BIOCOMBUSTIBLES García de la Torre Andrés Patricio. Hernández Zardaneta Sandra Itzel. Mejía Navarro Gerardo Rodrigo. Suárez Gutiérrez Daniela. Talabera Tlaltecatl Beatriz Xochitl. ¿Qué es un biocombustible? Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o desechos metabólicos (como estiércol). Materias primas por Generación Los biocombustibles son alcoholes, éteres, ésteres y otros compuestos químicos, producidos a partir de biomasa Generalidades •El término biomasa hace referencia a toda materia que puede obtenerse a través de fotosíntesis. •La mayoría de las especies vegetales utilizan la energía solar para crear azúcares, partiendo de sustancias simples como el agua y el dióxido de carbono. Almacenando esta energía en forma de moléculas de glucosa, almidón, aceite, etc. Recientemente ha surgido un gran interés por los biocombustibles, principalmente debido a que gobiernos pretenden disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y así lograr mayor seguridad energética. Generación de biocumbustible Antecedentes de los Biocombustibles Propiedades Los motores diesel de hoy requieren un combustible que sea limpio al quemarlo, además de permanecer estable bajo las distintas condiciones en las que opera. El biodiesel es el único combustible alternativo que puede usarse directamente en cualquier motor diesel, sin ser necesario ningún tipo de modificación. BIOCOMBUSTIBLES A NIVEL MUNDIAL Dicho fenómeno ha impulsado el desarrollo de fuentes de energías sustentables, baratas y amigables con el ambiente, como es el caso de los biocombustibles (bioetanol, biodiésel, biogás). El bioetanol junto con el biodiésel, forman los dos grandes grupos de biocombustibles líquidos en la actualidad. Las motivaciones que han impulsado a las diversas naciones a desarrollar la industria de la energía y en particular de los biocombustibles pueden sintetizarse en tres grupos: desarrollo agrícola, reducción de emisiones de gases con efecto invernadero (en el marco de los compromisos del Protocolo de Kyoto) y seguridad energética. La producción de biocombustibles exponencialmente en los últimos años. a nivel mundial ha crecido El continente americano concentra más del 95% de la producción mundial de bioetanol, mientras que la producción de biodiésel procede principalmente de la Unión Europea. Sin embargo, según los datos que maneja el GBC (Global Biofuels Center), Estados Unidos lideró en 2010 el ranking de la capacidad de producción por países, tanto en bioetanol como en biodiésel. En este segundo caso, con una capacidad similar a la de Alemania y España. Todo esta muy bien pero…¿y México? México posee vastos recursos naturales para la producción de bioenergéticos resultado de su gran diversidad agrícola y de sus condiciones climáticas y geográficas idóneas para este propósito. El potencial productivo es estimado por el INIFAP incluye las tierras agrícolas de temporal en la que es susceptible la siembra de insumos para bioenergéticos; sin embargo este potencial no significa que estén disponibles para bioenergéticos. • La caña de azúcar actualmente se cosecha en aproximadamente 700 mil hectáreas, sin embargo su potencial productivo (alto y medio) es de más de 4 millones de hectáreas. • La remolacha azucarera es un cultivo cuya superficie registrada en México es muy incipiente, sin embargo su potencial productivo es de más de 2 millones de hectáreas de temporal. • Sorgo dulce existe un potencial de 2 millones de hectáreas. Los principales cultivos con potencial para la producción de biodiesel son la palma de aceite, la higuerilla y la jatropha, de la siguiente manera: • A partir de palma de aceite se podrían llegar a producir 1,939 millones de litros de biodiesel, considerando que existen 242,492 ha con potencial productivo alto, derivado de un rendimiento medio de 17 ton/ha. y 8,000 L/ha. • A partir de higuerilla de temporal se podrían llegar a producir 5,543 millones de litros de biodiesel, considerando que existe 3,959,682 ha con