BIOCOMBUSTIBLES 1. BIOETANOL 2. BIOCOMBUSTIBLES BIOCOMBUSTIBLES: aquel generado a partir de fuentes renovables SOLIDOS: residuos vegetales, fracción biodegradable de RSU LÍQUIDOS: bioalcoholes, biodiésel (BIOCARBURANTES) GASEOSOS: biogás, hidrógeno EEUU UE China Año 2004 1,3% 0,7% 0% Año 2030 7,3% 11,8% 4,5% Datos de la OCDE sobre la previsión de consumo de biocombustible para el sector transporte India 0% 8,0% Brasil 13,7% 30,2%
FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA RETO en la UE: llegar a que el 5,75% de los carburantes sean ecológicos en 2010 (Para ello será necesario destinar entre un 4 y un 13% de la tierra cultivada) MEDIDAS MARCO LEGAL Directiva 2003/96/CE y /30/ED RD 1700/2003 de 15 de diciembre PER (plan de energías renovables 2005) APOYO ECONÓMICO Exenciones fiscales a los biocarburantes Subvenciones a cultivos energéticos APOYO A LA INNOVACIÓN UE 6º y 7º Programa marco España: CENIT, PROFIT, BIOETANOL PRODUCCIÓN Cereales (maíz, trigo, cebada) Remolacha Caña de azúcar melazas Madera RSU Residuos agrícolas hidrólisis Azúcares hidrólisis fermentación Etanol hidratado destilación ETANOL
BIOETANOL TRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PRIMAS BIOETANOL Co-productos SUBPRODUCTO DDGS Se seca con aire hasta un 10% de humedad Se granula Se comercializa como alimento para ganado Concentran toda la proteína del cereal Concentran toda la fibra del grano Su calidad depende de la materia prima de partida
BIOETANOL TRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PRIMAS almidón Licuefacción enzimática Sacarificación amilasas Almidón: Enlaces 1,4-αglucosídicos Enlaces 1,6-αglucosídicos glucosa BIOETANOL TRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PRIMAS
BIOETANOL TRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PRIMAS I. PRETRATAMIENTO TERMOQUÍMICO: II. SACARIFICACIÓN Su objetivo es romper las paredes celulares y facilitar el acceso de las enzimas a los polisacáridos Hidrólisis enzimática de la celulosa y hemicelulosa Se emplean celulasas y hemicelulasas Reducción del coste de dichas enzimas al aplicar ingeniería genética para su producción. HOH 2 C OH O OH OH OH BIOETANOL FERMENTACIÓN Y DESTILADO HOH 2 C OH O OH S. Cerevisiae 2 CH 3 CH 2 OH + 2CO BIOETANOL 2 OH OH
Foto: National Geographic BIOETANOL COMO COMBUSTIBLE E5 se trata de una mezcla de 5% de etanol y 95% de gasolina normal. E10 : mezcla de 10% de bioetanol y gasolina. Es la mezcla más utilizada en EEUU. E85: es una mezcla de gasolina 15% utilizada en vehículos con motores especiales. En EEUU las marcas ofrecen vehículos adaptados a estas mezclas. E95-100: mezclas de etanol casi puro utilizado en Brasil. E-diesel: El bioetanol permite también la mezcla con diesel utilizando un aditivo que favorezca la mezcla.
