Evaluación del ciclo de vida de la cadena de producción de biocombustibles en Colombia

Transcripción

1 Evaluación del ciclo de vida de la cadena de producción de biocombustibles en Colombia Energía Sostenible para Colombia Bogotá, 08 de mayo 2012 Marcel Gauch, Empa Representante del consorcio CUE: 1

2 Introducción 2

3 El estudio es contratado por el gobierno de Colombia y el Banco Interamericano de Desarrollo BID es elaborado por el consorcio CUE: Centro Nacional de Producción Más Limpia CNPML, Universidad Pontificia Bolivariana UPB, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology Empa y expertos nationales y internacionales. se basa en valores investigados por el consorcio CUE: datos de visitas de campo, entrevistas, literatura, consulta de expertos, comparaciónes con inventarios existentes de ciclo de vida los datos fueron validados por expertos del consorcio y expertos de las partes interesadas (especialmente Cenicaña y Cenipalma) refleja la opinión del consorcio CUE y no necesariamente la opinión de las partes interesadas BID MME MADR MAVDT DNP Banco Interamericano de Desarrollo Ministerio de Minas y Energía Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural Ministerio del Medio Ambiente y Desarrollo Territorial Departamento Nacional de Planeación BID, Terminos de Referencia, ATN/JF CO

4 Contexto Contexto Colombia tiene 7 millones de hectáreas de tierra potencialmente disponible para la siembra de cultivos energéticos. Consecuentemente, el Gobierno de Colombia ha aprobado leyes que obligan la mezcla de biodiesel (B5) y etanol (E10). Las exportaciones de biocombustibles a Estados Unidos y a la Unión Europea, bajo un tratado de libre comercio son vistas como un reto y una oportunidad enorme. El estudio debe suministrar al Gobierno de Colombia una base de información y decisión para facilitar inversiones en projectos de biocombustibles debe suministrar herramientas que faciliten la introducción de biocombustibles Colombianos en los mercados internacionales principales (EU,US,Canada) debe preparar un toolkit para la promoción de inversiones en el sector de los biocombustibles Zonas principales de producción de biocombustibles en Colombia 4

5 Proyecto El estudio se basa en análisis del ciclo de vida ACV de biocombustibles a partir de aceite de palma y caña de azúcar y sus cadenas de producción equivalentes de combustibles fósiles incluye (A1) un análisis de la cadena actual de producción de biocombustibles y (A2) un análisis espacial de las oportunidades y riesgos de expandir las áreas de cultivo. (A3) Los impactos ambientales son puestos en un contexto socio-económico. (A4) Además, el análisis entrega herramientas para facilitar la penetración de los biocombustibles colombianos en los principales mercados mundiales, con énfasis en la Unión Europea y América del Norte. Estructuración Reporte Estudio ACV Impactos ambientales en el ciclo de vida total A1 A4 Toolkit Colombiano Integración de resultados ACV y GIS basado en internet Resumen Ejecutivo Estudio de sostenibilidad Implicaciones socio-económicos y legislativos Estudio GIS Potencial de expansion espacial con criterios de sostenibilidad A3 Diseminación Comunicación nacional y internacional A2 A5

6 Resultados principales 6

7 Resultado principal ACV GEI Calentamiento global El análisis de la producción actual existente de biocombustibles mostró buenos resultados en comparación con otros productos del mercado internacional En comparación con sus equivalentes fósiles, una reducción de 83% es posible para biodiesel de palma y una reducción de 74% es posible para bioetanol de caña. -83% -74% 100%

8 Resultado principal ACV GEI y EI99 en 2 dimensiones tanto en CO2 como en el impacto ambiental global (EI99) los impactos son más bajos que otros productos internacionales comparables sobre todo para biodiesel de palma el potencial de mejoramiento es impresionante considerando los escenarios de tecnología optimizada EI99: impacto global más bajo de los biocombustibles industriales Ref. fósil CO2: 100% CO2: -83% CO2: -74%

