Conferencia sobre bioenergía Academia Nacional de Ingeniería Ing.Agr. M.Sc. Jorge A Hilbert

Transcripción

1 Históricamente la bioenergía ha cumplido un rol protagónico en el suministro energético de la humanidad especialmente a través de la leña y el carbón vegetal. Durante la era del petróleo redujo su participación aunque se mantiene en niveles considerables en determinados países y regiones. Actualmente la bioenergía representa un 10 % de la matriz energética mundial con amplia participación de la leña. La disponibilidad de más bioenergía contribuiría al suministro de servicios de energía más limpia para satisfacer las necesidades básicas. La bioenergía esta llamada a cumplir un rol junto a otras fuentes no convencionales en el cambio, de una economía basada en los combustibles fósiles a otra basada en un abanico de fuentes. La agricultura y la silvicultura serán las principales fuentes de biomasa para elaborar bioenergía en diferentes vectores, como la leña, el carbón, briquetas, biogás, bioetanol, biodiesel y bioelectricidad, entre otros. La generación de biomasa está condicionada al suministro de los elementos esenciales que hacen al proceso fotosintético como ser la provisión de radiación solar, agua, dióxido de carbono, nutrientes y temperatura citando los principales. Estos factores son requerimientos fundamentales para el logro de volúmenes significativos explotables comercialmente. En la última década los biocombustibles líquidos han adquirido importancia creciente a nivel global con una particular participación en el sector del transporte. La estimación actual de la contribución a nivel mundial es del 2 % del consumo (10 % biodiesel y 90 % etanol). En este contexto, la función de la agricultura como fuente de recursos energéticos está adquiriendo un desarrollo creciente impactando sobre los mercados mundiales. La agenda mundial ve en los biocombustibles una manera de diversificar las fuentes de energía, encontrar nuevos mercados para sus productos de origen agropecuario, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes del sector transporte y reducir la dependencia estratégica de proveedores no confiables de las fuentes tradicionales entre otros... Los actuales estudios sobre de certificación de sustentabilidad permiten hoy establecer el impacto neto de los sistemas de bioenergía sobre las emisiones y asegurar que las tecnologías ahorren en la emisión de carbono y prevengan deterioros en la biodiversidad en forma comparada con los combustibles fósiles a ser reemplazados. Página 1 de 11

2 Vectores que impulsan el desarrollo de la bioenergía a nivel mundial El aprovechamiento de ecosistemas naturales, cultivos y plantaciones energéticas perennes realizadas con criterios de sustentabilidad, propenden a una mayor biodiversidad, en comparación con los cultivos anuales tradicionales. La introducción de cultivos energéticos anuales en los sistemas agrícolas permite diversificar y ampliar la rotación de cultivos, y sustituir los sistemas de monocultivos, que son menos favorables desde el punto de vista de conservación de suelo y agua. Las tierras desforestadas, degradadas y marginales se pueden restablecer con plantaciones destinadas a bioenergía, y ayudar así a combatir la desertificación y tal vez también a reducir las presiones del mercado ejercidas sobre las tierras agrícolas de mayor calidad. Es necesario tener cuenta, por lo tanto, cuando se comparan económicamente los biocombustibles con los combustibles fósiles, estas externalidades entre otras analizando a estas nuevas fuentes con criterios de sustentabilidad que comprenden criterios sociales económicos y ecológicos. Página 2 de 11

3 La bioenergía es la más versátil de las energías renovables, dado que puede servir tanto para la generación de electricidad y calefacción como para la producción de combustible Se puede quemar de forma directa como leña o carbón o bagazo para producir calor y electricidad, convertirse en combustibles líquidos como el etanol y biodiesel, para el reemplazo de las naftas y gasoil, o en combustibles gaseosos, como el biogás o gas de síntesis para mover turbinas y motores. Los cultivos energéticos pueden formar parte de cadenas de producción agrícola y biorefinerías muy especializadas y diversas, en las cuales podría obtenerse una serie de productos biológicos de alto valor comercial. Esto podría tener un papel significativo en el fortalecimiento de economías locales, encontrando mediante una planificación adecuada fórmulas innovadoras para frenar la migración, crear empleo y actividades económicas mediante el uso sustentable de los recursos naturales. Para ello la energía podría servir como factor de crecimiento junto a demás productos generados por la cadena. La generación de biomasa en términos energéticos posee una relativa baja eficiencia y produce un recurso de baja densidad energética y con una alta dispersión geográfica lo cual implica superar estos desafíos para lograr un aprovechamiento económicamente viable y competitivo ante las otras fuentes disponibles. En lo que respecta a plantas la alta participación de bioetanol radica en que provienen de plantas de Carbono 4 que poseen la más alta eficiencia de conversión de la energía solar en biomasa (caña de azúcar, sorgo y maíz). La estimación actual de la contribución a nivel mundial en los combustibles líquidos de productos de biomasa es del 2 % del consumo (10 % biodiesel y 90 % etanol). En este contexto, la función de la agricultura como fuente de recursos energéticos está adquiriendo un desarrollo creciente impactando sobre los mercados mundiales. Argentina posee las condiciones necesarias para generar parte de la biomasa que se requerirá a nivel mundial, ya sea para el mercado interno como así también el externo. La producción actual de granos, Página 3 de 11

