Ciclo de vida de la Biomasa (Biocombustibles o Bioelectricidad) (I) Eficiencia energética

Hace no mucho tiempo en este blog hicimos una comparativa del automóvil eléctrico y el convencional sacando como principal conclusión que con el actual sistema de producción de electricidad (basado en gran parte en combustibles fósiles y energía nuclear) el coche eléctrico no suponía una gran disminución ni de la dependencia energética de los combustibles fósiles ni una reducción importante de los gases efecto invernadero y que para que el coche eléctrico fuese realmente ventajoso tendremos que esperar a que las renovables incrementen su participación en la producción de electricidad.

 

La biomasa es la única de las renovables que puede utilizarse tanto para la producción de biocombustibles (bioetanol, biodiesel) como para la producción de electricidad (en centrales térmicas que la utilicen en sustitución del carbón o gas natural como fuente de energía). J.E Campbell y un grupo de la Universidad de California han realizado una comparativa sobre la eficiencia energética de la biomasa aplicada al transporte, utilizada bien para la obtención de bioetanol y aplicada a un coche de motor de combustión interna, bien a la producción de electricidad y utilizada en un automóvil con motor eléctrico. La conclusión es que desde el punto de vista de eficiencia energética y de impacto medioambiental es mucho más ventajoso la producción de electricidad que de biocombustibles.

 

[Mª Jesús Marcos Crespo]

La utilización de la biomasa como combustible es un tema que genera continuamente discusiones, los detractores de su utilización en el sector energético argumentan su posición en el nulo o negativo balance energético de los procesos de obtención de los biocombustibles, es decir que se consume más energía de la que se produce y especialmente que su utilización en el sector energético compite con el de la alimentación, haciendo que los precios de las materias utilizadas (maíz, soja, caña de azúcar, etc.) se encarezcan. Los defensores por el contrario niegan ese balance energético negativo y defienden la reducción en la emisión de gases de efecto invernadero y de la dependencia de los combustibles fósiles, negando incluso que la utilización de biomasa para la obtención de biocombustibles afecte al mercado alimenticio, proponiendo cultivos energéticos alternativos o la utilización de residuos (forestales, agrícolas y/o industriales) para la obtención de biocombustibles o de electricidad, en el primer caso siguiendo diferentes procesos (químicos, biológicos, etc) y en el caso de generación de electricidad la biomasa actúa como combustibles quemándose y produciendo vapor que posteriormente pasa a una turbina que genera electricidad.

 

La capacidad de producción total de biocombustibles en España en 2008 ha sido de 3.2 millones de toneladas de biodiesel y de 456.000 Toneladas de bioalcohol.

 

Un reciente artículo publicado en la revista science hace una comparación de la eficiencia energética de la utilización de la biomasa para el transporte, comparando la distancia que recorrería diferentes automóviles de combustión interna que utilicen como combustible etanol y la distancia que recorrerían automóviles eléctricos que utilizasen la electricidad generada a partir de la misma superficie de cultivos. La figura muestra la secuencia que siguen ambos procesos.

El estudio parte de dos tipos de biomasa, maíz (producto más utilizado en EEUU para la producción de bioetanol que además supone el 90% de la producción de biocombustibles en ese país) y herbáceos.

 

En el estudio se alude frecuentemente a los datos EBAMM (ERG Biofuels Análisys Meta-Models), este es un modelo desarrollado por un grupo de estudiantes y expertos de la Universidad de California en 2006 que permite estimar el impacto energético y ambiental de diferentes procesos de obtención de biocombustibles y/o electricidad, partiendo de seis análisis de ciclo de vida llevados a cabo por otros seis diferentes grupos.

 

La descripción del proceso seguido para la elaboración del modelo fue publicado en la revista science en 2006 y en la página web de EBAMM tenéis un resumen del los resultados, el artículo publicado y la hoja excel del modelo y material suplementario, con referencias a las fuentes utilizadas. La hoja excel que se puede bajar de la página web de EBAMM puede ser utilizada, y así se hace frecuentemente, para realizar ciclos de vida de procesos de fabricación de bioetanol a partir de los datos correspondientes a cualquier cultivo o localización geográfica.

