Avances y perspectivas de la producción n de biodiésel

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1 Avances y perspectivas de la producción n de biodiésel a partir de aceite de palma en Colombia Mónica Cuéllar Sánchez VI Reunión Anual de Comités Asesores de Investigación

2 Contenido Posibilidades del aceite de palma Biocombustibles Situación en Colombia Cultivo de la Palma de Aceite Combustibles Diesel Avances proyecto biocombustibles

3 Posibilidades de Transformación del Aceite de Palma Hidrólisis ACIDOS GRASOS Metil esteres α- sulfonados Transesterificación Sulfonación GLICEROL

4 Posibilidades de Transformación del Aceite de Palma Hidrogenación Sulfonación / Etoxilación METIL ESTERES ALCOHOLES GRASOS Surfactantes no iónicos Ácidos Grasos Alcoholes grasos Reacción con NH3 Aminas Grasas Suavizantes de Tela

5 Los Biocombustibles Son productos derivados de fuentes renovables (biomasa), que pueden utilizarse en motores Diesel por sus características físico-químicas.

6 Cuales son las fuentes de Biocombustibles? Aceites Vegetales Biocombustibles Esteres de aceites (metil / etil) Alcoholes producto de procesos de fermentación Micro emulsión de alcohol / agua en aceite vegetal Productos de pirolisis [Choo, Y.M et Al En: OFIC 2004]

7 Qué es el BIODIESEL? Se denomina Biodiesel a la mezcla de esteres metílicos o etílicos de ácidos grasos derivados de aceites de origen vegetal o grasa animal. Se producen a partir de la reacción de transesterificación del aceite con un alcohol ( metanol o etanol) + 3CH 3 OH 3 + BIODIESEL

8 Cómo se produce el biodiésel? ACEITE DE PALMA 1 ton + ALCOHOL Metanol o Etanol 0,150 ton Metanol US$320/ton Etanol US$700/ton Proceso de Transesterificación En presencia de CATALIZADOR (Metóxido de Na / K) BIODIESEL 1,05 ton + GLICERINA 0,100 ton Glicerina US$500/ton

9 Uso de aceites vegetales puros como Combustibles ( Estudios de aceite de soya y girasol) Desventajas Ventajas Taponamiento de filtros, líneas e inyectores Mayores depósitos de carbón en cámara de combustión (inyector, pistón y culata) Excesivo desgaste del motor El aceite lubricante se degrada por polimerización del aceite Hay espesamiento y contaminación del lubricante Disponibilidad inmediata Requiere menor monto de inversión. Se conoce ampliamente la tecnología de su producción.

10 Uso de biodiésel como Combustibles Desventajas Ventajas Requiere una tecnología adicional de fabricación, por ende mayores inversiones. No hay experiencias de producción de biodiésel de aceite de palma a nivel industrial en el mundo. Se utiliza directamente puro o en mezclas con Diesel No requiere modificaciones del motor. Por su alto número de cetano, tiene un tiempo corto de ignición y es un excelente combustible. Reduce las emisiones de CO, material particulado y SOx.

11 Producción Mundial de Biodiésel (En Toneladas) 3000 Producción de biodiesel (ton) Mundo Europa Occidental Asia Norte America Europa Oriental Fuente: Basiron, Y; Choo, Y.M., MPOB (2004)

12 Materias Primas utilizadas en la Producción de Biodiésel Girasol 13% Palma Soya Otros Colza 84% Fuente: Basiron, Y; Choo, Y.M., MPOB (2004)

13 Comparación entre las características físico químicas de los metil esteres Parámetro Unidades metil esteres de aceites ME - CPO ME - CPS ME - LPP ME - Colza ME - Girasol Contenido de Azufre %peso C CST Punto de Deslizamiento C < 0 < 0 Indice de Cetano Calor de combustión kj/kg Punto de Inflamación C

