Fuente: ONG San Javier de Perú

ENERGENERGÍÍAS RENOVABLES, AS RENOVABLES, BIOCOMBUSTIBLES Y MEDIO BIOCOMBUSTIBLES Y MEDIO

AMBIENTEAMBIENTE

Francisco Marcos Francisco Marcos MartMartììnnLima, 17 de mayo de 2007Lima, 17 de mayo de 2007

Esta Patria que nos dieron

apenas cría cizañas,

gracias le daba al Señor

por esto y por esta hazaña.

Le agradecía la lluvia,

el buen sol, la trevolada

la lluvia, la nieve, el viento

Norte que nos trae el agua.

Le agradecía los pájaros,

la piedra en que descansaba,

y el regreso del buen tiempo.

Todo lo llamaba “gracia”.

1. La visión termodinámica

0. Introducción

2. Las energías renovables y los biocombustibles

3. Los biocombustibles sólidos y el medio ambiente

5. Los biocombustibles y el desarrollo sostenible

Conclusiones

4. Los biocombustibles líquidos y el medio ambiente

RECURSOS DE BIOMASA

GENERACIÓN DE TRABAJO

RESOLVERNECESIDADES

HUMANAS (ENERGÍA)

AUMENTO DE LA CALIDAD DE VIDA

DESARROLLO

PROGRESO

Se precisa una consideración respetuosa y solidaria de las realidades

naturales (incluidas las humanas) (Ramos, 1993)

CUMBRES DE RÍO Y JOHANESBURGO:RESULTADOS

Protocolo de Kioto, Protocolo de Bioseguridad, Convenio sobre Desertificación.Crecimiento de las ONGs y los movimientos sociales.Importante avance en la conciencia colectiva:

UN MODELO DE DESARROLLO MÁS SOSTENIBLE, REDUCIENDO LAS DESIGUALDADES SOCIALES Y LA DEGRADACIÓN AMBIENTAL.AUMENTAR LA FINANCIACIÓN DE PROYECTOS ENERGÉTICOS EN EL MUNDO EN DESARROLLO (RobertPriddle, AIE).

AUGE DE LAS ENERGÍAS

RENOVABLES

Año 2007: ESTRATEGIAS AMERICANA (10%-2017) Y

EUROPEA (energías renovables 20-2020 ó biocombust. 10-2020)

Primer Principio.

Los balances energéticos: Si son negativos (energía output > energía input) esos cultivos no son, tal vez, los más aconsejables. Pero la calidad de la energía obtenida es muy alta. Hoy por hoy el

hidrógeno no está tan cerca como algunos quieren prometer.

Factores que inciden en la negatividad (hay más):

1º. El uso de fertilizantes.2º. El uso de agua dulce para el riego.

3º. La distancia de transporte.

1º. Fertilizantes orgánicos, uso de plantas fijadoras de nitrógeno. Uso de “agroforestry”.

2º. Aprovechar otras energías renovables para bombeo de agua dulce

3º. Logística informatizada y uso de “bioductos”.

Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds

Segundo Principio.

Toda actividad provocará un impacto en el medio ambiente, de ahí la importancia de la EFICIENCIA

ENERGÉTICA.

Tanto el uso de energías fósiles como de energías renovables, según el Segundo Principio de la

Termodinámcia, provoca impactos en el medio físico.

El motor térmico está sometido al ciclo de Carnot.La pila de combustible, no.

Los biocombustibles pueden ser aptos para obtener hidrógeno, apto para ser usado en pila de combustible.

Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds

Segundo Principio.

La pila de combustible (cont.)Los biocombustibles pueden ser aptos para obtener hidrógeno, para

ser usado en pila de combustible.

• Opel y General MotorsAUTOnomy

Nissan

Programas CUTE (Clean UrbanTransport for Europe) y ECTOS (Ecological City Transport System)

Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds

• Honda FCX-V3

AlternativeAlternative Fuel Fuel DataData CenterCenter

Las energías renovables

Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds

VENTAJAS DE ESTAS ENERGÍAS

Son renovables

• Son autóctonas

• Algunas de ellas (solar, eólica, hidráulica) apenas emiten dióxido de carbono ni otros gases contaminantes.

