Los biocombustibles no siempre son energéticamente rentables

[María Jesús Marcos]

Mientras la era del hidrógeno llega, el biodiesel y el bioetanol se presentan como los combustibles ideales para la sustitución de los combustibles fósiles en un futuro próximo y resolver al menos en teoría el incremento de emisiones de CO2 a la atmósfera partiendo de que el dióxido de carbono emitido es igual al que las plantas durante su crecimiento capturaron. Si estos biocombustibles se dirigen además a la producción de hidrógeno con captura del CO2 generado, el balance de CO2 sería incluso negativo.

Sin embargo según un estudio presentado por las Universidades de Cornell y Berkeley, la obtención de estos combustibles a partir de cultivos tales como maíz, girasol, soja, caña de azúcar etc. necesita mucha más energía  de  la que se produce (hasta 3 veces en los estudios más pesimistas). Al balance energético negativo hay que añadir el impacto medioambiental  que supone el cultivo, recogida y transformación de la biomasa en biocombustibles (1 hectárea de maíz produce 1.2 m3 de etanol), los estudios económicos concluyen que la producción a gran escala es inviable económica y técnicamente y que únicamente tendría sentido la utilización de residuos orgánicos para la obtención de estos biocombustibles.

Las principales conclusiones del citado estudio son que el maíz necesita un 30% más de energía fósil de la que produce, la hierba el 45%, la madera un 57%, el girasol un 118% y la soja el 27%. En el balance energético se ha tenido en cuenta todo el proceso desde el momento de la plantación, incluyendo riego, pesticidas, recolección y transporte así como la energía requerida el proceso de fermentación/destilación del etanol. En el estudio se han tenido también en cuenta  que el etanol tiene un 70% de la densidad energética de la gasolina y la tendencia a absorber agua provoca corrosión en los sistemas de almacenamiento y transporte, las subvenciones del gobierno así como el impacto ambiental que supone, el estudio concluye que desde el punto de vista energético es más rentable la combustión de la biomasa para producir calor que su conversión a combustibles líquidos

A modo de ejemplo de una hectárea de terreno cultivado se obtienen 7110 Kg. de maíz que produce 2.5 m3 de etanol. Todo el proceso de plantar, crecer y cosechar el maíz necesita 1.1 m3 de combustible fósil generalmente y cuesta 649$ por hectárea. El coste del cultivo de la biomasa supone ya 0.27$/litro.

Una vez que la biomasa entra en el proceso de producción hacen falta tres destilaciones iniciales para separar el 8% del etanol del 92% del agua y un proceso adicional para pasar a un etanol del 99.8% que pueda ser mezclado con la gasolina. La energía que se necesita es de 10 kWh. para un litro de etanol que tiene 5.96 k.o., por lo tanto hace falta un 40% más de energía de la que se produce. El coste total del litro de etanol producido es de 0.47$ frente a 0.26$ que cuesta el que proviene del fósil, el impacto medioambiental se estima en 0.062$/litro.  A esto hay que añadir que la producción extensiva de maíz agota el terreno 12 veces más deprisa que la hierba y necesita un 25% más agua que la recarga natural de los acuíferos.

El estudio concluye que los biocombustibles serían por lo tanto una solución sólo en ciertas áreas urbanas con problemas muy grandes de contaminación: Si todos los automóviles de EEUU utilizasen bioetanol como combustible el 97% del área cultivable de EEUU debería dedicarse al cultivo de maíz, principal materia prima de bioetanol en ese país.

El futuro de los biocombustibles pasa por un gran esfuerzo en I+D+i dirigido a su obtención a partir de residuos agrícolas o urbanos y  materiales celulósicos cuyo proceso de transformación a etanol es mucho más favorable que los cultivos agrícolas actualmente utilizados, para su proceso de conversión son necesarias dos etapas: la primera es descomponer el material en sus componentes principales (celulosa y hemicelulosa) mediante tratamiento con calor, ácidos, amoniaco y vapor. En una segunda etapa la celulosa se transforma en azucares como por ejemplo la glucosa y mediante un proceso de fermentación se transforma en alcohol generalmente por la acción de microorganismos. Esta tecnología se estima que estará disponible a nivel industrial dentro de 10 o 15 años.

Las líneas de investigación en bicombustibles en la actualidad están centradas en la obtención de cultivos que crezcan en alta densidad y próximos a las plantas de procesado, obtención de microorganismos que generen de forma eficiente los dos compuestos que se obtienen de la biomasa que son las hexosas y pentosas y la obtención de microorganismos únicos que realicen las dos funciones simultáneamente con lo que sería necesario un único reactor y  la utilización de otras energías renovables (solar térmica, eólica, etc.) que aporten la energía necesaria en el proceso de producción.

