAS ALGAS COMO BIOCOMBUSTIBLE
2. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES
•
Los biocombustibles líquidos, se
denominan también biocarburantes, son
productos que se están usando como
sustitutivos de la gasolina y del gasóleo
de vehículos y que son obtenidos a partir
de materias primas de origen agrícola.
Existen dos tipos de biocarburantes:
1. BIODIESEL
2. BIOETANOL
2.1 BIODIESEL. Concepto
•
•
El biodiésel es un biocombustible
sintético líquido que se obtiene a
partir de lípidos naturales como
aceites vegetales o grasas
animales, nuevos o usados,
mediante procesos industriales de
esterificación y transesterificación,
y que se aplica en la preparación de
sustitutos totales o parciales del
petrodiésel o gasóleo obtenido del
petróleo.
El biodiésel puede mezclarse con
gasóleo procedente del refino de
petróleo en diferentes cantidades.
Se utilizan notaciones abreviadas
según el porcentaje por volumen de
biodiésel en la mezcla: B100 en
caso de utilizar sólo biodiésel, u
otras notaciones como B5, B15, B30
o B50, donde la numeración indica
el porcentaje por volumen de
biodiésel en la mezcla.
2.1 BIODIESEL. Impacto ambiental
• El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsible
producción y comercialización masiva, especialmente en los países
en vías de desarrollo o del Tercer Mundo generan aumento de la
deforestación de bosques nativos, expansión indiscriminada de la
frontera agrícola, desplazamiento de cultivos alimentarios y
ganaderia, destrucción del ecosistema y la biodiversidad,
desplazamiento de trabajadores rurales.
• Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya
que el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo
ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo,
algunas marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiésel
al gasóleo agrícola o gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola.
2.2 BIOETANOL. Concepto
•
•
•
El etanol que proviene de los
campos de cosechas (bioetanol)
se perfila como un recurso
energético potencialmente
sostenible que puede ofrecer
ventajas medioambientales y
económicas a largo plazo en
contraposición a los combustibles
fósiles.
Se obtiene fácilmente del azúcar
o del almidón en cosechas de
maíz y caña de azúcar, por
ejemplo. Sin embargo, los
actuales métodos de producción
de bio-etanol utilizan una cantidad
significativa de energía
comparada al valor de la energía
del combustible producido.
Por esta razón, no es factible
sustituir enteramente el consumo
actual de combustibles fósiles por
bio-etanol.
2.2 BIOETANOL. Impacto
ambiental
• Contrariamente a lo que suele creerse, en la
combustión, el etanol produce más gases de efecto
invernadero que la gasolina. Para buscar una ventaja
ambiental en este combustible, habría que recurrir al
dióxido de la atmósfera absorbido durante el crecimiento
de la planta que produce el etanol (que no se volvería a
emitir si no se quemara), así como en los procesos de
transformación que sufren las materias primas antes de
ser un combustible utilizable o también demostrando
que los motores que utilicen etanol tengan un
rendimiento mayor que los de gasolina (por lo dicho,
bastaría que fuesen un 6% más eficientes).
2.2 BIOETANOL. Impacto
ambiental
• Desde un punto de vista a largo plazo no se
debe despreciar el hecho de que sea un
combustible renovable, y por lo tanto inagotable,
al contrario que el petróleo.
• Este punto de vista resulta quizá un poco
superficial, puesto que había que calcular la
cantidad de tierras que habría que labrar para
conseguir suplir las inmensas cantidades de
combustible que requiere, y requerirá, la
actividad humana.
2.2 BIOETANOL. Producción
Hoy en día se utilizan tres tipos de materias primas para la producción a gran
escala de etanol de origen biológico (bioetanol):
• Sustancias con alto contenido de sacarosa
caña de azúcar
remolacha
melazas
sorgo dulce
•
Sustancias con alto contenido de almidón
maíz
patata
yuca
•
Sustancias con alto contenido de celulosa
madera
residuos agrícolas
2.2 Bioetanol. Nuevas tecnicas de
obtencion
•
•
•
Se ha ideado una técnica para
conocer el verdadero potencial de
algunos vegetales como materia
prima para la producción de
biocombustibles, como el
bioetanol.
La técnica consiste en inyectar
sacarosa en la planta para conocer
cómo mueve y almacena el azúcar
en su interior.
El bioetanol se produce por la
fermentación del azúcar de algunos
vegetales, por lo que conocer
perfectamente el modo en que la
almacena podría contribuir a
maximizar y abaratar su fabricación
a medio plazo.
2.3. LAS ALGAS COMO
BIOCOMBUSTIBLE
•
•
Las algas se componen de
organismos acuáticos que
capturan luz solar y el dióxido de
carbono para hacer la fotosíntesis
y así producir su energía, y
además producir aceites
vegetales que se pueden
transformar en biodiesel.
El rendimiento en producción de
biodiesel con algas es unas 300
veces superior al que se alcanza
con soja y unas 25 veces al que
se consigue con palma. A ello hay
que añadir el tiempo record de
crecimiento de las algas que es
solo de unos pocos días lo que
contrasta con los tiempos de
crecimiento mucho más largos de
las plantas oleoginosas.