14 Y sobre el impacto ambiental que se sabe? EMISIONES CON EFECTO INVERNADERO DE DIFERENTES COMBUSTIBLES (Ciclo Vital) 300 Gramos / Km Biodiésel Diesel Gasolina Gas Natural

15 Comparación de las emisiones de B100 vs. combustibles diesel CO HC NOx MP CO2 SOx Ozono* Petrodiesel 82.0% 53.0% 106.0% 72.0% 50.0% 2.0% 100.0% 62.0% 104.0% 63.0% 25.0% 100.0% 65.5% 136.0% 113.4% 67.6% 21.5% 92.0% 100.0% 70.0% 7.0% 113.0% 70.0% 0.0% 50.0% 100.0% 89.0% 67.0% 105.0% 73.0% 21.5% 100.0% 47.0% 19.0% 103.0% 39.0% 100.0% Comparación de las emisiones de B20 vs. combustibles diesel CO HC NOx MP CO2 SOx Ozono** Petrodiesel 96.4% 90.6% 101.2% 85.6% 90.0% 81.0% 100.0% 92.0% 101.0% 93.0% 85.0% 100.0% 80.0% 70.0% 85.0% 50.0% 100.0% 93.1% 107.2% 102.7% 93.5% 84.3% 98.4% 100.0% 78.0% 70.0% 102.0% 78.0% 80.0% 90.0% 100.0% 97.8% 93.4% 101.0% 94.6% 100.0% 89.4% 83.8% 100.6% 87.8% 84.3% 100.0% 89.6% 71.9% 101.6% 88.3% 87.2% 86.1% 70.0% 100.0% Fuente: Estudio sobre la prefactibilidad técnica y económica de la producción en Colombia de los derivados del aceite crudo de palma como carburantes para motores de ciclo diesel. Arturo Infante & Ecología y Entropía- Fedepalma. 2004

16 Situación de la Agroindustria de la Palma de Aceite en Colombia

17 Evolución del área sembrada en Palma de Aceite (en miles de hectáreas) Nuevas áreas sembradas Total área sembrada

18 Producción de la agroindustria de la palma de aceite (en miles de toneladas) Miles de Toneladas Aceite de Palma Aceite de Palmiste Aceite de Palma 84% Aceite de Palmiste 7,9% Mercado Nacional

19 Mercado del Aceite de Palma Interno 65% Mercado Total Mercado Interno Aceites comestibles 90,4% Exportaciones 35% Jabones y Concentrados 9,6%

20 Visión n de la Agroindustria de la Palma de Aceite

21 Proyección de producción de aceite de palma ,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, In thousand tons

22 Situación n de los combustibles diesel en Colombia

23 Combustibles diesel producidos en Colombia ACPM Aceite Combustible para motores ACEM Aceite Combustible Ecológico para motores S 4000 ppm S 1200 ppm Norma Combustibles Diesel 2: Año ppm Año ppm

24 Proyección de la demanda de combustibles en Colombia Tcal DIESEL GNV GASOLINE JP-A y AVIGAS Fuente: Energía en Colombia , UPME, MinMinas y Ecopetrol

25 Consumo proyectado de Diesel y Gasolina (bpd) 160, , ,000 Barriles por día 100,000 80,000 60,000 40,000 20, Diesel Gasolina Importaciones Diesel + Gasolina Fuente: Energía en Colombia , UPME, MinMinas y Ecopetrol

26 Proyección de crecimiento del consumo de Diesel en Colombia * Año Barril / día Ton/día Ton /año ,000 10,016 3,655, ,000 18,601 6,789,352 *UPME: Unidad de Planeación Minero Energética Ministerio de Minas y Energía

27 En Colombia, el combustible diesel produce altos niveles de emisiones, especialmente en Bogotá Niveles de contaminación en Bogotá ppb Emisiones de NOx y de SOx SO2 NO2 Norm SO2 Norm NO2 12 Emisiones de CO UG/M Material Particulado PST PM10 Norm (60 ug/m3) 10 8 ppm CO Norm CO