A modo de ejemplo de que los residuos sólidos orgánicos pueden convertirse en combustible tres ejemplos:

   Científicos de la Universidad de UTA han trabajado en un proceso que ellos denominan de “segunda generación” que se basa el la obtención de aceite de una alga que puede vivir en agua estancada y muy contaminada obteniendo una producción de 74 m3 de biodiesel por hectárea y que estiman que en el 2009 será competitivo en el mercado, el biodiesel obtenido no contiene sulfatos ni sulfuros, crece muy deprisa y se obtiene hasta 30 veces más biodiesel que con la misma cantidad de materia utilizada convencionalmente.

   En España, en la Comunidad Valenciana se tiene previsto poner en funcionamiento una planta que obtendrá bioetanol a partir de la cáscara de naranja. En esta comunidad las cinco plantas de zumo existentes generan en la actualidad 240 mil toneladas de residuos de naranja y próximamente con la apertura de nuevas fábricas llegarán a 500 mil toneladas que se pueden convertir en 37.5 Millones de litros de bioetanol  (17% de la producción española).

 

    Científicos de la Universidad de Brocklyn han creado un bioplástico a partir de aceites vegetales que una vez utilizado en láminas, bolsas o de cualquier otra forma puede ser quebrado químicamente para convertirlo en combustible

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Comentarios

Una pregunta, me pueden indicar en donde me puedo descargar el estudio.

Saludos cordiales,

Katherine

Soy estudiante de Ingenieria, y estoy haciendo el proyecto sobre la produccion de Bioetanol, donde me puedo descargar estudios.

Gracias,

Raquel

Hay numerosos estudios sobre este tema y además con resultados muy contradictorios, mientras unos estiman un balance energético muy negativo en otros es todo lo contrario, dependiendo de que aspectos consideren o no en el análisis de ciclo de vida.

El estudio al que se hace referencia en esta noticia tiene la siguiente referencia:

- Pimentel D., Patzek T. "Ethanol Production using Corn, Switchgrass and wood; Biodisel, Production using soybean and sunflower". Natural resources Research, 14, pp 65-76, y se puede descargar de:

http://petroleum.berkeley.edu/papers/Biofuels/NRRethanol.2005.pdf

y dicho informe es precisamente muy criticado por el Departamento de Energía (DOE) en especial el U.S Departament of Agriculture (USDA). Un análisis de ciclo de vida de este departamento se puede encontrar en:

http://devafdc.nrel.gov/pdfs/3812.pdf.

A nivel español recientemente se han editado dos análisis de ciclo de vida (etanol y biodiesel) , realizados por el CIEMAT y publicados por el Ministerio de medioambiente

Las tierras del Valle del Cauca estan ahora usandose para sembrar caña energetica.

Conozco los procesos quimico-fisicos y bioquimicos del cultivo, obtencion del guarapo, fermentacion (bacterias, etc) y obtencion del etanol para este mezclarse con la gasolina y obtener gasohol (tipo Brasil).

Me gustaria leer experiencias sobre: efecto de los costos de la panela y la azucar refinada, efectos al carburador de los autos,eficiencia del motor (no es lo mismo viajar de Cali a Tulua, que ir a Barragan), cotaminacion de los ecosistemas (uso de plaguicidas, fertilizantes, quemas y el efecto del material particulado).

Carlos

Colombia es el primer productor de carbon en sudamerica. Este recurso fosil es el mayor productor de gas de invernadero y Colombia firmo el protocolo y se reafirmo en la ultima declaracion del ICCP.

Es factible usar el metodo de gasificacion de carbon (coal gasification) y se esta haciendo en Sud Africa, alemana, China y USA.

Seria economico producir gasolina sintetica. Alguien que viva en Colombicha(mi patria y con orgullo) y que sepa, me conteste. imp

muy interesante el articulo, puedo tener acceso al estudio mencionado.gracias

El artículo que lleva por título "Ethanol Production Using Corn, Switchgrass, and Wood;Biodiesel Production Using Soybean and Sunflower" se ha publicado en la revista Natural Resources vol 14-1, pag 65-76.

