‘Biodiesel’

Plan de Implementación 2015

El “Plan de Implementación a 2015” publicado por BIOPLAT recientemente, viene a definir las diez cadenas de valor en el área de la bioenergía, que podrían tener un efecto positivo en la consecución de los objetivos de fomento de las energías renovables, tan a nivel nacional (PER 2011-2020), como europeo. Dichos objetivos pretenden conseguir un aumento en la diversificación de las fuentes de energía y una disminución de la elevada dependencia energética externa, así como de las emisiones de gases de efecto invernadero

En el Plan se identifican y recomiendan las acciones en I+D+i esenciales para conducir a las tecnologías biomásicas hacia una fase comercial más avanzada, para que la I+D+i se transfiera al mercado nacional de manera que la bioenergía continúe avanzando en su curva de aprendizaje y sea cada vez una energía renovable más competitiva.

Las cadenas de valor, así como otros puntos de interés del documento son los siguientes:

I. CADENA DE VALOR: Utilización de biocombustibles sólidos mediante combustión directa

II. CADENA DE VALOR: Producción y utilización de biocombustibles sólidos para gasificación

III. CADENA DE VALOR: Producción y uso del biogás

IV. CADENA DE VALOR: Conversión de azúcares y almidón en bioetanol

V. CADENA DE VALOR: Conversión de biomasa lignocelulósica por procesos bioquímicos en alcoholes

VI. CADENA DE VALOR: Gasificación de biomasa y conversión catalítica o bioquímica en biocombustibles

VII. CADENA DE VALOR: Digestión de biomasa para generación de biogás

VIII. CADENA DE VALOR: Conversión pirolítica térmica y catalítica de biomasa lignocelulósica y upgrading

IX. CADENA DE VALOR: Conversión catalítica de azúcares en combustibles y químicos

X. CADENA DE VALOR: Plataforma aceites (conversión convencional + hidrotratamiento + pirólisis + tratamiento en otras unidades de refinería solo o conjuntamente con el combustible fósil)

VECTORES BIOENERGÉTICOS INTERMEDIOS

MATERIAS PRIMAS

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Programa ON Cultivos

Gestionado por el CIEMAT, el programa ON Cultivos lleva funcionando desde 2005. Con un presupuesto de 62 millones de euros, dicho proyecto ha llevado a cabo diferentes estudios, experiencias, ensayos y difusión de resultados  relacionados con la obtención de biomasa a partir de cultivos energéticos en España, o lo que es lo mismo, en el área de la AGROENERGÍA.

On Cultivos cuenta actualmente con más de una veintena de participantes, aunque han llegado a formar parte del proyecto unas 39 entidades, siendo en su mayoría empresas del sector energético, centros de investigación y universidades, entre los cabe destacar al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Acciona, Abengoa, Endesa o la Universidad Pontificia de Comillas.

El proyecto se ha abordado desde 4 puntos:

  1. Un programa experimental de cultivos, sobre un total de 12.000 hectáreas, en las que se han llevado a cabo estudios sobre las diferentes especies y variedades de plantas herbáceas (anuales y perennes) y leñosas.
  2. Desarrollo y demostración de la biomasa procedente de cultivos en diferentes aplicaciones energéticas, como la producción de calor, electricidad o de biocarburantes.
  3. Evaluación de la sostenibilidad a través de la evaluación de ciclos de vida (ACV´s), desde el punto de vista energético, medioambiental y económico.
  4. Difusión y explotación de los resultados.

La meta final del mismo es situar la producción de energía en España partir de biomasa de cultivos específicos, desde su actual situación de muy bajo desarrollo, hasta un estado precomercial, definiendo y creando las condiciones que promueven el mercados sostenible de esta alternativa.