 

Aunque el artículo, publicado el 22 de mayo en science magazine es sólo accesible para subscriptores si es posible acceder al material soporte utilizado en el mismo, en el podéis encontrar los resultados para los otos tres vehículos así como los datos de partida (consumo de combustible en el cultivo, producción, transporte, fabricación del vehículo, etc) se pueden obtener en el resto de los vehículos y toda la información adicional.

 

En el análisis realizado se determina la distancia que recorrerían cuatro tipos de automóviles de diferentes potencias, dos utilitarios y dos todoterrenos, además de incluir en la comparación automóviles híbridos de similares características a los anteriores y la producción de la electricidad en centrales térmicas convencionales (30% de eficiencia) o en centrales de ciclo combinado. Para determinar la distancia neta recorrida se tiene en cuenta también el ciclo de vida del combustible y la energía consumida en la fabricación de cada uno de los vehículos. La figura siguiente muestra la distancia recorrida por un automóvil de pequeña potencia (Suzuki swift de 1.3 litros) por hectárea y año de cultivo tanto para el maíz como los herbáceos y dirigidos estos a la producción de etanol o biolectricidad, así como la distancia que se recorrería si el vehículo fuese híbrido con etanol o eléctrico con electricidad procedente de ciclos IGCC.

 

Para estimar las emisiones de dióxido de carbono evitadas en la vía de generación de bicombustibles parten de las emisiones que se generan durante la producción de la gasolina (97gCO2/MJ), en la fabricación del etanol a partir de maíz (77gCO2/MJ) y en la producción de etanol a partir de los herbáceos (8g CO2/MJ), así como la energía generada (MJ) con una hectárea de cultivo de maíz o de herbáceos. Se estiman las emisiones que supondría generar esa energía con gasolina y las que supone la producción de etanol, la diferencia es el ahorro de emisiones.

En la estimación del ahorro de emisiones cuando la biomasa se utiliza para producción de electricidad parten de los km recorridos por cada vehículo y de los litros equivalentes de gasolina que supone en función del modelo seleccionado y el tipo de conducción (ciudad y carretera), a modo de ejemplo la tabla siguiente contiene la estimación de la reducción de emisiones del coche pequeño (consumo del eléctrico 20/25 kWh/1ppp km y consumo de gasolina del coche con motor de combustión equivalente de 7/6 l/q00km en ciudad y carretera respectivamente:

El estudio concluye que la utilización de biocombustibles en motores de combustión interna sustituyendo a la gasolina supondría una cierta reducción de emisiones de gases efecto invernadero, pero que si la biomasa se utilizase para producir electricidad que alimentase un coche eléctrico para una misma superficie cultivada la distancia recorrida y las emisiones evitadas serían muy superiores, es decir el proceso de producción de bioelectricidad es mucho más eficiente tanto energéticamente hablando como en su contribución a la reducción del impacto del transporte en el efecto invernadero.

Etiquetas:

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

Comentarios

Mientras que la eficiencia, en la transformación de la energia primaria en electricidad, no pase de un 30%, creo que la prioridad investigadora debe de ser la busqueda de tecnologias de transformación que nos permitan aprovechar la energia primaria en un porcentaje superior a ese 30% que se aprovecha actualmente. Creo que esto sería relativamente fácil, bastaría con aplicar tecnologias como la ofertada en internet con el nombre de Motor Rotativo "Turbina 2000". http://redtt.apte.org/rib/view_od?od_id=9960

Apreciada María Jesús:

Una vez más, enhorabuena, pero:

¿Y qué pasa con las baterías que necesita el coche eléctrico? ¿De qué material? ¿Y los campos magnéticos creados por los coches eléctricos? ¿Y el reciclaje de las baterías? Y… los problemas de las baterías de los coches eléctricos. Parece que "J.E Campbell y un grupo de la Universidad de California" se olvidan de ello.

No discuto la validez de las conclusiones pero no acabo de verlo. ¿POr qué no preguntas, por favor, a Dña. Mercedes Ballesteros y a su equipo? para saber su opinión. Intentaré hacerlo yo también.

Y también a D. José Luis García Fierro.

No digo que las conclusiones no sean válidas, sólo digo, no lo sé o no lo entiendo pero echo en falta ese detalle, que no sé si es pequeño o grande.

No se habla de ese tema con lo que me temo que no me convence lo anterior.

Una vez más, muchas gracias, eres genial:

Francisco Marcos

no explican lo que es una tranformacion de la biomasa a electricidad xdxd

(requerido)

(requerido)


*