BIOETANOL PLANTAS EN ESPAÑA 3 SALAMANCA 200 millones de litros de bioetanol 656Tm de DDGS/ día 1.CARTAGENA (1999) 100 millones de litros de bioetanol 130.000 Tm de DDGS 2 GALICIA (2001) 126 millones de litros de bioetanol 96.000 Tm de DDGS PRODUCCIÓN ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA CH 3 OH CAT G L I C E R I N A H 3C H 3C H 3C O O O biodiesel O O O
EN ESPAÑA Producción Construcción Proyecto EN ESPAÑA Evolución de la producción de biodiesel en España Plantas de producción de biodiesel en España Planta de biodiesel en Monzón (Combunet) Planta de biodiesel en Altorricón (Bioarag) Planta de biodiesel en Alcalá de Gurrea (Entaban)
MARCO GENERAL La UE plantea una sustitución del 20% de los combustibles fósiles Será necesario entre el 4 y 13% de la superficie cultivada Gran oportunidad para el sector agrario Europa produjo 1.9 millones de T en 2004 Mayor productor ALEMANIA (1500 estaciones de servicio) España retrasada en sus objetivos Proyectos CENIT apoyo al desarrollo de este biocombustible Datos de 2006: Europa 3.5 millones de T, España: 125.000 T España 420 estaciones de servicio QUE HACER CON LA GLICERINA? 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Imports Exports Consumption Production Producción y consumo en Europa de glicerina refinada Evolución de la procedencia de la glicerina de 2002-2006 600 500 total Aumento en la producción en un 300 35% en el año 2006 200 100 Mayoritariamente proveniente de 0 la producción de biodiesel 1 400 De biodiesel 2 3 4 5 C1
QUE HACER CON LA GLICERINA? Glicerina Situación actual El precio de la glicerina se sitúa por debajo del de otros glicoles procedentes de la industria petroquímica Aparece como producto la glicerina cruda procedente de biodiesel El valor de la glicerina cruda es 1/3 de la refinada 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 Q1 02 Q2 02 Q3 02 Q4 02 Q1 03 Q2 03 Q3 03 Veg. Gly* 983 984 993 1.025 1.134 1.190 936 643 610 768 807 636 555 479 465 441 Q4 03 Q1 04 Q2 04 Veg. Gly* MPG 716 794 765 756 1.000 910 791 776 776 820 900 990 1.150 1.180 1.030 1.160 1.200 MEG 450 515 550 560 605 740 570 611 615 622 700 1.070 810 810 700 830 800 * Average Contract price ICIS LOR Q3 04 Q4 04 Q1 05 Q2 05 Q3 05 Q1 Q4 06 05 Forec MPG MEG NUEVOS USOS PRODUCCIÓN Hoy en día el uso de aceites vegetales como combustible puede carecer de importancia pero el tiempo mostrará como estos productos pueden ser tan importantes como el petróleo (Rudolf Diesel 1912) Today, usage of vegetable oil as fuel may be unimportant. But time will tell that such products are going to be as important as Petroleum
O ACEITES VEGETALES? ACEITES PRETRATAMIENTO DE LOS ACEITES COMPARATIVA DE LAS PROPIEDADES MATERIAS PRIMAS ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA 520 500 ACEITES CONVENCIONALES 80% OTRAS del biodiesel OLEAGINOSAS europeo a partir de aceite de colza En ACEITES España USADOS se apuesta por el girasol USD/mt 480 460 440 420 400 Sep 05 Okt 05 Nov 05 Dez 05 Jan 06 Palm cif R'dam Feb 06 Evolución del precio del aceite de palma en el último año Mrz 06 Apr 06 Mai 06 Jun 06 Jul 06 Aug 06
MATERIAS PRIMAS ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA OTRAS OLEAGINOSAS ACEITES USADOS ACEITES DE ALGAS Foto: National Geographic CONDICIONES DE REACCIÓN ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA ESPECIFICACIONES DE LOS ACEITES DE PARTIDA (HUMEDAD Y ACIDEZ) RELACIÓN MOLAR ACEITE / METANOL TIEMPO Y TEMPERATURA CATALIZADORES
CONDICIONES DE REACCIÓN ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA RELACION MOLAR ACEITE/METANOL Se trabaja con exceso de metanol normalmente proporciones 6:1 TIEMPO Y TEMPERATURA Dependerán del tipo de catalizador utilizado. CATÁLISIS ACEITES VEGETALES O GRASAS CATALIZADOR METANOL GLICERINA VARIAS POSIBILIDADES CATÁLISIS ÁCIDA BÁSICA CATÁLISIS HOMOGÉNEA HETEROGÉNEA CATÁLISIS ENZIMÁTICA
COMO COMBUSTIBLE B10 se trata de una mezcla de 10% de biodiesel y 90% de gasóleo. B15 : se trata de una mezcla de 15% de biodiesel y 85% de gasóleo. B20: se trata de una mezcla de 20% de biodiesel y 80% de gasóleo.. CICLO DE VIDA Balance energético positivo, se obtiene un 93% más de energía que la invertida para su producción. Se consigue una reducción del 41% de las emisiones contaminantes. Menor empleo de fertilizantes y pesticidas CONTROVERSIA
CONTROVERSIA http://www.madrimasd.org/ CONTROVERSIA http://www.appa.es/
CONCLUSIONES LA REALIDAD Existe la necesidad de buscar una alternativa a las fuentes no renovables Las fuentes renovables pueden proporcionarnos no sólo biocombustibles sino muchas de las materias primas de la industria química Existe un gran apoyo desde todas las instituciones para la investigación en la mejora tecnológica en este campo.
CONCLUSIONES EL FUTURO ALIMENTACION? ENERGÍA Materias Primas