Ventajas
•
Recientemente se viene estudiando
el cultivo de algas microscópicas
como una opción de gran potencial
para producción de combustibles
líquidos para el transporte ya que
reducen las emisiones de gases de
efecto invernadero y presentan una
productividad muy elevada. Cuando
se comparan las productividades
(m3 de aceite producidos por km2
de superficie) las algas alcanzan
rendimientos (m3 aceite producido
por km2 cultivado) de 10.000-20.000
m3/km2, que resultan mucho más
elevado que el alcanzado por la
colza (120 m3/km2), la soja (40
m3/km2), la mostaza (130 m3/km2) y
la palma (600 m3/km2).
•
Al contrario que la soja u otros
cultivos usados para la producción
de biocombustibles, las algas no
necesitan extensos terrenos de
cultivo ya que pueden crecer en
casi cualquier espacio cerrado, y lo
hacen de forma muy rápida, de este
modo que podrían desarrollarse en
tanque en cualquier localización. Se
trata de una fuente de producción
de energía en continuo, inagotable
y no contaminante porque no
moviliza carbono fósil, sino que
utiliza el exceso de carbono (CO2).
Ventajas
• Contribuye de esta forma a
paliar el efecto invernadero y a
restablecer el equilibrio
térmico del planeta.
• Ciertamente, no existen otros
captadores de radiación solar
más eficaces que estos
organismos fotosintéticos.
• Además crecen rápidamente y
se desarrollan en unos pocos
días, algo que no sucede con
el girasol, soja, mostaza y
palma. Su cultivo
automatizado en grandes bioreactores resulta sencillo.
Ventajas
• Los países del sur de Europa que disfrutan de climas templados,
con un número de horas de sol más elevado que los países
nórdicos, resultan particularmente atractivos para desarrollar esta
producción de bio-combustible.
• Además, los avances de la biotecnología hacen posible la creación
de algas con una productividad por km2 aún superior al actual, a lo
que se puede añadir un aumento en la producción de los cultivos
concentrados y eliminar posibles pérdidas causadas por
enfermedades y plagas de los cultivos.
• Por otra parte, otra solución tecnológica permite disponer de
compuestos energéticos y disminuir los excedentes de CO2
atmosféricos. Por todo ello, el biocombustible obtenido a partir de
algas se convierte en una energía renovable, atractiva y competitiva
3. Obtencion y produccion
• Los biocombustibles son productos
obtenidos a partir del girasol, caña de
azúcar ,remolacha. El proceso de
obtención de biodiesel a partir de aceites
vegetales, grasas animales y aceites de
fritura usados… para su uso como
combustible Diesel, se ha llevado a cabo
en Laboratorios de Desarrollo de
Procesos Químicos y Bioquímicos
3. Obtencion y produccion
• El proceso comprende la transesterificación del aceite o grasa con
alcoholes ligeros, utilizándose un catalizador adecuado, para
generar ésteres de ácidos grasos (biodiesel). El alcohol que
generalmente se utiliza es metanol, aunque se pueden utilizar otros
alcoholes ligeros, como etanol, propanol o butanol.
• Como coproducto se obtiene glicerina, que se puede utilizar en
otros procesos de interés industrial, suponiendo un factor positivo
desde el punto de vista económico. Para la producción de 1.005
kilos de biodiesel, son necesarios 110 kilos de metanol, 15 de
catalizador y mil de aceite, además de 4,29 metros cúbicos de
agua. Este procedimiento permite además la obtención de cien kilos
de glicerina como subproducto.
• Estos datos indican que el balance energético de este
procedimiento es positivo.
3. Obtención y producción
Obtencion y produccion
• En 2006 la producción mundial total de etanol en todos
sus grados fue de 51,06 mil millones de litros (13,49 mil
millones de galones internacionales). Los dos
principales productores mundiales son Estados Unidos y
Brasil, que juntos producen el 70% del total de etanol,
seguidos por China, India y Francia. Incentivos del
mercado han provocado el desarrollo de crecientes
industrias en países como Tailandia, Filipinas,
Guatemala, Colombia y República Dominicana.
• En Europa, tanto Alemania como España han
incrementado considerablemente su producción de
etanol. El siguiente cuadro muestra la producción de
etanol entre 2004 y 2006 para los quince mayores
productores mundiales.
4.Consecuencias sobre el medio
ambiente
• El uso de
biocombustibles tiene
impactos ambientales
negativos y positivos. Los
impactos negativos
hacen que, a pesar de
ser una energía
renovable, no sea
considerado por muchos
expertos como una
energía no contaminante
y, en consecuencia,
tampoco una energía
verde.
• Algunas fuentes afirman
que el balance neto de
emisiones de dióxido de
carbono por el uso de
biocombustibles es nulo
debido a que la planta,
mediante fotosíntesis,
captura durante su
crecimiento el CO2 que
será emitido en la
combustión del
biocombustible.
