Patricia Pizarro de Oro Universidad Rey Juan Carlos, Instituto IMDEA Energía Bilbao, Noviembre 2014
Introducción Consumo mundial de energía primaria y emisiones de CO 2 por sector en 2011 [1,2] Consumo mundial de energía primaria por sector Año 2011 Transporte 27.4% Industria 28.7% Otros 34.7% No energéticos 9.19% Emisiones mundiales de CO 2 por sector Año 2011 Transporte 22% Electricidad y calor 42% Industria 21% Residencial 6% Otros 9%!! Vehículos híbridos y/o eléctricos Biocarburantes [1] IEA (International Energy Agency (2013, Key World Energy Statistics. Disponible en https://www.iea.org [2] IEA (International Energy Agency (2013, CO 2 Emissions From Fuel Combustion Highlights (2013 Ed.. Disponible en https://www.iea.org/
Definiciones Biocombustibles: combustibles líquidos, sólidos o gaseosos producidos a partir de biomasa (materia orgánica biodegradable procedente de cultivos energéticos y residuos agrícolas, forestales, industriales y urbanos utilizados en sectores de automoción, refrigeración, calefacción y eléctrico. Biocarburantes: biocombustibles líquidos o gaseosos para automoción
! Tipos de biocombustibles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
Tipos de biocombustibles 123<3=>?:@>84:%6D67I693:% 123<3=>?:@>84:% <37D47<237684:% XLSQU7"*&8&?("*&.& S$3#7%1&*"6' C1$N*#3$1*"&(,#3$1*"&( BIOETANOL BIODIESEL OTROS COMB. LÍQUIDOS Y ADITIVOS BIOMETANO BIOHIDRÓGENO A partir de microalgas Nuevos biocomb. (furanos Otras rutas Bioetanol celulósico BTL (Biomasa a Líquidos Biobutanol, DME, Derivados de pirólisis Biogás sintético Reformado de biogás Aceite hidrogenado Biometanol Bioetanol convencional Biodiesel convencional Biogás convencional
Composición elemental y poder calorífico medios de diferentes combustibles y materias primas relacionadas Tipos de biocombustibles
Biocarburantes convencionales (1ª generación 1"$'!*($X%! 1?476:%J;3J249694:%%94%3<5676K4%!.?%?:3%73%;4B?24;4%H;6794:%=392L<6<2374:%47%83:%D4FA<?83:%6<5?684:%M47%>6K6:%%<37<475;6<2374:N%! 4K3;6%86%4L<6<26%948%=353;%MJ4;=254%5;6>6K6;%6%=6C3;4:%;486<2374:%94%<3=J;4:2G7N%! /:693%47%=4I<86:%<37%H6:38276O%F6:56%PQ%R%MDSDN%3%<3=3%'!1'%47%=4I<86:%F6:56%48%TT%R%MDSDN%!.4%F67%;4J3;5693%;4:?85693:%J3:2@D3:%<37%J;3J3;<2374:%:?J4;23;4:%68%PQ%R%M4KU%1;6:28V%TW%RN% Comparativa de las características físico-químicas del bioetanol y la gasolina [3] [3] Estudio básico sobre el sector de biocarburantes (2011 Agencia Andaluza de la Energía.
! +3=J?4:53%J3;%4:54;4:%=4Y82<3:%94%Z<293:%H;6:3:%94%<69476%86;H6%3>547293:%94%6<4254:% 4%Z<293:%H;6:3:%94%<69 D4H45684:%3%H;6:6:%672=684:%! 6C3;%7[=4;3%94%<45673%! 16K3%<37547293%47%6I?\;4%!%=473;4:%4=2:2374:%! 473;%;24:H3%94%\3;=6<2G7%94%D6J3;4:%27]6=6>84%! /@82I693%J?;3%M74<4:6;23%J4B?4^6:%=392L<6<2374:%47%=353;N%3%<3=3%=4I<86%<37%H6:G843% M27\4;23;%68%WQ%RV%73%;4B?24;4%=392L<6<2374:N% 1"$&"'.'X% Biocarburantes convencionales (1ª generación Principales característucas fisico-química de gasóleo, aceites vegetales y biodiésel [3] [3] Estudio básico sobre el sector de biocarburantes (2011 Agencia Andaluza de la Energía.
