LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS BIOCARBURANTES: SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS TALLERES DE ENERGÍAS RENOVABLES 2007 BIOCARBURANTES 31 de mayo de 2007 Emilio Font de Mora Rullán Técnico de Biocarburantes e Internacional Biocarburantes
ÍNDICE 1. Necesidad de existencia de especificaciones técnicas 2. Formas de creación de especificaciones 3. Creación de especificaciones en España y Europa 4. Situación actual de las especificaciones de biocarburantes en España y Europa 5. Perspectivas de las especificaciones de biocarburantes 6. Posición de con respecto a las especificaciones de los biocarburantes 2
NECESIDAD DE EXISTENCIA DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
NECESIDAD DE EXISTENCIA DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Si no existieran especificaciones: 1. Podría hacer lo que quisiera 2. Nadie podría decirme que lo que hago está mal 3. Podría definir mis propios criterios de calidad 4. No tendría por qué luchar contra ningún requisito externo a mi 5. Podría modificar sin problemas mi proceso productivo, mis materias primas, mis especificaciones 4
NECESIDAD DE EXISTENCIA DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Los productos que cumplen las especificaciones: 1. Son perfectamente compatibles con el sistema 2. Pueden ser intercambiados con otros productos de las mismas características 3. Explotan al máximo las posibilidades del producto 4. Aumentan la confianza de los consumidores 5. Proporcionan potencial para futuros desarrollos 5
FORMAS DE CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
FORMAS DE CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Existen dos métodos de crear especificaciones: 1. Creación de normas (ISO, EN, UNE, ASTM ) 2. Mediante textos legales (Directivas europeas, Leyes, Reales Decretos ) Especificaciones para el diesel de automoción en Europa (EN 590) Especificaciones de la gasolina en Europa (Directiva de calidad de los carburantes) 7
FORMAS DE CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Diferencias entre ambos métodos: 1. Las especificaciones incluidas en legislación son de obligado cumplimiento. Estas especificaciones pueden después derivar en la creación de normas. A partir de la Directiva de Calidad se creó la norma de la gasolina, EN 228 2. Las normas son de cumplimiento voluntario. Tan sólo se convierten en obligatorias cuando son recogidas o nombradas por algún texto legal. La norma EN 14214 ha sido introducida en el RD 61/2006 8
CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS EN EUROPA Y ESPAÑA
CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES EN ESPAÑA Y EUROPA 1. El MYTIC y la Comisión Europea son las administraciones encargadas de legislar sobre especificaciones en España y Europa respectivamente. 2. El CEN y AENOR son los responsables de crear normas Europa y España, respectivamente. 10
CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES EN ESPAÑA Y EUROPA El CEN y AENOR cuentan con diferentes Comités y Grupos de Trabajo: CEN/TC 19 Productos petrolíferos, lubricantes y productos relacionados -WG 24 Especificaciones para diesel de automoción -Biodiesel Task Force -WG 21 Especificaciones para gasolina sin plomo -Bioetanol Task Force -JWG TC19/TC307- muestreo y análisis de grasas y aceites y productos relacionados para aplicación como combustibles. AENOR/CTN 51 Productos petrolíferos -SC3 - Combustibles 11
SITUACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA EUROPA -Diesel - EN 590 Permite la incorporación de hasta un 5% de biodiésel (FAME) sin necesidad de etiquetado. -Biodiésel - EN 14214 Especificaciones del FAME para ser utilizado puro (B100) o en mezclas con diesel (EN 590). -Gasolina - EN 228 Permite la incorporación de hasta un 5% en etanol y/o un 15% de éteres (ETBE), siempre que no se supere un contenido en oxígeno del 2,7%. -Bioetanol - pren 15376 Etanol como componente de mezcla hasta el 5% en gasolina. - CWA 15293:2005 CEN Workshop Agreement sobre especificaciones del carburante E85. 13
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA ESPAÑA -Diesel Las especificaciones que aplican vienen recogidas en el anexo II del RD 61/2006. Son equivalentes a la EN 590, auque se permite la mezcla de FAME en cualquier proporción. -Biodiésel El RD 61/2006 exige el cumplimiento de la norma EN 14214 a excepción del límite del índice de yodo que pasa de 120 a 140. -Gasolina El RD 61/2006 obliga al cumplimiento de las especificaciones recogidas en su anexo I. Establece los mismos porcentajes que la EN 228, aunque aumenta la presión de vapor en el caso de mezclas con bioetanol. -Bioetanol El RD 61/2006 no introduce especificaciones para el bioetanol. Tan sólo lo define como alcohol de origen vegetal que cumple las propiedades físicoquímicas del etanol o alcohol etílico. 14
