Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental

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Capitulo II:

Estudio ACV Impacto Ambiental

PREPARADO PARA: Banco Interamericano de Desarrollo (BID)

Ministerio de Minas y Energa

ELABORADO POR: Consorcio CUE

FECHA: Enero 2012

CIUDAD: Medelln

Proyecto:

Estrategias de energa sostenible y biocombustibles

para Colombia ATN/JC-10826-CO y ATN/JF-10827-CO"

Evaluacin del ciclo de vida de la cadena de produccin de

biocombustibles en Colombia.

BID Banco Interamericano de Desarrollo MME Ministerio de Minas y Energa MADR Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural MAVDT Ministerio del Medio Ambiente y Desarrollo Territorial DNP Departamento Nacional de Planeacin

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental i

TABLA DE CONTENIDO

1 OBJETIVO .................................................................................................................................................................. 1

2 METODOLOGA ANLISIS DEL CICLO DE VIDA .............................................................................................. 2

2.1 ALCANCE .............................................................................................................................................................. 3

2.1.1 Unidad funcional ........................................................................................................................................... 3

2.1.2 Lmites del sistema ........................................................................................................................................ 4

2.1.3 Mtodo de asignacin ................................................................................................................................... 5

2.2 INFORMACIN PARA EL INVENTARIO ........................................................................................................................ 5

2.2.1 Tipos y fuentes de datos ................................................................................................................................ 6

2.2.2 Modelos de emisin - Campo ...................................................................................................................... 7

2.2.3 Cambio del uso del suelo .............................................................................................................................. 8

2.2.4 Anlisis del cambio indirecto en el uso del suelo (iLUC) ............................................................................. 9

2.3 EVALUACIN DEL IMPACTO AMBIENTAL .................................................................................................................. 10

2.4 INTERPRETACIN ................................................................................................................................................. 11

2.5 LIMITACIONES DEL ESTUDIO .................................................................................................................................. 11

3 ANLISIS DE INVENTARIO .................................................................................................................................. 13

3.1 CULTIVO DE CAA DE AZCAR .............................................................................................................................. 13

3.1.1 Introduccin ................................................................................................................................................. 13

3.1.2 Seleccin del sitio de estudio ...................................................................................................................... 14

3.1.3 Sistema de produccin agrcola .................................................................................................................. 16

3.1.4 Productividad .............................................................................................................................................. 19

3.1.5 Caracterizacin del sistema ........................................................................................................................ 20

3.1.6 Materias primas y auxiliares ....................................................................................................................... 21

3.1.6.1 Plntulas .......................................................................................................................................................................... 21

3.1.6.2 Aplicacin de fertilizantes ............................................................................................................................................ 21

3.1.6.3 Control biolgico y aplicacin de pesticidas ............................................................................................................ 23

3.1.6.4 Irrigacin y drenaje ....................................................................................................................................................... 23

3.1.7 Uso de maquinaria y energa ..................................................................................................................... 26

3.1.8 Transporte.................................................................................................................................................... 29

3.1.9 Cambio del uso del suelo ............................................................................................................................ 29

3.1.10 Absorcin de carbono y energa de la biomasa .................................................................................... 30

3.1.11 Emisiones a la atmsfera ........................................................................................................................ 30

3.1.12 Vertidos al agua ...................................................................................................................................... 31

3.1.13 Residuos al suelo ..................................................................................................................................... 32

3.2 INGENIO DE AZCAR Y PRODUCCIN DE ETANOL ..................................................................................................... 33

3.2.1 Introduccin ................................................................................................................................................. 33

3.2.2 Descripcin del sistema............................................................................................................................... 34

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental ii

3.2.3 Ingenio de azcar ........................................................................................................................................ 36

3.2.3.1 Entrada de material y energa ..................................................................................................................................... 39

3.2.3.2 Generacin de energa y consumo ............................................................................................................................ 39

3.2.3.3 Infraestructura ................................................................................................................................................................ 42

3.2.3.4 Transporte ...................................................................................................................................................................... 42

3.2.3.5 Productos y sub-productos del ingenio .................................................................................................................... 43

3.2.3.6 Emisiones a la atmsfera ............................................................................................................................................. 44

3.2.3.7 Disposicin de residuos ............................................................................................................................................... 45

3.2.4 Produccin de etanol .................................................................................................................................. 45

3.2.4.1 Introduccin ................................................................................................................................................................... 45

3.2.4.2 Materias primas y energa de entrada ....................................................................................................................... 48


3.2.4.4 Transporte ...................................................................................................................................................................... 49

3.2.4.5 Productos y sub-productos ......................................................................................................................................... 50

3.2.5 Tratamiento de aguas ................................................................................................................................. 50

3.2.5.1 Balance de masa ............................................................................................................................................................ 51

3.2.6 Compostaje .................................................................................................................................................. 53

3.2.6.1 Balance de masa ............................................................................................................................................................ 54

3.2.6.2 Transporte y Maquinaria .............................................................................................................................................. 56


3.2.6.4 Salida de materiales ...................................................................................................................................................... 57

3.2.7 Visin general del inventario y asignacin ................................................................................................ 57

3.2.7.1 Flujo de masa de la cadena de valor del Etanol ...................................................................................................... 57

3.2.7.2 Factores de asignacin ................................................................................................................................................. 58

3.2.7.2.1 Valores econmicos ................................................................................................................................................. 59

3.2.7.2.2 Valores energticos.................................................................................................................................................. 61

3.3 CULTIVO DE LA PALMA DE ACEITE........................................................................................................................... 61

3.3.1 Introduccin ................................................................................................................................................. 61

3.3.2 Seleccin de sitios de estudio ...................................................................................................................... 63

3.3.3 Sistema Agrcola .......................................................................................................................................... 65

3.3.4 Productividad .............................................................................................................................................. 66

3.3.5 Caractersticas del Sistema ......................................................................................................................... 67

3.3.6 Materias primas y auxiliares ....................................................................................................................... 68

3.3.6.1 Fertilizantes minerales .................................................................................................................................................. 68

3.3.6.2 Fertilizantes orgnicos .................................................................................................................................................. 69

3.3.6.3 Pesticidas ........................................................................................................................................................................ 70

3.3.7 Transporte y Maquinaria ............................................................................................................................ 71

3.3.8 Cambio en el uso del suelo ......................................................................................................................... 73

3.3.9 Absorcin de carbono y energa de la biomasa ......................................................................................... 74

3.3.10 Emisiones a la atmsfera ........................................................................................................................ 74

3.3.11 Vertidos al agua ...................................................................................................................................... 75

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental iii

3.3.12 Residuos al suelo ..................................................................................................................................... 76

3.4 EXTRACCIN DE ACEITE DE PALMA Y PRODUCCIN DE BIODIESEL .............................................................................. 77

