El Metanol: Un combustible sintético con alto potencial para la nueva Región de los Ríos y el país.

Transcripción

1 El Metanol: Un combustible sintético con alto potencial para la nueva Región de los Ríos y el país. Dr. Teodoro Kausel Instituto de Economía. Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas. Centro de Estudios Ambientales (CEAM) Taller: "Demandas y Desafíos del sector Energético en la Región de los Ríos", Valdivia, 6 de Noviembre

2 Índice Contexto Por que metanol? Síntesis del proyecto Relevancia Impactos esperados 2

3 Contexto: Crisis Energética del País Es indudable, que el País atraviesa por una crisis energética En parte, esta se debe a variables que trascienden el ámbito nacional En parte, a errores propios cometidos en el pasado En parte, a una estatus quo actual que paraliza la acción o genera accionismo La variable exógena es el hecho que nos estemos acercando a límites naturales en la disponibilidad y producción de petróleo y gas natural ( Peak oil ) El errores del Pasado: La apuesta unilateral por el gas natural Situación actual, caracterizada por falta de perspectivas de largo plazo sobre problemas y como enfrentarlos 3

4 Hubbert s Peak (Máximo de Hubbard) Fuente: Olah, et al

5 Hubbert s Peak: Escenarios 5 Fuente: Olah, et al 2006

6 Consumo Nacional de Energía Primaria Chile: Energía Primaria Total ,9 millones de TPE Hidroelectr 17% Leña y otros 14% Biogas 0% Petróleo 36% Carbón 9% Gas natural 24% Casi el 70 % de la energía primaria es importada Fuente: basado en C.N.E.(2006). 6

7 Contexto (2) Utilizamos muchos tipos de energías secundarias (portadores de energía) para asegurar servicios esenciales como la operación de equipos tecnológicos modernos, o para refrigerar, calefaccionar, iluminar, cocinar o movilizarnos. Sin embargo, tres tipos de energía secundaria serían suficientes para satisfacer todas estas necesidades en forma óptima: la electricidad un combustible líquido con una densidad energética razonable un combustible sólido o gaseoso para proporcionar cantidades mayores de energía calórica Una condición importante es que estos tres portadores puedan ser producidas a partir de la mayor cantidad posible de energías primarias que encontremos en la naturaleza Es decir, deben ser fácilmente sintetizables 7

8 Contexto (3) La electricidad cumple esta condición El gas natural podría ser el combustible gaseoso con alto poder calorífico que requerimos, o la leña si optamos por un combustible sólido Lo que plantea el proyecto de investigación que deseo presentarles, es que el metanol reúne características y propiedades que lo hacen ser el candidato ideal para llegar a ser el combustible líquido de nuestra elección 8

9 Grado de calidad de un recurso energético La calidad esta dada por una serie de dimensiones como grado de calidad referido al peso (calorías/kg) grado de calidad referido al volumen (calorías/litro) grado de calidad referido al área (calorías por Hectárea) grado de calidad referido al estado (líquido, gas, sólido) Todos estos aspectos inciden en la facilidad de recolectar, transportar, almacenar o utilizad el recurso y explican, por que ciertos formas de energía han sido substituidas por otras sin que medie necesariamente un problema de agotamiento de uno de los recursos 9

10 Participación de Energías Primarias Fuente: WBGU, 2004 Pág

11 Por que Metanol? El metanol puede ser elaborado a partir de prácticamente todas las energías primarias disponibles (gas natural, carbón, petróleo, biomasa) Puede ser producido, además, utilizando basuras domiciliarias, residuos industriales como el licor negro de las plantas de celulosa, residuos agrícolas, y residuos forestales Puede ser sintetizado a partir de CO2 proveniente de fuentes de combustión fijas o directamente de la atmósfera, lo que abre una interesante posibilidad para reciclarlo, contribuyendo con ello a aminorar el Cambio Climático 11

12 Ciclo Productivo Neutral del Metanol Fuente: Olah, 2006 Pág

13 CO2 Reciclado para producir metanol 13 Fuente: Olah, 2006 Pág. 245

14 Convergencia Emisiones per cápita en 2050? 14

15 Hubbert s Peak (Máximo de Hubbard) (Análisis Global) 15

16 Superposición de Peak Oil y Post Kyoto 16

17 Por que Metanol? (2) Por su composición química sencilla genera mucho menos emisiones durante su combustión que los combustibles fósiles actualmente utilizados (bencina, diesel, parafina) Posibles impactos ambientales en caso de derrames son menores ya que se degrada a mayor velocidad Accidentes en los que esté involucrado el metanol pueden controlarse con mayor facilidad por su comparativamente baja temperatura de ignición y la posibilidad de apagar fuegos con agua. (carrera de Indianápolis) 17

18 Incendios, muertes y heridos atribuidos a combustibles Fuente: Olah, 2006 Pág

19 Por que Metanol? (3) El metanol puede ser utilizado en los actuales motores de combustión interna obligando solo a adaptaciones menores de estos. Puede ser fácilmente mezclado en proporciones variables con los combustibles actualmente utilizados. Puede ser transportado, almacenado y distribuido utilizando básicamente la infraestructura actualmente existente Hay por ello concordancia entre el metanol y las tecnologías actualmente en uso Motores de combustión de tecnología avanzada Posibilidad de utilización en pilas de combustible 19

