Estudio de Análisis de Ciclo de Vida de Biocombustibles en Perú...ESTUDIO DE ANALISIS DE CICLO DE...
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÒLICA DEL PERÚ RED PERUANA DE CICLO DE VIDA AV. UNIVERSITARIA NO 1801, SAN MIGUEL L IMA, PERÚ T ELÉFONO: (511) 6262000 - 4760 MAIL: RED. ACV@PUCP. EDU. PE BLOG. PUCP. EDU. PE/ REDPERUANACICLODEVIDA/ Schweizerische Eidgenossenschaf Confédération suisse Confederaziones Svizzera Confederaziun svizra Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación COSUDE Estudio de Análisis de Ciclo de Vida de Biocombustibles en Perú Resumen Estudio de Análisis de Ciclo de Vida de Biocombustibles en Perú - Resumen
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÒLICA DEL PERÚ
RED PERUANA DE CICLO DE VIDA
AV. UNIVERSITARIA NO 1801, SAN MIGUEL
LIMA, PERÚ
TELÉFONO: (511) 6262000 - 4760MAIL: [email protected]
BLOG.PUCP.EDU.PE/REDPERUANACICLODEVIDA/
Schweizerische EidgenossenschafConfédération suisseConfederaziones SvizzeraConfederaziun svizra
Agencia Suiza para el Desarrolloy la Cooperación COSUDE
Estudio de Análisis de Ciclo de Vida deBiocombustibles en Perú
Resumen
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ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
Financiado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación - COSUDE
Ejecutado por:
- Pontificia Universidad Católica del Perú - PUCP Red Peruana Ciclo de Vida
- Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de Materiales - EMPA
- Swisscontact, Fundación Suiza de Cooperación para el Desarrollo Técnico
Primera Edición, Diciembre 2009Impreso en Perú
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ANOSÍNDICE DE CONTENIDO
SECCIÓN I: DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE ............................................................................................... 10
1. OBJETIVO DEL ESTUDIO ..............................................................................................................................10
1.1 Planteamiento ................................................................................................................................... 10
1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder ...................................................................................... 11
1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ......................................................................................... 11
2. ALCANCE DEL ESTUDIO ............................................................................................................................... 12
2.1 Unidad funcional ................................................................................................................................12
2.2 Sistemas a comparar .........................................................................................................................12
2.3 Límites de los sistemas ......................................................................................................................17
2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos ...................................................................................... 18
2.5 Herramienta Informática utilizada ......................................................................................................19
SECCIÓN II: INVENTARIO ........................................................................................................................................ 20
1. FASE AGRÍCOLA .......................................................................................................................................... 20
1.1 Descripción de los cultivos ................................................................................................................. 20
1.2 Límites en la fase agrícola ................................................................................................................. 20
1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos .............................................................. 21
1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera ............................................................................ 22
1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas ........................................................................... 22
1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar ............................................................................ 24
1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo .............................................................................................. 24
2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL ..................................................................................................................... 25
2.1 Extracción del aceite de Palma Aceitera ............................................................................................. 25
2.2 Extracción del aceite de Jatropha ...................................................................................................... 26
2.3 Transesterificación ............................................................................................................................ 27
3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL .......................................................................................................................... 28
4. USO ENERGÉTICO DE LOS COMBUSTIBLES ................................................................................................. 28
SECCIÓN III RESULTADOS ...................................................................................................................................... 29
1. CAMBIO CLIMÁTICO ................................................................................................................................... 29
2. DEFORESTACIÓN ......................................................................................................................................... 29
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ANOS 3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL ....................................................................... 31
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO ....................................................................................................................... ..32
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL ...................................................................................................... 34
5.1 Metodología IPCC .................................................................................................................................. 34
5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC) ...................................................................................................... 41
5.1.2 Deuda de carbono ......................................................................................................................... 41
5.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................................................... 44
6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES ........................................................................................................... 50
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ....................................................................................................................... 51
8. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................... 51
8.1 Gases de Efecto Invernadero .................................................................................................................. 52
8.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................................................... 52
8.3 Gases de Efecto Invernadero – Eco Indicador 99 .................................................................................... 53
9. RECOMENDACIONES .................................................................................................................................. 53
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................ 54
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ANOSÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Caracterización de los cultivos ................................................................................................................... 20
Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema ......................................................................................................... 21
Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos ..................................................................................... 21
Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100 ........................................................................................ 27
Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km .................................................................................. 28
Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel ...................................................................... 33
Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel................................................................................ 33
Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel ........................................................................ 34
Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol .............................................................................. 34
Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos ......................................................................................... 35
Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa........................................................ 36
Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa ....................................................... 36
Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa .......................................................... 37
Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa ........................................................ 37
Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 ...................................................................... 39
Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100...................................................................... 40
Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 .......................................................................... 40
Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 ....................................................................... 40
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ANOS Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100% ............................................................ 42
Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos Eco Indicator 99 por categoría de
impacto .................................................................................................................................................................. 45
Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos Eco Indicator 99 por categoría de
impacto .................................................................................................................................................................. 45
Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos Eco Indicator 99 por fase ............46
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos Eco Indicator 99 por fase ...........46
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ANOSÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Estructura del proyecto ...................................................................................................................... 9
Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV ................................................................................................................... 12
Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones ............................................................................................................. 13
Ilustración 4: Escenarios en estudio ......................................................................................................................... 14
Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles ........................................................................................................ 16
Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel. ..................................................................................... 17
Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol. ......................................................................................... 18
Ilustración 8: Evolución de la fase agrícola .............................................................................................................. 20
Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la Palma Aceitera ............................................................................. 22
Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín) ......................................................... 23
Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque) ....................................................... 23
Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña. .................................................................................................. 24
Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo ............................................................................................. 25
Ilustración 14: Composición de los RFF de palma ..................................................................................................... 25
Ilustración 15: Composición de la SJS ..................................................................................................................... 26
Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel ............................................................. 31
Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol ................................................................. 32
Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100 ........................................................ 38
Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8 ............................................................... 39
Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para los biocombustibles
B100 y E100 ........................................................................................................................................................... 41
Ilustración 21: Deuda de carbono ............................................................................................................................ 43
Ilustración 22: Eco Indicator 99 .............................................................................................................................. 44
Ilustración 23: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 - Eco Indicator 99 ....................................... 47
Ilustración 24: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 - Eco Indicator 99 ........................................... 47
Ilustración 25: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 sin incluir la categoría de impacto uso
de suelos - Eco Indicator 99 .................................................................................................................................... 48
Ilustración 26: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 sin incluir la categoría de impacto uso de suelos
Eco Indicator 99 ..................................................................................................................................................... 49
Ilustración 27: Relación entre el Eco Indicator 99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100% sin considerar la
categoría de impacto uso de suelos ......................................................................................................................... 50
Ilustración 28: Relación entre el Eco Indicator 99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100% ...................50
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ANOS ACRÓNIMOS, SIGLAS Y SÍMBOLOS
ACV Análisis de Ciclo de VidaAGB Materia orgánica sobre el nivel del sueloB BoroB5 Biodiesel al 5% mezclado con dieselB100 Biodiesel al 100%BGB Materia orgánica bajo el nivel del sueloCA Caña de AzúcarCH4 MetanoCOSUDE Agencia Suiza para el Desarrollo y la CooperaciónCO2 Dióxido de carbonoDOM Materia Orgánica MuertaE7.8 Etanol al 7.8% mezclado con gasolinaE100 Etanol al 100%ECPT Ecosystem ‘Carbon Payback Time’EICV Evaluación del Inventario de Ciclo de VidaEMPA Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de MaterialesFREDEPALMA Federación de Palmicultores de San MartínGEI Gases de Efecto InvernaderoINIA Instituto Nacional de Investigación AgrariaIPCC Panel Intergubernamental de Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change)ISO International Organization for StandardizationKCl Cloruro de potasioLUC Land use change o cambio de uso de suelosMg Sulfato de magnesio o kieseritaMINAG Ministerio de AgriculturaMINAM Ministerio del AmbienteMINEM Ministerio de Energía y MinasN2O Óxido nitrosoPRODUCE Ministerio de la ProducciónPUCP Pontificia Universidad Católica del PerúRFF Racimos de Fruta FrescaRPCV Red Peruana de Ciclo de VidaSC Contenido de Carbono en el SueloSDA United States Department of AgricultureSEIN Sistema Eléctrico Interconectado Nacional SJS Semillas de Jatropha SecasSNV Netherlands Development Organisationtkm Tonelada por kilómetro recorridoTon d.m. Tonelada de material seca (Ton dry matter)UNALM Universidad Nacional Agraria La Molina
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ANOSANTECEDENTES
El estudio fue planteado por la Red Peruana de Ciclo de Vida (RPCV) de la Pontificia Universidad Católica de Perú (PUCP)
y la Fundación SWISSCONTACT y es financiado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y la
PUCP a través del concurso LUCET.
El informe tiene como objetivo a realizar el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que permita para comparar los biocombustibles
(biodiesel y etanol) con los combustibles fósiles (diesel, gasolina de 84 octanos, gasolina de 97 octanos y el gas natural).
La Fundación SWISSCONTACT y el Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de Materiales (EMPA) darán a los
resultados de este estudio la difusión y aplicación que consideren oportuna de modo tal que sirva como herramienta para
la toma de decisiones, especialmente en cuanto a políticas gubernamentales. Las partes interesadas en este estudio de
ACV, como el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), el Ministerio de Agricultura (MINAG), el Ministerio de Producción
(PRODUCE) y el Ministerio del Ambiente (MINAM), recibirán asimismo los resultados. Por su parte, la RPCV – PUCP
pretende publicar los resultados obtenidos en revistas científicas de difusión internacional y en congresos nacionales e
internacionales para audiencias tales como centros de investigación y centros estudiantiles.
ESTRUCTURA DEL PROYECTO
El estudio cuenta con la participación de representantes de instituciones reconocidas como la EMPA, PUCP, Ministerios
del Perú, EMPA y SWISSCONTACT, La Ilustración 1 muestra la estructura organizativa del estudio.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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ANTECEDENTES
El estudio fue planteado por la Red Peruana de Ciclo de Vida (RPCV) de la Pontificia
Universidad Católica de Perú (PUCP) y la Fundación SWISSCONTACT y es financiado por la
Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y la PUCP a través del concurso
LUCET.
El informe tiene como objetivo a realizar el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que permita para
comparar los biocombustibles (biodiesel y etanol) con los combustibles fósiles (diesel, gasolina
de 84 octanos, gasolina de 97 octanos y el gas natural).
La Fundación SWISSCONTACT y el Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de
Materiales (EMPA) darán a los resultados de este estudio la difusión y aplicación que
consideren oportuna de modo tal que sirva como herramienta para la toma de decisiones,
especialmente en cuanto a políticas gubernamentales. Las partes interesadas en este estudio
de ACV, como el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), el Ministerio de Agricultura (MINAG),
el Ministerio de Producción (PRODUCE) y el Ministerio del Ambiente (MINAM), recibirán
asimismo los resultados. Por su parte, la RPCV – PUCP pretende publicar los resultados
obtenidos en revistas científicas de difusión internacional y en congresos nacionales e
internacionales para audiencias tales como centros de investigación y centros estudiantiles.
ESTRUCTURA DEL PROYECTO
El estudio cuenta con la participación de representantes de instituciones reconocidas como la
EMPA, PUCP, Ministerios del Perú, EMPA y SWISSCONTACT, La Ilustración 1 muestra la
estructura organizativa del estudio.
Ilustración 1: Estructura organizativa del proyecto
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ANOS DEFINICIÓN DE LOS CULTIVOS
A solicitud de los sectores del gobierno involucrados en el estudio se estableció trabajar con los biocombustibles
obtenidos a partir de palma aceitera, jatropha, caña de azúcar y sorgo dulce. La palma aceitera y la caña de azúcar son
cultivos con una amplia trayectoria en el país, en tanto que la jatropha y el sorgo dulce son cultivos vienen tomando
notoriedad y que representan oportunidades y ventajas adicionales para la obtención de biocombustibles.
SECCIÓN I DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE
1. OBJETIVO DEL ESTUDIO
El estudio tiene como objetivo evaluar y cuantificar los impactos ambientales de los biocombustibles producidos
en Perú usando el ACV como herramienta de gestión y técnica que permitirá la toma de decisiones para políticas
gubernamentales y sectoriales.
Los objetivos específicos son:
- Realizar una evaluación de los impactos ambientales de los biocombustibles en todo el ciclo de vida.