4.Consecuencias
• Impactos provocados por
utilización de fertilizantes y
agua necesarios para los
cultivos; el transporte de la
biomasa; el procesado del
combustible y la distribución
del biocombustible hasta el
consumidor. Varios tipos de
fertilizantes tienden a degradar
los suelos al acidificarlos. El
consumo de agua para el
cultivo supone disminuir los
volúmenes de las reservas y
los caudales de los cauces de
agua dulce.
4.Consecuencias
• El uso de biocombustibles de origen
vegetal produce menos emisiones nocivas
de azufre por unidad de energía que el
uso de productos derivados del petróleo.
Debido al uso de fertilizantes
nitrogenados, en determinadas
condiciones el uso de biocombustibles de
origen vegetal puede producir más
emisiones de óxidos de nitrógeno que el
uso de productos derivados del petróleo
5.Consecuencias sobre la
población
• Aumento del precio de la
comida.Un caso de este efecto
se ha dado en Argentina, con
la producción de carne de
vaca. Las plantaciones para
biocombustible dan beneficios
cada seis meses, y los pastos
en los que se crían las vacas
lo dan a varios años, con lo
que se comenzaron a usar
estos pastos para crear
biocombustibles. La
conclusión fue un aumento de
precio en la carne de vaca,
duplicando o incluso llegando
a triplicar su valor en
Argentina.
5.Consecuencias
• Otro de estos casos se
ha dado en México, con
la producción de maíz. La
compra de maíz para
producir biocombustibles
para Estados Unidos ha
hecho que en el primer
semestre de 2007, la
tortilla de maíz -que es la
comida básica en
México- duplique o
incluso llegue a triplicar
su precio.
• En Italia el precio de la
pasta se ha incrementado
sustancialmente dando
lugar en septiembre de
2007 a una jornada de
protesta consistente en
un boicot a la compra de
este producto típico de la
comida italiana. También
España registró en
septiembre de 2007 una
subida del precio del pan
causado por el aumento
en origen del precio de la
harina.
6.¿Son ecológicos los
Biocombustibles?
• cada vez más científicos,
ecologistas o agricultores
levantan su voz contra su
actual modelo de
desarrollo. La destrucción
de los ecosistemas, el
aumento de las
desigualdades sociales o
el alza de los precios de
los alimentos básicos son
algunas de sus críticas.
¿Por qué están siendo
atacados?
• Un estudio publicado en Science en
agosto aseguraba que el incremento de la
producción de biocombustibles podría
despedir nueve veces más dióxido de
carbono (CO2) durante las próximas tres
décadas que los combustibles fósiles. El
trabajo era además el primero en calcular
el impacto de las emisiones de CO2 de los
biocombustibles en todo su ciclo
productivo.
¿Por qué están siendo
atacados?
• En cualquier caso, no es la primera vez que se
critica a los biocombustibles, hasta el punto de
que algunos expertos prefieren llamarlos
"agrocombustibles", una denominación más
descriptiva que elimina su supuesta etiqueta
"bio" o ecológica. Por ejemplo, un estudio del
ecólogo de la Universidad de Cornell David
Pimentel publicado en 2005 aseguraba que el
balance energético del etanol a partir de maíz
es negativo, es decir, la energía necesaria para
producirlo sería superior a la que genera.
¿Culpables del encarecimiento
de los alimentos básicos?
• Los biocombustibles también
han sido criticados en las
últimas semanas en España al
responsabilizarlos del
encarecimiento de los
cereales. En este sentido, el
precio de alimentos de primera
necesidad como el pan, la
leche o los huevos han subido
en los últimos doce meses
alrededor del 5%, y tanto los
responsables
gubernamentales como el
Banco de España han
vaticinado nuevos
incrementos.
• En México, el incremento del
uso del maíz para producir
etanol ha provocado su
subida, y con ello, diversos
disturbios. En Italia, la
disminución de los cultivos de
trigo por los de maíz para
fabricar biocarburantes podría
suponer el incremento de los
precios de la pasta.
Cómo hacerlos realmente
ecológicos
Hay que tener en cuenta que:
• No son una solución al cambio climático, sino un
mecanismo para disminuir las emisiones que
podría generar más problemas de los que
solucionara. De este modo, como mucho, se
deberían entender como una energía de
transición hacia las renovables.
• En caso de usarse, deberían ser de producción
cercana, algunos de ellos como el metano de
los vertederos o el aceite usado.
Cómo hacerlos realmente
ecológicos
• Mejoras tecnológicas en el proceso de consumo, como
la mejora de la eficiencia energética en el motor de los
coches, o utilizar fuentes de energía diferentes, como el
motor con electricidad de origen renovable.
• Cambios en los hábitos de consumo, eliminando por
ejemplo los desplazamientos innecesarios en coche, o
planificando las ciudades de tal forma que se minimice
la necesidad de los vehículos motorizados.
• Desarrollo de los biocombustibles de segunda
generación (no comestibles), por ejemplo a partir de
plantas lignocelulósicas de rápido crecimiento con
gasificación, algo que ya se está planteando en Suecia.
Gracias por vuestra atención