• Pueden tener grandes ventajas sociales ya que dan trabajo a las personas que colocan las instalaciones.

• Son una vía útil para el desarrollo sostenible (desarrollo actual que no compromete el futuro) y ayudan al desarrollo de países pobres (evitan que importen petróleo).

• No desequilibran el balance termofísico

• Minimizan el impacto ambiental

• Amplia disponibilidad de base

• Tecnologías no muy exigentes (en P, T, V, etc.)

• Buena conversión a electricidadFuente: Martínez Val, elaboración propia

DESVENTAJAS DE ESTAS ENERGÍAS

• Difusas en el espacio

• Dispersas en el tiempo: intermitencia, variabilidad, no pronosticable

• Algunas de ellas requieren tecnologías caras (solar fotovoltaica).

• Lejanía (a veces) de los centros de consumo

• Dificultad de garantizar el suministro: se necesitan estudios.

• Dificultad de almacenamiento

- Explotación económica

incierta.

- Tecnologías no siempre

replicables (biomasa)

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS8DISPERSOS EN EL TIEMPO

8DIFUSOS EN EL ESPACIO

8RENOVABLES

8CIERRAN O MEJORAN EL CICLO DE CO2

8SON ALMACENABLES

8ORIGEN CERCANO

8MUY HETEROGÉNEOS (ventaja y a la vez inconveniente)

Los biocombustibles

CULTIVO ENERGÉTICO

COSECHADO Y TRITURADO

SEPARACIÓN EN DIFERENTES

ACEITES, AZÚCARES (p.e)

DESTILACIÓN Y OBTENCIÓN DE

METILESTER, ETANOL,…

EMPLEO EN EL TRANSPORTE

EMISIÓN DE CO 2 QUE ES ABSROBIDO POR LOS CULTIVOS

AGROENERGÉTICOS)CO2

CO2

CO2

LOS BIOCOMBUSTIBLESLOS BIOCOMBUSTIBLES

CLASIFICACIONESCLASIFICACIONES

∗ POR SU PRESENCIA FÍSICA- SÓLIDOS- LÍQUIDOS- GASEOSOS

POR SU USO

- GENERACIÓN DE CALOR- GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD- COGENERACIÓN (CHP)- EN MOTORES TÉRMICOS- EN PILAS DE COMBUSTIBLE

POR SU ORIGEN

- AGRICOLAS: CULTIVOS O RESIDUOS- FORESTALES: CULTIVOS O RESIDUOS- RESIDUOS DE INDUSTRIAS FORESTALES YALIMENTARIAS.

- RESIDUOS GANADEREOS- RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

El planteamiento dual de la cuestión xiloenergética (Marcos, 1984). En España.

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma

Objetivo Consecuencia

Planteamiento que puede ser incorrecto

Mejora de las masas forestales

Sutitución de otras energías

Necesidad de energíaExistencia de biomasa

forestal

Situación

Objetivo Consecuencia

Planteamiento correcto

Obtención de energíaDisminución de los incendios

forestales

Mejora de las masas

forestales

Masas forestales en mal estadoRecuperación de zonas

deprimidas

Situación

Biocombust líquidos y ma Biocomb y ds

BENEFICIOS DE LA RETIRADA DE BENEFICIOS DE LA RETIRADA DE RESIDUOS FORESTALES RESIDUOS FORESTALES

RETIRADA DE RESIDUOS DE LOS

MONTES

PRODUCCIÓN DE BIOMASA

(producto estacional)

pero almacenable

GENERACIÓN DE CALOR Y

ELECTRICIDAD

EVITA INCENDIOS

FORESTALES

OBTENCIÓN DE CALOR RESIDUAL

GENERA EMPLEO EN ZONAS

DEPRIMIDAS

MEJORA LA CALIDAD DE LA MADERA

ACCIACCIÓÓN MECN MECÁÁNICA SOBRE EL SUELO PROVOCADA NICA SOBRE EL SUELO PROVOCADA POR EL PISOTEO HUMANO Y OTROS MEDIOS POR EL PISOTEO HUMANO Y OTROS MEDIOS