4 aceites y proteína vegetal, ubica a nuestro país como uno de los líderes mundiales en su exportación. Con un crecimiento exponencial de su capacidad de producción de biodiesel el país ha superando el millón y medio de toneladas de capacidad de producción con exportaciones durante el año 2008 que sobrepasaron los 1300 millones de dólares. El aprovechamiento de esos recursos para su conversión en bioenergía así como otros productos como harinas proteicas, vegetales y animales genera la oportunidad de, exportar mayor valor agregado en un plazo casi inmediato. Al mejorar la oferta exportadora del país, se pueden ofrecer alternativas de mercado para propiciar un mayor nivel de actividad, con el propósito de incrementar competitividad, productividad, sostenibilidad y equidad en la producción agropecuaria. Dado que la materia prima que se usa para la producción comercial de bioenergía con la actual tecnología, proviene por el momento mayoritariamente de cultivos agrícolas, es prioritario el desarrollo de nuevas tecnologías para el aprovechamiento integral y directo de todas las fuentes de biomasa. Es pertinente además analizar los impactos en los mercados los balances energéticos así como los efectos sobre agua suelo y biodiversidad. Los sistemas de bioenergía son relativamente complejos, interdisciplinarios, intersectoriales y específicos del lugar. Por lo tanto, es un desafío resolver los problemas que se plantean para desarrollar todo su potencial y para lo cual se necesitan nuevos enfoques, interacciones, coordinación de esfuerzos y una comunicación eficiente entre los diferentes actores, así también integrar la producción de biocombustibles en las actividades agrícolas y forestales comunes, teniendo sinergia entre las instituciones, organismos y empresas dedicadas a los estudio de los sectores de la agricultura, la silvicultura, la energía, la industria y el medio ambiente. Las rutas y tecnologías de conversión son diversas desde procesos físicos como la concentración y combustión directa, biológicos como la biometanización así como la generación de biometanol hasta los químicos como la transesterificación para la producción de biodiesel a partir de aceites vegetales. Página 4 de 11

5 Los sistemas de bioenergía son más transectoriales que muchas otras formas de suministro energético. Las necesidades en materia de tierras, agua y mano de obra, así como la interrelación con las formas tradicionales de suministro de energía y de alimentos, se traducen en un muy amplio alcance de la bioenergía en el total de las existencias de capital natural y humano. Por lo tanto, entender la diversidad de los componentes del sistema, el comportamiento del mismo, sus productos y repercusiones, y su aprovechamiento para garantizar la sostenibilidad, plantea explorar un marco flexible de ejecución, que no se vea limitado por las fronteras nacionales ni por intereses sectoriales. Un tema no menor cuando se habla de energía a mediana y gran escala es el almacenamiento y transporte. Todavía no se ha logrado la madurez tecnológica que permita el transporte de los biocombustibles por medio de los grandes ductos que surcan a todos los países. Se depende por tanto de transporte fluvial o terrestre vía férrea o camiones. Esto es todo un desafío para países como Argentina con deficiencias estructurales en su sistema de transporte de mayor capacidad y alta dependencia del camión y la red vial. El almacenamiento y uso bajo variadas condiciones ambientales ha potenciado el desarrollo de una serie importante de productos y aditivos que buscan la estabilización y mantenimiento de las propiedades de los biocombustibles sin que se vea afectado el usuario final En lo que respecta al campo político normativo cambios en los marcos regulatorios de diferentes países pueden cambiar en forma drástica el mercado internacional. En este aspecto debemos mencionar las importantes determinaciones que está tomando tanto la Unión Europea como los Estados Unidos incorporando al análisis el cambio directo e indirecto del suelo en relación a las emisiones de gases efecto invernadero. Página 5 de 11