3.4.1 Introduccin ................................................................................................................................................. 77

3.4.2 Descripcin del sistema............................................................................................................................... 78

3.4.3 Extraccin de aceite de Palma .................................................................................................................... 80

3.4.3.1 Caracterizacin del sistema ......................................................................................................................................... 80

3.4.3.2 Entrada de material y energa ..................................................................................................................................... 81

3.4.3.3 Productos, subproductos y residuos ......................................................................................................................... 82

3.4.3.4 Produccin de energa ................................................................................................................................................. 82

3.4.3.5 Infraestructura y maquinaria ....................................................................................................................................... 84

3.4.3.6 Transporte ...................................................................................................................................................................... 84

3.4.4 Refinera y planta de Biodiesel ................................................................................................................... 84

3.4.4.1 Descripcin del sistema ............................................................................................................................................... 84

3.4.4.2 Materias primas y demanda energtica. ................................................................................................................... 86

3.4.4.3 Proceso de produccin y subproductos ................................................................................................................... 86

3.4.4.4 Generacin de energa ................................................................................................................................................. 87

3.4.4.5 Infraestructura y maquinaria ....................................................................................................................................... 87

3.4.4.6 Distancias de transporte .............................................................................................................................................. 87

3.4.5 Purificacin de la Glicerina ......................................................................................................................... 88

3.4.5.1 Introduccin ................................................................................................................................................................... 88

3.4.5.2 Materias primas y requerimiento de energa ........................................................................................................... 88

3.4.5.3 Productos y subproductos ........................................................................................................................................... 89


3.4.5.5 Transporte ...................................................................................................................................................................... 89

3.4.6 Tratamiento de Aguas Residuales .............................................................................................................. 89

3.4.6.1 Introduccin ................................................................................................................................................................... 89

3.4.6.2 Entrada ............................................................................................................................................................................ 90

3.4.6.3 Efluentes y emisiones ................................................................................................................................................... 91


3.4.7 Aplicacin en la tierra de los residuos ........................................................................................................ 91

3.4.8 Visin General del Inventario y asignacin ............................................................................................... 91

3.4.8.1 Flujo de masa de la cadena de valor del biodiesel ................................................................................................. 91

3.4.8.2 Factores de asignacin ................................................................................................................................................. 92

3.4.8.2.1 Asignacin econmica ............................................................................................................................................ 93

3.4.8.2.2 Asignacin Energtica ............................................................................................................................................. 94

3.5 TRANSPORTE A LA ESTACIN DE SERVICIO .............................................................................................................. 94

3.5.1 Transporte de etanol de caa de azcar a la estacin de servicio en Bogot .......................................... 94

3.5.2 Transporte del biodiesel de palma hasta Bogot ...................................................................................... 95

3.5.3 El transporte de etanol de caa de azcar a California ............................................................................ 95

3.6 TRANSPORTE DEL BIODIESEL DE PALMA A CALIFORNIA ............................................................................................. 95

3.7 USO DE LOS COMBUSTIBLES EN VEHCULOS ............................................................................................................ 96

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental iv

3.7.1 Seleccin de los vehculos ........................................................................................................................... 96

3.7.2 El uso de combustible en un Renault Logan. ............................................................................................. 97

3.7.2.1 Descripcin del sistema ............................................................................................................................................... 97

3.7.2.2 Vehculo para la comparacin internacional (California) ..................................................................................... 101

3.8 COMBUSTIBLES FSILES ...................................................................................................................................... 103

3.8.1 Produccin de gasolina y diesel en Colombia ......................................................................................... 103

3.8.2 Extraccin de petrleo crudo .................................................................................................................... 103

3.8.3 Refinacin .................................................................................................................................................. 105

3.8.4 Transporte a la estacin de servicio ......................................................................................................... 106

3.8.5 Estudio de Ecopetrol sobre las emisiones de GEI de los combustibles fsiles ......................................... 107

3.8.6 Produccin de gasolina y diesel en California ......................................................................................... 107

3.8.6.1 Extraccin de petrleo crudo .................................................................................................................................... 108

3.8.6.2 Refinacin ..................................................................................................................................................................... 109

3.8.6.3 Transporte a la estacin de servicio ......................................................................................................................... 109

3.9 PRODUCCIN DE ELECTRICIDAD .......................................................................................................................... 109

4 EVALUACIN DE IMPACTOS ............................................................................................................................. 111

4.1 COMBUSTIBLES FSILES ...................................................................................................................................... 111

4.1.1 Potencial de Calentamiento Global ......................................................................................................... 111

4.1.2 La demanda de energa acumulada......................................................................................................... 114

4.2 ETANOL DE CAA DE AZCAR. ............................................................................................................................ 115

4.2.1 Potencial de calentamiento global ........................................................................................................... 115

4.2.2 Demanda acumulada de energa ............................................................................................................. 118

4.3 BIODIESEL DE ACEITE DE PALMA ........................................................................................................................... 120


4.3.2 Demanda acumulada de Energa ............................................................................................................. 123

4.4 CAMBIOS INDIRECTOS EN EL USO DEL SUELO (ILUC) .............................................................................................. 124

4.5 OPCIONES DE MEZCLA Y EXPORTACIN A CALIFORNIA ........................................................................................... 127


4.6 COMPARACIN DE LOS BIOCOMBUSTIBLES COLOMBIANOS CON OTROS BIOCOMBUSTIBLES ...................................... 128


5 DISCUSIN Y CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 131

5.1 ETANOL DE CAA DE AZCAR ............................................................................................................................. 131

5.2 BIODIESEL DE ACEITE DE PALMA ........................................................................................................................... 134

5.3 CONCLUSIONES ................................................................................................................................................. 137

6 REFERENCIAS ....................................................................................................................................................... 139

7 ANEXOS ................................................................................................................................................................. 145

7.1 FORMATO DE RECOLECCIN DE DATOS AGRCOLAS PARA CAA DE AZCAR ............................................................. 145

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental v

7.2 FORMATO DE RECOLECCIN DE DATOS AGRCOLAS PARA PALMA DE ACEITE .............................................................. 154

7.3 INVENTARIOS DE LOS VEHCULOS: RENAULT LOGAN .............................................................................................. 166

7.4 METODOLOGAS ACV ........................................................................................................................................ 169

7.4.1 Global Warming Potential Potencial de Calentamiento Global .......................................................... 169

7.4.2 Cumulative Energy Demand Demanda Acumulada de Energa .......................................................... 169

7.4.3 Indicadores de Punto Medio y Punto Final .............................................................................................. 170

7.4.3.1 Introduccin ................................................................................................................................................................. 170

7.4.3.2 Metodologa de Evaluacin de Impactos CML (puntos medios) ........................................................................ 171