Será una de las últimas oportunidades, sobre todo a partir de la reformad e la PAC que entre en vigor en 2014, de desarrollo comercial serio de la agroenergética en España, sobre todo si la Administración es capaz de impulsar entre el sector la denominada Explotación Agraria Productora de Energías Renovables (EAPER)

Estos cultivos pueden ser complementarios e incluso sinérgicos, bajo un punto de vista medioambiental y económico con los cultivos agrícolas tradicionales o convencionales y por su rusticidad suponen un importante ahorro de fertilizantes y agua con relación a agricultura tradicional, disminuyendo el impacto medioambiental negativo e ésta.

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En la CE creen aún en los biocarburantes y en su sostenibilidad

Y así lo ha explicado el Comisario de la Energía en Europa, Günter Oettinger, tras anunciar en varios comunicados, que los biocarburantes serán la principal alternativa a los combustibles de origen fósil en los próximos años. Pero no de cualquier forma. Si no garantizando la sostenibilidad de los mismos a lo largo de su cadena de producción y logística mediante la asignación de certificaciones “que serán las más estrictas y rigurosas del mundo”, independientemente de su procedencia.

Biocarb vs hambre

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Introducción al Biodiesel 2G

De la mayoría es sabido que los problemas asociados a la producción de biodiesel a partir de aceites vegetales mediante transesterificación ácida o básica han sido ampliamente debatidos con muy dispares comentarios a favor y en contra. Una gran cantidad de estudios sobre ciclos de vida, capacidad de tierras potencialmente útiles, cultivos energéticos, modificación de precios en el sector alimentario…, han creado una disparidad de opiniones que no logran ponerse de acuerdo.

Lo que es indudable es que el sector del transporte debe tener una alternativa a los combustibles de origen fósil, que además sean ecológicamente sostenibles y rentables, para evitar de esta manera la dependencia del sector petrolífero. Creo que el biodiesel de primera generación ha servido como “chivo expiatorio” para tapar las inmundicias de otros sectores tales como las petroleras, industrias alimentarias y madereras. La generación de nuevos sectores, tal y como fue en su día el biodiesel, provocan modificaciones y alteraciones en otros sectores en los que se comparten las materias primas, pero ¿acaso no tienen derecho los productores a tratar de vender biodiesel?. El mercado es flexible y capaz de adaptarse a nuevas iniciativas.

Pero en fin, ya se habla de la segunda generación de biocarburantes y estos debates y problemas serán pronto olvidados. Para la obtención de diesel sintético-mineral o biodiesel de 2ª generación se pueden utilizar una gran cantidad de materias primas, tales como material lignocelulósico, residuos forestales, residuos de industrias alimentarias, RSU, la fracción orgánica de los RSU (FORSU), neumáticos fuera de uso, cultivos energéticos…, que abren nuevas opciones antes limitadas a los procesos de combustión o incineración.

Las vías tecnológicas para la obtención de biocarburantes a partir de los diferentes tipos de materia prima serían los procesos termoquímicos (catalizados o no) como el proceso Fischer-Tropsch, procesos pirolíticos, la gasificación de la materia orgánica, entre otros, que transforman el material de entrada en un conjunto de cadenas carbonatadas de propiedades similares al del diesel de origen fósil (> de C16), por lo que lo hacen apto para su uso en motores de combustión interna.

Las tecnologías aún están inmaduras y en muchos casos no pasan de planta piloto, debiendo aún ajustar los costes para lograr una rentabilidad apreciable.

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Fracasan tres de las cinco plantas previstas en el puerto de Bilbao para producir biodiesel

Nuevamente desayunamos con la noticia de un nuevo batacazo de la industria del biodiesel y es que ya nadie se extraña de estos titulares tan catastrofistas. El artículo editado hoy en el diario “El correo” explica como se ha ido deshinchando la gran expectativa creada en torno a los llamados biocarburantes de primera generación por diferentes factores, tales como la importación de biocarburantes desde terceros países y la desacreditación que han ido sufriendo sobre su teórica sostenibilidad, sobre su posible reducción de combustibles de origen fósil o su capacidad para disminuir de manera significativa la emisión de gases de efecto invernadero.