6 En las nuevas legislaciones ya no se habla de bioetanol y biodiesel ampliándose el menú en todos los países incorporando los llamados biocombustibles de segunda y tercera generación relacionándolos con las emisiones de gases de efecto invernadero tomados como línea de base (lo que actualmente se está emitiendo). De esta manera se impone una nueva consideración y vector que impulse el desarrollo de productos superado res a los que actualmente se están desarrollando. Las metas que se están fijando en la nueva legislación son reducciones sobre el nivel de emisiones producidas por la quema de los combustibles fósiles en el año 2005 del 60 % para los biocombustibles celulósicos y del 50 % para la nuevas generaciones de biodiesel. Los nuevos combustibles que impulsan las legislaciones que se están aprobando incluyen: Etanol derivado de celulosa Etanol derivado de almidones Etanol derivado de residuos de cosecha, animales y de la agroindustria. Diesel proveniente de biomasa Biogás incluyendo el proveniente de rellenos sanitarios, plantas de tratamiento de aguas y otras fuentes. Butanol y otros alcoholes provenientes de utilización directa de biomasa Otros combustibles derivados de biomasa y su conversión. Frente a la diversificación de las fuentes de energía, juntamente con una contemplación creciente de los efectos ambientales, que traccionan sobre un aprovechamiento integral de la biomasa, el INTA ha la creado un Programa Nacional de Bioenergía PNB 1, dentro del marco de las actividades de investigación y desarrollo que le son propias. En términos del PNB, la bioenergía es la energía que se obtiene a partir de biomasa, la cual es a su vez, la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. Biomasa, es por lo tanto toda planta o materia que hay sobre la superficie: residuos agrícolas, residuos forestales, restos de todas las agroindustrias y cultivos energéticos, entre otros. Para el INTA el objetivo principal en bioenergía es investigación, desarrollo, innovación y transferencia tecnológica. En este sentido es relevante desarrollar y transferir conocimiento y tecnologías que contribuyan a la producción sustentable de la agricultura, observando las competitividades del agronegocio argentino en consonancia con las políticas públicas. El desarrollo bioenergético deberá darse en el marco de la cooperación e integración de recursos públicos y privados, incorporando el amplio potencial de colaboración internacional en el MERCOSUR y el resto del mundo. 1 Documento Base -Programa Nacional de Bioenergía del INTA. Documento para Análisis y Discusión Final. Revisión Grupo Ampliado. Julio 2007 Página 6 de 11

7 El PNB contempla metas a corto, mediano y largo plazo. No obstante, la dimensión geográfica debe atender la tecnología adecuada en diferentes ecosistemas y ambientes. La interfase ambiental de las tecnologías a ser desarrolladas deben atender los requisitos de la protección al ambiente, y la seguridad laboral incluidos en los procesos de certificación internacional. Desde el punto de vista social, el Programa lleva como consideración las ampliaciones de oportunidades de empleo y renta... Estas acciones se canalizan por medio de un proyecto integrado denominado Desarrollo de herramientas para el crecimiento sostenido de la producción de Bioenergía a partir de diversas fuentes cuyo objetivo general es el de consolidar conocimientos y tecnologías que contribuyan a la producción sustentable de Bioenergía en el marco de las políticas públicas. Los objetivos s específicos que han dado lugar al desarrollo de tres proyectos en marcha son: Caracterización y cuantificación del potencial energético de los diferentes cultivos -ajustando manejo agronómico a las regiones- y de los residuos y subproductos del sector agropecuario y agroindustrial. Las evaluaciones incluyen estudios de ciclos de vida y certificación de sistemas de producción de bioenergía de diferentes fuentes, así como su localización sobre el territorio nacional. Estudio y desarrollo de cultivos no tradicionales con potencialidad bioenergética. Los mismos incluyen desarrollo de tecnología para manejo cultural, mejoramiento genético molecular, ecofisiología y calidad de aceite y biodiesel de los materiales logrados. Desarrollo de biocombustibles de segunda generación. El mismo incluye la prospección de la biodiversidad bacteriana usando herramientas de meta genómica para identificar y caracterizar genes codificantes para enzimas que degraden celulosa. Evaluación de los genes identificados en distintos sistemas de expresión de proteínas recombinantes (bacterias, levaduras como Piccia pastoris, plantas transgénicas), mejoramiento genético de Eschechia coli para mejorar la producción de etanol (y otros compuestos útiles) a partir de azúcares que pueden (o no) provenir de la celulosa y el aislamiento potencial de nuevas cepas o especie de microorganismos fermentadores como, por ejemplo, proveniente de bacterias del rumen. La actuación en la cadena de la bioenergía contempla los principales vectores energéticos como el etanol, biodiesel, biooil, biomasa forestal cultivada y nativa, biogás, residuos agropecuarios y agroindustriales entre otros, de forma integrada con los principios de los mecanismos del desarrollo limpio. Página 7 de 11

