Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

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Biocombustibles 2ª generación Potenciales y límites Jens Peters, IMDEA Energía [email protected]

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Biocombustibles 2ª generación

Potenciales y límites

Jens Peters, IMDEA Energí[email protected]

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Situación actual

ESPAÑA:

• Perpetuo aumento del consumo nacional de biocombustibles, alcanzando 7,19% en 2011. Al mismo tiempo declive de la producción nacional

• reducción de GEI según CNE unos 40% (biodiésel 35% , hidrobiodiésel 30% y bioetanol 66%).

• Fuerte dependencia del sector de biocombustibles de importaciones con impactos no controlables en los países productores

Fuente: datos de CNE, elaboración propia

• Materia prima (ES) originada principalmente de Argentina / Indonesia / Malasia (biodiesel) y Brasil / EEUU (bioetanol), países más criticados por los impactos negativos de los cultivos (deforestación, agricultura intensificada a coste de espacios naturales, eutrofización, etc.)

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Situación actual

EUROPA:

• Dependencia de importaciones de biocombustibles menor, unos 10% en 2011

• No hay estadística detallada respecto al origen de la materia prima

• Aumento de dudas al respecto de los biocombustibles convencionales debido a los efectos LUC / iLUC, la fuerte dependencia de importaciones, el bajo potencial de reducción de GEI.

• Se refleja en numerosas publicaciones y también en la legislación europea, que la propuesta de enmienda de la RED hace hincapié en estos aspectos y se plantea limitar la contribución de biocombustibles convencionales.

• Se ve como uno de los claves para mejorar el balance de los biocombustibles la introducción de biocombustibles de 2ª generación

Fuente: US GAIN report 2012

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• 1ª generación: Combustibles a partir de la parte comestible de plantas agrícolas convencionales. • Bioetanol de maíz (USA), cebada / trigo / remolacha (UE), caña

de azúcar (BR). • Biodiesel de colza, girasol (UE), soja (AR), Palma (Ind) • (Biogás a partir de residuos orgánicos, purines y cultivos

energéticos)• -> problema: Compite con materias primas alimenticias

• 2ª generación: Combustibles a partir de biomasas lignocelulósicas• Bioetanol de 2ª generación• BtL – biomass to liquid, Synfuel, Sunfuel, etc.

• 3ª generación: no existe definición unánime, no obstante, se ve el término a menudo, usado para combustibles a partir de microalgas

“Genealogía” de los biocombustibles

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Biocombustibles 1ª generación

• 1ª generación: Combustibles a partir de la parte comestible de plantas agrícolas convencionales. • Bioetanol de maíz (USA), cebada / trigo / remolacha (UE), caña

de azúcar (BR). • Biodiesel de colza, girasol (UE), soja (AR), Palma (Ind) • (Biogás a partir de residuos orgánicos, purines y cultivos

energéticos)• -> problema: Compite con materias primas alimenticias

• 2ª generación: Combustibles a partir de biomasas lignocelulósicas• Bioetanol de 2ª generación• BtL – biomass to liquid, Synfuel, Sunfuel, etc.

• 3ª generación: no existe definición unánime, no obstante, se ve el término a menudo, usado para combustibles a partir de microalgas

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Ethanol de primera generación

• máxima eficiencia teórica: 50% de la energía contenida en la parte fermentable (azúcar o almidón), excluyendo la destilación

• 5-8MJ / l ethanol para la destilación (20-33% de la energía del etanol) de enrgía fósil (normalmente gas natural)

• Residuos como paja o bagazo no aprovechable para biocombustible , aunque sí para calor

• residuo de destilación (DDGS) rico en proteína ->aprovechable para pienso de animales

Fruto (trigo)50%, 9MJ

Residuo (paja)50%, 9MJ

Fermentación Alcohol

Agua + residuos de fermentación

Levaduras, nutrientes,

agua

CO2

Separación de sólidos; Destilación

Alcohol puro 0,19l / 4,5MJ

Agua

Destilación: aprox. 6MJ/lEtOH

-> 1,2MJ

Residuo DDGS

Forraje, lecho, enriquecimiento del suelo, abono,

etc.