Por más que se hayan presentado estudios a favor de la sostenibilidad de los biocarburantes, como el realizado por el CIEMAT “Análisis de Ciclo de Vida de Combustibles alternativos para el Transporte” o los estudios editados por APPA “Biocarburantes y Desarrollo Sostenible: Mitos y realidades” y “Nuevos indicios sobre la escasa incidencia de los biocarburantes en la evolución de los precios de las materias primas agrícolas” . Pero siempre nos acordamos de que es un tipo de energía renovable que arrasa con bosques, que afecta a zonas de alta biodiversidad o con gran capacidad de reserva de carbono y que estimulan la subida de los precios de los alimentos provocando hambrunas desmesuradas. Nada más incierto. Como ejemplo, os dejo una noticia donde se puede ver como el sector alimentario lleva realizando estas acciones desde hace bastante tiempo y que han encontrado en los biocarburantes su chivo expiatorio.

La realidad es que los biocarburantes son la única opción viable para la disminución de la dependencia de combustibles de origen fósil de procedencia exterior, contribuyendo decisivamente a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (entre un 35 y 50% antes del 2017) y otros contaminantes, incluyendo en este cálculo tanto las emisiones que puedan derivarse directamente de los cambios del uso del suelo como las de óxido de nitrógeno procedentes del uso de fertilizantes.

La realidad es que según las últimas estimaciones realizadas por la Comisión Europea señalan que el cumplimiento del objetivo de obligatoriedad del 10% para 2020, será posible dedicando un máximo de 12 millones de hectáreas de tierras en la UE, el 10% del total, donde España es uno de los países de la CEE que mayor porcentaje posee de tierras en desuso. No olvidemos que la ambición de los biocarburantes no es cubrir el 100% de la demanda de los combustibles, sino tan sólo una pequeña cantidad.

La realidad es que estas estimaciones se verán reducidas con la llegada de los denominados biocarburantes de segunda generación, como los derivados de la explotación de microalgas, del uso de residuos agrícolas-forestales-industriales, de cultivos energéticos non food…, que reducirá el espacio de tierra necesaria para su producción además de no competir con el sector alimentario.

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El gran negocio de la “ecología”

La palabra “ecología”, a priori, no debería ir ligada a “negocio”, pero tristemente en la mayoría de los casos es así. Hay un gran número de empresas privadas y gobiernos que han visto en la explotación de los términos ecología, medio ambiente o sostenibilidad, un filón de oro donde orientar sus iniciativas empresariales y políticas. Esto no debería ser así, porque lo que no se dan cuenta, es que sin medio ambiente no habrá ningún negocio que realizar.

Toda esta introducción viene a relacionar un artículo que os paso a continuación y que ya había leído con anterioridad, pero que aprovechando este espacio divulgativo, espero poder compartir:

http://www.greenpeace.org/raw/content/espana/reports/declive-acelerado-de-las-reser.pdf

Este artículo promovido por Green Peace, viene a explicar como la codicia, el capitalismo feroz y las políticas retrogradas, pueden disfrazarse de verde y promover sus proyectos con una fachada de sostenibilidad y ecología.

A raíz de la crisis de las vacas locas, donde el comercio de grasas y aceites se vio fuertemente afectado, empresas dedicadas a los cosméticos, higiene, alimentación y en último término los biocarburantes, han encontrado en el aceite de palma un perfecto sustituto para sus productos. Hasta aquí todo correcto. El problema surge cuando las plantaciones de palma aceitera se da en lugares con una gran importancia ecológica, como es el caso de los bosques de turberas de Indonesia y Malasia, que concentran una gran cantidad de carbono inmovilizado durante cientos-miles de años y que puede pasar a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. Estos bosques están siendo brutalmente deforestados, tal y como denunció ya en 2007 Green Peace, para la implantación de cultivos de palma y el desarrollo de una industria ligada a su refino. Sólamente la destrucción de estos bosques con una extensión similar a la de Extremadura, puede emitir 14,6 gigatoneldas (GT) de CO2, el equivalente a las emisiones mundiales en un año.