- Identificar la alternativa de menor impacto ambiental entre las alternativas evaluadas con el ACV comparativo.
- Identificar y evaluar las oportunidades para reducir los impactos ambientales y las emisiones de GEI generados a
lo largo del ciclo de vida y mejorar la cadena de valor.
- Analizar los impactos ambientales y las emisiones de GEI de los biocombustibles presentados en comparación con
los combustibles fósiles.
- Crear y fortalecer la capacidad local que permita evaluar los impactos ambientales utilizando el ACV como
herramienta de gestión en la toma de decisiones.
El estudio de ACV se realizó según una metodología normalizada, siguiendo para ello la serie de normas internacionales
ISO 14040 para Gestión Ambiental.
Los resultados del ACV realizado servirán como herramienta que sustente técnicamente la toma de decisiones por
parte del MINAM, PRODUCE, MINEM y MINAG, así como para otras entidades estatales, en relación a las distintas
políticas y medidas relacionadas con la promoción y uso de los combustibles alternativos.
1.1 Planteamiento
De acuerdo con los objetivos planteados, las preguntas que este proyecto pretende responder son las
siguientes:
- ¿Cuál es el impacto ambiental total de los combustibles y biocombustibles a lo largo del ciclo de vida?
¿Qué tanto contribuye la combustión de los mismos al impacto ambiental total?
- ¿Son mayores o menores que los impactos ambientales y las eisiones de GEI de los combustibles fósiles?
- ¿Cómo están distribuidos y cuán elevados son los impactos ambientales al producir biocombustibles?
- ¿Cuáles son los factores que inciden al impacto en el ambiente? ¿Existen posibilidades de reducirlos?
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ANOS1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder
La metodología del ACV permite una comparación general entre los sistemas desde el punto de vista ambiental
y bajo la observación de la cadena general de producción, uso y disposición. Sin embargo, el presente estudio
no responde las siguientes preguntas:
- ¿Cuál es el impacto social y/o económico de los biocombustibles?
- ¿Cuáles serán las consecuencias futuras si se diera un cambio hacia el uso de los biocombustibles?
- ¿Cuál será el impacto de los futuros desarrollos en el sector de los biocombustibles?
- ¿Cuáles son los impactos indirectos de la producción de biocombustibles?
Los resultados obtenidos se basan en la información evaluada y no es posible inferir conclusiones futuras
adicionales.
1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
El ACV es una metodología que permite registrar y evaluar los efectos ambientales de las actividades humanas
al producir un producto o servicio desde la extracción y adquisición de la materia prima, la producción y
consumo de energía, hasta la disposición final.
Los resultados del ACV son útiles para:
- Contar con un apoyo para la toma de decisiones.
- Registrar los principales impactos ambientales.
- Analizar los potenciales de optimización dentro de la planificación estratégica
- Investigar los factores que brindan una mayor contribución a los impactos ambientales.
- Evaluar las regulaciones.
De acuerdo a la norma internacional ISO 14040, un ACV es un ciclo interactivo de conocimiento y optimización
que comprende las siguientes etapas:
- Determinar el objetivo y alcance del proyecto definiendo el sistema objetivo y las condiciones, así como el
campo de aplicación del estudio.
- Realizar el inventario de ciclo de vida abarcando los distintos flujos de entrada y salida para los distintos
procesos mediante la elaboración de un modelo del ciclo de vida del producto.
- Determinar los impactos ambientales de manera tal que se entienda la relevancia ambiental de todos los
flujos descritos en el modelo.
- Interpretar los impactos ambientales.
En la Ilustración 2 se observa la interacción de las distintas etapas mencionadas previamente y se incluyen
además las aplicaciones directas de los resultados del análisis.
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- Evaluar las regulaciones.
De acuerdo a la norma internacional ISO 14040, un ACV es un ciclo interactivo de
conocimiento y optimización que comprende las siguientes etapas:
- Determinar el objetivo y alcance del proyecto definiendo el sistema objetivo y las
condiciones, así como el campo de aplicación del estudio.
- Realizar el inventario de ciclo de vida abarcando los distintos flujos de entrada y salida
para los distintos procesos mediante la elaboración de un modelo del ciclo de vida del
producto.
- Determinar los impactos ambientales de manera tal que se entienda la relevancia
ambiental de todos los flujos descritos en el modelo.
- Interpretar los impactos ambientales.
En la Ilustración 2 se observa la interacción de las distintas etapas mencionadas previamente
y se incluyen además las aplicaciones directas de los resultados del análisis.
Interpretaci ón
Objetivo y alcance
Análisis del inventario
Análisis del impacto
Marco de trabajo del análisis de ciclo de vida
Aplicaciones directas :
•Desarrollo y mejora de productos
•Planeamientoestrat égico
•Desarrollo de pol íticaspúblicas
•Marketing
•Otros
Interpretaci ón
Objetivo y alcance
Análisis del inventario
Análisis del impacto
Marco de trabajo del análisis de ciclo de vida
Aplicaciones directas :
•Desarrollo y mejora de productos
•Planeamientoestrat égico
•Desarrollo de pol íticaspúblicas
•Marketing
•Otros
Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV
Fuente: ISO 14040 (2006)
2. ALCANCE DEL ESTUDIO
2.1 Unidad funcional
El presente ACV se enfoca en el uso de los combustibles para el transporte terrestre de pasajeros en vehículos.
Todos los sistemas estudiados cumplen la función de servir de combustible para vehículos de pasajeros de modo
tal que se pueda recorrer un mismo número de kilómetros.
La unidad funcional debe ser una medida que permita comparar la cantidad de producto necesario para realizar
una misma función, proporcionando una referencia para normalizar las entradas y salidas del sistema. En este
estudio se utilizará como unidad funcional un kilómetro recorrido en un vehículo de pasajeros.
2.2 Sistemas a comparar
Los cultivos estudiados son, por un lado, palma aceitera y jatropha para la obtención del biodiesel y, de otro
lado, caña de azúcar y sorgo dulce para la obtención del bioetanol.
Según las características y requerimientos de los cultivos mencionados se han seleccionado tres regiones
para su estudio: en la zona de San Martín, ubicada en la Amazonía peruana, una zona ecológica denominada
selva tropical; y en las zonas de Piura y Lambayeque, ubicadas en la costa norte del país, una zona ecológica
denominada desierto tropical. La ubicación geográfica se muestra en la Ilustración 3. Las locaciones mencionadas
fueron elegidas debido a su representatividad, dada la envergadura de los proyectos y plantaciones que se
llevan a cabo en estas regiones.
En la costa norte del país se ha considerado el cultivo en terrenos eriazos sin cobertura como se muestra en la
Ilustración 4. De acuerdo al IPCC (2006), el contenido de carbono del suelo es de 35 toneladas por hectárea.
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Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones
• Bosque maduro o primario: Ecosistema boscoso con vegetación original,
caracterizado por la abundancia de árboles maduros de especies del dosel superior o
dominante, que ha evolucionado de manera natural y que ha sido poco perturbado por
actividades humanas o causas naturales (OIMT, 2002; Ley Forestal y de Fauna
Silvestre, S.S. N° 27308). En el presente estudio se han considerado los bosques
maduros con un contenido total de 241 toneladas de carbono por hectárea, incluyendo
tanto el contenido de carbono de la biomasa como el del suelo, según el estudio
realizado por Alegre et al (2001) en la Amazonía Peruana.
• Tierras forestales degradas: Tierras previamente boscosas que fueron severamente
dañadas por la extracción excesiva de productos maderables y/o no maderables,
prácticas deficientes de manejo, incendios reiterados, el pastoreo y otras alteraciones o
usos de la tierra que dañan el suelo y la vegetación en tal grado que se inhibe o retrasa
seriamente el restablecimiento del bosque posterior al abandono (OIMT, 2002). Según
Alegre et al (2001), el contenido de carbono total por hectárea en zonas de pastura
degradada es de 40 toneladas.
En la región San Martín, se ha realizado una diferenciación de acuerdo al tipo de suelo utilizado, considerando
bosque primario o tierras forestales degradadas para poder diferenciar las emisiones por cambio de uso de suelo
en cada uno de estos escenarios, tal como se muestra en la Ilustración 4
• Bosque maduro o primario: Ecosistema boscoso con vegetación original, caracterizado por la abundancia de
árboles maduros de especies del dosel superior o dominante, que ha evolucionado de manera natural y que
ha sido poco perturbado por actividades humanas o causas naturales (OIMT, 2002; Ley Forestal y de Fauna
Silvestre, S.S. N° 27308). En el presente estudio se han considerado los bosques maduros con un contenido
total de 241 toneladas de carbono por hectárea, incluyendo tanto el contenido de carbono de la biomasa como
el del suelo, según el estudio realizado por Alegre et al (2001) en la Amazonía Peruana.
• Tierras forestales degradas: Tierras previamente boscosas que fueron severamente dañadas por la extracción
excesiva de productos maderables y/o no maderables, prácticas deficientes de manejo, incendios reiterados,
el pastoreo y otras alteraciones o usos de la tierra que dañan el suelo y la vegetación en tal grado que se inhibe
o retrasa seriamente el restablecimiento del bosque posterior al abandono (OIMT, 2002). Según Alegre et al
(2001), el contenido de carbono total por hectárea en zonas de pastura degradada es de 40 toneladas.
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Ilustración 4: Escenarios en estudio
Adicionalmente al estudio de llos biocombustibles, se analizaron 4 combustibles fósiles como
sistemas de referencia: Diesel, Gasolina de 84 octanos, Gasolina de 97 octanos y Gas Natural.
A continuación se describen los 7 sistemas específicos estudiados (cada uno evaluado al 100%
y en la mezcla correspondiente con diesel o gasolina, de 5% ó 7.8% respectivamente), así
como los 4 sistemas de referencia.
• Sistema 1: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera
cultivada en bosque primario.
(a) Sistema 1a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 1b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 2: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera
cultivada en terrenos forestales degradados.
(a) Sistema 2a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 2b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 3: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en
bosque primario.
(a) Sistema 3a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 3b: Mezcla con diesel al 5%.
Bosque primario Tierras forestales degradadas
Terrenos eriazos
Adicionalmente al estudio de llos biocombustibles, se analizaron 4 combustibles fósiles como sistemas de
referencia: Diesel, Gasolina de 84 octanos, Gasolina de 97 octanos y Gas Natural.
A continuación se describen los 7 sistemas específicos estudiados (cada uno evaluado al 100% y en la mezcla
correspondiente con diesel o gasolina, de 5% ó 7.8% respectivamente), así como los 4 sistemas de referencia.
• Sistema 1: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera cultivada en bosque primario.
(a) Sistema 1a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 1b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 2: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera cultivada en terrenos forestales
degradados.
(a) Sistema 2a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 2b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 3: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en bosque primario.
(a) Sistema 3a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 3b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 4: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en terrenos forestales degradados.
(a) Sistema 4a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 4b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 5: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en la costa.
(a) Sistema 5a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 5b: Mezcla con diesel al 5%.
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ANOS• Sistema 6: Producción y uso de etanol obtenido de la Caña de Azúcar.
(a) Sistema 6a: Etanol al 100%.
(b) Sistema 6b: Mezcla con gasolina al 7.8%.
• Sistema 7: Producción y uso de etanol obtenido del Sorgo Dulce.
(a) Sistema 7a: Etanol al 100%.
(b) Sistema 7b: Mezcla con gasolina al 7.8%.
• Sistema 8: Producción y uso del diesel.
• Sistema 9: Producción y uso de gasolina de octanaje 97.
• Sistema 10: Producción y uso de gasolina de octanaje 84.
• Sistema 11: Producción y uso del gas natural vehicular.
En la Ilustración 5 se muestra estructuradamente los sistemas de biocombustibles y sus respectivas mezclas.
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ANOS ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Biodiesel
Selva virgen
Jatropha
Palma aceitera
Selva deforestada
San Martín
B100
B5
B100
B5
Selva virgen
Selva deforestada
San Martín
B100
B5
B100
B5
Terrenos eriazosLambayeque
B100
B5
Etanol
Sorgo dulce
Terrenos eriazos
Piura
E100
E7.8
Terrenos eriazosLambayeque
E100
E7.8
Caña de azúcar
Combustibles fósiles
Gasolina 97 octanos
Diesel
Gasolina 84 octanos
Gas Natural 11
10
9
8
7b
7a
6b
6a
5b
5a
4b
4a
3b
3a
2b
2a
1b
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SistemaMezclaEcozonaRegiónCultivoCombustible
Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles
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ANOS2.3 Límites de los sistemas
Los límites de los sistemas definen los procesos unitarios incluidos en el análisis, las cargas ambientales a ser
estudiadas, así como el nivel de detalle. Se analizó el sistema considerando los impactos desde el cultivo de la
biomasa hasta su uso energético en el sector transportes, es decir, un estudio Cradle to Grave (desde la cuna
a la tumba).
