Bioenergía ¿Solución o problema?

1. Bioenergía ¿Solución o problema? Ing. Odón de Buen R. ENTE SC 2009

2. La relación de la humanidad con la energía ha cambiado radicalmente en 200 años • Hasta hace doscientos años—un parpadeo en la historia—la raza humana era capaz de vivir casi enteramente de la energía que llegaba del Sol. • David Goodstein en “Out of Gas”.

3. México tiene grandes necesidades • Crecer económicamente • Desarrollar infrastructura • Asegurar servicios básicos a su población • Salud, educación, vivienda, transporte • Cuidar sus recursos naturales • Biodiversidad, agua

4. Pero México está, hoy día, atado al petróleo y los combustibles fósiles • México es altamente dependiente de los combustibles fósiles para hacer funcionar su economía • Como combustible • Como fuente de ingresos para operar a su sector público

5. Producción de energía de México 1965-2005

6. Y enfrenta reducciones en su capacidad de producción • Exportación de petróleo cayó 16.8% en 2008: Pemex • La paraestatal informó que la producción de crudo se redujo 9.2 por ciento con relación al 2007. • El yacimiento de Cantarell dejó de producir 461 mil barriles diarios. • La Jornada, 21 de enero de 2009 en referencia al yacimiento que produce 60% de la producción petrolera de México.

7. Y el consumo sigue creciendo

8. En el sector transporte, la mayor parte del consumo de energía es para autotransporte

9. También se enfrenta al reto de un problema global: el Cambio Climático (1) • El aumento de temperatura en México será mayor que el promedio global, alertan • El aumento en la temperatura previsto para México en este siglo es mayor al incremento promedio global proyectado por los científicos, particularmente en primavera y verano, advierte un estudio de la oficina de investigación del cambio climático de Gran Bretaña. • En el análisis que hace para México precisa que esta elevación en la temperatura cambiará las pautas de lluvia y el nivel del mar, con impactos para las poblaciones. • La Jornada, 21 de enero de 2009

10. También se enfrenta al reto de un problema global: el Cambio Climático (2) • México tiene hoy día emisiones de gases de efecto invernadero de cerca de 400 mil Giga-gramos en bióxido de carbono equivalente • De las emisiones cuantificadas, el 72% proviene del sector de energía

11. Inventario Nacional de Emisiones, 2002. INE

12. El sector del transporte y el de la generación de electricidad son los más importantes emisores de CO2 en el sector de la energía Fuente: Preparación del autor a partir de Balance Nacional de Energía 2005, SENER 2006; e IPCC 2006.

13. Para 2015 se estima un crecimiento cercano al 50% de las emisiones de CO2 en el sector transporte y en más de 30% para todo el sector de la energía Fuente: Preparación del autor a partir de Prospectivas SENER 2006; e IPCC 2006

14. ¿Qué se debe hacer y qué se está haciendo?

15. Medidas de acuerdo a World Energy Assessment: Overview 2004 Update (UNDP 2005) • Un uso más eficiente de la energía, especialmente en el punto de uso final como edificios, transporte y procesos de producción. • Un uso cada vez mayor de fuentes de energía renovable. • El desarrollo e instalación acelerados de nuevas tecnologías energéticas, particularmente la próxima generación de tecnologías que usan combustibles fósiles y que producen emisiones casi nulas de gases nocivos, incluyendo a la tecnología nuclear si aspectos relacionados a su aprovechamiento se pueden resolver

16. La bioenergía

17. Recursos bioenergéticos Dendroenergía Plantaciones de leña y residuos forestales Agroenergía Residuos agropecuarios y municipales Plantaciones energéticas Caña de azúcar o remolacha Sorgo Semillas oleaginosas Pastos Bosques

18. Intensidades asociadas a biocombustibles Tomado de: Rainer Zah, Empa; Heinz Böni, Empa; Marcel Gauch, Empa; Roland Hischier, Empa; Martin Lehmann, Empa; Patrick Wäger, Empa A Life Cycle Assessment of Energy Products: Environmental Impact Assessment of Biofuels

19. Las algas como materia prima • Las algas producen, como parte del proceso de la fotosíntesis, 15 veces más aceite por unidad de área que otras plantas usadas para biocombustibles (maíz). • Pueden crecer en agua salada, agua fresca y hasta en agua contaminada • En el mar o en lagunas pequeñas en tierra • Además, crecen más cuando se les alimenta de bióxido de carbono y materiales orgánicos como los de las aguas negras.