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Tabla Comparativa EN 590 vs. RD 61/2006 EN 590 RD 61/2006 Propiedad Unidades Mínimo Máximo Mímino Máximo N. cetano - 51-51 - Índice cetano - 46-46 - Densidad 15ºC kg/m3 820 845 820 845 HC arom. Pol. % (m/m) - 11-11 C. azufre mg/kg - 50 ó 10-50 Pto. inflamación ºC > 55 - >55 - Res. carbonos. % (m/m) - 0.33-0.33 C. cenizas % (m/m) - 0.01-0.01 C. agua mg/kg - 200-200 Contam. total mg/kg - 24-24 Corr. lámina Cu - clase 1 clase 1 Est. oxidación g/m3-25 - 25 Lubricidad µm - 460-460 Viscosidad mm2/s 2 4.5 2 4.5 Destilación % a 250ºC % a 350ºC 95% destilado a % (v/v) <65 <65 % (v/v) 85 85 ºC 360 360 C. FAME % (v/v) - 5 - - 15
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo El límite actual del índice de yodo en la EN 14214 supone una barrera para la producción de biodiésel a partir de determinadas materias primas. Justamente esta es la razón de su introducción: la industria agrícola alemana y francesa quiso asegurar la producción de biodiésel a partir de su producción de colza (cultivo mayoritario en Europa central). 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Palma Colza Soja Girasol 16
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo La justificación de su introducción es que el índice de yodo es un buen indicador de la estabilidad a la oxidación. Sin embargo, diferentes estudios han demostrado que esta correlación entre parámetros no es buena. Fuente: Acciona Biocombustibles 17
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo 6 Dos FAME con el mismo índice de yodo (112) tienen diferente estabilidad a la oxidación Estabilidad a la oxidación (h) 5 4 3 2 1 0 Fuente: Acciona Biocombustibles Rapeseed ME-1 Rapeseed ME-3 18
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo Dos FAME fuera de especificación para el índice de yodo. Uno cumple con la estabilidad a la oxidación y otro no Estabilidad a la oxidación (h) 8 6 4 2 0 Índice de yodo 126 Índice de yodo 135 Soybean ME -1 Soybean ME -1 19
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo El biodiésel con el menor índice de yodo es el que tiene menor estabilidad a la oxidación Estabilidad a la oxidación (h) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Índice de yodo 112 Índice de yodo 126 Rapeseed ME -1 Soybean ME -1 20
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo Abderrahim Bouaid et al. Long Storage Stability of Biodiesel from Vegetable and Used Frying Oils. Science Direct 2007: Iodine value is too general to allow correlation of physical and chemical properties with fatty acid compositions. A major drawback is that it does not distinguish structural differences present in in different fatty compounds such as nature, position in the chain, etc.. The concept of Iodine value as a structure index is unsatisfactory and has to be investigated. Waynick et al., 2005. Characterization of Biodiesel Oxidation and Oxidation Products. Crc Project No. Avfl-2b. Iodine value has been shown to be a poor predictor of relative oxidation stability of fatty oils and esters as well as the relative tendency of a biodiesel fuel to form engine deposits.. More specifically, IV has been shown to not correlate with Oxidation Stability in a series of mixtures of pure methyl ester compounds. Knothe, G.; Dunn R.O. Dependence of Oil Stability Index of Fatty Compounds on Their Structure and Concentration and Presence of Metals. JAOCS, 2003, 80(10). Knothe, G., 2002. Structure Indices in Fatty Acids Chemistry. How relevant Is the Iodine Value?. JAOCS, 79 (9), 847-854. 21
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Índice de yodo El índice de yodo es un indicador de la instauración total, es decir, del número total de dobles enlaces. Esta medida se hace sin distinguir la localización de los dobles enlaces. Sin embargo, la estabilidad a la oxidación depende de la localización de estos dobles enlaces. Así, los enlaces dobles alílicos tienen mayor tendencia a oxidarse que los enlaces dobles situados en otras partes de la molécula (Knothe and Dum 2003, Mittlebach, 2005) La estabilidad a la oxidación, sin embargo, aparte de determinar el número de dobles enlaces, también mide la presencia o no de antioxidantes, ya sean naturales o añadidos por lo que aporta mayor precisión. 22