Para la obtención del biodiesel se incluyen: la fase agrícola, el proceso de extracción del aceite, su conversión
a biodiesel, los transportes respectivos y, finalmente, su uso como fuente de energía para recorrer un kilómetro
en un automóvil.
Para la obtención del etanol se considera la fase agrícola, la fermentación, la destilación y su uso energético.
En relación a la etapa agrícola, se incluyen dentro del sistema el uso e impacto de los plaguicidas y fertilizantes
aplicados, así como el impacto directo debido al uso y cambio de uso del suelo. Respecto a la etapa de extracción
de aceite y producción de biodiesel y etanol, se considera la generación de energía, la infraestructura, el uso
de aditivos químicos y sus emisiones. Para la etapa de uso energético, se consideran las emisiones generadas
por el consumo del biocombustible y los impactos debidos a la producción y uso de un automóvil estándar. Los
límites generales se pueden observar en la Ilustración 6 y la Ilustración 7.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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2.3 Límites de los sistemas
Los límites de los sistemas definen los procesos unitarios incluidos en el análisis, las cargas
ambientales a ser estudiadas, así como el nivel de detalle. Se analizó el sistema considerando
los impactos desde el cultivo de la biomasa hasta su uso energético en el sector transportes, es
decir, un estudio Cradle to Grave (desde la cuna a la tumba).
Para la obtención del biodiesel se incluyen: la fase agrícola, el proceso de extracción del aceite,
su conversión a biodiesel, los transportes respectivos y, finalmente, su uso como fuente de
energía para recorrer un kilómetro en un automóvil.
Para la obtención del etanol se considera la fase agrícola, la fermentación, la destilación y su
uso energético.
En relación a la etapa agrícola, se incluyen dentro del sistema el uso e impacto de los
plaguicidas y fertilizantes aplicados, así como el impacto directo debido al uso y cambio de uso
del suelo. Respecto a la etapa de extracción de aceite y producción de biodiesel y etanol, se
considera la generación de energía, la infraestructura, el uso de aditivos químicos y sus
emisiones. Para la etapa de uso energético, se consideran las emisiones generadas por el
consumo del biocombustible y los impactos debidos a la producción y uso de un automóvil
estándar. Los límites generales se pueden observar en la Ilustración 6 y la Ilustración 7.
Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel
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ANOS
- Límites geográficos: El ACV desarrollado se limita a la producción y uso de biocombustibles en el Perú. Sin
embargo, no necesariamente todas las etapas de los ciclos de vida respectivos deben limitarse a este ámbito
geográfico. Se han incluido aquellos procesos que forman parte del ciclo de vida aunque se desarrollen fuera
del territorio nacional, analizándolos en su ubicación representativa.
Para las operaciones en el interior del país se usaron datos nacionales y originales de los procesos reales, los
que se complementaron con información secundaria. Para aquellos procesos que ocurren fuera del país se han
utilizado datos obtenidos de publicaciones científicas o datos medios en la respectiva industria.
- Límites temporales: El horizonte temporal considerado es el del periodo comprendido entre los años 2007 y
2009. Sin embargo, en algunos casos se ha utilizado información más antigua. De otro lado, no se puede evitar
que los procesos comparados se encuentren en diferentes estados de desarrollo tecnológico, no obstante para
evitar fallas en la interpretación se ha documentado el estado y uso de la tecnología para cada proceso.
- Límite con la naturaleza: En las etapas relacionadas con el cultivo y cosecha de biomasa, para este estudio, el
suelo productivo queda excluido del sistema. Esto debido a que no es considerado parte del sistema productivo,
sino parte del medio ambiente.
2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos
Los datos fueron colectados de las instalaciones productivas vinculadas a los procesos específicos. Se
seleccionaron los procesos cuya contribución a los flujos de masa y energía, así como cuyas emisiones, han sido
relevantes.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol
- Límites geográficos: El ACV desarrollado se limita a la producción y uso de
biocombustibles en el Perú. Sin embargo, no necesariamente todas las etapas de los
ciclos de vida respectivos deben limitarse a este ámbito geográfico. Se han incluido
aquellos procesos que forman parte del ciclo de vida aunque se desarrollen fuera del
territorio nacional, analizándolos en su ubicación representativa.
Para las operaciones en el interior del país se usaron datos nacionales y originales de
los procesos reales, los que se complementaron con información secundaria. Para
aquellos procesos que ocurren fuera del país se han utilizado datos obtenidos de
publicaciones científicas o datos medios en la respectiva industria.
- Límites temporales: El horizonte temporal considerado es el del periodo comprendido
entre los años 2007 y 2009. Sin embargo, en algunos casos se ha utilizado
información más antigua. De otro lado, no se puede evitar que los procesos
comparados se encuentren en diferentes estados de desarrollo tecnológico, no
obstante para evitar fallas en la interpretación se ha documentado el estado y uso de la
tecnología para cada proceso.
- Límite con la naturaleza: En las etapas relacionadas con el cultivo y cosecha de
biomasa, para este estudio, el suelo productivo queda excluido del sistema. Esto
debido a que no es considerado parte del sistema productivo, sino parte del medio
ambiente.
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ANOSPara la obtención de los datos se visitaron empresas, institutos, universidades y asociaciones nacionales
relacionadas con la producción de biocombustibles; para el presente informe estos datos han servido para validar
la información recopilada a partir de la bibliografía revisada.
Para los procesos en los cuales no se consiguieron datos de fuentes primarias, se ha recurrido a datos de fuentes
secundarias. Por otro lado, el estudio de datos publicados en procesos similares a los del presente estudio ha
permitido realizar la validación de los datos primarios recopilados.
2.5 Herramienta Informática utilizada
El estudio se ha realizado usando el programa de cómputo SIMAPRO 7.1, una herramienta informática comercial
desarrollada por Pré Consultants para el ACV, este programa analiza y compara sistemática y consistentemente
los aspectos ambientales de un producto según la norma ISO 14040. El programa SIMAPRO ha sido usado, desde
su primera versión en 1990, por empresas, consultoras, centros de estudio y de investigación.
SIMAPRO 7.1 incluye todo el juego de datos ECOINVENT, la cual cuenta con información de más de 4,000
procesos. Esta base de datos es el resultado de un gran esfuerzo por parte de institutos suizos para actualizar e
integrar las bases de datos ampliamente conocidas ETH-ESU 96, BUWAL250, así como varias otras. Esta base
de datos cuenta con una muy buena documentación y especificación de los datos inciertos. En el presente estudio
se ha aplicado el ECOINVENT para modelar los procesos comunes tales como transportes y productos químicos
básicos, así como una base que se ha adaptado a la realidad peruana para los procesos restantes.
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ANOS SECCIÓN II INVENTARIO1
1. FASE AGRÍCOLA
1.1 Descripción de los cultivos
Los cultivos estudiados fueron la palma aceitera, la Jatropha Curcas, la caña de azúcar y el sorgo dulce. La Tabla
1 muestra el rendimiento anual por hectárea y la vida útil de cada uno de estos productos agrícolas, así como las
especificaciones de estos cultivos, tanto en su contenido de carbono como su contenido energético.
1.2 Límites en la fase agrícola
El análisis de la fase agrícola incluye la producción, transporte y uso de materia prima, energía e infraestructura,
así como las emisiones generadas al aire, agua y suelo, como se aprecia en la Ilustración 8.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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SECCIÓN II INVENTARIO1
1. FASE AGRÍCOLA
1.1 Descripción de los cultivos
Los cultivos estudiados fueron la palma aceitera, la Jatropha Curcas, la caña de azúcar y el
sorgo dulce. La
Tabla 1 muestra el rendimiento anual por hectárea y la vida útil de cada uno de estos productos
agrícolas, así como las especificaciones de estos cultivos, tanto en su contenido de carbono
como su contenido energético.
Tabla 1: Caracterización de los cultivos
Parámetro Unidad Palma Aceitera
Jatropha Curcas
Caña de azúcar
Sorgo dulce
Carbono en la biomasa tC/ha 64 28 0 0 Producto - RFF SJS Caña Sorgo Rendimiento t/ha año 19 6 110 260 Vida útil meses 360 480 78 6 Contenido de carbono kg C / kg 0.313 0.731 0.120 0.115 Contenido energético MJ / kg 16 24 4.95 4.54
Fuente: ECOINVENT, 2007
1.2 Límites en la fase agrícola
El análisis de la fase agrícola incluye la producción, transporte y uso de materia prima, energía
e infraestructura, así como las emisiones generadas al aire, agua y suelo, como se aprecia en
la Ilustración 8.
1 Ver anexo 1, donde se muestran los inventarios detallados.
1 Ver anexo 1, donde se muestran los inventarios detallados.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
21
Ilustración 8: Evaluación de la fase agrícola
1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos
El uso de suelos en el sector agro forestal es una de las fuentes principales de emisiones de
gases de efecto invernadero, siendo los principales el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el
metano. Aproximadamente el 30% de todas las emisiones antropogénicas de GEI entre 1989 y
1998 se debieron a actividades relacionadas al uso de suelos. Dos tercios de las mismas se
deben a cambios en el uso de los suelos (Fasit, 2009).
En la
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ANOS1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos
El uso de suelos en el sector agro forestal es una de las fuentes principales de emisiones de gases de efecto
invernadero, siendo los principales el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano. Aproximadamente el 30%
de todas las emisiones antropogénicas de GEI entre 1989 y 1998 se debieron a actividades relacionadas al uso
de suelos. Dos tercios de las mismas se deben a cambios en el uso de los suelos (Fasit, 2009).
En la tabla 2 se presenta un resumen con los cambios de uso de suelo evaluados, considerando el uso de suelo
antes y después de la siembra de cultivos agro-energéticos.ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
23
Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema
El período de descuento para estas emisiones es de 20 años, estándar definido por el IPCC, y
el factor de conversión de carbono a dióxido de carbono es de 44/12. Además, para poder
comparar las emisiones en base a la unidad funcional, éstas se dividen entre el rendimiento
anual por hectárea para cada cultivo. Los cálculos se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos
t C/ha t CO2/ha t 2/ha año t/ha año t CO2/t producto Sistema (a) (b)=(a)x 44/12 (c)=(b)/20 (d) (e)=(c)/(d)
1 70.8 259.7 13.0 19.0 0.7
2 -89.7 -328.9 -16.4 19.0 -0.9
3 104.4 382.9 19.1 6.0 3.2
4 -44.8 -164.1 -8.2 6.0 -1.4
5 -41.8 -153.2 -7.7 6.0 -1.3
6 13.9 50.9 2.5 110.0 0.0
7 13.9 50.9 2.5 260.0 0.0
1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera
El inventario final para la obtención de un Kg de racimos de fruto fresco de palma aceitera
(RFF) se muestra en la Ilustración 9, en éste se detallan las entradas y salidas al sistema, tales
como el dióxido de carbono absorbido por la planta, los transportes requeridos para importar
los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y
suelo.
Es importante señalar que el CO2 liberado por el cambio de uso de suelo varía dependiendo del
escenario, tal como se muestra en la Tabla 3.