Biocombustibles 1ª generación

CO2

Pienso de proteina para ganadería / cría

de animales, sustituye cereales o soja

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Ethanol de primera generación

• máxima eficiencia teórica: 50% de la energía contenida en la parte fermentable (azúcar o almidón)

• Combustión del residuo permite producir el calor necesario para la destilación más un exceso para producir electricidad

• residuo de destilación (DDGS) rico en proteína ->aprovechable para pienso de animales

Fruto (trigo)50%, 9MJ

Residuo (paja)50%, 9MJ

Fermentación Alcohol

Agua + residuos de fermentación

Levaduras, nutrientes,

agua

Separación de sólidos; Destilación

Alcohol puro 0,19l / 4,5MJ

Agua

Residuo DDGS

Combustión Exceso de Calor-> 6,3MJ

Electricidad 1,6MJ

Biocombustibles 1ª generación

Pienso de proteina para ganadería / cría

de animales, sustituye cereales o soja

Destilación: aprox. 6MJ/lEtOH

-> 1,2MJ

CO2

CO2

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Biodiésel / hidrobiodiésel

• Eficiencia depende de la cantidad de aceite en la semilla y la extracción: 60% de la energía contenida en las semillas en caso de colza

• 10% de metanol necesario para le transesterificación, producido normalmente a partir de gas natural

• Importancia del residuo (torta) como co-producto rico en proteínas para la cría de animales. En algunos casos (soja) puede ser la torta el producto principal a lo que el biocombustible da un valor anyadido

Semilla oleaginosa (colza)

50%, 0,5kg 26,5MJ/kg,

13,25MJ

Residuo (paja)50%, 0,5 kg,

18MJ/kg, 9MJ

Transesterificación

10% Glicerina

90 % FAME (0,21kg;38MJ/kg)

-> 7,85MJ

NaOH +10% Metanol

(0,021kg;24MJ/kg) -> 0,42MJ

Forraje, lecho, enriquecimiento del suelo, abono,

etc.

hidrotratamiento

Hidrógeno, catalizador

Hidrobiodiésel

Agua, CH4

42% Aceite, 0,21kg, 35MJ/kg, 7,35MJ

58% Torta, 0,29kg, 20MJ/kg, 5,9MJ

Pienso de proteina para ganadería / cría de

animales, sustituye cereales o soja

Prensado, extracción

Biocombustibles 1ª generación

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Biogas

Biocombustibles 1ª generación

materia fermentable

(silaje de maíz)18MJ

digestión anaerobica

CO2

Metano

Agua + residuos de fermentación

agua

combustión

separación de gases

calorelectricidad

metano puro

CO2

CO2

• Eficiencia unos 50% de la energía contenida en la parte fermentable de la materia prima

• tecnología simple y probada, uso del biogas a escala pequenya posible• muy versátil; permite el uso de materia prima heterogénea como

residuos orgánicos y purines de ganadería• producto gaseoso, si es purificado (el CO2 separado) se puede usar como

gas natural (CNL) en vehículos adaptados• residuo de fermentación -> abono orgánico

Abono orgánico

Biogas

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Biocombustibles 1ª generación

• 1ª generación: Combustibles a partir de la parte comestible de plantas agrícolas convencionales. • Bioetanol de maíz (USA), cebada / trigo / remolacha (UE), caña

de azúcar (BR). • Biodiesel de colza, girasol (UE), soja (AR), Palma (Ind) • (Biogás a partir de residuos orgánicos, purines y cultivos

energéticos)• -> problema: Compite con materias primas alimenticias

• 2ª generación: Combustibles a partir de biomasas lignocelulósicas• Bioetanol de 2ª generación• BtL – biomass to liquid, Synfuel, Sunfuel, etc.

• 3ª generación: no existe definición unánime, no obstante, se ve el término a menudo, usado para combustibles a partir de microalgas

Page 11: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

2ª generación: Combustibles a partir de biomasas lignocelulosicas

Problemática:• Material lignocelulosico es resistente y difícil de descomponer. -> Tecnologías

complejas y caras requeridas para su aprovechamiento• Procesos caros y poco maduros todavía, eficiencia relativamente baja.

Ventajas / potenciales: • Uso de nuevas materias primas como residuos leñosos y cultivos energéticos • No requieren cultivos alimenticios y no compiten con su uso• Plantas energéticas lignocelulosicas son más fácil de cultivar y requieren

menos input• Materia prima puede ser más heterogénea, permitiría policultura

Biocombustibles 2ª generación

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2ª generación: Combustibles a partir de biomasas lignocelulosicas

Dos caminos principales de conversión : • Ruta bioquímica (Ethanol de 2ª generación):

o Decomposición de la parte celulosica y fermentación

• Ruta termoquímica (BtL – biomass to liquid, Synfuel, Sunfuel, etc.)o Gasificación y síntesis de Fischer- Tropsch (síntesis catalítica de

un combustible líquido a partir del gas)o Liquefacción (Pirólisis) y upgrading del líquido obtenido a

combustible líquido

Biocombustibles 2ª generación

Page 13: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Los procesos en detalle