20. Formas de conversión de la biomasa Combustión Gasificación Pirólisis Carbonización Fermentación hacia alcohol Fermentación hacia biogas Extracción de aceites

21. Tomado de: Omar Masera, “Perspectivas de la Bioenergía en México”

22. La bioenergía Puede aprovecharse como combustible Sólido Leña, pellets Líquido Biocombustibles Gaseoso Biogás Para ser convertido en Energía térmica Electricidad

23. Los parámetros importantes de la bioenergía (1) • Los precios • De los combustibles fósiles • De los granos y el azúcar • De los insumos • La disponibilidad de tierra • Y de residuos

24. Los parámetros importantes de la bioenergía (2) • Sus impactos ambientales • Locales • Globales • Competencia con usos alimenticios • La cuestión de los subsidios y el comercio internacional

25. La bioenergía en el mundo

26. ¿Qué empuja al mayor uso de la bioenergía? • Mitigación del cambio climático • Contaminación atmosférica • Seguridad energética • Desarrollo rural • Protección y recuperación de tierras • Manejo y ratamiento de residuos • Empleo, mitigación de la migración y cohesión social

27. La bionergía en el mundo (1) • La biomasa es un componente muy importante de la energía que actualmente se consume en el mundo, llegando a cerca del 11% del consumo total mundial (IEA, 1998). • En muchos de los países en vías de desarrollo la biomasa es la más importante fuente de energía, llegando a cerca del 35 % del total (WEC, 1994).

28. La bionergía en el mundo (2) • En total, se estima que 46 Exajoules (EJ) (8 mil millones de BPE)* de la energía primaria global se derivan de la biomasa con: • 85% por uso “tradicional” (leña, abono), y • 15% en uso industrial, como combustibles, procesos Calor y Energía Combinados (CHP), y Electricidad. * 7 años de la producción petrolera de México

29. La bionergía en el mundo (3) • 11 millones de hogares se iluminan con biogás • 250 millones de estufas eficientes de leña • 38,000 MW de capacidad instalada para producción de electricidad* • 30 mil millones de litros/año de etanol • 188 millones de barriles • 2 meses de la producción petrolera de México • 180 millones de personas viven en países con normas para mezclar etanol con gasolina * 80% de la capacidad instalada en México

30. La bioenergía en Europa

31. Europa (1) • La biomasa podría pasar de los 72 millones de tep (1/2 año de la producción petrolera de México) actuales a 220 millones de tep en el año 2020. • Se estima que en la UE de los 27 se podrían utilizar 20 a 40 millones de hectáreas para generar energía de sin afectar al suministro de comida. • Los productos asociados al bosque y a las industrias madereras son la principal fuente de la biomasa, seguido por los residuos (10%) y la agricultura (5%).

32. Europa (2) • Además, el 66% de la biomasa es utilizada para suministrar calor, el 31 para generar electricidad y un 3% para producir biocombustibles líquidos. • El calor es de lejos el principal mercado del sector.

33. Europa (3) • “de todo el cereal cosechado en la Unión Europea en 2006 sólo el 1% se destinó a la producción de bioetanol y se estima que para 2007 este porcentaje ascienda a 1.6”.

34. Europa (4) • La producción europea de electricidad a partir de biogas fue de 17,272 GWh en 2006 • El biogás representa 1.2 % de la producción annual de electricidad y cerca del 10% de la renovable con 1,500 MW instalados

35. España (1) • El aprovechamiento de residuos forestales y agrícolas sirvió para generar cerca de 60 millones de toneladas equivalentes de petróleo en 2005. • 5 meses de la producción petrolera de México • Las ventas de biocarburantes en España aumentaron en 2006 un 19% respecto al año anterior • En un plazo de diez años los residuos podrían aportar el 8% de toda la energía que se consume en España.

36. España (2) • Actualmente, en España, se generan 24 millones de toneladas de residuos urbanos anuales (540 kilos por habitante y año), de los cuales un 60% llega a los vertederos. • Según datos del ISR, con las nuevas tecnologías y las ya existentes, se podría reducir de forma drástica la basura de los vertederos hasta menos de un 10%.