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Presión de vapor La presión de vapor es utilizada como medida indirecta de la facilidad de evaporación de un determinado líquido. La Directiva de calidad de biocarburantes (98/70), que dio lugar a la creación de la EN 228, establece un límite de la presión de vapor para controlar la emisión por evaporación de compuestos orgánicos volátiles (VOC). Según la Dirección General de Medio Ambiente de la CE, a medida que aumenta el contenido en bioetanol de una gasolina, se incrementa la presión de vapor. 23
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Presión de vapor Sin embargo, existen múltiples argumentos y estudios que desvinculan el aumento de la presión de vapor a medida que se añade bioetanol. Así, según la Asociación Europea de Productores de Bioetanol (e-bio): Las conclusiones de la DGMA se basan en la medida de la presión de vapor REID a 39ºC. Según e-bio, si bien la mezcla de gasolina y bioetanol resulta en un incremento de la RVP de la gasolina ello no implica necesariamente un aumento de la presión de vapor verificada en condiciones de la vida real. Las emisiones evaporativas dependen de las temperaturas a las que se realicen las pruebas y de la eficiencia del sistema de control de la polución. 24
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Presión de vapor No existen evidencias en la literatura de que las emisiones de VOC (o HC) aumenten en mezclas de gasolina con porcentajes de bioetanol superiores al 5%. La AIE (2004) afirma que las mezclas de gasolina y bioetanol disminuyen las emisiones de VOC a través del tubo de escape aunque pueden incrementarse las que se producen por evaporación en el depósito de combustible. Sin embargo estas emisiones no se incrementan aunque aumente el porcentaje de bioetanol en la mezcla. Guerrieri, Caffrey y otros (SAE Technical Paper Series 950.777) afirman que las mezclas de gasolina con porcentajes crecientes de bioetanol disminuyen la emisión de VOC (con 10% de bioetanol un 18%, con 20% un 22%, y con 40% un 45%). El Banco Mundial (1996) muestra que los niveles de emisión de VOC de las mezclas de gasolina y bioetanol disminuyen, respecto a la gasolina convencional, a medida que aumenta el % de bioetanol (4 % con 12 % de bioetanol; 13% con 22% de bioetanol y 29 % con bioetanol puro). 25
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ESPECIFICACIONES DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Y ESPAÑA Presión de vapor Por todo lo anterior, en la revisión de la Directiva de Calidad en 2003 (Directiva 2003/17), la Comisión estableció en su artículo 9.1.g., la necesidad de estimular la introducción de combustibles alternativos, incluidos los biocombustibles, así como de modificar otros parámetros en las especificaciones de los combustibles, tanto convencionales como alternativos, por ejemplo las modificaciones necesarias en los límites máximos de volatilidad de las gasolinas contenidos en la presente Directiva para su aplicación a las mezclas de bioetanol con gasolina, así como cualquier cambio posterior necesario a la norma EN 228:1999. 26
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Biodiésel 1. La Comisión Europea ha transmitido un Mandato al CEN para que modifique el porcentaje de mezcla de biodiésel del 5% al 10% en la EN 590. 2. La Comisión Europea ha transmitido un Mandato al CEN para que cree especificaciones para los Ésteres etílicos de ácidos grasos (FAEE) que serían introducidos en la EN 590 al igual que el FAME. 3. El CEN está estudiando la modificación de la EN 14214 para adaptarla a la futura EN 590 y para evitar causar barreras para la producción de biodiésel a partir de diferentes materias primas. 28
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Biodiésel Estrategia del CEN para modificar las normas del diesel y del biodiésel: 1. El WG24 se encarga de la modificación de la EN 590. Esta modificación se quiere acelerar al máximo. 2. El Biodiesel Task Force es el encargado de la modificación de la EN 14214. Se ha marcado la siguiente agenda: Corto plazo: modificar los siguientes parámetros: POFF: que no aplique el POFF en la alícuota biodiésel cuando se mezcle con diesel fósil -> Evitar problemas por incompatibilidad de aditivos. La mezcla final sí que ha de cumplir POFF Contenido en fósforo. Según industria automovilística, el límite actual (10 ppm) puede causar problemas en sistemas modernos de postratamiento de emisiones cuando se mezcla biodiésel al 10% 29
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Biodiésel Sin embargo, ya son varios los fabricantes de filtros de partículas en tubo de escape en Francia y Alemania los que han manifestado compatibilidad de sus equipamientos cuando el vehículo funciona con biodiésel incluso al 30% en mezcla: 1. Comela 2. Eminox 3. Engelhard 4. TwinTec 5. HJS 30