7.4.3.3 Metodologa de Evaluacin de Impactos Ecoindicador 99 (punto final) .......................................................... 173

7.4.3.4 Limitaciones del estudio ............................................................................................................................................ 175

7.4.3.5 Resultados - Combustibles fsiles ........................................................................................................................... 175

7.4.3.6 Resultados - Etanol de caa de azcar. ................................................................................................................... 177

7.4.3.7 Resultados - Biodiesel de aceite de palma ............................................................................................................. 179

7.4.3.8 Resultados - Opciones de mezcla y exportacin a California ............................................................................. 181

7.4.3.9 Resultados - Comparacin de los biocombustibles colombianos con otros biocombustibles .................... 182

7.4.3.10 Discusin y conclusiones ........................................................................................................................................... 184

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Emisiones de NH3- de fertilizantes minerales (% N emitido en forma de NH3). (Fuente: Agrammon (2009)) ..................... 8

Tabla 2: Compaas de produccin de etanol (Asocaa 2011). ........................................................................................................................ 14

Tabla 3: Criterios de seleccin de las zonas agroecolgicas (tipo de suelo y humedad). (Fuente: CUE, con base en

informacin de Cenicaa) ........................................................................................................................................................................................ 15

Tabla 4: Identificacin final de los sitios especficos. (Fuente: CUE, con base en informacin de Cenicaa)..................................... 15

Tabla 5: Informacin general sobre seleccin del sitio de estudio. (Fuente: CUE, con base en informacin de Cenicaa) ......... 16

Tabla 6: rea y factor de peso de los sitios de estudio seleccionados. (Fuente: CUE, con base en informacin de

Cenicaa)........................................................................................................................................................................................................................ 16

Tabla 7: Ciclo de cultivo de caa de azcar en el Valle geogrfico del Ro Cauca. (Fuente: CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 18

Tabla 8: Mtodo de recoleccin de la caa de azcar en el Valle Geogrfico del Ro Cauca. (Fuente: CUE con base en

estudio de campo) ...................................................................................................................................................................................................... 18

Tabla 9: Aplicacin de fertilizantes en los sitios de estudio por hectrea y ao. (Fuente CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 22

Tabla 10: Dosis recomendada de fertilizantes N-P-K. ........................................................................................................................................... 22

Tabla 11: Aplicacin de pesticidas por ao y hectrea. (Fuente CUE con base en estudio de campo) ............................................... 23

Tabla 12: Requerimiento de agua para caa de azcar usando diferentes sistemas de irrigacin (Cenicaa 2010) ...................... 24

Tabla 13: Requerimiento de agua y sistemas de riego (Fuente CUE con base en estudio de campo) ................................................ 25

Tabla 14: Caa de azcar: Requerimientos de energa para la preparacin de la tierra. (Fuente: CUE con base en estudio

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 27

Tabla 15: Consumo de energa de la cosecha manual y mecnica. (Fuente: CUE, con base en estudio de campo y datos

por defecto de Ecoinvent) ........................................................................................................................................................................................ 28

Tabla 16: Distancias para el transporte de insumos de cultivo. (Fuente: CUE con base en estudio de campo) ............................... 29

Tabla 17: Transformacin del uso del suelo y ocupacin del cultivo de la caa de azcar de los sitios de estudio. ..................... 30

Tabla 18: Emisiones a la atmsfera de la quema pre-cosecha. .......................................................................................................................... 30

Tabla 19: Emisiones a la atmsfera de la aplicacin de fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisin) ................. 31

Tabla 20: Vertidos al agua de la aplicacin de fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisin).................................. 31

Tabla 21: Residuos al suelo de la aplicacin de pesticidas y fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisin) ....... 32

Tabla 22: Plantas de etanol en Colombia 2009. (Fuente: Asocaa) .................................................................................................................. 33

Tabla 23: Promedio ponderado de las diferentes compaas productoras de etanol. (Fuente: CUE con base en

entrevistas con expertos) ......................................................................................................................................................................................... 34

Tabla 24: Flujos msicos y tecnologas para las plantas de azcar y etanol en Colombia. (Fuente: CUE con base en

entrevistas con expertos) ......................................................................................................................................................................................... 35

Tabla 25: Descripcin de los pasos en el proceso de azcar en el ingenio. (Fuente: Cenicaa) ............................................................ 37

Tabla 26: Material y consumo de energa de la fbrica de azcar por cada 100 toneladas de caa (Fuente: CUE con base

en las visitas de campo) ............................................................................................................................................................................................ 39

Tabla 27: Propiedades del bagazo y de carbn. (Fuente: UPME 2003) ........................................................................................................... 40

Tabla 28: Resumen de los procesos de cogeneracin de las diferentes compaas por 100 ton de caa de azcar

procesada. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ....................................................................................................................... 41

Tabla 29: Infraestructura del ingenio de azcar, horno y turbina por 100 toneladas de caa de azcar. (Fuente: CUE con

base en las visitas de campo) ................................................................................................................................................................................. 42

Tabla 30: Distancias de transporte por cada 100 toneladas de caa de azcar. (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 43

Tabla 31: Productos y los desechos de la planta de azcar por la caa de azcar de 100 toneladas. ................................................. 43

Tabla 32: Emisiones relacionadas con la combustin de 1 kg de bagazo y por cada 100 toneladas de caa de azcar.

(Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .............................................................................................................................................. 44

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental vii

Tabla 33: Residuos de caa de azcar por cada 100 toneladas. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .......................... 45

Tabla 34: Descripcin del proceso de etanol (fuente: CUE)................................................................................................................................. 46

Tabla 35: Materias primas y energa empleada en el proceso de etanol (por kg de etanol 99,6%). (Fuente: CUE con base


Tabla 36: Distancias de transporte para la produccin de etanol. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ...................... 49

Tabla 37: Productos, co-productos y residuos del proceso de etanol. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .............. 50

Tabla 38: Entrada de aguas residuales y la produccin por 100 toneladas de caa de azcar. (Fuente: CUE con base en

las visitas de campo) .................................................................................................................................................................................................. 52

Tabla 39: Composicin de las aguas residuales y aguas residuales tratadas por m3 (Fuente: CUE) ..................................................... 52

Tabla 40: Emisiones de metano durante el tratamiento de aguas residuales. (Fuente: CUE con base en visitas de campo)....... 52

Tabla 41: Entrada de material para el compostaje por cada 100 ton de caa de azcar. (Fuente: CUE con base en visitas

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 54

Tabla 42: Balance de masa y compostaje por 100 ton de caa de azcar (escenario promedio). (Fuente: CUE) ........................... 55

Tabla 43: Balance de masa de compostaje por 100 toneladas de caa de azcar, (escenario optimizado). ..................................... 56