En la dirección siguiente encontrareis una copia en pdf

http://petroleum.berkeley.edu/papers/Biofuels/NRRethanol.2005.pdf

Es curioso pero su articulo no ofrece ningun dato exacto y se abstiene de mencionar el alcohol de cana de azucar( la fuente fundamental que se promueve en America Latina)como rentable al producir mas energia que la que consume su produccion

Ademas como no creen conveniente crear nuevos empleos en nuestros paises latinoamericanos asi como nuevos productos de exportacion que financien nuestro desarrollo general

Me resulta dificil de creer que halla alguien que vea algo siniestro en este desarrollo!

Estimado Daniel:

En primer lugar los datos que aparecen en la noticia son datos obtenidos en un estudio y por un grupo serio, no puedes decir gratuitamente que no son exactos, puedes no estar de acuerdo o tener otros de otras fuentes que sean diferentes y podrías compararlos o contrastarlos, pero no decir que no son ciertos.

El artículo lo que intenta decir es que los biocombustibles dependiendo de donde y de qué se obtengan serán o no rentables energéticamente o económicamente, la caña de azucar es con diferencia la que mayor producción de metanol tiene pero el estudio al que se refiere el artículo se centra en Estados Unidos y en otros productos, en EEUU por el clima la caña de azucar no es un producto que se pueda cultivar y la producción es muy inferior a por ejemplo Brasil (aproximadamente la mitad por hectarea), a esto hay que añadir que el coste de los salarios en Brasil y EEUU no son comparables en absoluto, el cultivo de la caña de azucar es en gran medida manual y se crea empleo.

Por lo tanto no son comparables, pero la producción de caña de azucar de forma masiva también tiene sus críticos por la deforestación que su cultivo supone.

Hola muy interesante el articulo, yo estoy en un estudio de factibilidad en el uso de biomasa para la produccion de biocombustibles en Chile y queria consultarte si sabes de estudios que sean accequibles por internet donde se evalue el uso del maiz, raps u otros, tanto tecnica como economicamente, para la produccion de bioenergia ya sea como biodiesel o etanol??? necesito estudios donde se hayan analizado cada material (maiz, raps u otros) desde todos los puntos de vistas para incluirlos en mi estudio como experiencia y ademas de poder compararlos como el alamo y analizar sus distintas aristas. Si existen estudios y se que los hay, tu me podrias ayudar con la busqueda de ellos???.. me serias de mucha ayuda para comparar los distintas fusntes de produccion de biocombustibles. Saludos

Hola muy interesante el articulo, yo estoy en un estudio de factibilidad en el uso de biomasa para la produccion de biocombustibles en Chile y queria consultarte si sabes de estudios que sean accequibles por internet donde se evalue el uso del maiz, raps u otros, tanto tecnica como economicamente, para la produccion de bioenergia ya sea como biodiesel o etanol??? necesito estudios donde se hayan analizado cada material (maiz, raps u otros) desde todos los puntos de vistas para incluirlos en mi estudio como experiencia y ademas de poder compararlos como el alamo y analizar sus distintas aristas. Si existen estudios y se que los hay, tu me podrias ayudar con la busqueda de ellos???.. me serias de mucha ayuda para comparar los distintas fusntes de produccion de biocombustibles. Saludos

Los estudios científicos normalmente se publican en revistas que necesitas estar suscrito para poder acceder a ellas por internet, por lo demás internet es un mundo, poniendo las palabras claves en un buscador te irás acercando a lo que realmente te interesa.

Aunque algo más arriba pusimos el enlace al artículo en el que estaba basado esta noticia lo volvemos a poner aquí y algún enlace más que a creo que puede ser interesante para lo que tu quieres, ellos te llevarán posiblemente a otros.

Sólo como sugerencia te propongo:

Articulo en el que se basa la noticia:

http://petroleum.berkeley.edu/papers/Biofuels/NRRethanol.2005.pdf

Balance energéticos

http://www.transportation.anl.gov/pdfs/AF/265.pdf

Comparación entre obtención de etanol de maíz y de compuestos celulósicos

http://www.carbohydrateeconomy.org/library/admin/uploadedfiles/How_Much_Energy_Does_it_Take_to_Make_a_Gallon_.html

En esta puedes encontrar diferentes links a estudios sobre biocombustibles, balances energéticos, etcl.

http://journeytoforever.org/ethanol_energy.html

También son interesantes Las Plataformas sobre biomasa, por ejemplo la europea de biofuels

http://www.biofuelstp.eu/home.html

Espero que te sirva de ayuda

Mª Jesús

podria obtener informacion acerca de las bacterias que se pueden propagar en los tanques de almecenamiento a causa de la mezcla con combustibles fósiles???

(requerido)

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