Grandes grupos alimentarios, cosméticos y productores de biocarburantes (a los que trato de defender, pero que en ocasiones como estas tengo que denunciar), son los responsables, no sólo de la emisión de enormes cantidades de CO2, sino también de grandes espacios arbolados, ecosistemas vulnerables, reservas naturales y suelo orgánico. Las turberas en Indonesia están legalmente protegidas cuando exceden los tres metros de profundidad, aunque en la actualidad se pueden encontrar zonas deforestadas para su uso en cultivos de palma con 3,5 metros en incluso 8metros. Que puede mover a estos grupos o empresas privadas a realizar semejante salvajada?? La respuesta está clara.

En la actualidad es muy fácil colgarse la etiqueta de “eco” o “verde”, pero en la mayoría de los casos no es más que un nuevo método de MARKETING.

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Biopolímeros plásticos de origen renovable

La necesidad de reducir el alto grado de dependencia de los compuestos de origen fósil, hace pensar en la incorporación dentro de la cadena del petróleo de materias primas renovables, que no sólo afecten a la producción energética sino también a los productos derivados de la industria petroquímica, como los plásticos. Esta posibilidad viene dada entre otras, por la producción de polímeros biodegradables, a partir de una fuente de carbono residual como materia prima.

Para la producción de materiales plásticos comunes, se usan reservas fósiles no renovables, lo que contribuye al agotamiento de las reservas energéticas naturales que el planeta posee, contribuyendo al aumento de los gases de efecto invernadero (GEI). Estos materiales convencionales, por su propia naturaleza, son estables desde el punto de vista químico, lo que quiere decir que permanecen inalterados durante largos periodos de tiempo en el medio ambiente.

Los biopolímeros plásticos de origen renovables son unas estructuras moleculares compuestas por cadenas de monómeros, que en conjunto poseen una estructura y propiedades similares a los plásticos de origen fósil. Usando como materia prima para la fermentación bacteriana de fuentes de carbono de origen renovable, como pueden ser los azucares procedentes de cultivos energéticos o los residuos generados en diferentes industrias (biodiesel, aguas residuales, biomasa…) se pueden conseguir dichos biopolímeros, con la propiedad fundamental de que son biodegradables y totalmente inocuos en el momento de su descomposición.

En el caso de usar como materia prima, los residuos obtenidos en la industria del biodiesel (glicerina cruda), los biopolímeros con mayor proyección son el PLA (ácido poliláctico) y el PHA (polihidroxialcanatos), obtenidos mediante fermentación bacteriana y con propiedades similares a los termoplásticos.

Las propiedades y características de biodegradabilidad que dichos polímeros poseen, les hacen muy versátiles para un gran número de funciones, como por ejemplo su uso en el packaging (envases), utilidades biomédicas (suturas, temporary sccalfolds, capsulas de liberación controlada y cirugía facial) principalmente.

Acido Poliláctico (PLA):

El ácido poliláctico o PLA es un polímero del ácido láctico que puede reemplazar a los polímeros basados en recursos no renovables. Las ventajas son su biodegradabilidad y su posible procedencia a partir de materias primas renovables. La principal ruta seguida actualmente para la producción comercial de ácido láctico está basada en el uso de sustratos azucarados o amiláceos (normalmente de origen vegetal) por parte de bacterias fermentativas.

Entre los diferentes materiales plásticos biodegradables, el ácido poliláctico (PLA) es el que mayor potencial posee como sustituto del plástico convencional, porque además de sus excelentes propiedades mecánicas y físicas, puede ser procesado por la maquinaria ya existente. El PLA es también un material muy versátil ya que puede ser elaborado con varias formulaciones para alcanzar la mayoría de especificaciones de los diferentes productos.