potencial productivo alto, derivado de un rendimiento medio de 3 ton/ha y 1,400 L/ha. • A partir de jatropha de temporal se podrían llegar a producir 1,833 millones de litros de biodiesel, considerando que existe 2,619,916 ha con potencial productivo alto, derivado de un rendimiento medio de 2 ton/ha. y 700 L/ha. BIOETANOL • Es un alcohol etílico de alta pureza, anticorrosivo y oxigenante que puede ser empleado como combustible mezclándolo con naftas en diferentes proporciones. • Se obtiene a partir de biomasa de origen vegetal que contenga azucares simples o algún compuesto que pueda convertirse en estas, como el almidón o la celulosa. Para la obtención de bioetanol, mundialmente se han considerado los siguientes cultivos como fuentes de carbono: caña de azúcar, sorgo, maíz, yuca y remolacha azucarera. Producción industrial de bioetanol (Lts/ha) Producción de Bioetanol Producción Mundial Estados Unidos de América Brasil China India Demanda de bioetanol en México • El principal cultivo con posibilidades de servir como insumo para producir etanol en México es la caña de azúcar, seguido por el sorgo grano. • México cuenta con 54 ingenios en el país de los cuales sólo 40 tienen posibilidades de producir etanol. • Sólo en nueve entidades federativas existen TAR que podrían recibir etanol sin afectar significativamente su operación: Chiapas, Oaxaca, Veracruz, San Luis Potosí, Tamaulipas, Nuevo León, Sinaloa, Nayarit y Colima, con 3 puertos para la redistribución de las gasolinas base en el Pacífico: Manzanillo, Mazatlán, Topolobampo. Mezcla con gasolina • Para que no haya ninguna modificación en el motor la mezcla debe de ser 10% bioetanol y 90% gasolina. • La mezcla del 85% gasolina y 15% bioetanol se necesita modificar el convertidor catalítico, tanque de combustible, sistemas de evaporación, ignición, inyección, presión, filtro de combustible y bomba de gasolina. • Las emisiones de monóxido de carbono disminuyen. Con el uso de un 10% de bioetanol en la mezcla se puede lograr una reducción de 25-30% en las emisiones • No hay emisiones de dióxido de azufre al consumirlo puro. Biodiesel Andrés Patricio García de la Torre 37 Diésel Hidrocarburo líquido compuesto principalmente de alcanos, y utilizado como combustible en los motores diésel. 38 Biodiesel Combustible líquido obtenido a partir de lípidos para producir ésteres de cadena larga. BXX 39 Transesterificación. 1853 Primer motor de diésel. 1893 Demostración en Paris. 1900 Ford T. 1908 Primera planta de biodiesel. 1989 40 • Crecimiento mundial • Principales productores: • Estados Unidos, Brasil, Alemania, Indonesia • Principal exportador: • Argentina 2015 41 Producción mundial de biodiesel 42 ¿Y México? Energía primaria de México (2014) Aprox. 75 millones de litros por año 43 6 plantas a nivel industrial Principalmente pequeños productores 44 Solben es fundada por Javier Gómez en 2008. 45 46 47 Producción Industrial 48 49 Biogas Definición El biogás es una mezcla conformada principalmente por CH4 (50%-70%) y CO2 (25%40%), que se genera por el proceso biológico de biodigestión anaerobica, que consta de una serie de reacciones bioquímicas en la que residuos orgánicos son degradados o consumidos por un conjunto de microorganismos. ¿Qué contiene el Biogas? Obtención Se produce porque los microorganismos de los que hablábamos antes, bacterias anaeróbicas, principalmente, pueden alimentarse de la materia orgánica, y el producto de su digestión son estos gases que comentamos antes. Todo esto se hace en ausencia de oxígeno. ¿Para qué puede ser utilizado el biogas? Es utilizado principalmente para combustible de vehiculos, usado para generar electricidad y para disminuir el uso de leña para calefaccion y cocinar, ademas parte de los residuos sirven aun como fertilizantes. El Bio-Bug puede recorrer 8,5 kilómetros con 1 metro cúbico de biogás. Europa es el continente que mejor uso hace de este biocombustible. (Ecoprog/Fraunhofer UMSICHT, 2010). Situación en México La SENER considera