Sistema Antes Después
Escenario tC/ha Cultivo tC/ha
S1 Bosque primario 241 Palma 170
S2 Terrenos degradados 40 Palma 129
S3 Bosque primario 241 Jatropha 137
S4 Terrenos degradados 40 Jatropha 84
S5 Terrenos eriazos 35 Jatropha 77
S6 Terrenos eriazos 35 Caña 21
S7 Terrenos eriazos 35 Sorgo 21
CO
El período de descuento para estas emisiones es de 20 años, estándar definido por el IPCC, y el factor de
conversión de carbono a dióxido de carbono es de 44/12. Además, para poder comparar las emisiones en base
a la unidad funcional, éstas se dividen entre el rendimiento anual por hectárea para cada cultivo. Los cálculos
se muestran en la Tabla 3.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema
El período de descuento para estas emisiones es de 20 años, estándar definido por el IPCC, y
el factor de conversión de carbono a dióxido de carbono es de 44/12. Además, para poder
comparar las emisiones en base a la unidad funcional, éstas se dividen entre el rendimiento
anual por hectárea para cada cultivo. Los cálculos se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos
t C/ha t CO2/ha t 2/ha año t/ha año t CO2/t producto Sistema (a) (b)=(a)x 44/12 (c)=(b)/20 (d) (e)=(c)/(d)
1 70.8 259.7 13.0 19.0 0.7
2 -89.7 -328.9 -16.4 19.0 -0.9
3 104.4 382.9 19.1 6.0 3.2
4 -44.8 -164.1 -8.2 6.0 -1.4
5 -41.8 -153.2 -7.7 6.0 -1.3
6 13.9 50.9 2.5 110.0 0.0
7 13.9 50.9 2.5 260.0 0.0
1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera
El inventario final para la obtención de un Kg de racimos de fruto fresco de palma aceitera
(RFF) se muestra en la Ilustración 9, en éste se detallan las entradas y salidas al sistema, tales
como el dióxido de carbono absorbido por la planta, los transportes requeridos para importar
los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y
suelo.
Es importante señalar que el CO2 liberado por el cambio de uso de suelo varía dependiendo del
escenario, tal como se muestra en la Tabla 3.
Sistema Antes Después
Escenario tC/ha Cultivo tC/ha
S1 Bosque primario 241 Palma 170
S2 Terrenos degradados 40 Palma 129
S3 Bosque primario 241 Jatropha 137
S4 Terrenos degradados 40 Jatropha 84
S5 Terrenos eriazos 35 Jatropha 77
S6 Terrenos eriazos 35 Caña 21
S7 Terrenos eriazos 35 Sorgo 21
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ANOS 1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera
El inventario final para la obtención de un kg de racimos de fruto fresco de palma aceitera (RFF) se muestra en
la Ilustración 9, en éste se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como el dióxido de carbono absorbido
por la planta, los transportes requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y
sus respectivas emisiones al agua, aire y suelo.
Es importante señalar que el CO2 liberado por el cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario, tal
como se muestra en la Tabla 3.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la palma aceitera
1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas
En la Ilustración 10 e Ilustración 11 se presentan los inventarios finales de la fase agrícola por
semilla de jatropha seca para la Amazonía y la costa norte respectivamente. Es importante
señalar que el CO2 liberado por cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario como
se puede observar en la Tabla 3.
1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas
En la Ilustración 10 e Ilustración 11 se presentan los inventarios finales de la fase agrícola por semilla de
jatropha seca para la Amazonía y la costa norte respectivamente. Es importante señalar que el CO2 liberado por
cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario como se puede observar en la Tabla 3.
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ANOSESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín)
Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque)
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1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar
En la Ilustración 12 se presenta el inventario de la fase agrícola de la caña de azúcar, los
valores están reportados por Kg de caña de azúcar.
Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña.
1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo
El inventario final para la obtención de un Kg de tallo de sorgo dulce se muestra en la
Ilustración 13. Aquí se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como el dióxido de
carbono absorbido por la planta, los transportes requeridos para importar los insumos, los
fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y suelo.
1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar
En la Ilustración 12 se presenta el inventario de la fase agrícola de la caña de azúcar, los valores están reportados
por kg de caña de azúcar.
1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo
El inventario final para la obtención de un kg de tallo de sorgo dulce se muestra en la Ilustración 13. Aquí
se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como el dióxido de carbono absorbido por la planta, los
transportes requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas
emisiones al agua, aire y suelo.
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ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo
2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL
2.1 Extracción del aceite de palma aceitera
Por cada Kg de RFF se generan 0.2 Kg de aceite de palma y 0.02 Kg de aceite de palmiste y
0.03 Kg de torta de palmiste (Ramírez, 2008) como se puede apreciar en la Ilustración 14.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 14: Composición de los RFF de palma
Fuente: Ramírez, 2009
Al modelar el proceso se ha considerado el transporte de los insumos según las distancias de
la importación y el traslado del puerto del Callao a la Región San Martín. Así mismo, se ha
considerado un transporte de 25 kilómetros en camión para el traslado de los RFF a la planta
de extracción de aceite.
Pre tratamiento del aceite de palma
Dada la acidez del aceite de palma, es necesario que este cultivo pase por un pre tratamiento
antes de la tranesterificación para su transformación en biodiesel. El rendimiento de este
proceso es de 0.94 Kg de aceite de palma tratado por Kg de aceite crudo de palma y se
requiere 0.00444 Kg de soda caustica por Kg de aceite tratado según los datos del Estudio de
Impacto Ambiental (EIA) de la empresa Heaven Petroleum Operators (HPO) (Ecolab, 2008).
2.2 Extracción del aceite de Jatropha
En la Ilustración 15 se muestra la composición de la SJS. Por cada Kg de SJS se obtiene
0.27Kg de aceite y 0.29Kg de torta de jatropha. Se considera una eficiencia de extracción del
98%, para un contenido total de 50% de grasa en la almendra (INIA – Romero, 2008).
2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL
2.1 Extracción del aceite de palma aceitera
Por cada kg de RFF se generan 0.2 kg de aceite de palma y 0.02 kg de aceite de palmiste y 0.03 kg de torta de
palmiste (Ramírez, 2008) como se puede apreciar en la Ilustración 14.
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ANOS Al modelar el proceso se ha considerado el transporte de los insumos según las distancias de la importación
y el traslado del puerto del Callao a la Región San Martín. Así mismo, se ha considerado un transporte de 25
kilómetros en camión para el traslado de los RFF a la planta de extracción de aceite.
Pre tratamiento del aceite de palma
Dada la acidez del aceite de palma, es necesario que este cultivo pase por un pre tratamiento antes de la
tranesterificación para su transformación en biodiesel. El rendimiento de este proceso es de 0.94 kg de aceite
de palma tratado por kg de aceite crudo de palma y se requiere 0.00444 kg de soda caustica por kg de aceite
tratado según los datos del Estudio de Impacto Ambiental (EIA) de la empresa Heaven Petroleum Operators
(HPO) (Ecolab, 2008).
2.2 Extracción del aceite de Jatropha
En la Ilustración 15 se muestra la composición de la SJS. Por cada kg de SJS se obtiene 0.27kg de aceite y
0.29kg de torta de jatropha. Se considera una eficiencia de extracción del 98%, para un contenido total de 50%
de grasa en la almendra (INIA – Romero, 2008).
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 15: Composición de la SJS
Fuente: INIA - Romero, 2008
2.3 Transesterificación
En esta etapa se lleva a cabo el proceso de transesterificación, donde los triglicéridos de los
aceites reaccionan con el metanol en presencia del metilato de sodio para formar el biodiesel y
la glicerina. De acuerdo a Ecolab (2008) el rendimiento de la conversión del aceite vegetal a
biodiesel es de 95%, lo cual está dentro del rango propuesto por Ramírez (2008) que considera
entre 92% y 98%. Los insumos utilizados y emisiones se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100
Fuente: Ecolab, 2008
3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL
Energía eléctrica 2.57E-07 KWh / Kg B100
Metanol 2.26E-01
Soda cáustica 5.24E-03
Insumos
Agua de enfriamiento 3.85E-03
Residuos sólidos domésticos 4.49E-05
Residuos sólidos industriales 8.60E-04
Partículas 5.12E-06
SO2 4.74E-06
CO 1.56E-05
Emisiones
NOx 7.17E-05
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
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Ilustración 15: Composición de la SJS
Fuente: INIA - Romero, 2008
2.3 Transesterificación
En esta etapa se lleva a cabo el proceso de transesterificación, donde los triglicéridos de los
aceites reaccionan con el metanol en presencia del metilato de sodio para formar el biodiesel y
la glicerina. De acuerdo a Ecolab (2008) el rendimiento de la conversión del aceite vegetal a
biodiesel es de 95%, lo cual está dentro del rango propuesto por Ramírez (2008) que considera
entre 92% y 98%. Los insumos utilizados y emisiones se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100
Fuente: Ecolab, 2008
3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL
Energía eléctrica 2.57E-07 KWh / Kg B100
Metanol 2.26E-01
Soda cáustica 5.24E-03
Insumos
Agua de enfriamiento 3.85E-03
Residuos sólidos domésticos 4.49E-05
Residuos sólidos industriales 8.60E-04
Partículas 5.12E-06
SO2 4.74E-06
CO 1.56E-05
Emisiones
NOx 7.17E-05
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
kg / kg B100
2.3 Transesterificación
En esta etapa se lleva a cabo el proceso de transesterificación, donde los triglicéridos de los aceites reaccionan
con el metanol en presencia del metilato de sodio para formar el biodiesel y la glicerina. De acuerdo a Ecolab
(2008) el rendimiento de la conversión del aceite vegetal a biodiesel es de 95%, lo cual está dentro del rango
propuesto por Ramírez (2008) que considera entre 92% y 98%. Los insumos utilizados y emisiones se muestran
en la Tabla 4.
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El proceso de obtención del etanol incluye tanto la fermentación como la destilación de la caña
o el sorgo para la producción de etanol. En el presente estudio se ha considerado que el
objetivo principal es la producción de etanol y que ésta se realiza a partir del jugo de la caña o
el sorgo, no de la melaza o miel que se obtiene luego de la producción de azúcar.
De acuerdo a Ramírez (2008) el rendimiento de la conversión de la caña de azúcar en etanol
es de 6.34%, mientras que según Ocroposma (2008) el rendimiento de la conversión del sorgo
en etanol es de 6.4%.
4. USO ENERGÉTICO DE LOS COMBUSTIBLES
Para la fase final, que evaluó el uso energético de los combustibles, se han considerado tanto
las emisiones por combustión como la carga ambiental del automóvil utilizado y las emisiones
generadas debido al mantenimiento del mismo.
El automóvil estándar utilizado es el Euro 3 promedio en la unión europea adaptado a Perú
definido en ECOINVENT (2008). La vida útil definida para dicho automóvil es de 300 000 Km
recorridos.
Se han considerado los consumos por cada tipo de combustible utilizados para recorrer un
kilómetro, tal como se muestra en la Tabla 5.
Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km
Combustible MJ/kg MJ/km kg/km
Biodiesel 37.2 2.374 0.064
B5 42.5 2.374 0.056
Etanol 26.8 2.564 0.096
E5 41.7 2.564 0.061
Diesel 42.8 2.374 0.055
Gasolina 42.5 2.564 0.060
Gas natural 48.0 2.564 0.053
3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL
El proceso de obtención del etanol incluye tanto la fermentación como la destilación de la caña o el sorgo para
la producción de etanol. En el presente estudio se ha considerado que el objetivo principal es la producción de
etanol y que ésta se realiza a partir del jugo de la caña o el sorgo, no de la melaza o miel que se obtiene luego de
la producción de azúcar.
De acuerdo a Ramírez (2008) el rendimiento de la conversión de la caña de azúcar en etanol es de 6.34%, mientras
que según Ocroposma (2008) el rendimiento de la conversión del sorgo en etanol es de 6.4%.
4. USO ENERGÉTICO DE LOS COMBUSTIBLES
Para la fase final, que evaluó el uso energético de los combustibles, se han considerado tanto las emisiones por
combustión como la carga ambiental del automóvil utilizado y las emisiones generadas debido al mantenimiento del
mismo.
El automóvil estándar utilizado es el Euro 3 promedio en la unión europea adaptado a Perú definido en ECOINVENT
(2008). La vida útil definida para dicho automóvil es de 300 000 Km recorridos.
Se han considerado los consumos por cada tipo de combustible utilizados para recorrer un kilómetro, tal como se
muestra en la Tabla 5.
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ANOSSECCIÓN III RESULTADOS
1. CAMBIO CLIMÁTICO
Según el IPCC el cambio climático se define como una modificación identificable y persistente del estado
del clima por variabilidad natural o por efecto de la actividad humana. Actualmente se usa este término para
referirse al acelerado calentamiento que se viene produciendo en la superficie terrestre como resultado de una
mayor acumulación de GEI, de acuerdo a lo citado por Vargas (2009).
Vargas (2009) explica que el efecto invernadero es un fenómeno a través del cual determinados gases retienen
parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado debido a la radiación solar, garantizando una
temperatura promedio global adecuada para vivir. Según el IPAM (2005), el fenómeno de calentamiento global
es una realidad con señales manifestadas en huracanes, retroceso de glaciares y sequías en la Amazonía.