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Biodiésel Estrategia del CEN para modificar las normas del diesel y del biodiésel: medio plazo: modificar los parámetros necesarios de la norma EN 14214 de forma que se permita el uso de la mayor cantidad de materias primas posible. Largo plazo: crear unas especificaciones para el FAEE. Se estudiará las similitudes con las especificaciones del FAME y si es posible se integrarán ambas especificaciones en una misma norma. 31
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Bioetanol 1. La Comisión Europea está revisando en estos momentos la Directiva de Calidad de los carburantes. Las modificaciones propuestas para el bioetanol son: Aumento de contenido en etanol permitido en la gasolina, desde el 5% actual al 10%, Aumento del contenido en oxígeno del 2.7 al 3.7% Etiquetado de esta gasolina como de alto contenido en biocarburante, que coexistiría con otra de bajo contenido en biocarburante. Se añade un waiver (dispensación o exención) en el límite de presión de vapor, que permite el empleo de mezclas de etanol en distintos porcentajes entre 0 y 10%. Esta propuesta aún tiene que ser aprobada por el Consejo y el Parlamento Europeo. 32
PERSPECTIVAS DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES Bioetanol 2. El CEN está en proceso de votación formal de la norma pren 15376. Por otra parte, también está considerando la posibilidad de que, una vez aprobada, la norma se revise para aumentar el porcentaje de bioetanol capaz de ser mezclado con la gasolina. 3. El CEN está considerando la posibilidad de crear una norma EN a partir del CEN Workshop Agreement (CWA) del E85. 33
POSICIÓN DE CON RESPECTO A LA REVISIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DE BIOCARBURANTES
POSICIÓN DE BIOCARBURANTES CON RESPECTO A LAS ESPECIFICACIONES Bioetanol Biocarburantes ha solicitado que se introduzcan los siguientes cambios en la propuesta de la CE: 1. Se cree una única especificación de gasolina, y que ésta contenga hasta un 10 % de etanol. 2. Se aumente el contenido en oxígeno hasta el 4% (m/m). El límite máximo de 3,7% hace que no puedan efectuarse mezclas con gasolinas de bajas densidades (por debajo de 742 kg/m3), ya que se superaría el valor. 35
POSICIÓN DE BIOCARBURANTES CON RESPECTO A LAS ESPECIFICACIONES Bioetanol 3. Se ajuste el waiver propuesto a unas presiones de vapor más reales. Propuesta de la Directiva Contenido de bioetanol (% vol.) Derogación presión de vapor (kpa) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 3.65 5.95 7.20 7.80 8.00 8.00 7.94 7.88 7.82 7.76 Propuesta de Biocarburantes Contenido de bioetanol 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (% vol.) Derogación presión de vapor (kpa) 0 0 0 10 10 10 10 10 10 10 10 36
POSICIÓN DE BIOCARBURANTES CON RESPECTO A LAS ESPECIFICACIONES Biodiésel Biocarburantes participa activamente en el CEN para desarrollar las revisiones previstas en las normas de biodiésel y está de acuerdo en: 1. El Aumento del 5 al 10% en la norma EN 590. 2. La revisión de la EN 14214 para permitir el uso de más materias primas. En este sentido, defiende el aumento o eliminación del límite del índice de yodo. 37
ESTANDARIZACIÓN INTERNACIONAL DE BIOCARBURANTES
ESTANDARIZACIÓN INTERNACIONAL DE BIOCARBURANTES El pasado 28 de febrero de 2007 se realizó la primera conferencia internacional de estandarización de biocarburantes, organizada por la CE, el CEN y las representaciones de EE.UU. y Brasil ante la UE El objetivo de la conferencia fue acercar posturas para crear unas especificaciones internacionales que permitan facilitar el comercio de biocarburantes. Las conclusiones más importantes a las que se llegó tras la conferencia son: 1. El desarrollo de estándares internacionales facilitará y promoverá el comerció internacional de biocarburantes. 2. Todo estándar internacional debe fijarse en el componente puro y no en mezclas con gasóleo o gasolina. 3. El proceso de estandarización ISO es muy lento, por lo que en principio, el trabajo se realizará mediante reuniones entre CEN ASTM, ABTN 4. El trabajo sólo comprenderá el biodiésel y el bioetanol. Los biocarburantes de segunda generación, al estar muy poco desarrollados no serán tratados a por ahora. 5. Las diferencias entre los estándares actuales son superables: hay más igualdades que diferencias 39
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!! LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS BIOCARBURANTES: SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS TALLERES DE ENERGÍAS RENOVABLES 2007 BIOCARBURANTES 31 de mayo de 2007