9 Resultado principal Potencial Expansión La expansión de la producción de manera sostenible es posible para palma y caña Aptitud de la palma de aceite excluyendo las áreas protegidas y no aptas, areas de alta prioridad para la biodiversidad, áreas con menos de 40% en ahorros de GEI y zonas de agricultura actual mio. ha moderadamente apto mio. ha altamente apto Aptitud de la caña de azúcar excluyendo las áreas protegidas y no aptas, areas de alta prioridad para la biodiversidad, áreas con menos de 40% en ahorros en gases efecto invernadero (GHG) y zonas de agricultura actual mio. ha moderadamente apto mio. ha altamente apto

10 Resultado principal Potencial Expansión Potenciál de expansión de la producción por zona para palma y caña

11 A1 Análisis del Ciclo de Vida ACV 11

12 Análisis del ciclo de vida ACV Objetivo y Alcance (1) Objetivo: Analizar el impacto ambiental promedio de la cadena de producción de biocombustibles actuales en Colombia. (La meta no es comparar vehículos ni cultivos individuales) Combustibles comparados: Bioetanol E100 y E10 a partir de caña de azúcar Biodiesel B100 y B5 a partir de aceite de palma Combustibles fósiles: gasolina 87 y diesel 50ppm Unidad funcional: 1 MJ al punto de distribución 1 vehículo-kilómetro Límites del sistema: El sistema incluye todos los procesos relacionados con el cultivo, el procesamiento, el transporte y el uso de biocombustibels y combustibles fósiles en Colombia. Está incluida la producción, mantenimiento, reutilización y disposición de la infraestructura, incluyendo construcciones y vías. Año de referencia: Para las consideraciones de cambio de uso del suelo el año 2000, para tecnología de procesos se considera el año Inventario: Recopilación de información primaria sobre el cultivo y procesamiento de biocombustibles en campo La información secundaria (background data) se extrae de la base de datos ecoinvent v2.2. Evaluación del impacto: GEI calentamiento global GWP [kg_co2-eq.] Demanda de energía CED [MJ] Acidificación ACID [kg SO2-eq] Eutrofización EUTRO [kg PO4-eq.] Oxidación fotoquímica SMOG [kg C2H4-eq.] Enfermedad respiratoria de inorgánicos PM [pt.] Ecotoxicidad ETOX [pt.] Eco-Indicador 99 impacto global EI99 [pt.] (en el anexo CapII ACV)

13 Análisis del ciclo de vida ACV Objetivo y Alcance (2) Alcance geográfico: Sitios de producción y plantas de procesamiento existentes en Colombia Método de asignación: El impacto ambiental se asigna a las diferentes subproductos (p.ej. torta de palmiste, compost, electricidad etc.) del biocombustible según su valor económico (sensibilidad: valor energético) Representatividad caña: Dato primario proveniente de la evaluación de 9 cultivos (7 consolidados) de caña, cubriendo ha o 20% del área de producción del etanol 4 destilerías o >80% de la capacidad de procesamiento Representatividad palma: Dato primario proveniente de la evaluación de 10 cultivos de palma (4norte, 3centro, 3 oriente) cubriendo 26% del área de producción para biodiesel 5 extractoras 4 refinadoras 4 transesterificadoras 80% de la capacidad de procesamiento

14 Análisis del ciclo de vida ACV Vision general de los sistemas comparados Caña Azúcar Cultivo Caña Palma Cultivo Palma <- Producción agrícola Producción Ethanol Producción Methylester <- Procesamiento Uso Local: Transporte hasta estación en Bogotá 1MJ Servicio de transporte de un Renault Logan en Bogotá Export: Transporte hasta estación en California 1MJ Servicio de transporte de un carro estandar en California <- Distribución <- Uso de biocombustibles Transporte, km_vehículo 1 v.km Servicio de transporte de un Renault Logan en Bogota 1MJ Servicio de transporte de un carro promedio en California 1MJ <- Uso de combustibles fósiles Producción Diesel fósil, Colombia Producción Gasolina fósil, Colombia Producción Diesel fósil, California Producción Gasolina fósil, California <- Producción de combustibles fósiles Referencia fósil