37. Alemania • Es el No. 1 en producción de biogás en el mundo • Construyó 820 sistemas de biogás en 2006, para un total de 3,700 sistemas • De la producción total europea en 2006 (17,272 GWh), Alemania produjo 7,338 GWh. • Es líder tecnológico

38. Ejemplos de aplicaciones recientes

39. Alemania inaugura la primera planta comercial de biocarburantes de segunda generación • La canciller alemana Angela Merkel ha inaugurado la primera planta comercial mundial de biocombustible sintético de segunda generación producido a partir de desechos de maderas y plantas. • La producción rondará los 18 millones de litros al año. • Este tipo de carburante requiere "menos de un tercio" de la superficie agrícola necesaria para producir la misma cantidad de bioetanol. • En biocombustibles, Alemania es la auténtica campeona de Europa con un consumo superando los 4 Mtep, más del 50% de los 7.7 Mtep totales de 2007.

40. La Central de Port Talbot (Gales) • El combustible será aserrín procedente de explotaciones forestales sostenibles de Canadá y Estados Unidos. • La central tendrá una potencia de 350 MW, • lo que la convierte en la más grande del mundo con estas características. • La mitad de los hogares de Gales serán abastecidos con la energía procedente de la planta de Port Talbot. • En total, producirá alrededor del 70 % de los objetivos de generación de energía eléctrica con fuentes renovables fijados para Gales antes de 2010.

41. Biodiesel (Singapur) • La petrolera finlandesa Neste Oil invertirá más de 550 millones de euros en la construcción de la mayor planta de biodiésel del mundo. • Se ubicará en Tuas, zona industrial cercana a la capital de Singapur, y producirá 800,000 toneladas al año de biodiésel a partir de aceite de palma. • La empresa se ha comprometido a usar solo aceite de palma certificada por el Grupo de Trabajo sobre el Aceite de Palma Sostenible (RSPO, en sus siglas en inglés),

42. Vuela jet de Continental con biodiesel HOUSTON 7/1/2009, Yahoo– Continental Airlines on Wednesday became the first U.S. commercial carrier to conduct a demonstration flight powered in part by alternative fuels, though large-scale use of such fuel is forecast to be several years away.The Houston-based company made the flight with a Boeing 737-800 that left from Bush Intercontinental Airport. The flight took about 1 hour, 45 minutes and had no passengers.Continental chairman and chief executive Larry Kellner said the goal was to analyze technical aspects of using biofuels, including effects on the plane's mechanical systems. In this case, the alternative fuel was derived from algae and jatropha plants and used in only one of the plane's two engines.

43. La bioenergía en México

44. Potencial de la bioenergía en México (1) • Se considera que el potencial técnico de la bioenergía en México se encuentra entre 2,635 PJ/año y 3,771 PJ/año. • Este valor representa entre el 43.56% y el 62.33% de la oferta interna bruta de energía primaria en 2002, que es igual a 6,049.37 PJ. • Entre el 17% y el 36% se obtendría de los combustibles de madera, • el 26 % de los agro-combustibles y • el 0,6 % de los subproductos de origen municipal. Fuente: (Red Mexicana de Bioenergía)

45. Potencial de la bioenergía en México (2) • 1,500 a 3,000 PJ/año en combustibles leñosos • 40% en explotación de bosques naturales • 30% plantaciones • 886 PJ7año por subproductos agrícolas y agroindustriales • 165 PJ/año para etanol Fuente: (Red Mexicana de Bioenergía)

46. Tomado de: Omar Masera, “Perspectivas de la Bioenergía en México”

47. El aprovechamiento actual • En nuestro país la bioenergía representa el 8% del consumo final de energía. • En México el uso principal de los combustibles es • como leña y carbón, principalmente para combustible doméstico en hogares rurales y • para un número importante de pequeñas industrias • ladrilleras, • mezcaleras, • hornos de alfarería

48. Monterrey (1) • Es el primer proyecto de generación de electricidad con biogás de un relleno sanitario en México • Tiene una capacidad nominal de 8 MW • Fue inaugurado el 22 de septiembre de 2003 • El proyecto fue apoyado por el fondo mundial para el medio ambiente (GEF, por sus siglas en Inglés)

49. Monterrey (2) • Es un proyecto de autoabastecimiento eléctrico • SIMEPRODE y Bioeléctrica de Monterrey se constituyeron en sociedad de autogeneración junto con las empresas consumidoras de la energía, entre ellas la empresa de agua y drenaje de la ciudad de Monterrey.

50. Tomado de: O. Prost, et al. Estudio de factibilidad GTZ-BID sobre el biodiesel como combustible para el transporte en Mexico