Biocarburantes convencionales (1ª generación! *?7B?4%?@82I693:%<3=4;<268=4754V%73%F67%<?=J8293%J8476=4754%86:%4_J4<56@D6:%! *<3J86=24753%<37%48%=4;<693%94%682=4753:%! &4\3;4:56<2G7%47%9454;=27696:%I376:%948%J867456%! -49?<<2G7%94%4=2:2374:%94%+$ T %<?4:@37696%! X2=256<2374:%47%86%J;3J3;<2G7%47%86%B?4%:4%J?4947%?@82I6;%47%=353;4:%<37D47<237684:% Biocarburantes avanzados (2ª y 3ª generación!.?%3>547<2g7%:?484%2=j82<6;%?76%5;67:\3;=6<2g7%=z:%j;3\?796%94%86:%=654;26:%j;2=6:%!.4%3>@4747%6%j6;@;%94%>23=6:6%94%?:3%73%682=4756;23%!.?%765?;684i6%b?a=2<6%cv%j3;%56753v%:?:%j;3j249694:%:4%6:4=4k67%47%=6c3;%=49296%6%86:%94%83:% <3=>?:@>84:%94%3;2H47%\G:28%
Biocarburantes Avanzados (2ª y 3ª generación Rutas de obtención de biocarburantes avanzados
Biocarburantes Avanzados (2ª y 3ª generación Contribución de IMDEA Energía y URJC CASCATBEL: CAScade deoxygenation process using tailored nanocatalysts for the production of BiofuELs from lignocellullosic biomass. Proyecto europeo. Convocatoria FP7-NMP-2013-LARGE-7 del 7º Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico. Desarrollo de un proceso a escala de planta piloto para la producción de biocombustibles avanzados por hidrodesoxigenación de aceites vegetales de segunda generación y bio-aceites de pirólisis. Convocatoria INNPACTO 2012. Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008-2011. Participantes: IMDEA Energía, ABENGOA Research, Camelina Company España. LIGCATUP: Desarrollo de nuevos sistemas catalíticos para la producción de biocombustibles de 2ª generación mediante procesos de desoxigenación de biomasa lignocelulósica. Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008-2011. Participantes: IMDEA Energía; URJC; Repsol YPF, S.A.; Abengoa Bioenergía; AlgaEnergy
Biocarburantes Avanzados (2ª y 3ª generación Proyecto CASCATBEL % "U%#2;G82:2:% +6568A@<6% % Bioaceite ""U% &4:3_2H476<2G7% 2754;=4926% Bioaceite tratado % """U%`&$%% +6568A@<6% % Lignocelulosa 123<6;>?;6754% 6D67I693%
Ventajas del uso de los biocarburantes Socio-económicas! Papel importante en transporte pesado! Incremento en la seguridad y diversificación de suministro! Reducción de la inestabilidad de precios! Desarrollo económico, especialmente de las zonas rurales Medioambientales!!!! Mejora la eficiencia energética Mejora de la biodegradabilidad Reducción de la contaminación atmosférica Reducción de gases de efecto invernadero (GEI
Ventajas del uso de los biocarburantes Mejora de la eficiencia energética Reducción de la contaminación atmosférica [5]!B100 vs diésel fósil: ahorra un 69 % de energía primaria y 96 % de energía fósil por km recorrido [4]!E85 vs gasolina fósil: ahorra un 17 % de energía primaria y 36 % de energía fósil por km recorrido [4] Reducción de emisiones (% Contenido de biodiesel (% [4] Análisis de ciclo de vida de combustibles alternativos. CIEMAT 2006 [5] Adadptado de BioDiesel.com 2006
Ventajas del uso de los biocarburantes Reducción de emisiones de GEI Reducción de emisiones de GEI mediante Análisis de Ciclo de Vida [6] [6] IEA (International Energy Agency (2011, Technology Roadmap: biofuels for transport.