15 Análisis del ciclo de vida ACV Vision general de los sistemas comparados promedios y variaciones Caña Azúcar Palma Caña Azúcar Palma Cultivo Caña Cultivo Palma Caña promedio Producción Ethanol Producción Methylester 118 t/ha (min 91, max. 142 t/ha) 70/30% quema/no-quema 66/34% manual/mechanico 6 cortes, 12.7 meses Palma promedio 16.9 t/ha RFF (min: 13.0; max t/ha RFF) Uso Local: Transporte hasta estación en Bogotá 1MJ Servicio de transporte de un Renault Logan en Bogotá Transporte, km_vehículo Export: Transporte hasta estación en California 1MJ Servicio de transporte de un carro estandar en California 1 v.km Proceso optimizado con 100% uso bagasso, tratamiento vinaza, compostaje Proceso optimizado incluye purificación de glicerina y PTAR con captura y quema del biogas. 22% reducción en comparación con el promedio. Servicio de transporte de un Renault Logan en Bogota 1MJ Servicio de transporte de un carro promedio en California 1MJ Producción Diesel fósil, Colombia Producción Gasolina fósil, Colombia Producción Diesel fósil, California Producción Gasolina fósil, California Referencia fósil

16 Resultado principal ACV: Palma Producción actual: Reducción de GEI posible de 83% Incluyendo el cambio de uso de tierra indirecto (expansión de la producción) sólo la expansión a matorral ahorra GEI. Sino el impacto GEI es major comparando con diesel fósil -83%

17 Resultado principal ACV: Caña de Azucar Producción actual: Reducción de GEI posible de 74% Incluyendo el cambio de uso de tierra indirecto (expansión de la producción) sólo la expansión a matorral ahorra GEI. Sino el impacto GEI es major comparando con diesel fósil -74%

18 ACV Uso del suelo Cambio del uso del suelo: Efecto directo e indirecto La presión en la tierra puede ser directa (LUC) o indirecta (iluc). LUC: Uso de tierra antes/después. p.ej uso anterior: palma (alimento), pastoreo o agricultura iluc: Efectos de desplazamiento de la producción existente en otra zona, porque la demanda sigue para los productos reemplazados. El área productiva perdida puede ser compensada a través de a) intensificación ó b) expansión hacia áreas naturales, por ejemplo a selva húmeda tropical, bosque húmedo, matorrales Vista esquemática del cambio indirecto en el uso del suelo Ejemplo: Intensificación de la ganadería extensiva, más animales por hectárea sin necesidad de expansión en área natural

19 ACV Uso del suelo Desafío: Cambio del uso del suelo Método propuesto por el IPCC 2006: El cambio de carbono se calcula como la diferencia de carbono en la biomasa superficial del suelo (AGB above ground biomass), biomasa por debajo del suelo (BGB below ground biomass), relación tallo/raiz RS_R, materia orgánica descompuesta (MOD) y carbono orgánico del suelo (COS) antes y después de la plantación. Los cambios en las reservas de carbono son analizados sobre un período de 20 años (estándar IPCC/EU). El año de referencia es el 2000 y por lo tanto no se consideró el cambio de uso del suelo de las plantaciones establecidas antes del Milenio. Zona vegetales Biomasa encima del suelo (Toneladas de dm ha -1 ) Tallo / raíz tasa Biomasa Bosque Tropical Bosque húmedo caducifolia Bosque tropical seco Matorral tropical Total (Toneladas de C ha -1 ) Sistema montañoso tropical Carbono total de la biomasa del uso del suelo de referencia en Colombia (en toneladas de carbono por hectárea)

20 ACV Uso del suelo Ilustración de la metodología del IPCC (Zah & Gmünder ) 20

21 Resultados ACV Etanol, indicadores punto medio Impactos ambientales del etanol de caña de azúcar por vehículo.km especificados por etapa de producción.