MECMECÁÁNICOS DE SACA DE RESIDUOSNICOS DE SACA DE RESIDUOS

RETIRADA DE RESIDUOS DE LOS

MONTES

EROSIÓN POR ARROYADA

COMPACTACIÓN

ESCORRENTÍA

EROSIÓN POR SALPICADURA

IMPACTOSIMPACTOS FFÍÍSICOS SICOS ORIGINADOS POR LA ORIGINADOS POR LA RETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALESRETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALES

RETIRADA DE RESIDUOS

RESTOS ORGÁNICOS EN EL SUELO

EROSIÓN POR ARROYADA

ESCORRENTIA

COMPACTACIÓN

EROSIÓN POR SALPICADURA

PÉRDIDAS DE SUELO

DESCALCE

REGENERACIÓN

IMPACTOSIMPACTOS QUQUÍÍMICOS MICOS ORIGINADOS POR LA ORIGINADOS POR LA RETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALESRETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALES

RETIRADA DE RESIDUOS,

INCLUIDAS LAS HOJAS

RESTOS ORGÁNICOS EN EL SUELO

FERTILIDAD DEL SUELO

NUTRIENTES DEL SUELO

IMPACTO DE LA RETIRADA DE IMPACTO DE LA RETIRADA DE RESIDUOS DE PODARESIDUOS DE PODA

RETIRADA DE RESIDUOS DE

PODA

REGULACIÓN EN LA INTERCEPCIÓN DEL AGUA DE

LLUVIA

IMPACTO EN LA FLORA Y FAUNA RETIRADA IMPACTO EN LA FLORA Y FAUNA RETIRADA NO CONTROLADA DE RESIDUOSNO CONTROLADA DE RESIDUOS

RETIRADA DE RESIDUOS

PÉRDIDA DE LUGARES DE

-ALIMENTO

- REFUGIO

“LA ECOLOGÍA DEL ÁRBOL DE CARTÓN”

PROBLEMAS CON LOS RUIDOS DE LA MAQUINARIA EN LA ÉPOCA DE

NIDIFICACIÓN

Como con los anteriores “problemas”, dos ideas:

1.- En cada lugar y para cada ecosistema hay que hacer un estudio concreto, no valen las generalizaciones

2.- Se recomienda aplicar las técnicas clásicas de evaluación de impactos: matriz de Leopold, técnicas

blandas multicriterio, multiobjetivo,…

Problemáticas ambientales de las plantaciones para obtención de biocombustibles líquidos

Objetivos

Consecuencias quepueden ser negativas

Encarecimiento de los productos primarios alimenticios (México)

- Necesidad de sustituir el petróleo

- Interés ambiental en evitar o reducir las emisiones de gases de efecto

invernadero

- Interés en crear puestos de trabajo en zonas rurales o evitar los cultivos de

especies alucinógenas

Situación

Deforestación incontrolada (Malasia, Argentina, Sahel)

Nueva colonización económica (empresas de

semillas o clones infértiles)

Creación de monocultivos en zonas de bosque tropical:

- Desplazamientos de población-Hambruna

- Uso de plaguicidas y fertilizantes

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds

PARA PRODUCIR EL 10% DEL COMBUSTIBLE NECESARIO EN EUROPA EN EL AÑO 2010 A PARTIR DE BIOCOMBUSTIBLES: NO ES SUFICIENTE EL

TERRITORIO EUROPEO POR LO QUE HAY QUE IMPORTAR BIOCOMBUSTIBLES DE OTRAS ZONAS DEL MUNDO (la cantidad

depende de la fuente consultada y de la materia prima empleada para fabricar el biocombustible: Europa sólo se puede autobastecer en un 40%, otros señalan hasta

un 80%, confusión de cifras).

Algo muy similar ocurre con la política 10% en 2017 de Bush (EEUU): 132.650 Ml

¿De dónde salen)

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds

POSIBLES SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS

A. Búsqueda de especies lignocelulósicas que no entran en competencia con las especies utilizadas con fines alimenticios o

nuevas especies para producir etanol.