Según los ratios actuales de emisiones, para el 2100 la temperatura promedio se incrementará entre 4 y 7°C,
con consecuencias sociales y ambientales catastróficas, incluyendo el incremento del nivel del mar, inundación
de ciudades costeras y transformación de ecosistemas a gran escala.
Durante los últimos años se ha venido desarrollando el proceso de deglaciación, generando impactos negativos
como un menor abastecimiento de agua para el campo y las ciudades, así como limitaciones en la generación de
hidroelectricidad. Otros de los impactos del cambio climático en el Perú, según Reyes (2009) es el incremento
de la temperatura hasta en 5.8ºC, además de la elevación del nivel del mar, los fenómenos climáticos
exacerbados (El Niño), avance de la desertificación, afectación de la biodiversidad, intensificación de vectores
de enfermedades, desarticulación de ciclos agrícolas, aumento de migraciones forzadas, intensificación de
condiciones de pobreza y conflictos sociales.
2. DEFORESTACIÓN
Sohngen et al (2006) citan que la deforestación tropical contribuye a las emisiones del carbono almacenado en
la vegetación y suelos hacia la atmósfera. Esta equivale entre el 20% y el 29% de las emisiones antropogénicas
globales de GEI (IPAM, 2005; Sohngen et al, 2006; Naughton-Treves, 2004). En el caso de Perú, las emisiones
de GEI en CO2 equivalente por cambio de uso de la tierra y silvicultura representan el 41.7% del total nacional
de emisiones y captura de GEI de acuerdo a la Primera Comunicación Nacional del Perú a la Convención de
Naciones Unidas sobre Cambio Climático (Iturregui, 2001).
El IPAM (2005) afirma que existe un consenso internacional en cuanto a la necesidad de crear incentivos
para prevenir la deforestación en los países tropicales, de manera tal que los países desarrollados deberán
compensar a aquellos países que controlan la deforestación. Según Naughton-Treves (2004) el Perú es el
segundo país en extensiones de bosque tropical de tierras bajas intactas luego de Brasil.
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ANOS Según Naughton-Treves (2004) la incertidumbre respecto al rol de la Amazonía como una fuente o sumidero de
carbono refleja la limitada información sobre biomasa forestal y ratios de absorción de carbono. Si bien existe
consenso en cuanto a la necesidad de un incentivo para prevenir la deforestación en los países tropicales y que los
países desarrollados deben compensar a aquellos países que controlan la deforestación, Naughton Treves (2004)
hace referencia que la conservación de bosques tropicales como estrategia de mitigación del cambio climático es
un asunto altamente político pues este enfoque podría desviar la atención de la causa raíz, es decir, las emisiones
de GEI por combustión de combustibles fósiles en los países desarrollados.
De acuerdo a Chambi (2001) la creación de mecanismos internacionales (como el MDL) para que diversos países
puedan comprar y vender servicios de absorción de CO2 permite a los mismos tener una fuente potencial importante
de financiamiento para proteger los bosques de América Latina a la vez que responden a la preocupación global
por el deterioro del ambiente.
Según Smith et al (1997) la destrucción de bosques primarios conlleva a la expansión de bosques secundarios.
Esto ha generado iniciativas que inducen a incrementar su valor para agricultores y ganaderos de tal forma que se
conserven estos bosques indefinidamente pues éstos son capaces de proveer algunos de los servicios económicos
y ambientales que brindan los bosques primarios, acumulando biomasa rápidamente durante los primeros 20 a
30 años.
Las regiones de tierras bajas húmedas tropicales de América Latina son la eco-región más extensa en términos de
cobertura boscosa y donde se concentra la deforestación actual, fenómeno que usualmente implica la conversión
de bosque primario principalmente por pequeños agricultores para fines agropecuarios, menciona Smith et al
(1997).
Las emisiones dependen del ratio de deforestación y de las variaciones del carbono almacenado por hectárea
luego de la deforestación (que dependen del uso del suelo, región, ecosistema y uso de la biomasa extraída). La
quema emite el carbono inmediatamente mientras que la descomposición de la materia orgánica puede tardarse
hasta 100 años (Sohngen, 2006).
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Como se puede apreciar, la cantidad necesaria de biodiesel para la obtención de 1 Km. es la misma para ambos
cultivos; esto se debe a que el rendimiento en la etapa de transporte es el mismo. La diferencia se da en la
extracción de aceite debido a que el contenido de éste es diferente para cada cultivo, adicionalmente la palma
aceitera requiere de un proceso adicional en la etapa de transesterificación a fin de disminuir su acidez.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
33
acuerdo a los rendimientos en cada etapa y considerando una pérdida del 0.05%, definida por
los reportes de ECOINVENT, en el transporte del biocombustibles a la estación de servicio se
obtienen las cantidades requeridas de los recursos para recorrer 1 Km., tal como se muestra
en la Ilustración 16 y en la Ilustración 17.
Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel
Como se puede apreciar, la cantidad necesaria de biodiesel para la obtención de 1 Km. es la
misma para ambos cultivos; esto se debe a que el rendimiento en la etapa de transporte es el
mismo. La diferencia se da en la extracción de aceite debido a que el contenido de éste es
diferente para cada cultivo, adicionalmente la palma aceitera requiere de un proceso adicional
en la etapa de transesterificación a fin de disminuir su acidez.
3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL
Para el desarrollo de este estudio se ha definido, de acuerdo al valor propuesto por los reportes de ECOINVENT,
2007, que para la obtención de un MJ se requieren 0.0269 kg de biodiesel obtenido a partir de aceites de
cultivos oleaginosos o 0.0373 kg de etanol anhidro de 99.7°. De acuerdo a los rendimientos en cada etapa y
considerando una pérdida del 0.05%, definida por los reportes de ECOINVENT, en el transporte del biocombustibles
a la estación de servicio se obtienen las cantidades requeridas de los recursos para recorrer 1 Km., tal como se
muestra en la Ilustración 16 y en la Ilustración 17.
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Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol
En el caso del etanol, las cantidades necesarias de biocombustible para la obtención de 1 Km.
son las mismas, debido a que los rendimientos utilizados para las etapas de destilación y
transporte son iguales, tanto para los sistemas de producción a partir de la caña de azúcar
como para los de producción a partir del sorgo dulce.
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO
En un ACV es importante considerar los productos derivados y asignarles el impacto ambiental
correspondiente. La asignación de dicho impacto consiste en definir el porcentaje de la carga
ambiental correspondiente a cada subproducto, lo que se realiza de acuerdo al valor
económico y al peso de los subproductos de acuerdo a la ecuación mostrada a continuación:
F = Pi x Wi ∑(Pi x Wi)
Donde: Pi: Precio del subproducto i Wi: Peso del subproducto i
En el caso del etanol, las cantidades necesarias de biocombustible para la obtención de 1 Km. son las mismas, debido
a que los rendimientos utilizados para las etapas de destilación y transporte son iguales, tanto para los sistemas de
producción a partir de la caña de azúcar como para los de producción a partir del sorgo dulce.
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO
En un ACV es importante considerar los productos derivados y asignarles el impacto ambiental correspondiente.
La asignación de dicho impacto consiste en definir el porcentaje de la carga ambiental correspondiente a cada
subproducto, lo que se realiza de acuerdo al valor económico y al peso de los subproductos de acuerdo a la ecuación
mostrada a continuación:
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol
En el caso del etanol, las cantidades necesarias de biocombustible para la obtención de 1 Km.
son las mismas, debido a que los rendimientos utilizados para las etapas de destilación y
transporte son iguales, tanto para los sistemas de producción a partir de la caña de azúcar
como para los de producción a partir del sorgo dulce.
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO
En un ACV es importante considerar los productos derivados y asignarles el impacto ambiental
correspondiente. La asignación de dicho impacto consiste en definir el porcentaje de la carga
ambiental correspondiente a cada subproducto, lo que se realiza de acuerdo al valor
económico y al peso de los subproductos de acuerdo a la ecuación mostrada a continuación:
F = Pi x Wi ∑(Pi x Wi)
Donde: Pi: Precio del subproducto i Wi: Peso del subproducto i
Para los sistemas de biodiesel se utilizan los rendimientos mencionados en la Tabla 6 y los precios por tonelada
de producto mostrados en la Tabla 7. Luego de realizar los cálculos respectivos para cada uno de los productos y
subproductos en las distintas etapas de la cadena de producción se obtiene el porcentaje de contribución a la carga
ambiental de cada uno, tal como se muestra en la Tabla 8
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Tabla 8.
Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto Rendimiento Referencia
Palma Racimos de fruta 19.0 Ton/ha Ramírez, 2008
Ocroposma, 2008 Agrícola
Jatropha Semilla seca 6.04 Ton/ha Grupo Tello, 2009
Aceite de palma 0.20 Ramírez, 2008
Torta de palmiste 0.03 Ramírez, 2008
Palma
Aceite de palmiste 0.02 Ramírez, 2008
Aceite de Jatropha 0.27
Extracción de
aceite
Jatropha
Torta de Jatropha 0.29 INIA-Romero, 2008
B100 0.89 Palma
Glicerina 0.10 Ecolab, 2008
B100 0.95
Producción de
biodiesel
Jatropha
Glicerina 0.10 g/ g Aceite Ecolab, 2008
Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto USD/Ton Referencia
Palma Racimos de fruta $ 90.00 Palmas del Espino, 2007 Agrícola
Jatropha Semilla seca $ 200.002 Grupo Tello, 2009
Aceite de palma $ 800.00 Galván, 2008
Torta de palmiste $ 11.00 Ribeiro, 2007
Palma
Aceite de palmiste $ 636.00 Ramírez, 2008
Aceite de Jatropha $ 760.00 INIA, 2008
Extracción de aceite
Jatropha
Torta de Jatropha $ 50.00 INIA, 2008
B100 $ 850.00 Grupo Tello, 2009 Producción de biodiesel Palma y
Jatropha Glicerina $ 650.00 Ribeiro, 2007
2 El precio de $200 por tonelada de SJS es sólo considerando una venta a nivel regional. En caso se comercializaran las semillas en Lima el precio oscilaría entre $100 y $130 por tonelada.
kg /kg RFF
kg /kg RFF
kg/kg RFF
kg/kg SJS
kg/kg SJS
kg/kg Aceite
kg/kg Aceite
kg/kg Aceite
k k
2 El precio de $200 por tonelada de SJS es sólo considerando una venta a nivel regional. En caso se comercializaran las semillas en Lima el precio oscilaría entre $100 y $130 por tonelada.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 8.
Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto Rendimiento Referencia
Palma Racimos de fruta 19.0 Ton/ha Ramírez, 2008
Ocroposma, 2008 Agrícola
Jatropha Semilla seca 6.04 Ton/ha Grupo Tello, 2009
Aceite de palma 0.20 Ramírez, 2008
Torta de palmiste 0.03 Ramírez, 2008
Palma
Aceite de palmiste 0.02 Ramírez, 2008
Aceite de Jatropha 0.27
Extracción de
aceite
Jatropha
Torta de Jatropha 0.29 INIA-Romero, 2008
B100 0.89 Palma
Glicerina 0.10 Ecolab, 2008
B100 0.95
Producción de
biodiesel
Jatropha
Glicerina 0.10 g/ g Aceite Ecolab, 2008
Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto USD/Ton Referencia
Palma Racimos de fruta $ 90.00 Palmas del Espino, 2007 Agrícola
Jatropha Semilla seca $ 200.002 Grupo Tello, 2009
Aceite de palma $ 800.00 Galván, 2008
Torta de palmiste $ 11.00 Ribeiro, 2007
Palma
Aceite de palmiste $ 636.00 Ramírez, 2008
Aceite de Jatropha $ 760.00 INIA, 2008
Extracción de aceite
Jatropha
Torta de Jatropha $ 50.00 INIA, 2008
B100 $ 850.00 Grupo Tello, 2009 Producción de biodiesel Palma y
Jatropha Glicerina $ 650.00 Ribeiro, 2007
2 El precio de $200 por tonelada de SJS es sólo considerando una venta a nivel regional. En caso se comercializaran las semillas en Lima el precio oscilaría entre $100 y $130 por tonelada.
kg /kg RFF
kg /kg RFF
kg/kg RFF
kg/kg SJS
kg/kg SJS
kg/kg Aceite
kg/kg Aceite
kg/kg Aceite
k k
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Para los sistemas de etanol se consideran los factores de la Tabla 9. Como se puede apreciar, a diferencia del
caso del biodiesel, no ha habido una asignación de impacto a otros subproductos; esto se debe a que la vinaza
y el bagazo no tienen un valor comercial y se aprovechan dentro del mismo sistema, siendo utilizados como
fertilizante y en la cogeneración de energía respectivamente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel
Fase Cultivo Producto Factor
Palma Racimos de fruta 100% Agrícola
Jatropha Semilla seca 100%
Aceite de palma 92.5%
Torta de palmiste 0.2%
Palma
Aceite de palmiste 7.3%
Aceite de Jatropha 93.0%
Extracción de aceite
Jatropha
Torta de Jatropha 7.0%
B100 92.1% Palma
Glicerina 7.9%
B100 92.6%
Producción de biodiesel
Jatropha
Glicerina 7.4%
Para los sistemas de etanol se consideran los factores de la Tabla 9. Como se puede apreciar,
a diferencia del caso del biodiesel, no ha habido una asignación de impacto a otros
subproductos; esto se debe a que la vinaza y el bagazo no tienen un valor comercial y se
aprovechan dentro del mismo sistema, siendo utilizados como fertilizante y en la cogeneración
de energía respectivamente.
Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol
Fase Producto Factor
Caña 100% Agrícola
Sorgo 100%
E100 caña 100% Producción de etanol
E100 sorgo 100%
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL
5.1 Metodología IPCC3
La metodología del IPCC cuantifica las emisiones de GEI a lo largo del ciclo de vida del
producto, por ello sólo ha considerado el impacto ambiental en la categoría de cambio
climático.
La caracterización de los principales GEI, de acuerdo a la metodología IPCC presentada en la
base de datos de Ecoinvent (2008), se incluye en la Tabla 10.
3 Ver anexo 2, donde se muestran las emisiones en Kg. de CO2 equivalente por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel
Fase Cultivo Producto Factor
Palma Racimos de fruta 100% Agrícola
Jatropha Semilla seca 100%
Aceite de palma 92.5%
Torta de palmiste 0.2%
Palma
Aceite de palmiste 7.3%
Aceite de Jatropha 93.0%
Extracción de aceite
Jatropha
Torta de Jatropha 7.0%
B100 92.1% Palma
Glicerina 7.9%
B100 92.6%
Producción de biodiesel
Jatropha
Glicerina 7.4%
Para los sistemas de etanol se consideran los factores de la Tabla 9. Como se puede apreciar,
a diferencia del caso del biodiesel, no ha habido una asignación de impacto a otros
subproductos; esto se debe a que la vinaza y el bagazo no tienen un valor comercial y se
aprovechan dentro del mismo sistema, siendo utilizados como fertilizante y en la cogeneración
de energía respectivamente.
Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol
Fase Producto Factor
Caña 100% Agrícola
Sorgo 100%
E100 caña 100% Producción de etanol
E100 sorgo 100%
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL
5.1 Metodología IPCC3
La metodología del IPCC cuantifica las emisiones de GEI a lo largo del ciclo de vida del
producto, por ello sólo ha considerado el impacto ambiental en la categoría de cambio
climático.
La caracterización de los principales GEI, de acuerdo a la metodología IPCC presentada en la
base de datos de Ecoinvent (2008), se incluye en la Tabla 10.
3 Ver anexo 2, donde se muestran las emisiones en Kg. de CO2 equivalente por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles.
2 Ver anexo 2, donde se muestran las emisiones en Kg. de CO2 equivalente por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles.
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL
5.1 Metodología IPCC
La metodología del IPCC cuantifica las emisiones de GEI a lo largo del ciclo de vida del producto, por ello sólo
ha considerado el impacto ambiental en la categoría de cambio climático.
La caracterización de los principales GEI, de acuerdo a la metodología IPCC presentada en la base de datos
de Ecoinvent (2008), se incluye en la Tabla 10.
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A continuación se presentan los resultados obtenidos al aplicar la evaluación de impacto ambiental del IPCC para
los distintos sistemas analizados. Los resultados por etapa y el total en kg. de CO2 equivalente, se presentan la
Tabla 11, la Tabla 13, la y la Tabla 14, donde se resalta en color verde aquellos sistemas con un menor impacto
que la alternativa fósil, sea diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos
Símbolo GEI kg CO2 eq / . CO2 Dióxido de carbono 1 CO Monóxido de carbono 1.57 N2O Óxido nitroso 298 CH4 Metano 25
Fuente: Ecoinvent, 2008
A continuación se presentan los resultados obtenidos al aplicar la evaluación de impacto
ambiental del IPCC para los distintos sistemas analizados. Los resultados por etapa y el total
en Kg. de CO2 equivalente, se presentan la Tabla 11, la Tabla 13, la
Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa
Cañ
a E7
.8
Sorg
o E7
.8
G97
G84
Gas
na
tura
l
LUC 0.003 0.001 - - -
F. agrícola +
F. producción 0.046 0.042
0.04 0.04 0.02
F. uso 0.212 0.212 0.21 0.23 0.17
kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19
y la Tabla 14, donde se resalta en color verde aquellos sistemas con un menor impacto que la
alternativa fósil, sea diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
Las etapas consideradas son:
• Cambio de uso de suelos (LUC: Land Use Change): considera las emisiones
ocasionadas por cambiar el uso de suelo de los escenarios previos a cultivos agro.-
energéticos.
• Fase agrícola: muestra las emisiones considerando la plantación y cosecha de los
cultivos agro-energéticos, así como el manejo agronómico implicado.
kg
Las etapas consideradas son:
• Cambio de uso de suelos (LUC: Land Use Change): considera las emisiones ocasionadas por cambiar el uso de
suelo de los escenarios previos a cultivos agro.-energéticos.
• Fase agrícola: muestra las emisiones considerando la plantación y cosecha de los cultivos agro-energéticos,
así como el manejo agronómico implicado.
• Fase producción: implica la producción de los biocombustibles a partir de la biomasa, así como todos los
transportes asociados, hasta contar con el combustible en la estación de servicio.
• Fase uso: considera las emisiones generadas durante la etapa del uso energético del combustible e incluye
las emisiones referidas a la producción y al mantenimiento del vehículo, así como a la combustión directa del
combustible.
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• Fase producción: implica la producción de los biocombustibles a partir de la biomasa,
así como todos los transportes asociados, hasta contar con el combustible en la
estación de servicio.
• Fase uso: considera las emisiones generadas durante la etapa del uso energético del
combustible e incluye las emisiones referidas a la producción y al mantenimiento del
vehículo, así como a la combustión directa del combustible.
Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
LUC 0.272 -0.264 0.777 -0.288 -0.269 -
F. agrícola 0.050 0.034 0.077 0.051 0.151 -
F. producción 0.038 0.039 0.033 0.034 0.033 0.03
F. uso 0.023 0.023 0.023 0.023 0.023 0.20
kg CO2 eq 0.38 -0.17 0.91 -0.18 -0.063 0.23
Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l LUC 0.035 0.000 - - -
F. agrícola 0.118 0.047 - - -
F. producción 0.029 0.024 0.04 0.04 0.02
F. uso 0.022 0.022 0.21 0.23 0.17
kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19
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ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
40
Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa
Palma B5 Jatropha B5
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
LUC 0.012 -0.011 0.034 -0.012 -0.012 -
F. agrícola +
F. producción 0.031 0.030 0.032 0.030 0.035
0.03
F. uso 0.190 0.190 0.190 0.190 0.190 0.20
kg CO2 eq 0.23 0.21 0.26 0.21 0.21 0.23
Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa
Cañ
a E7
.8
Sorg
o E7
.8
G97
G84
Gas
na
tura
l
LUC 0.003 0.001 - - -
F. agrícola +
F. producción 0.046 0.042
0.04 0.04 0.02
F. uso 0.212 0.212 0.21 0.23 0.17
kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19
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ANOS En la Ilustración 18 e Ilustración 19 se aprecian los resultados al evaluar los distintos sistemas utilizando la
metodología del IPCC. Se observa que el B100 de jatropha cultivada en bosque virgen, según esta metodología,
tiene la mayor cantidad de emisiones en CO2 equivalente. De otro lado, los sistemas de B100 cultivados en áreas
degradas, tanto de la Amazonía como de la costa, tienen un impacto positivo en el ambiente por la captura de CO2
en la biomasa que representan estos cultivos perennes. Esto resalta la importante participación de las emisiones
por cambio de uso de suelos en los sistemas de biodiesel, tanto positiva como negativamente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
41
Ilustración 18 e Ilustración 19 se aprecian los resultados al evaluar los distintos sistemas
utilizando la metodología del IPCC. Se observa que el B100 de jatropha cultivada en bosque
virgen, según esta metodología, tiene la mayor cantidad de emisiones en CO2 equivalente. De
otro lado, los sistemas de B100 cultivados en áreas degradas, tanto de la Amazonía como de la
costa, tienen un impacto positivo en el ambiente por la captura de CO2 en la biomasa que
representan estos cultivos perennes. Esto resalta la importante participación de las emisiones
por cambio de uso de suelos en los sistemas de biodiesel, tanto positiva como negativamente.
Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100
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A continuación se presentan los resultados obtenidos por tipo de gas en kg de CO2 equivalente, en la Tabla 15,
Tabla 16. Cabe señalar que en la Tabla 18 se resaltan en color verde aquellos sistemas con un menor impacto que
su alternativa fósil, diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
42
A continuación se presentan los resultados obtenidos por tipo de gas en kg de CO2 equivalente, en la
Tabla 15,
Tabla 16. Cabe señalar que en la Tabla 18 se resaltan en color verde aquellos sistemas con un
menor impacto que su alternativa fósil, diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
CO2 fósil 0.071 0.071 0.083 0.083 0.173 0.219
CO2 LUC 0.272 -0.264 0.777 -0.288 -0.269 0.000
CO 0.007 0.000 0.011 0.000 0.001 0.001
N2O 0.020 0.018 0.021 0.017 0.018 0.002
CH4 0.012 0.005 0.017 0.005 0.013 0.004
Otros 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
kg CO2 eq 0.38 -0.17 0.91 -0.18 -0.063 0.23
Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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A continuación se presentan los resultados obtenidos por tipo de gas en kg de CO2 equivalente, en la
Tabla 15,
Tabla 16. Cabe señalar que en la Tabla 18 se resaltan en color verde aquellos sistemas con un
menor impacto que su alternativa fósil, diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
CO2 fósil 0.071 0.071 0.083 0.083 0.173 0.219
CO2 LUC 0.272 -0.264 0.777 -0.288 -0.269 0.000
CO 0.007 0.000 0.011 0.000 0.001 0.001
N2O 0.020 0.018 0.021 0.017 0.018 0.002
CH4 0.012 0.005 0.017 0.005 0.013 0.004
Otros 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
kg CO2 eq 0.38 -0.17 0.91 -0.18 -0.063 0.23
Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8
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ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
43
Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
CO2 fósil 0.117 0.061 0.246 0.255 0.175
CO2 LUC 0.035 0.000 0.001 0.001 0.000
CO 0.023 0.000 0.002 0.003 0.001
N2O 0.006 0.027 0.001 0.001 0.000
CH4 0.021 0.003 0.005 0.004 0.008
Otros 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000
kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19
Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5
Palma B5 Jatropha B5
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
CO2 fósil 0.212 0.212 0.212 0.212 0.216 0.219
CO2 LUC 0.012 -0.011 0.034 -0.012 -0.012 0.000
CO 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001
N2O 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002
CH4 0.004 0.004 0.005 0.004 0.004 0.004
kg CO2 eq 0.23 0.21 0.26 0.21 0.21 0.23
Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8
Cañ
a E7
.8
Sorg
o E7
.8
G97
G84
Gas
na
tura
l
CO2 fósil 0.248 0.245 0.246 0.255 0.175
CO2 LUC 0.003 0.001 0.001 0.001 0.000
CO 0.003 0.002 0.002 0.003 0.001
N2O 0.001 0.002 0.001 0.001 0.000
CH4 0.005 0.005 0.005 0.004 0.008
kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19
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ANOS5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC)
Las cantidades calculadas de emisiones de gases de efecto invernadero para cada uno de los sistemas
se muestran en la Ilustración 20, en kg de CO2 equivalente por kg de productos cosechados, según los
cálculos mostrados en la Tabla 3. El sistema con mayores emisiones es el de biodiesel de jatropha cultivada
en bosques primarios, y aquellos que tienen un impacto positivo por capturar CO2 son los sistemas de
biodiesel de palma y jatropha cultivadas en terrenos degradados o en la costa.