22 Resultados ACV Biodiesel, indicadores punto medio Los impactos ambientales del biodiesel de palma por vehiculo km especificados por etapa de producción.

23 Resultados ACV Gases de efecto invernadero GEI Comparación internacional -83% palma COL colza Europa palma Malaysia caña BR trigo Europa mais US Gases efecto invernadero GEI (método IPCC a) de los biocombustibles Colombianos comparados con otras cadenas de valor de biocombustibles. Combustibles Colombianos adaptados para el vehículo estándar de Ecoinvent, otros combustibles basados en Zah et al., 2007) Reducciones de 83% (palma) y 74% (caña) son posibles en comparación con diesel o gasolina fósil -74% caña COL

24 Resultados ACV Impacto ambiental global EI99 Comparación internacional colza Europa palma Malaysia palma COL trigo Europa Impacto ambiental global (método Ecoindicador 99) de los biocombustibles Colombianos comparados con otras cadenas de valor de biocombustibles. Combustibles Colombianos adaptados para el vehículo estándar de Ecoinvent, otros combustibles basados en Zah et al., 2007) (se encuenta en el anexo del Cap.II ACV) mais US caña BR caña COL

25 Resultados ACV comparación internacional GEI y Impacto ambiental global EI99 Comparación internacional caña de BR: fuerte reducción de CO2 impacto global aprox. 3x de gasolina colza de Europa: menos 20% en CO2 impacto global aprox. 4x de gasolina caña COL: comparable en CO2 con BR impacto global casi la mitad de BR palma MY: menos 40% en CO2 impacto global 1.5x de gasolina maiz de USA: menos 10% en CO2 impacto global > 2x de gasolina palma COL: muy bajo en CO2 impacto global bajo -83% -74% Potencial de calentamiento global del impacto ambiental total de los biocombustibles relativo a la gasolina fósil (100%).

26 A2 Estudio GIS 32

27 Objectivo del estudio GIS Cual es el potencial de expansión sostenible para la producción de biocombustibles en Colombia? Sostenible = Se incluyen las oportunidades y riesgos en todos los niveles (social, económico y ambiental). El objetivo fue la creación de capas GIS que permiten la identificación de regiones aptas y críticas. El objetivo no fue la realización de un análisis de expansión detallado por cada punto del mapa. 33

28 Factores espaciales para analizar

29 Biofisico aptitud general Palma Caña 43

30 Del mapa de aptitud biofísica al mapa de productividad Ejemplo palma: Rendimientos anuales asumidas por cada clase de aptitud en ton de RFF/FFB por hectárea APTITUD PRODUCTIVIDAD (TON/HA) N2 No apto permanentemente 0 N1 No apto condicional 10 S3 Apto con restricciones severas 14 productividad bajo condiciones biofísicas locales S2 Apto con restricciones moderadas 20 S1 Apto 25 >1000m excluído

31 Del mapa de aptitud biofísica al mapa de productividad Ejemplo caña: Rendimientos anuales asumidas por cada clase de aptitud en ton de caña por hectárea APTITUD PRODUCTIVIDAD (TON/HA) N2 No apto permanentemente: 0 N1 Apto condicional: 50 S3 Apto con restricciones severas 65 productividad bajo condiciones biofísicas locales S2 Apto con restricciones moderadas 90 S1 Apto 120 >2500m excluido