que existe un potencial de 3,000 MW para generación de energía eléctrica con biogás proveniente de la recuperación y aprovechamiento Compartido (FIRCO) y 4 biodigestores a través de la Iniciativa Metano a Mercados. El 8% de las granjas porcícolas cuentan con biodigestores, de los cuales el 20% dispone de motogeneradores con 70% en funcionamientodel metano a partir de residuos animales, residuos sólidos urbanos (RSU) y tratamiento de aguas negras (SENER, 2010). En 2010 existían en México, 721 biodigestores, de los cuales 367 en operación y 354 en construcción (FIRCO, 2011). De éstos, 563 biodigestores son financiados bajo el esquema del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), 154 con apoyo del Fideicomiso de Riesgo. Fundamento • Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012 Eje 2. Economía competitiva y generadora de empleos • Fuentes renovables y biocombustibles. Eje 4. Sustentabilidad Ambiental. • Reducción emisiones gases efecto invernadero Programa Sectorial de Desarrollo Agropecuario y Pesquero 2007-2012. • Objetivo 1. Desarrollo humano y patrimonial. • Objetivo 3. Mejorar ingresos de productores vinculándolos con procesos de valor agregado y producción de bioenergéticos. • Objetivo 4. Revertir el deterioro de ecosistemas. Marco Normativo PROINBIOS Objetivo: Líneas estratégicas • Desarrollar un sistema de información. • Impulsar la investigación, desarrollo y trasferencia de tecnología. • Fomentar asociaciones entre el sector privado para el desarrollo de los biocombustibles. • Generar certidumbre de mercado. • Promover la producción de insumos. Referencias: • Comité de Seguridad Alimentaria Mundial (2007); “Evaluación de la Situación de la Seguridad Alimentaria Mundial”, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Mayo de 2007 • Comisión Económica para América Latina y el Caribe, Fondo de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (2007); “Oportunidades y Riesgos del Uso de la Bioenergía para la Seguridad Alimentaria en América Latina y el Caribe” • Neofronteras.com “Biocombustibles” http://neofronteras.com/especiales/?p=27 • Martínez Mario Enrique (2007); “Energía, Medio Ambiente y Alimentos”, Publicación Electrónica, Instituto Nacional de Tecnología Industrial, Argentina, Enero de 2007 • Secretaria de Energía SENER, Potenciales y Viabilidad del Uso de Bioetanol y Biodiesel para el transporte en México, México D.F., 2007. • www.cedrssa.gob.mx • http://www.bioenergeticos.gob.mx/wpcontent/uploads/2015/08/ANALISIS-Y-PROPUESTA-PARAINTRODUCIR-ETANOL-ANHIDRO-EN-LAS-GASOLINAS-DEMEXICO.pdf • http://www.ejournal.unam.mx/ecu/ecunam16/ECU001600606.p df • http://erenovable.com/biogas-el-gas-combustible-alternativo/ • http://rembio.org.mx/?page_id=643 • www.sener.com • http://www.colpos.mx/wb_pdf/Notas/9%20Presentacion%20Ev ento%20Colpos%20Chapingo%20291113.pdf • http://torresycarrera.com/files/Informes/InformeBiocombustibles-2010.pdf • http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S01 88-49992014000200008 • http://www.sefome.gob.mx/foroenergiacolima/Foro%20de%20 Energia/pdf16072010/Copia%20de%20Presentacion%20Bioene rgeticos%20para%20Colima%202010%20(2).pdf • http://www.sagarpa.gob.mx/agricultura/documents/proinbios_ 20091013.pdf • R. Mythili; P. Venkatachalam; P. Subramanian; D. Uma. Production characterization and efficiency of biodiesel: a review. Int. J. Energy Res., 2014; 38, 1233-1259. • OECD/FAO (2015), Biofuels, in OECD-FAO Agricultural Outlook 2015, OECD Publishing, Paris. • Árevalo, Barba; et. al. The production of Biodiesel from Blended Commercial Oil in Mexico: A comparative study. J. Mex. Chem. Soc., 2008, 52, 136-139. • Biernat, Krzysztof. Biofuels – Status and Perspective. Edit. InTech, 2015, 413-424. • Baier, Scott, et. al. Biofuels Impact on Crop and Food Prices: Using an interactive Spreadsheet. International Finance Discussion Papers, 2009, 967. • Demirbas, Ayhan. Biodiesel: A realistic Fuel Alternative for Diesel Engines. Edit. Springer, 2007, Turkey