Ventajas del uso de los biocarburantes Reducción de emisiones de GEI Reducción de emisiones entre 80 y 95 % para biocarburantes a partir de biomasa lignocelulósica, residuos y desechos Bioetanol Biodiesel [3] Estudio básico sobre el sector de biocarburantes (2011 Agencia Andaluza de la Energía.
Ventajas del uso de los biocarburantes Incertidumbres o controversias! Doble conteo en el cálculo de la reducción de emisiones de GEI! Impacto por cambio indirecto del uso de la tierra! Impacto mediante deforestación de bosques tropicales y pérdida de hábitat
! Objetivo para el 2020: Directiva 2009/28/CE de Energías renovables: o! 20 % de contribución de energías renovables sobre el consumo de energía total final "! 10% de contribución de los biocombustibles en el sector del transporte Biocarburantes en el Marco Europeo "! Limitar a 5% la contribución de biocarburantes convencionales y promover los avanzados o! Reducir las emisiones totales de GEI al menos un 20 % respecto a 1990 "! Biocarburantes: mínimo una reducción de 35 % (50 % a partir de 2017, 60 % a partir de 2018 en plantas nuevas o! Se establecen criterios de sostenibilidad obligatorios
Biocarburantes en el Marco Europeo Europa Distribución de tipo de energía en el sector transporte (izquierda y de biocarburantes por tipo de transporte (derecha en 2050 (escenario del mapa BLUE [6] Biocarburantes Hidrógeno Gasolina Aviación Electricidad GNC, GLP Fuel oil Queroseno Diesel Marítimo Transporte carga carretera Transporte carretera [6] IEA (International Energy Agency (2011, Technology Roadmap: biofuels for transport.
Situación actual del mercado de biocarburantes Producción global de biocombustibles 2000-2010 [6] Biodiesel, otros Biodiesel, OECD-Europa Etanol, otros Etanol, USA Etanol, Brasil [6] IEA (International Energy Agency (2011, Technology Roadmap: biofuels for transport.
Situación actual del mercado de biocarburantes España Capacidad en 2010: Capacidad instalada y número de plantas de producción de biocarburantes [7]!! 464.000 t de bioetanol 4.318.400 t de biodiesel Producción en 2010:!! vs 460.520 t de bioetanol 1.000.000 t de biodiesel! 2009! ahorro de 43 % (2,8 Mt CO 2 de emisiones de GEI (CNE, 2011! 2010! 3.789.195 t CO 2 evitadas! 2013! Reducción drástica de objetivos en biocarburantes (de 6,5 al 4,1 %! caída en la demanda de biodiesel (59% y bioetanol (16% [7] Plan de Energías Renovables 2011-2020. IDAE.
Perspectivas del mercado de biocarburantes Demanda estimada de biocarburantes [6] [6] IEA (International Energy Agency (2011, Technology Roadmap: biofuels for transport.
Perspectivas del mercado de biocarburantes Capacidad de producción de biocarburantes avanzados [6] [6] IEA (International Energy Agency (2011, Technology Roadmap: biofuels for transport.
Perspectivas del mercado de biocarburantes Potenciales recursos de biomasa para la producción de energía (EU25 Demanda de energía primaria para transporte (UE, 2030: 16 EJ / año Recursos potenciales de lignocelulosa (UE, 2030: 29 EJ / año
Conclusiones o! Los biocarburantes representan la alternativa en la lucha contra el cambio climático a corto-medio plazo en el sector transporte o! Sometidos a criterios de sostenibilidad obligatorios y rigurosos o! En 2050 los biocarburantes podrían representar el 27 % del total de combustibles en transporte o! Necesario mejorar la eficiencia, costes y sostenibilidad de las tecnologías de producción de biocarburantes convencionales así como desarrollar los biocarburantes avanzados a escala comercial o! Imprescindible mayor implicación gubernamental para incentivar inversiones empresariales
Biocarburantes GRACIAS POR SU ATENCIÓN! Patricia Pizarro de Oro patricia.pizarro@urjc.es; patricia.pizarro@imdea.org Bilbao, Noviembre 2014