5.1.2 Deuda de carbono
Según Searchinger et al (2008) muchos de los estudios previos relacionados a los impactos de los
biocombustibles sólo consideran las emisiones generadas durante la etapa agrícola y la etapa de producción
del combustible. De esta manera, consideraron que los combustibles agro-energéticos, al capturar carbono
de la atmósfera, pueden disminuir las emisiones de GEI en relación a los combustibles fósiles. Sin embargo,
la deforestación en que se incurre con los cultivos energéticos, los que emiten a la atmósfera una gran
parte del carbono almacenado previamente en las plantas y suelos. En el presente estudio se han calculado
los impactos ambientales, incluyendo las emisiones por cambio de uso de suelos. Para el cálculo de la
deuda de carbono de los biocombustibles es necesario disgregar dichas emisiones.
De acuerdo a Fargione et al (2008) al transformar bosques primarios, secundarios o pastizales para
producir biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos se genera una deuda de carbono, pues se
emite más CO2 que las reducciones anuales de GEI que se obtienen al desplazar combustibles fósiles. La
fórmula, según Gibbs et al (2008), para calcular el tiempo de pago de de dicha deuda de carbono (ECPT:
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
44
5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC)
Las cantidades calculadas de emisiones de gases de efecto invernadero para cada uno de los
sistemas se muestran en la
Ilustración 20, en kg de CO2 equivalente por kg de productos cosechados, según los cálculos
mostrados en la Tabla 3. El sistema con mayores emisiones es el de biodiesel de jatropha
cultivada en bosques primarios, y aquellos que tienen un impacto positivo por capturar CO2 son
los sistemas de biodiesel de palma y jatropha cultivadas en terrenos degradados o en la costa.
Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para los biocombustibles B100 y E100
5.1.2 Deuda de carbono
Según Searchinger et al (2008) muchos de los estudios previos relacionados a los impactos de
los biocombustibles sólo consideran las emisiones generadas durante la etapa agrícola y la
etapa de producción del combustible. De esta manera, consideraron que los combustibles
agro-energéticos, al capturar carbono de la atmósfera, pueden disminuir las emisiones de GEI
en relación a los combustibles fósiles. Sin embargo, la deforestación en que se incurre con los
cultivos energéticos, los que emiten a la atmósfera una gran parte del carbono almacenado
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ANOS Ecosystem ‘Carbon Payback Time’), definida como la cantidad de años requeridos para que las emisiones
evitadas por desplazar combustibles fósiles compensen las pérdidas de carbono en los ecosistemas por
cambio de uso de suelos, es expresado por:
En la Tabla 19 se muestra la cantidad de kg equivalentes de CO2 que se dejan de emitir al reemplazar los
combustibles fósiles por biocombustibles (a), la deuda incurrida al realizar el cambio de uso de suelos (d)
y los años requeridos para pagar dicha deuda (e). Para calcular las emisiones ahorradas (a) se obtienen las
emisiones de GEI del B100 y E100 sin tomar en cuenta las emisiones de CO2 por cambio de uso de suelos
y se restan de las emisiones de diesel o gasolina respectivamente.
Se puede observar que los escenarios en bosque primario son los que demoran más tiempo en pagar
su deuda de carbono, mientras que los escenarios en tierras forestales degradadas no incurren en una
deuda de carbono. Según Fargione et al (2008) los biocombustibles producidos a partir de plantaciones
perennes, como lo son la palma y la jatropha, cultivadas en tierras degradadas minimizan la destrucción de
ecosistemas y las deudas de carbono, asociadas con la deforestación directa o indirecta para la producción
de biocombustibles.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
45
previamente en las plantas y suelos. En el presente estudio se han calculado los impactos
ambientales, incluyendo las emisiones por cambio de uso de suelos. Para el cálculo de la
deuda de carbono de los biocombustibles es necesario disgregar dichas emisiones.
De acuerdo a Fargione et al (2008) al transformar bosques primarios, secundarios o pastizales
para producir biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos se genera una deuda de
carbono, pues se emite más CO2 que las reducciones anuales de GEI que se obtienen al
desplazar combustibles fósiles. La fórmula, según Gibbs et al (2008), para calcular el tiempo de
pago de de dicha deuda de carbono (ECPT: Ecosystem ‘Carbon Payback Time’), definida como
la cantidad de años requeridos para que las emisiones evitadas por desplazar combustibles
fósiles compensen las pérdidas de carbono en los ecosistemas por cambio de uso de suelos,
es expresado por:
En la Tabla 19 se muestra la cantidad de kg equivalentes de CO2 que se dejan de emitir al
reemplazar los combustibles fósiles por biocombustibles (a), la deuda incurrida al realizar el
cambio de uso de suelos (d) y los años requeridos para pagar dicha deuda (e). Para calcular
las emisiones ahorradas (a) se obtienen las emisiones de GEI del B100 y E100 sin tomar en
cuenta las emisiones de CO2 por cambio de uso de suelos y se restan de las emisiones de
diesel o gasolina respectivamente.
Se puede observar que los escenarios en bosque primario son los que demoran más tiempo en
pagar su deuda de carbono, mientras que los escenarios en tierras forestales degradadas no
incurren en una deuda de carbono. Según Fargione et al (2008) los biocombustibles producidos
a partir de plantaciones perennes, como lo son la palma y la jatropha, cultivadas en tierras
degradadas minimizan la destrucción de ecosistemas y las deudas de carbono, asociadas con
la deforestación directa o indirecta para la producción de biocombustibles.
Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100%
Sistema kg CO2 eq ahorrado/ km
km/ ha año
tCO2 eq ahorrado/ ha año
Deuda (tCO2/ha)
Deuda (años)
(a) (b) (c)=(a)x(b) (d) (e)=(d)/(c) S1 0.116 53024 6.153 260 42.3
S2 0.132 53024 6.993 -329 -
S3 0.094 24459 2.292 383 167.1
S4 0.120 24459 2.930 -164 -
S5 0.021 24459 0.514 -153 -
S6 0.087 72633 6.302 51 8.1
S7 0.163 173814 28.336 51 1.8
ECPT = Cecosistema – Ccultivo energético
Emisiones ahorradas/ha/año
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
45
previamente en las plantas y suelos. En el presente estudio se han calculado los impactos
ambientales, incluyendo las emisiones por cambio de uso de suelos. Para el cálculo de la
deuda de carbono de los biocombustibles es necesario disgregar dichas emisiones.
De acuerdo a Fargione et al (2008) al transformar bosques primarios, secundarios o pastizales
para producir biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos se genera una deuda de
carbono, pues se emite más CO2 que las reducciones anuales de GEI que se obtienen al
desplazar combustibles fósiles. La fórmula, según Gibbs et al (2008), para calcular el tiempo de
pago de de dicha deuda de carbono (ECPT: Ecosystem ‘Carbon Payback Time’), definida como
la cantidad de años requeridos para que las emisiones evitadas por desplazar combustibles
fósiles compensen las pérdidas de carbono en los ecosistemas por cambio de uso de suelos,
es expresado por:
En la Tabla 19 se muestra la cantidad de kg equivalentes de CO2 que se dejan de emitir al
reemplazar los combustibles fósiles por biocombustibles (a), la deuda incurrida al realizar el
cambio de uso de suelos (d) y los años requeridos para pagar dicha deuda (e). Para calcular
las emisiones ahorradas (a) se obtienen las emisiones de GEI del B100 y E100 sin tomar en
cuenta las emisiones de CO2 por cambio de uso de suelos y se restan de las emisiones de
diesel o gasolina respectivamente.
Se puede observar que los escenarios en bosque primario son los que demoran más tiempo en
pagar su deuda de carbono, mientras que los escenarios en tierras forestales degradadas no
incurren en una deuda de carbono. Según Fargione et al (2008) los biocombustibles producidos
a partir de plantaciones perennes, como lo son la palma y la jatropha, cultivadas en tierras
degradadas minimizan la destrucción de ecosistemas y las deudas de carbono, asociadas con
la deforestación directa o indirecta para la producción de biocombustibles.
Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100%
Sistema kg CO2 eq ahorrado/ km
km/ ha año
tCO2 eq ahorrado/ ha año
Deuda (tCO2/ha)
Deuda (años)
(a) (b) (c)=(a)x(b) (d) (e)=(d)/(c) S1 0.116 53024 6.153 260 42.3
S2 0.132 53024 6.993 -329 -
S3 0.094 24459 2.292 383 167.1
S4 0.120 24459 2.930 -164 -
S5 0.021 24459 0.514 -153 -
S6 0.087 72633 6.302 51 8.1
S7 0.163 173814 28.336 51 1.8
ECPT = Cecosistema – Ccultivo energético
Emisiones ahorradas/ha/año
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ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 21: Deuda de carbono
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ANOS 5.2 Eco Indicator 99
La metodología de evaluación de impactos, Eco Indicator 99, fue desarrollada por PRé para facilitar la
comprensión de los resultados de la fase del inventario. De acuerdo a lo indicado por PRé (2008), es una
metodología de evaluación de impacto de puntuación única que utiliza tres categorías principales de impacto
o endpoints para obtener la puntuación global, como se muestra en la Ilustración 22. El Eco Indicator 99
trabaja relacionando diferentes categorías de impacto con los daños ocasionados en tres grandes rubros:
ecosistema, salud humana y recursos.
• Daño a la salud humana: expresado en DALY (Disability Adjusted Life Years).
• Daño a la calidad del ecosistema: expresado en la cantidad de especies que desaparecen en un área
determinada.
• Consumo de recursos minerales y fósiles: expresado en MJ de energía adicional requerida para extraer
dichos recursos cuando su concentración sea menor.
Los resultados obtenidos para los sistemas analizados se muestran en milipuntos en la Tabla 20, Tabla 21, Tabla
22 y Tabla 23, así como en la Ilustración 23 y en la Ilustración 24.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
47
5.2 Eco Indicador 994
La metodología de evaluación de impactos, Eco Indicador 99, fue desarrollada por PRé para
facilitar la comprensión de los resultados de la fase del inventario. De acuerdo a lo indicado por
PRé (2008), es una metodología de evaluación de impacto de puntuación única que utiliza tres
categorías principales de impacto o endpoints para obtener la puntuación global, como se
muestra en la Ilustración 22. El Eco Indicador 99 trabaja relacionando diferentes categorías de
impacto con los daños ocasionados en tres grandes rubros: ecosistema, salud humana y
recursos.
• Daño a la salud humana: expresado en DALY (Disability Adjusted Life Years).
• Daño a la calidad del ecosistema: expresado en la cantidad de especies que
desaparecen en un área determinada.
• Consumo de recursos minerales y fósiles: expresado en MJ de energía adicional
requerida para extraer dichos recursos cuando su concentración sea menor.
Ilustración 22: Eco Indicator 99
Fuente: Goedkoop, 2000
Los resultados obtenidos para los sistemas analizados se muestran en milipuntos en la Tabla 20, Tabla 21,
4 Ver anexo 3, donde se muestran los impactos en puntos EI 99 por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles. Ver anexo 4, donde se muestra el reporte de la metodología de evaluación de impacto Eco Indicador 99.
Indicador
Daños a las fuentes minerales y fósiles [MJ energía excedente]
Daños a la calidad del ecosistema [% especies de plantas vascular *km2*año]
Daños a la salud humana [años de vida ajustados por discapacidad (DALY)]
Energía excedente para extracción futura
Energía excedente para extracción futura
Efectos regionales en especies de plantas vasculares
Efectos locales en especies de plantas vasculares
Acidificación/eutrofización (ocurrencia en especies)
Ecotoxicidad: estrés tóxico (PAF)
Cambio climático (enfermedades y desplazamiento)
Agotamiento de la capa de ozono (cáncer y catarata)
Radiación ionizante (casos y tipo de cáncer)
Efectos respiratorios (casos y tipo)
Carcinogenesis (casos y tipo de cáncer)
Concentración de minerales
Disponibilidad de combustible fósil (por tipo)
Cambio en el tamaño del hábitat
Cambio en el pH y disponibilidad de nutrientes
Concentración de suelo agrícola, urbano y natural
Concentración de gases de efecto invernadero
Concentración de gases que agotan ozono
Concentración de radionucleidos
Concentración de MPS y COVs
Concentración en aire, agua y alimentos
Extracción de minerales y combustibles fósiles
Uso de tierra: ocupación y transformación
NOX
SOX
NH3
Plaguicidas Metales pesados CO2
CFC Nucleidos (Bq) MPS COVs HPAs
Normalización y
Ponderación
Análisis de daños
Exposición y análisis de
efectos
Análisis de recursos
Análisis del uso de tierra Análisis de disposición
4 Ver anexo 3, donde se muestran los impactos en puntos el 99 por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles.