Búsqueda de nuevas especies y clones, en los que los objetivos son:

- Producción de grandes cantidades de biomasaLo que supone:

a.- Crecimientos muy rápidosb.- Densidades de plantación muy altas

Véase, p.e, la página web de Short Rotation Crops.

Gentileza de COTEVISA

No sólo estudiar los clones, sino estudiar también los tratamientos selvícolas (cultivo de la selva),

pensando en la denominada “selvicultura energética”.

DIFERENTES CON BIOETANOL QUE CON BIODIESEL

SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS

Gentileza de COTEVISA

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds

SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS

Gentileza de COTEVISA

Paulownia. Gentileza de COTEVISA

>36.000 pies/hectáreaTurno: 2 años

Estudiar los turnos y espaciamientos:1+3+3+3 ; 2+2+2+2 ; 6+4+4+4; otrosMaquinaria de implanción y recogida

B. Biocombustibles líquidos de “segunda generación” : BTL y GTL (bioetanol de celulosa), otros biodieseles,

biobutanol, e-diesel,…

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds

ENZIMAS

PROCESOSTERMOQUÍMICOS

Biorrefinería

Biomasas

Gas limpio

Residuos

Gas acondicionado

Azúcares

Biocombustibles líquidos: posibles soluciones

Procesos tecnológicos para obtención del bioetanol a partir de celulosa, vía enzimática:

- E1.- Proceso Bluefire.- E2.- Proceso Iogen.- E3.- Proceso Abengoa. ………………

Proponen procesos enzimáticos para obtener azúcares de la

celulosa y fermentación de las azúcares para obtener el alcohol.

Vía termoquímica, vía gasificación de la biomasa para obtenerun “gas de síntesis”.

- G1.- Range Fuels convierte el gas de síntesis en etanolusando un proceso catalítico. - G2.- ALICO Inc. emplea un process único y el gas de

sínteis lo introduce en un fermentador para producir etanol.El proceso ALICO's ha sido desarrollado por Bioengineering Resources, Inc. (BRI).

Proceso Bluefire

Convierte la biomasa en etanol de celulosa usando técnicastérmicas, químicas y bioquímicas. El rendimiento en etanol es

superior a los 340 litros por tonelada.

Innovaciones. Pretratamiento

Iogen ha desarrollado un pretratamiento eficiente para incrementarel área superficial y el ataque de las enzimas a las fibras de lasplanta. Este sistema incrementa la eficiencia del pretratamiento y

reduce ciertos costes.

Producción de enzimas

Iogen tiene un nuevo, potente y eficiente sistema de enzimas paratratar la celulosa. Iogen hace enzimas para la pasta, el papel,

industrias textiles y animales.

Hidrólisis enzimáticaUsa un reactor de alta productividad y alta conversión de celulosaen glucosa. Separa hidrólisis y fermentación usando procesos de

hidrólisis multi-etapa.

Fermentación del etanolIogen usa microorganismos avanzados y sistemas de fermentación

que convierten las azúcares C6 y C5 en etanol. La “cerveza" producida por fermentación es distilada usando tecnología conven-

cional para producir etanol de celulosa de “grado combustible”.

Proceso Iogen

Esquema del proceso BRI

Biomasa celulósica

Nutrientes 95% etanol

Agua reciclada

Gasificador

Fermentador

99,5%Etanol anhidro

BIODIESEL

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y ma Biocomb y ds

Rendimiento de cultivos oleaginosos por hectárea aptos para biodiesel. Dado que el insumo principal es el aceite vegetal. Los litros de aceite que se obtienen por hectárea y por año, dependen del cultivo, del lugar y de los tratamientos:

- Soja (Glicine max): 420 - 580 litros- Girasol (Helianthus annuus): 890 l- Colza (Brassica napus): 1100 l

- Palma (Elaeis guineensis): 3500- 5550 l- Jatropha/tempate/piñon (Jatropha curcas): 1590 – 3500 l - Ricino/tartago (Ricinus communis): 1200- 1700 l

- Arroz (Oriza sativa): 770 l- Tung (Aleurites fordii): 880 l- Maní (Arachis hipogaea): 990 l- Aguacate, palta (Persea americana): 2460 l- Coco (Cocos nucifera): 2510 l- Cocotero (Acrocomia aculeata): 4200 l

BIODIESEL

Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds

¿QUÉ HACER CON LA GLICERINA?