28 Futuro del Biodiésel en Colombia

29 Hechos sobre el biodiésel de palma Las pruebas realizadas con biodiésel de palma, se han realizado en lugares sobre el nivel del mar (Malasia). No hay pruebas realizadas en condiciones geográficas similares a Colombia. Debido a las diferencias químicas entre el aceite de palma y los otros aceites, esto hace necesario que se evalúe el efecto del alto punto de nube en el comportamiento del motor Se requiere definir la mezcla optima a utilizar en el país y si existen nichos específicos Definir la tecnología más apropiada para la producción de biodiésel, acorde con la situación del país. (materia prima, estrategias de distribución y nivel de inversión, etc...)

30 Situación Nacional Iniciativa del Gobierno. Déficit de diesel para suplir la demanda local. Necesidad de mejorar la calidad del diesel en el país Disponibilidad de materias primas Regulacion de la Ley 939 Aprobación Ley 193 Iniciativa privada Inicio del uso de biodiésel en Colombia (2008) Necesidad de reducir el nivel de contaminación de las grandes ciudades (Bogota, Cali, Barranquilla, etc...). Suficiencia energética Incremento del consumo interno de aceite de palma Posibilidad de utilizarse en mayor proporción en sistemas de transporte masivo (Transmilenio).

31 Cantidad de aceite de palma requeridas para la producción de biodiésel Aceite de Palma Biodiésel hectarias / año (ton / year) (barriles / año) (Litros / año) B5 50, ,472 1,355, ,500,661 B10 100, ,944 2,711, ,492,521 B15 150, ,416 4,067, ,738,781 B20 200, ,888 5,423, ,985,041 Consumo de diesel - bpd 70,000 Producción de aceite de palma - tons (2004) 632,000

32 Avance del Proyecto de Biocombustibles en Colombia

33 Campos de acción del proyecto gremial sobre biocombustibles Marco Legal Marco Técnico Marco Económico Divulgación Institucional

34 Marco Legal Reglamentación Normatividad Marco Técnico Marco Económico Análisis de Tecnologías Comportamiento del motor Evaluación ambiental Logística Viabilidad económica para la producción de biodiesel Conformación del precio del aceite y del biodiesel Análisis de riesgos de producción y comercialización Institucional Divulgación

35 Marco Legal Mesa Nacional de Biocombustibles Trabajar de manera conjunta entre las instituciones publicas y privadas con experiencia y/o interés en el desarrollo del Biodiésel en el País con el fin de definir y desarrollar las estrategias técnicas, económicas, reglamentarias, logísticas y ambientales que permitan tener un Biodiésel de buena calidad, a precio competitivo, con garantía de abastecimiento y bajos impactos ambientales, a la vez que se contribuye en la dinamización del desarrollo del campo y se generan nuevos empleos Objetivo específico año a o Definir el Plan de Acción para la reglamentación de la Ley 939 a nivel nacional.

36 Marco Legal Participantes de la Mesa Nacional de Biocombustibles Otros Productores de Biodiesel a partir de grasa animal Sectores Girardotemos BIODIESEL EN COLOMBIA MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL Gremios Gobierno

37 Marco Legal Grupos de Trabajo Calidad Mezcla a utilizar Materias Primas y Subproductos Paso 1 Reglamentación Ley 939 Costos Precios y Rentabilidad Aspectos ambientales Logistica Dinámica de la Mesa: Reuniones cada 10 días Reunión mensual de la Mesa

38 Marco Legal Avances: Calidad Definió que las Normas Guías son la ASTM 5761 y la EN14214 Mezcla - Se estableció que se iniciarían las acciones con un B5 (especificaciones de los fabricantes de motores) Materias Primas y Subproductos Seleccionar y priorizar en el corto, mediano y largo plazo, las materias primas de origen vegetal, animal, mineral y sintético requieras (Actividad termina en mayo 2005) Costos de producción, precios y rentabilidad Grupo de trabajo No se ha reunido. Logística En elaboración: Propuesta del sector palmicultor sobre la distribución de biodiésel en Colombia Desarrollo tecnológico Se definió que este grupo trabaja transversalmente en los diferentes tópicos