20 Por que Metanol? (4) El metanol producido sobre la base de biomasa forestal presenta ventajas importantes frente a todos los biocombustibles que se obtienen a partir de cultivos agrícolas, sobre todo en terminos de eficiencia energética Biomasa Relación Input/output energético (kcal cosechada/ kcal invertida) Celulosa de madera 22,0 Cultivos leñosos (Switchgrass) 14,4 Caña azúcar 8,0 Poroto de Soya 2,6 Maíz 1,5-3,8 Harina de Maravilla 0,8 Fuente: Pimentel, 2005 y Vega,

21 El Proyecto de Investigación Por todos los motivos anteriores el proyecto de investigación se plante el siguiente objetivo general: Crear las bases técnicas, económicas y ambientales que permitan utilizar biomasa proveniente de bosques nativos, desechos forestales y agrícolas para la producción de metanol y su uso como alternativa a los combustibles de origen fósil utilizados actualmente, contribuyendo con ello al desarrollo económica y ambientalmente sustentable del país. 21

22 Los objetivos específicos del proyecto son Evaluar la disponibilidad de biomasa para la producción de metanol en las distintas regiones del país y proponer un sistema de manejo del recurso que permita una producción ambientalmente sustentable Analizar la factibilidad técnica de producir metanol en base a esa biomasa y adaptar tecnologías para su uso en vehículos y motores de combustión interna, así como para su almacenaje y distribución. Evaluar los efectos ambientales que tendría la producción masiva de metanol d, tanto desde la perspectiva de la conservación de los bosques como de los efectos de su producción y uso sobre el medio ambiente. 22

23 Los objetivos específicos del proyecto son Evaluar económicamente la producción de metanol en base a biomasa y su uso como combustible. Analizar el entorno legal y proponer políticas públicas para la producción y consumo de metanol, sensibilizando a las autoridades, al sector privado y a consumidores, sobre los beneficios y cualidades del metanol como portador de energía y combustible. 23

24 Características del proyecto El Proyecto es integral en el sentido que abarca todo el ciclo desde el estudio y análisis de la disponibilidad de energía primaria (bosque) para la producción de metanol. Pasa por las tecnologías de transformación de la energía primaria (biomasa) en metanol, analiza los sistemas de transporte y almacenamiento del metanol y finaliza en el análisis de las condiciones para operar los actuales y futuros motores con metanol 24

25 Perspectiva desde la región 25

26 Bosque Nativo en Chile Fuente: Catastro Bosque Nativo 26

27 Biomasa Xa Región Xa Región Superficie Bosque Nativo Ha Aprovechable Ha Rendimiento Biomasa 5-10 m3/ha/año Disponible Minimo m3/año Disponible Maximo m3/año 27

28 Biomas to Liquid and Biomas to Gas 28

29 Posibilidades de Sustitución de Derivados de Petróleo por Biomasa Xa Región TOTAL Fuente: Vergara, C. 1997, Pag. 125 y 103 Para sintetizar 1 ltr. de Petr. Diesel se requieren 5 ltr. de biomasa Requerimiento de Biomasa para Petróleo 2005: BIOMASA DISPONIBLE Xa Region Porcentaje de Biomasa disponible necesaria 19,19% 29

30 Usos para la Biomasa e Impactos Derivados de ese Uso USOS Combustibles sintéticos que reemplacen a los hidrocarburos (metanol) Gas Natural (metano) sintético para distribución urbana Generación de electricidad y calor (cogeneración) Generación de calor (leña) IMPACTOS Mitigación de contaminación atmosférica en c. urbanos Generación de ingresos en zonas rurales Generación de empleos Sustitución de importaciones 30

31 Perspectiva internacional 31

32 Precios Históricos del Metanol Fuente: Olah, 2006 Pág

33 Capacidad mundial de producción de Metanol Fuente: Olah, 2006 Pág

34 Demanda Mundial Histórica de Metanol Fuente: Olah, 2006 Pág

35 Perspectiva internacional Cual va a ser el estándar del futuro en cuanto al combustible sintético que reemplaze a los actuales combustibles fósiles? El metanol despertó mucho interés a comienzos de los 70ª pero todo indica que eso no cayo en gracia a poderes fácticos agrupados en ese tiempo en torno de la industria automotriz y del petróleo (caso de proyectos bloqueados en el MIT) Tuvo una época muy promisoria en los 80ª y 90a particularmente en EEUU y, sobre todo, California Fue afectado por problemas de contaminación de napas subterráneas de agua que le fueron atribuidas a un producto elaborado en base a metanol y utilizado como aditivo para mejorar procesos de combustión 35

36 Perspectiva internacional (2) No contó con la protección y apoyo de intereses económicos fuertes como p. ej. los agricultores en el caso del etanol Actualmente parece triunfar el etanol elaborado a partir de productos agrícolas Pero las críticas a esa alternativa son cada vez más fuertes Se presiona mucho por el hidrógeno La energía nuclear ha retornado con mucho brío Hay aun futuro para el metanol? 36

37 Perspectiva internacional Es necesario mirar a China El metanol se está desarrollando en ese país en forma asombrosa Eso si, sobre la base de carbón como energía primaria Proyectan crear capacidades de producción en los próximos 15 años que triplicarían la actual producción mundial (60 millones de tonelada) Servirá para pavimentar definitivamente el camino del metanol? 37