Búsqueda de soluciones:

1 KG DE METILÉSTER:

0,1 A 0,25 KG DE GLICERINA(depende del proceso)

Colza:Palma:

Girasol:Soja:

Fuente, imágenes: Carburantes Castilla La Mancha

Termodinámica Energías renovable Bioc. sólidos y ma Biocom. líquidos y ma Biocombust. y desarr. sostenible

S E

MA

Fuente: ONG San Javier de Perú

IDENTIDADRESPONSABILIDAD

SERVICIOAPERTURA

VALORES:

- BÚSQUEDA APASIONADA Y APASIONANTE DE

- LA VERDAD- LA BELLEZA

- EL BIEN

El desarrollo sostenible suponeun compromiso que exige:

…y tú,…. bendita tierra mía,defenderás tu universidad

y será ella rectora sin igual en este mundo de la nación andina

(himno Universidad de Huancavelica)

AL HOMBRE LE HAN SIDO DADAS LA AL HOMBRE LE HAN SIDO DADAS LA INTELIGENCIA, LA VOLUNTAD, LA INTELIGENCIA, LA VOLUNTAD, LA

ENERGENERGÍÍA, EL AGUA, A, EL AGUA, ……..

LA INTELIGENCIA PARA DISELA INTELIGENCIA PARA DISEÑÑAR, AR, CONSTRUIR, APROVECHAR, RESPETAR, CONSTRUIR, APROVECHAR, RESPETAR,

UTILIZAR, COMPARTIR LA ENERGUTILIZAR, COMPARTIR LA ENERGÍÍAA

LA VOLUNTAD PARA DOMINARLA, LA VOLUNTAD PARA DOMINARLA, SUJETARLASUJETARLA

DONDE HAY UNA VOLUNTAD HAY UN DONDE HAY UNA VOLUNTAD HAY UN CAMINO (CAMINO (TolkeinTolkein))

A UNA MENTE RICA EN IDEAS HA DE A UNA MENTE RICA EN IDEAS HA DE SEGUIR UNA VOLUNTAD FIRME, DECIDIDA, SEGUIR UNA VOLUNTAD FIRME, DECIDIDA,

INNOVADORA, AMOROSA (INNOVADORA, AMOROSA (T. MoralesT. Morales).).

1. Visión Termodinam. 2. Energías renov 3. Bioc. sólidos y ma 4. Bioc, líquidos y ma 5. Biocomb, y dsost. Conclusiones

INTELIGENCIA Y VOLUNTAD HAN DE INTELIGENCIA Y VOLUNTAD HAN DE FUNDIRSEFUNDIRSE……

…… PARA CONSEGUIR UNOS PARA CONSEGUIR UNOS OBJETIVOSOBJETIVOS……..

APROVECHAR DE FORMA PRUDENTE, APROVECHAR DE FORMA PRUDENTE, RESPETUOSA Y SOLIDARIA LA ENERGRESPETUOSA Y SOLIDARIA LA ENERGÍÍA A

QUE NOS RADIA EL SOL Y SE ALMACENA EN QUE NOS RADIA EL SOL Y SE ALMACENA EN LA BIOMASALA BIOMASA

Porque la verdad, la bellezay el bien tienen cara … y sonrien,y están más cerca de lo que nos parece

Porque…

Sólo les traigo la lenguay los gestos que me dierony, abierto el pecho, les doyla esperanza que no tengo.……

Será puro el ambiente, como antes,y la atmósfera azul será serena,

y la brisa amorosamoverá con sus alas la alameda,

los zorzales floridos,los guindos de la vega,las mieses de la hoja,

la copa verde de la encina vieja.

José María Gabriel y Galán (+ 1905)

Fuente: ONG San Javier de Perú

AMDG