39 Marco Legal Proyecto de Ley 193 Elaboración documento Consideraciones sobre el Biodiésel de palma en Colombia. Preparación información solicitada por la Comisión V del Senado Revisión del proyecto de Ley

40 Marco Técnico Análisis de Tecnologías y Comportamiento del motor Proyectos Evaluación de tecnologías de producción de metil esteres de palma a nivel de planta piloto e industrial. Evaluación de mezclas de aceite de palma, oleína de palma y metil esteres de palma con ACPM como biocombustible. Realización de pruebas de ruta para las mezclas seleccionadas.

41 Marco Técnico Esquema de relación entre actividades y entidades involucradas Análisis de tecnologías Producción en planta piloto (metil ester) Producción en planta piloto (etil ester) FEDEPALMA GRASCO CORPODIB Si99 CENIPALMA (Transmilenio) ECOPETROL ICP Ensambladoras de vehículos Caracterización físico quimica de mezclas Evaluación comportamiento del motor (banco chasis) Pruebas de larga duración

42 Marco Técnico Producción a nivel de planta piloto de Metil - Etil ester de palma. Puesta en marcha Planta piloto para la producción de etil ester de palma (derivado RBD) Actividades Optimización de parámetros en la Planta y producción de alquil ester de palma Pruebas en laboratorio de producción de etil ester a partir de aceite de palma crudo

43 Marco Técnico Evaluación de mezclas de aceite de palma y biodiesel con combustibles diesel Duración 8 meses Actividades Caracterización físico-química de las mezclas de biocombustibles seleccionadas Evaluación de motores en banco de ensayos (diferentes presiones) y chasis dinamométrico Aceite crudo de palma Aceite de palma blanqueado Aceite de palma y/o oleína RBD Metil esteres de palma Interquim ACPM ACEM Diesel 2 (importado) Fecha posible de inicio del proyecto: Mayo 1-05 FEDEPALMA - CENIPALMA ECOPETROL ICP

44 Marco Técnico Evaluación del comportamiento del motor en pruebas de ruta Actividades Evaluación del comportamiento del motor al utilizar mezclas con metil / ester de palma en buses del Sistema de transporte masivo Distancia recorrida: Km. / bus Mezclas a utilizar: B5 B10 y B20 Seguimiento a los sistemas de inyección de combustible y componentes de los motores. Evaluación de las emisiones producidas Duración: 1 año Diseñar y realizar una estrategia publicitaria conjunta que muestre las bondades del uso de combustibles alternos derivados de aceite de palma Fecha posible de inicio del proyecto: Segundo semestre 2005 FEDEPALMA - CENIPALMA ECOPETROL ICP GRASCO Si99

45 Marco Técnico Actividades complementarias: Misión empresarial Biodiésel Cámara Colombo Alemana Fedebiocombustibles Junio /05 Seminarios sobre tecnología y logística de producción de Biodiésel. Propuesta en elaboración en conjunto con Lurgi. Dirigida a los Gerentes y Técnicos de la Plantas de Beneficio Fecha propuesta: Mayo 05

46 Marco Económico Conformación del precio del aceite y del biodiésel Se elaboró propuesta de precios de aceite de palma y biodiésel, como punto de partida para el trabajo conjunto con el Ministerio de Minas y Energía Ministerio de Minas y Energía, presentó el Modelo que utiliza para establecer el precio de los combustibles en Colombia Reunión con el Sr. Ministro de Minas y Energía Tema de la reunión: Seguimiento al proyecto de Biocombustibles Presentación de la propuesta de precios del aceite de palma y biodiésel.

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