8 Resultados: Una de las temáticas abordadas ha sido el de los balances energéticos de los diferentes biocombustibles generados a partir de las principales fuentes de biomasa a gran escala cultivadas y producidas en la Argentina. En dichos estudios se ha tenido en cuanta la fase agrícola y agroindustial teniendo en cuenta la fracción utilizada como vector energético así como los co productos. En el caso del biodiesel de soja esto es muy importante ya que de la unidad grano se obtiene más de 82 % de harinas proteicas y solo un 17 % de aceite convertible en biocombustibles por medio del proceso de transesterificación. Ante la demanda y propuesta de la Secretaría de Energía de establecer una metodología de evaluación de fuentes de biomasa con la aplicación de la metodología WISDOM de la FAO con el objeto de ser utilizado como marco de referencia para la aplicación de la ley de Régimen de fomento nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica la institución puso a disposición sus equipos técnicos y físicos especializados para servir de grupo de trabajo a fin de lograr el objetivo perseguido. El INTA toma a su cargo compilar, homogeneizar, actualizar e integrar en el SIG la información facilitada por las secretarías y organismos colaboradores en el proyecto. La metodología WISDOM (Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping), desarrollada por FAO con la colaboración del Instituto de Ecología de la Universidad Nacional de México, se convierte en un instrumento de planificación estratégica, ya que es una herramienta modular, abierta y adaptable a la información heterogénea recogida por los múltiples sectores interesados en la bioenergía: silvicultura, Página 8 de 11

9 agricultura, forestoindustria y agroindustria.. Esta metodología permite la contabilización de biomasa para energía y su localización espacial. El resultado del análisis es un balance, entre la oferta y la demanda de los recursos biomásicos del territorio nacional. El resultado de este análisis permite obtener un primer esbozo de la situación de oferta y consumo de biomasa para energía en el país, para la posterior implementación de políticas que permitan incrementar la participación de la biomasa en la matriz energética del país. Mapas de oferta y demanda de bioenergía a nivel nacional Desde el año 2005 el INTA viene participando de diferentes foros tecnológicos y científicos que se han abocado al estudio de la sustentabilidad de la producción de bioenergía en el mundo. Se ha participado en los siguientes eventos Reunión STAP GEF Potencial de los biocombustibles y su Impacto Naciones Unidas India 2005 Participación de taller sustentabilidad y biodiversidad preparatoria reunión COP 9 Vilme Alemania 2008 Participación talleres Roundtable on sustainable Biofuels en San Pablo Land Use Change 2008 y Buenos Aires 2009 Participación en Global Bioenergy Partnership 2009 y EPA en Estados Unidos Acciones desarrolladas en el marco de la comisión sobre sustentabilidad coordinada por la Fundación Exportar (CARBIO, ABH, SAGPYA, IICA). Página 9 de 11

10 Se ha trabajado y afianzado alianzas con los principales centros de investigación en el tema intercambiando información y conocimientos sobre la Argentina en muchos casos desconocida. La acción de diferentes centros de investigación, organismos no gubernamentales ecologistas y partes interesadas han instalado con fuerza el tema de las amenazas que se presentan ante una expansión irrestricta de la producción de biocombustibles en el mundo. Ante la toma de conciencia de estos temas el sector político reaccionó pidiéndole a sus entes reguladores medidas que ordenen esta actividad. Dichos organismos han acudido a los institutos y grupos de investigación en la búsqueda de herramientas idóneas que le den fundamento y criterio científico a las regulaciones en preparación. La realidad actual es que las velocidades son asimétricas y aún existen muchas dudas y problemas sin resolver en el campo científico lo cual obliga a avanzar con importantes grados de incertidumbre. Esta realidad está presente en todos los ámbitos y a pesar de no interrumpirse el avance regulatorio se están tomando medidas para corregir posibles errores ante la falta de un sustento consolidado y sólido. El INTA en forma permanente va generando información que se vuelca al público mediante conferencias, exposiciones y talleres nacionales e internacionales. Estos productos pueden ser consultados en la página web específica del tema en la dirección: Reflexión final: La humanidad se ve enfrentada con un cambio de paradigma que radica en la diversificación de las fuentes de energía, juntamente con una preocupación creciente por los aspectos ambientales. A partir de la visión del aprovechamiento integral de la biomasa con fines energético el INTA propone, a través del Página 10 de 11

11 PNB, contribuir a un abordaje integral del tema a partir de una visión compartida sobre metas sostenibles de producción y exportación para el sector agropecuario agroindustrial. Este marco se ofrece como ámbito donde se puedan consensuar y articular estrategias e iniciativas coordinando actividades públicas y privadas para lograr un sostenido crecimiento de la cadena de la bioenergía. Página 11 de 11