Tabla 44: Factores de asignacin de la produccin de etanol (Escenario: Promedio"). (Fuente: CUE) ............................................... 58

Tabla 45: Factores de asignacin de la produccin de etanol (Escenario:"Optimizado"). (Fuente: CUE) ............................................ 59

Tabla 46: Valores econmicos de los productos de la refinera de azcar y de la planta de etanol. ................................................... 59

Tabla 47: Valores energticos de los productos de la refinera de azcar y de la planta de etanol ..................................................... 61

Tabla 48: distribucin del rea sembrada en palma de aceite por zonas (en hectreas). (Fuente: Fedepalma 2010) .................... 64

Tabla 49: rea de las plantaciones de palma y reas de muestreo en el oriente, norte y centro de Colombia. (Fuente:

CUE y Fedepalma) ....................................................................................................................................................................................................... 65

Tabla 50: Rendimientos anuales de la produccin por zona [en toneladas por hectrea-ao] (Fedepalma 2006;

Fedepalma 2009). ........................................................................................................................................................................................................ 66

Tabla 51: Entradas de fertilizantes minerales en kg por hectrea y ao para las diferentes zonas de cultivo. (Fuente: CUE

con base en las visitas de campo) ......................................................................................................................................................................... 68

Tabla 52: Composicin de nutrientes en la tusa en base hmeda y seca (Heriansyah 2008). ................................................................ 69

Tabla 53: Entradas de fertilizantes orgnicos en kg por ha y ao para diferentes reas de cultivo. (Fuente: CUE con base


Tabla 54: Agroqumicos aplicados en las diferentes reas de cultivo por rea de cultivo (en kg por kg RFF y ao).

(Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ............................................................................................................................................. 70

Tabla 55: Consumo de combustible de las diferentes reas de cultivo de palma en ton.km per kg RFF. (Fuente: CUE con

base en las visitas de campo). ................................................................................................................................................................................ 72

Tabla 56: Parmetros para el cambio en el uso directo de la tierra para los diferentes sitios de cultivo de palma (Fuente:

CUE con base en las visitas de campo y los valores por defecto del IPCC). ........................................................................................... 73

Tabla 57: Emisiones a la atmsfera por la aplicacin de fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisin) ................ 75

Tabla 58: Vertidos al agua por el uso de fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisin). ............................................ 75

Tabla 59: Residuos al suelo por la aplicacin de pesticidas y fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisin). ..... 76

Tabla 60: Plantas de biodiesel y capacidad instalada (MADR 2011). Las compaas marcadas con una estrella (*) son

parte de este estudio. ................................................................................................................................................................................................ 77

Tabla 61: Promedio ponderado de las diferentes empresas productoras de biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo y Cenipalma) ............................................................................................................................................................................................ 78

Tabla 62: Descripcin del proceso de aceite de palma. (Fuente: CUE) ............................................................................................................ 80

Tabla 63: Entrada de materia y energa por 100 ton de RFF (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ................................. 81

Tabla 64: Salidas en la extraccin aceite de palma por 100t RFF (Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ....................... 82

Tabla 65: Propiedades de los RFF, fibra y cscara (Fuente: Ecoinvent) ............................................................................................................ 82

Tabla 66: Emisiones al aire producto de la combustin de 1 MJ de fibra, 1 MJ de cscara por cada 100 toneladas de RFF.

(Jungbluth, Dinkel et al. 2007). ............................................................................................................................................................................... 83

Tabla 67: Infraestructura del proceso del Molino de aceite de palma (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ............... 84

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental viii

Tabla 68: Descripcin del proceso de refinacin de aceite de palma y del proceso de biodiesel (Fuente: CUE con base en

las visitas de campo) .................................................................................................................................................................................................. 85

Tabla 69: Materias primas y requerimientos de energa de la refinera para producir 1ton biodiesel (Fuente: CUE con


Tabla 70: Materias primas y requerimientos de energa de la planta de biodiesel para producir 1ton biodiesel (Fuente:

CUE con base en las visitas de campo)................................................................................................................................................................ 86

Tabla 71: Salidas de la planta de refinacin de aceite por 1 ton biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ...... 86

Tabla 72: Salidas de la transesterificacin de la planta por 1 ton biodiesel de Palma (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo). ..................................................................................................................................................................................................................... 87

Tabla 73: Distancias de transporte para la refinacin y transesterificacin del aceite de palma en ton.km. (Fuente: CUE

con base en las visitas de campo). ........................................................................................................................................................................ 88

Tabla 74: Entrada al proceso de purificacin de glicerina por ton biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 89

Tabla 75: Salida del proceso de purificacin de glicerina por ton biodiesel de palma. ............................................................................ 89

Tabla 76: Aguas residuales totales y contenido de DQO por 100 ton FFB tratados (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo). ........................................................................................................................................................................................................................... 90

Tabla 77: Cantidad de agua residual tratada y emisiones de metano por 100 ton FFB de 100 toneladas (Fuente: CUE con


Tabla 78: Factores de asignacin para la produccin de biodiesel (escenario: promedio). Fuente: CUE .......................................... 93

Tabla 79: Factores de asignacin de factores para la produccin de biodiesel (escenario: optimizado). Fuente: CUE ................. 93

Tabla 80: Valores econmicos de los productos de los RFF de la palma. ...................................................................................................... 94

Tabla 81: Valores energticos de los productos de los RFF de la palma. ....................................................................................................... 94

Tabla 82: Distancias de transporte desde las plantas de biodiesel hacia el puerto martimo en Santa Marta (Fuente:

INVIAS 2006). ................................................................................................................................................................................................................ 96

Tabla 83: Especificacin del Renault Logan (Fuente: www.renault.com, clculos realizados por CUE) ................................................ 98

Tabla 84: Inventario de emisiones para los diferentes modelos de transmisin del Renault Logan a gasolina. (Fuente:

CUE, basado en Ecoinvent v2.3 y Renault) ......................................................................................................................................................... 99

Tabla 85: Inventario de emisiones para los diferentes modelos de transmisin del Renault Logan a diesel (Fuente: CUE,

basado en Ecoinvent v2.3 y Renault). ................................................................................................................................................................. 100

Tabla 86: Inventario de emisiones de los vehculos de referencia en California, la gasolina y diesel (Fuente: Ecoinvent

v2.2)................................................................................................................................................................................................................................ 102

Tabla 87: Produccin de combustibles fsiles en 1000 toneladas, 2007, Colombia (Fuente: (IEA 2007). ......................................... 103

Tabla 88: Especificaciones del combustible del estudio Ecopetrol. ................................................................................................................ 107

Tabla 89: Composicin petrleo crudo de California (incluyendo transporte y suposiciones de proceso de Ecoinvent).