Polihidroxialcanato (PHA)

Los polihidroxialcanoatos (PHAs), son polímeros producidos como material de reserva por diversos grupos bacterianos que resultan de gran aplicación en biotecnología y en la industria farmacéutica. Son sintetizados cuando el medio de cultivo posee una fuente de carbono en exceso y un defecto de otro tipo de nutriente, normalmente nitrógeno o fósforo. Se depositan en las bacterias como cuerpos de inclusión, ocupando incluso más del 90% del peso, que serán utilizados como fuente de carbono y energía en condiciones de escasez nutricional.

El polihidroxialcanato más conocido y usado es el ácido poli-3-hidroxibutírico (PHB). Las propiedades del polímero que forma son similares a las del propileno, por lo que se define como un termoplástico. La diferencia principal que posee con los polímeros derivados del petróleo es su biodegradabilidad por microorganismos (bacterias, hongos y algas) que transforman el PHA en sustancias inocuas tales como CO2 y agua.

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Glicerina de biodiesel. Sigue siendo un problema?

La glicerina cruda obtenida en la industria del biodiesel, posee el gran inconveniente de estar compuesta por una serie de componentes miscibles entre sí y de propiedades químicas muy diferentes (metanol, potasio, agua, ácidos grasos libres y glicerina).

Por esta razón la glicerina sigue siendo el gran problema de las plantas de biodiesel. En mi caso he trabajado en varias y realizado proyectos para su posible valorización. Os pongo unos ejemplos de lo que hicimos y en la actualidad seguimos haciendo:

1. Incineración de la glicerina en quemadores especiales para la combustión completa, evitando así la formación de acroleínas cancerígenas. Su finalidad es la producción de electricidad por ciclo de vapor. Es evidente el poder calorífico que la glicerina posee, pero la heterogeneidad de los componentes que la acompañan en su forma cruda tras la producción de biodiesel, hacen de su uso directo un parámetro limitante. Si bien se puede separar la glicerina mediante spliting (acidificación) para obtener una pureza en torno al 80%, este método conllevaría nuevos gastos asociados a los de las tecnologías de combustión. Lo ideal, como en los siguientes procesos, sería utilizar la glicerina cruda directamente, aprovechando el poder calorífico de otros componentes como el metanol, pero con un sistema eficiente de retiradas de cenizas generadas por los minerales inorgánicos originados.

2. Producción de biopolímeros plásticos por la fermentación anaerobia de la glicerina cruda en forma de PHA y PLA. De esta forma, cabe la posibilidad de usar la glicerina como fuente de carbono en bacterias lácticas o productoras de PHA, con la intención de que mediante mejora genética permitan el uso directo de glicerina cruda.

3. Producción de diesel sintético o mineral, mediante cracking catalítico por despolimerización. (sistema KDV). Este método consiste en la despolimerización mediante catalito, a bajas temperaturas y presiones, para la producción de un diesel mineral, de mejores propiedades que el diesel convencional, ya que se mejoran factores como el índice de cetano, el contenido de azufre y con la ventaja sobre el biodiesel de 1ª generación de no usar cultivos de uso alimentario.

Otros procesos como la biogasificación, gasificación, procesos Fisher-Tropsch…, se están desarrollando en la actualidad pero únicamente a nivel I+D. La purificación de la glicerina hasta grado farmacéutico no es rentable con las tecnologías actuales, por eso nadie ha intentado si quiera atreverse a realizar esta vía. La glicerina cruda sigue siendo un problema real que limita la ya muy mermada capacidad de las plantas de biodiesel, que se mantienen con vida todavía.

Esperemos que los cultivos energéticos de uso no alimentario, así como las tecnologías de segunda generación den un respiro para poder afrontar los gastos que supone la valorización de la glicerina.

 

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