33 Limitaciones legales 47

35 Mapa de emisiones GEI Metodo: Calculo de la reserva de carbono (Trabucco) Emisiones GEI: cual es el contenido de carbono antes? Suma de carbono en el suelo, en las raíces y en la masa verde por encima del suelo? cual es el contenido de carbono 20 años después de empezar con el cultivo de los biocombustibles? la diferencia es el cambio del uso del suelo cual es el rendimiento teórico de los cultivos y las emisiones CO2 de su producción bajo las circunstancias locales? como se comparan las emisiones CO2 de biocombustible con emisiones del combustible fósil? -> ahorro neto posible de GEI? -> en cuantos años se repaga la deuda de carbono? Metodo: Calculo del mapa de emisiones (Zah, Gmünder, Trabucco) 49

36 Mapa de emisiones GEI Metodo: Cambio en la reserva de carbono (IPCC, Zah, Gmünder) Metodo: Calculo del mapa de emisiones (Zah, Gmünder, Trabucco) 51

37 Emisiones netas de GEI -> emisiones netas de GEI Palma Caña 54

38 Deuda de carbono -> en cuantos años se repaga la deuda de carbono? Palma Caña (Fargione et al. 2008) 55

40 Mapas socio-económicos Construcción sobre mapas existentes (IGAC, Fedepalma, otros) Combinación con mapas propios sobre infraestructura Acceso a mercados Seguridad Acceso a infraestructura 60

42 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica 63

43 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica - areas protegidas (limitaciones legales) 64

44 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica - areas protegidas - menos de 40% ahorro de GEI 65

45 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica - areas protegidas - menos de 40% ahorro de GEI - áreas de biodiversidad prioritarias (limit. ambientales) 66

46 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica - areas protegidas - menos de 40% ahorro de GEI - áreas de biodiversidad prioritarias - áreas agrícolas 67

47 Potencial de sostenibilidad: Palma Aptitud biofisica - areas protegidas - menos de 40% ahorro de GEI - áreas de biodiversidad prioritarias - áreas agrícolas - áreas sin acceso a vías (limitaciones socio-económicas) 68

48 Resultado principal Potencial Expansión La extensión de la producción de manera sostenible es posible para palma y caña Aptitud de la palma de aceite excluyendo las áreas protegidas y no aptas, areas de alta prioridad para la biodiversidad, áreas con menos de 40% en ahorros de GEI y zonas de agricultura actual mio. ha moderadamente apto mio. ha altamente apto Aptitud de la caña de azúcar excluyendo las áreas protegidas y no aptas, areas de alta prioridad para la biodiversidad, áreas con menos de 40% en ahorros en gases efecto invernadero (GHG) y zonas de agricultura actual mio. ha moderadamente apto mio. ha altamente apto

49 Resultado principal Potencial Expansión Potenciál de expansión de la producción por zona para palma y caña

50 A4 Toolkit basado en la Web

51 Toolkit: estructura El Toolkit es un sitio web con resultados del estudio y informaciones útiles para inversionistas Toolkit: Biocombustibles sostenibles Colombianos Resultados del estudio conclusiones para inversionistas Resumen del estudio Resultados principales representados en form agráfica Resultados del análisis socio-economico GIS / Potencial de expansión dato de alta calidad en zonas de producción acutal dato global en calidad reducida SQCB dato específico Colombiano dato global estandar está para comparaciones comparación integrada con requerimientos internacionales de exención de impuestos Integracion de resultados Colombianos en SQCB La herramienta web SQCB (Sustainability Quick Check for Biofuels) está diseñada para realizar cálculos simplificados de ACV para biocombustibles. Se combinan factores clave de la producción individual de biocombustibles con datos de referencia de ecoinvent., Los datos de los inventarios de este estudio se han integrado en el SQCB. Esto permite calculos para Colombia a un grado de precisión razonable para tener primera información sobre la viabilidad de un proyecto.

52 Link Toolkit Resultados Toolkit Informaciones y Resultados

53 Link Toolkit WebGIS Toolkit WebGis: Potencial de expansión en Colombia Se pueden generar mapas de este estudio y buscar datos de la región de interés

54 Link Toolkit SQCB Toolkit SQCB: Calculos simplificados del impacto ambiental

55 Gracias