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 108

Tabla 90: Mezcla de electricidad para Colombia, de IEA (IEA 2008). ............................................................................................................. 109

Tabla 91: Factores de emisin para la produccin y transmisin de electricidad utilizada en este estudio. Fuente: CUE

con base en las visitas de campo). ...................................................................................................................................................................... 109

Tabla 92: Emisiones de CO2 de combustibles fsiles de diferentes estudios.............................................................................................. 112

Tabla 93: Potencial de emisiones GEI de diferentes escenarios de etanol de caa de azcar por vehculo-km y relativo a

gasolina fsil (100%). Fuente: CUE. ..................................................................................................................................................................... 132

Tabla 94: Potencial de emisiones GEI de diferentes escenarios de biodiesel de palma por vehculo-km y relativo a diesel

fsil (100%). Fuente: CUE. ....................................................................................................................................................................................... 135

Tabla 95: Inventario del chasis (glider). .................................................................................................................................................................. 166

Tabla 96:Inventario del rbol de transmisin con motor gasolina(drivetrain petrol) ............................................................................. 167

Tabla 97: Inventario del rbol de transmisin con motor diesel (drivetrain diesel). ............................................................................... 168

Tabla 98: Indicadores de punto medio empleados en este estudio .............................................................................................................. 172

Tabla 99: Indicadores de impactos punto medio y punto final de etanol de caa de azcar por vehculo-kilmetro ................ 179

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental ix

Tabla 100: Impactos de punto medio y punto final de biodiesel de palma por vehculo-kilometro ................................................. 180

Tabla 101: Impactos ambientales de punto medio del etanol de caa de azcar comparados con combustible fsil

(Verde: Impacto menor. Naranja: impacto mayor). Fuente; CUE. ............................................................................................................. 185

Tabla 102: Impactos ambientales de punto medio del biodiesel comparados con combustible fsil (Verde: Impacto

menor. Naranja: impacto mayor). Fuente; CUE. .............................................................................................................................................. 187

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental x

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Cuatro fases principales de un ACV segn la norma ISO 14040 ........................................................................................................ 2

Figura 2: Izquierda: Zonas de estudio para caa de azcar (verde) y aceite de palma (azul). Derecha: Sitios de estudio

para las plantas de etanol (naranja) y plantas de biodiesel (morado). Fuente: CUE, con base en informacin de

Cenicaa y Cenipalma). ................................................................................................................................................................................................ 3

Figura 3: Visin general de los sistemas a comparar. (Fuente: CUE) ................................................................................................................... 4

Figura 4: Fuente de los datos de inventario para procesos especficos. (Fuente: CUE) ................................................................................ 6

Figura 5: Vista esquemtica del cambio indirecto en el uso del suelo (Fuente: CUE) ................................................................................... 9

Figura 6: rea de cultivo de caa de azcar (izquierda) y la topografa de la regin (derecha) (Cenicaa 2001) ........................... 13

Figura 7: Ciclo de cultivo de la caa de azcar (Netafim 2011). ........................................................................................................................ 17

Figura 8: Productividad cronolgica de caa de azcar y azcar en ton por ha en Colombia (Asocaa 2011) ............................... 19

Figura 9: Productividad de la caa de azcar para los sitios estudiados en toneladas de caa por ha (Fuente: CUE con

base en estudio de campo) ..................................................................................................................................................................................... 20

Figura 10: Visin esquemtica del inventario de caa de azcar. (Fuente: CUE) ......................................................................................... 21

Figura 11: Precipitacin (izquierda) y evaporacin(derecha) en el Valle Geogrfico del Ro Cauca (Cenicaa 2001) .................... 24

Figura 12: Canal de irrigacin en plantaciones de caa de azcar ( Cenicaa). ....................................................................................... 25

Figura 13: Maquinaria utilizada para la preparacin de la tierra, siembra y manejo. (Fuente: CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 27

Figura 14: Cosecha verde manual (izquierda) y carga de la caa cortada despus de la quema previa a la cosecha

(derecha). (Fuente: EMPA) ........................................................................................................................................................................................ 28

Figura 15: Visin esquemtica de produccin de etanol en Colombia. (Fuente: CUE) ............................................................................. 34

Figura 16: Visin esquemtica de produccin de azcar en Colombia (Cenicana 2004) ........................................................................ 36

Figura 17: Presentacin esquemtica sobre el sistema de co-generacin de los ingenios azucareros. (Fuente: Cenicaa) ........ 40

Figura 18: Resumen esquemtico de la produccin de etanol de caa de azcar. (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 46

Figura 19: Tratamiento de Aguas Residuales (TAR) de los efluentes de la planta de etanol. (Fuente: CUE, figuras de

www.praj.net, www.usba.org, www.isu.edu). ...................................................................................................................................................... 51

Figura 20: Esquema general del proceso de compostaje (Fuente: CUE con base en visitas de campo). ............................................ 54

Figura 21: Flujo de masa de produccin de etanol por 100 ton de caa de azcar. (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 57

Figura 22: Precios de azcar refinado y blanco (ponderado segn cantidad y precio del mercado local y de exportacin)

y el precio de etanol (Fuente: CUE con base en Asocaa y Precios del Merado de Azcar de Londres). .................................... 61

Figura 23: Plantaciones de palma de aceite en Colombia (Fuente: CUE). ...................................................................................................... 62

Figura 24: Principales zonas de cultivo de palma de aceite en Colombia 2008 (Fedepalma 2009). ..................................................... 63

Figura 25: Plantacin de palma con diferentes edades en Colombia. ............................................................................................................. 65

Figura 26: Productividad de la palma de aceite en los sitios de estudio en el Oriente (azul), Norte (naranja)

y Centro (verde) de Colombia en toneladas de RFF por hectrea y ao. Los colores claros reflejan la productividad

de las fincas muestreadas y los colores oscuros reflejan el valor promedio de la regin. La barra negra indica la

productividad nacional promedio y la barra gris representa la productividad suministrada por Fedepalma. (Fuente:

CUE y Fedepalma 2009) ............................................................................................................................................................................................ 67

Figura 27: Presentacin esquemtica sobre el inventario de palma de aceite (Fuente: CUE) ................................................................. 68

Figura 28: Recoleccin de fruta de Palma (izquierda), embalaje para el transporte (centro) y carga (derecha) (Fuente:

CUE y www.reportage-enviro.com. ....................................................................................................................................................................... 72

Figura 29: Transporte de RFF por animal (izquierda), tractores (centro) y camiones (derecha) desde el campo hasta la

planta de extraccin. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................................................... 72

Figura 30: Cantidad relativa de tierra transformada debido a los cultivos de palma desde el 200 al 2009. (Fuente: Pincon

2008). ............................................................................................................................................................................................................................... 73

Figura 31: Visin esquemtica general sobre el sistema de biodiesel. (CUE con base en las visitas de campo) .............................. 79