Ver anexo 4, donde muestra el reporte de la metodología de evaluación de impacto Eco indicator 99.
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Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos Eco Indicator I99 por categoría
de impacto
Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos Eco Indicator 99 por categoría
de impacto
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
49
Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos EI99 por categoría de
impacto
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
Carcinógenos 0.008 0.008 0.010 0.009 0.010 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.011 0.003 0.016 0.004 0.006 0.003
Cambio climático 0.002 -0.001 0.005 -0.001 0.000 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000
Uso del suelo 0.043 0.027 0.079 0.053 0.036 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
Combustibles fósiles 0.004 0.004 0.005 0.005 0.008 0.010
Total 0.070 0.044 0.116 0.072 0.063 0.016
Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos EI99 por categoría de
impacto
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Carcinógenos -0.007 -0.001 0.000 0.000 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.006 0.005 0.002 0.003 0.001
Cambio climático 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Uso del suelo 0.022 0.009 0.000 0.000 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Combustibles fósiles 0.005 0.003 0.012 0.012 0.008
Total 0.030 0.018 0.016 0.017 0.011
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos EI99 por categoría de
impacto
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
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as
Cos
ta
Die
sel
Carcinógenos 0.008 0.008 0.010 0.009 0.010 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.011 0.003 0.016 0.004 0.006 0.003
Cambio climático 0.002 -0.001 0.005 -0.001 0.000 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000
Uso del suelo 0.043 0.027 0.079 0.053 0.036 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
Combustibles fósiles 0.004 0.004 0.005 0.005 0.008 0.010
Total 0.070 0.044 0.116 0.072 0.063 0.016
Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos EI99 por categoría de
impacto
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Carcinógenos -0.007 -0.001 0.000 0.000 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.006 0.005 0.002 0.003 0.001
Cambio climático 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Uso del suelo 0.022 0.009 0.000 0.000 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Combustibles fósiles 0.005 0.003 0.012 0.012 0.008
Total 0.030 0.018 0.016 0.017 0.011
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ANOS Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos Eco Indicator 99 por fase
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos Eco Indicator 99 por fase
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos EI99 por fase
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
Fase agrícola 0.063 0.037 0.110 0.065 0.057 0.000
Producción del combustible 0.004 0.004 0.004 0.004 0.003 0.011
Uso energético 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 0.005
Total 0.070 0.044 0.116 0.072 0.063 0.016
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos EI99 por fase
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Fase agrícola 0.022 0.010 0.000 0.000 0.000
Producción del combustible 0.005 0.005 0.012 0.012 0.007
Uso energético 0.003 0.003 0.004 0.005 0.004
Total 0.030 0.018 0.016 0.017 0.011
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en milipuntos EI99 por fase
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
Fase agrícola 0.063 0.037 0.110 0.065 0.057 0.000
Producción del combustible 0.004 0.004 0.004 0.004 0.003 0.011
Uso energético 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 0.005
Total 0.070 0.044 0.116 0.072 0.063 0.016
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en milipuntos EI99 por fase
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Fase agrícola 0.022 0.010 0.000 0.000 0.000
Producción del combustible 0.005 0.005 0.012 0.012 0.007
Uso energético 0.003 0.003 0.004 0.005 0.004
Total 0.030 0.018 0.016 0.017 0.011
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ANOS La categoría de impacto más relevante es el uso de suelos. Ésta involucra la ocupación y transformación de los
suelos y depende del terreno previo y en qué se está transformando el mismo. Al utilizar esta metodología, no fue
posible asignar una categoría de uso de suelo adecuada a los escenarios de terrenos forestales degradados ni a
los terrenos eriazos costeros. Dada la relevancia de la categoría de impacto y la incertidumbre de los resultados
por una pobre aproximación de la categoría del uso previo del suelo se ha considerado necesario mostrar los
resultados sin incluir dicha categoría. Los impactos en milipuntos EI 99 se muestran en la Ilustración 25 y en la
Ilustración 26.
Al eliminar la categoría uso de suelos, los impactos de los combustibles producidos a partir de cultivos agro-
energéticos disminuyen entre un 50% y 70%.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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La categoría de impacto más relevante es el uso de suelos. Ésta involucra la ocupación y
transformación de los suelos y depende del terreno previo y en qué se está transformando el
mismo. Al utilizar esta metodología, no fue posible asignar una categoría de uso de suelo
adecuada a los escenarios de terrenos forestales degradados ni a los terrenos eriazos
costeros. Dada la relevancia de la categoría de impacto y la incertidumbre de los resultados por
una pobre aproximación de la categoría del uso previo del suelo se ha considerado necesario
mostrar los resultados sin incluir dicha categoría. Los impactos en milipuntos EI 99 se muestran
en la Ilustración 25 y en la Ilustración 26.
Al eliminar la categoría uso de suelos, los impactos de los combustibles producidos a partir de
cultivos agro-energéticos disminuyen entre un 50% y 70%.
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ANOS 6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES
Para poder comparar los combustibles tomando en cuenta ambas metodologías se ha realizado un esquema
comparativo, como se observa en la Ilustración 28.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES
Para poder comparar los combustibles tomando en cuenta ambas metodologías se ha
realizado un esquema comparativo, como se observa en la Ilustración 28.
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ANOS7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El estudio muestra que la contribución al cambio climático de los biocombustibles durante la etapa de uso es
mínima en comparación al de los combustibles fósiles. Esto se debe a que se considera un ciclo de carbono
cerrado para los biocombustibles, pues estos emiten la cantidad de carbono absorbida durante su vegetación,
ya que no contienen tantos contaminantes (SO2, CO, NOx,) como los combustibles fósiles (Puppán, 2001).
A pesar de las emisiones mínimas de GEI durante la fase de uso, existe una carga ambiental considerable
en la etapa de producción de los biocombustibles debido a la fase agrícola. Esta podría minimizarse si se
utilizará un mayor porcentaje de la biomasa incrementando los rendimientos, pues según Larson (2006) el
principal motivo del pobre rendimiento de los biocombustibles de primera generación es el hecho de utilizar
sólo una parte del total de la biomasa.
Respecto a las emisiones por cambio de uso de tierras, Gibbs et al (2008) menciona que la expansión agraria
hacia ecosistemas de bosques tropicales guía hacia una emisión neta de GEI, mientras que el cultivo en
tierras degradas suele brindar ahorros casi inmediatos. En los resultados mostrados para este estudio se
puede observar que, de la misma manera, aquellos biocombustibles obtenidos a partir de cultivos sembrados
en zonas eriazas o deforestadas tienen una deuda de carbono baja o incluso un impacto positivo, pues la
nueva biomasa de las plantaciones captura más carbono del que existía previamente en esos escenarios.
Debido a las altas deudas de carbono que alcanzan los diferentes biocombustibles producidos a partir de
cultivos agro-energéticos cuando son cultivados en zonas boscosas, la investigación de Searchinger et al
(2008) resalta el valor de aquellos biocombustibles producidos a partir de residuos municipales, agrícolas e
industriales. Según esto, los escenarios en que se convierten ecosistemas naturales para la producción de
biocombustibles pueden ser contraproducentes.
Las mejoras en rendimientos y tecnologías para la producción de biocombustibles a partir de cultivos agro-
energéticos incrementarán los beneficios en reducción de emisiones. Sin embargo, si se deforestan bosques,
la deuda de carbono aun requerirá de varias décadas para ser pagada. (Gibbs et al, 2008)
8. CONCLUSIONES
Para determinar si los biocombustibles tienen un menor impacto ambiental que los combustibles fósiles es
necesario identificar y analizar la carga ambiental de todas las etapas de su ciclo de vida: fase agrícola,
producción, transporte y uso energético del biocombustible.
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ANOS 8.1 Gases de Efecto Invernadero
Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando las emisiones de GEI
durante todo el ciclo de vida se obtuvo que:
• Los biocombustibles tienen una menor emisión de GEI que los combustibles fósiles en algunos escenarios
e incluso pueden llegar a ser favorables al ambiente pues las plantaciones perennes se comportan como
sumideros.
• Las emisiones generadas por el cambio de uso de suelos son las más relevantes en todo el ciclo de vida de
los biocombustibles, llegando a representar hasta el 85% del total de emisiones.
• La fase de producción de los biocombustibles genera más GEI que la producción de los combustibles
fósiles, debido a que se utilizan plaguicidas y fertilizantes químicos en la etapa agrícola.
• El uso energético de los combustibles fósiles genera entre el 83% y 92% de las emisiones de GEI en todo
su ciclo de vida, mientras que en los biocombustibles se encuentra entre el 2% y 17%, esto debido a que
se emite el carbono que fue previamente capturado en la biomasa de los cultivos agro energéticos.
• La alternativa de reemplazar el diesel por biocombustibles de palma aceitera y jatropha constituye un
beneficio en la contribución de GEI cuando se realiza el cultivo en tierras degradadas o en la costa;
sin embargo, si las plantaciones son en bosques primarios, las emisiones de GEI son mayores que
la del diesel. La principal razón del beneficio de los biocombustibles de palma aceitera y jatropha
en tierras degradadas frente al diesel se debe a que en la etapa de cambio de suelo las nuevas
plantaciones captan gran cantidad de CO2, dando un balance positivo frente a las emisiones de las
etapas de producción y uso energético.
• Considerando la evaluación de la deuda de carbono, se concluye que los cultivos agro-energéticos en
bosque primario no son viables debido a que dicha deuda se pagaría entre 40 y 170 años.
8.2 Eco Indicador 99
Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando el impacto ambiental
durante todo el ciclo de vida con la metodología Eco Indicador 99 se concluye:
• Todos los biocombustibles analizados tienen un mayor impacto ambiental que los combustibles fósiles,
debido a que esta metodología considera, además del cambio climático, otras categorías de impacto
adicionales, siendo la más relevante el uso de suelo.
• La etapa que tiene un mayor impacto ambiental en el ciclo de vida de los biocombustibles es la agrícola,
pues en esta etapa se considera el impacto de la transformación y ocupación del suelo.
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ANOS• La etapa de producción de los combustibles fósiles tiene un mayor impacto ambiental que la etapa de
producción de los biocombustibles, debido a que el Eco Indicador 99 le da un mayor peso al consumo de
recursos no renovables.
8.3 Gases de Efecto Invernadero – Eco Indicador 99
Considerando ambas metodologías de evaluación de impacto ambiental se concluye que:
• Los biocombustibles E100 de caña y sorgo tienen menor impacto ambiental que los combustibles fósiles
utilizando ambas metodologías sin considerar la categoría de impacto uso de suelos).
• No hay una diferencia significativa en el impacto ambiental de los biocombustibles B5 y E7.8 con los
combustibles fósiles considerando ambas metodologías.
Es importante analizar los impactos ambientales generados por los biocombustibles en todo su ciclo de vida
utilizando distintas categorías de impacto ambiental que sean relevantes en nuestro contexto.
Para concluir sobre la viabilidad de los biocombustibles en el Perú es indispensable complementar los resultados
del estudio de impacto ambiental con estudios socio-económicos.
Los resultados de esta investigación son aplicables a los escenarios aquí estudiados.
9. RECOMENDACIONES
Se recomienda tener un inventario periódicamente actualizado de los diversos tipos de terrenos que existen en el Perú,
así como la dimensión y ubicación de los mismos, para definir posibles plantaciones de cultivos agro-energéticos.
Por otro lado, se recomienda no cultivar en terrenos pantanosos puesto que las emisiones se incrementarían
significativamente al liberarse el carbono capturado en este tipo de terreno.
Se recomienda realizar estudios de manejo agronómico en los distintos tipos de terreno que minimicen el consumo de
fertilizantes y plaguicidas sin comprometer el rendimiento de los cultivos.
Se recomienda utilizar las metodologías de evaluación de impacto ambiental existentes adaptándolas a la realidad
peruana.
Se recomienda considerar los resultados obtenidos para la propuesta de políticas integrales que contribuyan al
desarrollo sostenible, tomando en cuenta estudios de impactos sociales y económicos que complementen al estudio
ambiental.
Se recomienda utilizar el Análisis de Ciclo de Vida como herramienta para la evaluación de impactos ambientales para
determinar la viabilidad ambiental de productos y/o servicios que se desee promover o desarrollar.
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