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental xi

Figura 32: Procesos de la extraccin de aceite de palma (Fuente: Adaptado de Fedepalma 2010). .................................................... 80

Figura 33: Resumen esquemtico sobre el proceso de refinacin de aceite de palma y la produccin de biodiesel

(fuente: www.manuelita.com) ................................................................................................................................................................................. 85

Figura 34: Proceso de purificacin de la glicerina (fuente: www.manuelita.com)........................................................................................ 88

Figura 35: Sistema de tratamiento de aguas de laguna abierta (izquierda) y su superficie (derecha). (Fuente: CUE) .................... 90

Figura 36: Flujo de masa en la produccin de biodiesel por cada 100 toneladas de RFF. (Fuente: CUE con base en las

visitas de campo)......................................................................................................................................................................................................... 92

Figura 37: Distancia desde Buenaventura a Los ngeles, 4903 km. (Fuente: http://www.searates.com) ............................................ 95

Figura 38: Distancia desde Santa Marta a Los ngeles, 5314 km. (Fuente: http://www.searates.com) ............................................... 96

Figura 39: Renault Logan (Fuente: www.renault.com) ........................................................................................................................................... 97

Figura 40: Presentacin esquemtica sobre el ciclo de vida de los combustibles fsiles. (Fuente: CUE) .......................................... 103

Figura 41: Reservas y produccin colombiana de petrleo (Ecopetrol 2008)............................................................................................. 104

Figura 42: BCM (izquierda) e imagen de satlite (derecha) de la quema de gas en Colombia (NOAA 2009) ................................. 104

Figura 43: Cargas de las refineras de Colombia (izquierda) y refinera de Barrancabermeja (derecha) (Ecopetrol 2009). ......... 105

Figura 44: Contenido de azufre del diesel en Bogot y el resto del pas (Ecopetrol2009). .................................................................... 106

Figura 45: Suministro de petrleo crudo a las Refineras de California (Sheridan2006). ........................................................................ 108

Figura 46: Factores de emisin de electricidad en Colombia en 2009 (izquierda) y2010 (derecha) en kg de

CO2 equivalentes por kWh (XMexpertos 2010). ............................................................................................................................................ 110

Figura 47: Emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de combustibles fsiles en g de CO2 equivalentes por MJ

combustible. (Fuente: CUE) .................................................................................................................................................................................... 112

Figura 48: Emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) de combustibles fsiles en kg equivalentes de CO2

por vehicle.km. (Fuente: CUE) ............................................................................................................................................................................... 113

Figura 49: Demanda acumulada de energa no renovable por MJ de combustible fsil. (Fuente: CUE). .......................................... 114

Figura 50: Demanda acumulada de energa no renovable por vehculo.km. (Fuente: CUE) .................................................................. 114

Figura 51: Potencial de calentamiento global de etanol de caa de azcar en kg CO2 equivalentes por v.km. (Fuente:

CUE) ............................................................................................................................................................................................................................... 115

Figura 52: Potencial de calentamiento global de etanol de caa de azcar por proceso en g CO2 equivalentes por

MJ combustible. (Fuente: CUE) ............................................................................................................................................................................. 116

Figura 53: Potencial de calentamiento global del cultivo de caa de azcar en kg CO2 equivalentes por kg de caa

de azcar. (Fuente: CUE y Ecoinvent para Brasil). .......................................................................................................................................... 116

Figura 54: Potencial de calentamiento global de procesamiento de la caa de azcar dividido por proceso en kg CO2

equivalentes por v.km. (Fuente: CUE) ................................................................................................................................................................. 117

Figura 55: Anlisis de sensibilidad del mtodo de asignacin para la produccin de etanol en Colombia en kg de CO2 el

equivalentes por vehicle.km. (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................... 118

Figura 56: Demanda acumulada de energa de etanol de caa de azcar en MJ de energa no renovable por

MJ.de combustible. (Fuente: CUE). ...................................................................................................................................................................... 119

Figura 57: Demanda acumulada de energa de etanol de caa de azcar en MJ de energa no

renovable por vehculo.km. (Fuente: CUE)........................................................................................................................................................ 119

Figura 58: Potencial de calentamiento global dl biodiesel de palma en kg CO2 equivalente per v.km. (Fuente: CUE) ................ 120

Figura 59: Potencial de calentamiento global de biodiesel a partir de aceite de palma por proceso en g CO2 en

equivalente por MJ de combustible. (Fuente: CUE) ..................................................................................................................................... 121

Figura 60: Potencial de calentamiento global del cultivo de palma de aceite en kg CO2 equivalentes por kg de RFF. Los

sitios de cultivo en Colombia evaluados en el oriente (Verde), Norte (Azul) y centro (rojo) se presentan de acuerdo al

impacto del cultivo (barras oscuras) y al cambio en el uso de la tierra (barras claras). El impacto promedio se

muestra como una lnea negra. (Fuente: CUE y Ecoinvent v2.3 para Malasia) .................................................................................... 121

Figura 61: Potencial de calentamiento global de procesamiento del biodiesel dividido por proceso en kg de CO2

equivalentes por v.km. (Fuente: CUE) ................................................................................................................................................................. 122

Figura 62: Potencial de calentamiento global del escenario promedio y optimizado comparado con los combustibles

fsiles en kg CO2eq por vehicle.km. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................... 122

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental xii

Figura 63: Anlisis de sensibilidad del mtodo de asignacin para la produccin de biodiesel en Colombia en kg CO2

eq. por vehculo.km. (Fuente: CUE) ..................................................................................................................................................................... 123

Figura 64: Demanda de energa acumulada de biodiesel de palma en MJ de energa no renovable por MJ de

combustible. (Fuente: CUE) .................................................................................................................................................................................... 124

Figura 65: Demanda acumulada de energa de biodiesel de palma en MJ de energa no renovable por vehiculo.km.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 124

Figura 66: Impactos indirectos potenciales del uso de la tierra en el cultivo de palma en Colombia. (Fuente: CUE)................... 125

Figura 67: Impactos potenciales del uso indirecto de la tierra en el cultivo de caa se azcar en Colombia. (Fuente: CUE) ... 126

Figura 68: Potencial del calentamiento Global del etanol promedio colombiano (E100 and E10) empleado en Bogot y

California. (Fuente: CUE) ......................................................................................................................................................................................... 127

Figura 69: Potencial de calentamiento global del biodiesel promedio colombiano (B100 y B10) usado en Bogot

y California. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................................................................... 128

Figura 70: Potencial de calentamiento global de los biocombustibles comparados con otras cadenas de valor de

biocombustibles. (Fuente: CUE, biocombustibles colombianos adaptados para un vehculo estndar de Ecoinvent,

otros biocombustibles basados en Zah et al., 2007) .................................................................................................................................... 129

Figura 71: Potencial de calentamiento global del etanol colombiano de caa de azcar relativo a la gasolina fsil (100%

del impacto). (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................................................. 132

Figura 72: Potencial de calentamiento global del Biodiesel de palma colombiano comparado con el diesel fsil (100%

del impacto).Fuente: CUE. ...................................................................................................................................................................................... 135

Figura 73: Presentacin esquemtica de los indicadores de impacto utilizados en este estudio. (Fuente: CUE)........................... 170

Figura 74: Visin esquemtica sobre el modelo de dao del Eco-indicador 99. (Fuente: VROM 2000) .......................................... 174

Figura 75: Comparacin del vehculo estndar de pasajeros en Colombia y California (por vehicle.km). (Fuente: CUE). ........... 176

Figura 76: Impacto ambiental total medido como puntos de Eco-indicador 99 del vehculo estndar de Colombia y

California (por vehiculo.km) (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................... 177

Figura 77: Impactos ambientales del etanol de caa de azcar por vehculo.km especificados por etapa de produccin.

(Fuente: CUE). ............................................................................................................................................................................................................. 177

Figura 78: Impacto ambiental total (medido en puntos de Eco-indicador 99) del etanol de la caa de azcar por

vehiculo.km especificado para la etapa de produccin. (Fuente: CUE) .................................................................................................. 178

Figura 79: Los impactos ambientales del biodiesel de palma por vehiculo.km especificados por etapa de produccin.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 179

Figura 80: Impacto ambiental total (medido como puntos de Ecoindicador 99) del biodiesel por vehculo.km especfico

para la etapa de produccin. (Fuente: CUE). ................................................................................................................................................... 180

Figura 81: Impacto ambiental agregado del etanol promedio colombiano (E10 y E100) empleado en Bogot y California.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 181

Figura 82: Impacto ambiental agregado del biodiesel promedio colombiano (B100 y B10) empleado en Bogot y

California. (Fuente: CUE) ......................................................................................................................................................................................... 182

Figura 83: Impacto ambiental agregado (mtodo de Eco indicador 99) de los biocombustibles colombianos

comparados con otras cadenas de valor de biocombustibles. (Fuente: CUE) ..................................................................................... 183

Figura 84: Representacin en dos dimensiones de las emisiones de GEI y el impacto ambiental total (Eco indicador 99)

para caa de azcar (azul) y palma de aceite (rojo)...................................................................................................................................... 184

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental xiii

GLOSARIO

ACV Anlisis de Ciclo de Vida

AGB Biomasa por encima del suelo

AR Agua residual

BGB Biomasa por debajo del suelo

BID Banco Interamericano de Desarrollo

CED Demanda de Energa Acumulada

CML Instituto de Ciencias Ambientales de la Universidad de Leiden

CUE Consorcio de autores del estudio (CNPML-UPB-EMPA)

DALY Disability Adjusted Life Years

DQO Demanda Qumica de Oxigeno

EI99 Eco indicador 99

EICV Evaluacin de Impacto del Ciclo de Vida

EtOH Etanol

FAO Food and Agriculture Organization of United Nations

GBEP Global Bioenergy Partnership

GEI Gases de Efecto Invernadero

GWP Potencial de calentamiento global

ICV Inventario de Ciclo de Vida

IDEAM Instituto de Hidrologa Meteorologa y Estudios Ambientales

IEA Agencia Internacional de Energa

IGAC Instituto Geogrfico Agustn Codazzi

iLUC Cambios indirectos del uso del suelo

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change

LUC Cambio del uso del suelo

LUC Cambio en el uso del suelo

MADR Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural

MDL Mecanismo de Desarrollo Limpio

MOD Materia Orgnica Descompuesta

MP Material Particulado

PAH Hidrocarburos aromticos policclicos

PDD Documento de Diseo del Proyecto

PST Partculas Slidas Totales

RED Renewable Energy Directive

RER Clasificacin Ecoinvent para promedio europeo

RFF Racimos de Fruto Fresco

RSB Mesa Redonda sobre Biocombustibles. Sostenibles

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental xiv

SD Desviacin estndar

SOC Carbono orgnico del suelo

SQCB Sustainability Quick Check for Biofuels

TAR Tratamiento de Aguas Residuales

UCTE Union for the coordination of Transmission of Electricity (Europe)

UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change

VGRC Valle Geogrfico del Ro Cauca

VOC Compuestos orgnicos voltiles

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV Impacto Ambiental 1

1 Objetivo

El principal objetivo del Anlisis de Ciclo de Vida ACV - es analizar los impactos ambientales de los

biocombustibles Colombianos, etanol de caa de azcar (EtOH) y biodiesel de aceite de palma, sobre

el ciclo de vida completo, y su comparacin con los combustibles fsiles de referencia para

Colombia (gasolina y diesel). Adems, identificar el potencial de optimizacin para producir

biocombustibles ms amigables con el medio ambiente y recolectar datos especficos necesarios para

la herramienta web desarrollada para el ACV del SQCB (Chequeo Rpido de Sostenibilidad de

Biocombustibles).


2 Metodologa Anlisis del ciclo de vida

Con el fin de evaluar el desempeo ambiental de los diferentes biocombustibles, se llev a cabo un

Anlisis del Ciclo de Vida (ACV) conforme a las normas ISO 14040 y 14044 (ISO 2006). La

metodologa ACV es un enfoque holstico para estimar los impactos ambientales relacionados

con todo el ciclo de vida de un producto o servicio. Los lmites del sistema del estudio son alrededor

de las cadenas de biocombustibles y se extiende desde la produccin agrcola hasta el uso final de

biocombustible en un vehculo, incluyendo los pasos intermedios. Adems, el estudio se realiza de

acuerdo con las directrices de la Asociacin Mundial de Bioenerga (GBEP 2009)1. En la Figura 1 se

presentan las fases principales del estudio de ACV.

Figura 1: Cuatro fases principales de un ACV segn la norma ISO 14040

La definicin del objetivo y el alcance es el primer paso de un ACV. En este se define claramente el

esquema del estudio. Donde los resultados finales del estudio son vlidos nicamente para el objetivo

y alcance definido.

1 Las directivas de la AMBE (GBEP, por sus siglas en ingls) sern completadas despus de la aprobacin final de este estudio.

Definicin del objetivo y alcance

Anlisis de inventario

Evaluacin de impactos

Concepto de Anlisis de Ciclo de Vida

Interpretacin

Aplicaciones directas:

Desarrollo y mejoras de producto.

Planeacin estratgica.Formulacin de polticas pblicasMercadeoOtras


2.1 Alcance

En este estudio se evalu el impacto promedio ambiental de los combustibles en Colombia. Por lo

tanto, los resultados no reflejan el rendimiento de las plantaciones individuales o instalaciones de

procesamiento, reservando la confidencialidad de la informacin individual.

Con el fin de tomar en cuenta el contexto local, se recolect informacin primaria en los sitios ms

representativos (como se muestra en la Figura 2 ).

Figura 2: Izquierda: Zonas de estudio para caa de azcar (verde) y aceite de palma (azul). Derecha: Sitios de estu-

dio para las plantas de etanol (naranja) y plantas de biodiesel (morado). Fuente: CUE2, con base en informacin de

Cenicaa y Cenipalma).

2.1.1 Unidad funcional

Los biocombustibles puros (B100, E100), y las mezclas (E10, B10) son comparados con los

combustibles fsiles (gasolina y diesel, para especificaciones ver Tabla 88 ) por:

Una unidad energtica (1 MJ) al punto de distribucin

Un kilmetro recorrido en un vehculo promedio en Colombia (Renault Logan) y en los

Estados Unidos de Amrica (un vehculo de pasajero promedio).

El objetivo del estudio es comparar los diferentes combustibles en lugar de comparar los diferentes

vehculos. Tal comparacin slo es posible si las propiedades de los vehculos son idnticas en cuanto

2 Todas las figuras y tablas establecidas en este estudio son referenciadas como CUE (Consocio CNPML-UPB-EMPA)


a aerodinmica, peso y consumo de energa. El mejor caso es escoger un tipo de vehculo del cual se

pueda tener informacin de su fabricacin y desempeo con motores de gasolina, diesel y mezclas de

biocombustibles. , En Colombia, el Renault Logan es un vehculo ampliamente utilizado que se puede

conducir con diferentes unidades motrices.

2.1.2 Lmites del sistema

Una visin general sobre los procesos a comparar se presenta en la Figura 3. En este estudio los lmites

del sistema comprenden la cadena completa de los biocombustibles, desde la produccin de

las materias primas agrcolas hasta el uso de los biocombustibles en un automvil, incluyendo

los pasos intermedios. Adems, se incluye la construccin, mantenimiento y reciclaje / disposicin de

infraestructura, incluyendo los edificios y carreteras.

Figura 3: Visin general de los sistemas a comparar. (Fuente: CUE)


Alcance temporal

En este estudio el ao de referencia para las consideraciones de cambio de uso de la tierra es el ao

2000 y para tecnologa de procesos se consider el ao 2009. El ao 2000 fue seleccionado debido a

la disponibilidad de los mapas de uso del suelo en Colombia (usados en el estudio SIG), y a que el ao

de referencia para el cambio de uso del suelo se define unos aos atrs, evitando la deforestacin o el

reemplazo de coberturas naturales vegetales para nuevos proyectos. Dado que a la empresa privada

no le era permitido establecer plantas de procesamiento de biocombustibles, la produccin de estos

no conduca a ningn cambio en el uso de la tierra ms all del ao 2000, lo cual justifica an ms el

ao de vida seleccionado.

Con el fin de demostrar el potencial de optimizacin, se consideran dentro de este estudio las

tecnologas que pueden ser implementadas en un futuro cercano. Para este caso se emple el estudio

de ACV de Ecopetrol sobre combustibles fsiles, el cual fue realizado para el esquema de refinacin

del ao 2008 en la refinera de Barrancabermeja.

Alcance geogrfico

Este estudio es de alcance nacional como se mencion en el objetivo del estudio, los conjuntos de

datos son representativos para las condiciones de Colombia. No obstante, es necesario tener presente

que los resultados reflejan el promedio nacional y no pueden ser asociados con plantaciones

individuales o plantas de procesamiento.

2.1.3 Mtodo de asignacin

En las cadenas de valor de los biocombustibles no solo se producen biocombustibles, sino tambin

varios subproductos (por ejemplo, torta de palmiste, compost, electricidad, entre otros). Por lo tanto,

como las cargas ambientales (ej. DQO, Kwh, CO2, MP, Residuos, etc.) no estn registradas

especficamente para cada producto y subproducto (ej. residuos de corte, bagazo, vinazas, azcar, miel

B, etc.) se hace necesario distribuir dichas cargas entre los diferentes productos y subproductos en

cada etapa de la cadena de valor, lo que se conoce como asignacin. Ahora bien, debido a que los

productos y subproductos que generan la cadena de valor de los biocombustibles poseen diferentes

funciones (por ejemplo, algunas son usadas energticamente y algunas para reciclaje de nutrientes), el

mtodo de asignacin econmica se consider el ms adecuado. Sin embargo, se llev a cabo una

asignacin energtica para analizar la sensibilidad del mtodo de asignacin.

2.2 Informacin para el inventario

En el anlisis del Inventario de Ciclo de Vida (ICV) se cuantifican los flujos de materia y energa de los

procesos del sistema. Mediante la evaluacin de todas las entradas y salidas, se pueden analizar los

intercambios de los sistemas comparados con el ambiente, y de esta manera sus impactos.


Dentro de este estudio, se considera el consumo de todas las materias primas, insumos,

energa, emisiones y residuos. Adicionalmente, se incluye el transporte, la infraestructura y los

requerimientos de tierra.

2.2.1 Tipos y fuentes de datos

En general, el inventario de los datos empleados se puede dividir en datos primarios y secundarios.

Los datos primarios estn relacionados especficamente con el sistema producto, y son datos reales

y verificados, recolectados directamente en campo, mediante entrevistas con expertos y/o de

publicaciones relevantes. La Figura 4 provee una visin general sobre las fuentes de datos especficos.

De otro lado, los datos secundarios no estn especficamente relacionados con el sistema producto y

se derivan generalmente de bases de datos genricas de Inventario del Ciclo de Vida. Ejemplos de ello

son la produccin de fertilizantes minerales la generacin de electricidad. En este caso los datos

secundarios fueron obtenidos de la base de datos de ACV Ecoinvent v 2.2 (ecoinvent centre 2009).

Ecoinvent es la base de datos internacional de ICV ms completa y transparente y todos los datos de

inventario son establecidos de acuerdo con altos estndares de calidad.

Adems, este estudio fue adaptado e integrado en la herramienta Sustainability Quick Check for

Biofuels SQCB -, la cual emplea sus propios valores por defecto (Faist et al. 2009). Con esta

herramienta tambin es posible calcular el impacto de acuerdo con la Directriz Europea de

Energa Renovable (RED) (EC 2008).

Figura 4: Fuente de los datos de inventario para procesos especficos. (Fuente: CUE)

La metodologa para establecer los datos de inventario consisti en recolectar la informacin en

campo de diferentes fuentes e integrar diferentes perspectivas. Los datos obtenidos de diferentes

fuentes fueron c

Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental

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