Tres caminos de conversión : • Ruta bioquímica (Ethanol de 2ª generación):

o Decomposición de la parte celulosica y fermentación

• Ruta termoquímica (BtL – biomass to liquid, Synfuel, Sunfuel, etc.):o Gasificación y síntesis de Fischer- Tropsch (síntesis catalítica de

un combustible líquido a partir del gas)o Liquefacción (Pirólisis) y upgrading del líquido obtenido a

combustible líquido

Biocombustibles 2ª generación

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Ruta bioquímica: Ethanol de segunda generación

Celulosa 35%

Hemicelulosa 35%

Lignina25%

Ceniza 5%

Decompo-sición

Catalizador(Ácido, encimas),

Agua

Azúcares digestibles Fermenta

-ción Alcohol

AguaAgua + residuos de fermentación

Combustión

Levaduras, nutrientes,

agua

CO2

Separación de sólidos; Destilación

Alcohol puro 0,25l / 6MJ

Agua

• máxima eficiencia teórica: 35% (para un contenido de 70% carbohidratos con 50% eficiencia de conversión de fermentación) , con un exceso de calor

• Consumo de ácidos / bases / encimas con su correspondente impacto• 5-8MJ / l ethanol para la destilación (20-33% de la energía del etanol)• Residuo puede aplicarse al suelo para devolver parcialmente los nutrientes• tecnología de 2ª generación más avanzada

Destilación: aprox. 6MJ/lEtOH

-> 1,5MJ Lignina

ceniza

residuoAgua

Exceso de Calor-> 2,5MJ

Electricidad 0,6MJ

Biocombustibles 2ª generación

CO2

Biomasa 18MJ/kg

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Los procesos en detalle

Tres caminos de conversión : •Ruta bioquímica:

o Decomposición de la parte celulosica y fermentación -> Ethanol de segunda generación

•Ruta termoquímica:o Gasificación y síntesis de Fischer- Tropsch (síntesis catalítica de

un combustible líquido a partir del gas)o Liquefacción (Pirólisis) y upgrading del líquido obtenido a

combustible líquido

Biocombustibles 2ª generación

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Ruta termoquímica (I): Gasificación (Btl, Biomass to liquid)

Celulosa

Hemicelulosa

Lignina

ceniza

Gasificación

Gas (CO,

CO2, H2, CH4,..)

Limpieza, Reformado, Separación Combustible

(FT-diesel, Methanol,..) 9MJ

Gas

• Eficiencia 40-50%, co-generación de electricidad• Complejo y muy costoso, eficiente y rentable sólo a muy gran escala

(>2.000t/a o 700.000t/y), sobre todo por la limpieza del gas• Nutrientes (y contaminantes) contenidos en la biomasa se vitrifican en las

escorias• Puede producir otros combustibles (metanol etc, pero a menor eficiencia)• tecnicamente probado y viable, problema es la economía

CO, H2,

FT- Synthesis, destilación

Char, escoria

vertedero

Tar

Exceso de Calor-> 2,5MJ

Electricidad 0,65MJ

Datos de NREL study, image gasifyer from http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/gasifipedia/4-gasifiers/4-1-3-4_U-Gas.htmlimage hydrotreater from http://de.academic.ru/pictures/dewiki/82/Raffinerie.PNGImage gas cleaning from http://www.biosng.com/experimental-line-up/demonstration/

Turbina

CO2

Biocombustibles 2ª generación

Biomasa 18MJ/kg

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Los procesos en detalle

Tres caminos de conversión : •Ruta bioquímica:

o Decomposición de la parte celulosica y fermentación -> Ethanol de segunda generación

•Ruta termoquímica:o Gasificación y síntesis de Fischer- Tropsch (síntesis catalítica de

un combustible líquido a partir del gas)o Liquefacción (Pirólisis) y upgrading del líquido obtenido a

combustible líquido

Biocombustibles 2ª generación

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Ruta termoquímica (II): Pirólisis

Celulosa

Hemicelulosa

Lignina

ceniza

Pirólisis

15% Gas

HidrotratamientoHidrocrackeo

destilación

• Eficiencia 40- 55%, con ¼ de la energía final proviniendo de gas natural• Requiere gas natural para la producción de hidrógeno para el hidrotratamiento

Economía requiere integración del hidrotratamiento en refinería, gran escala • Hidrotratamiento no desarrollado todavía, proceso complejo y caro• Char contiene mayor parte de nutrientes (y contaminantes) de la biomasa ->

Ciclo cerrado de nutrientes si se aplica el char al campo. También: Almacenar C en el suelo, pero no hay evidencias al respecto. Alternativa: uso para fines energéticos

• Posibilidad de separar pirólisis y upgrading -> producción descentralizada

Combustible 10,5 MJ

Char ceniza

Char: 3,5MJ; Parte a combustión, parte producto

70%Tar

Combustión

agua

Calor

Gas natural 2,25MJ

H2

gas

Reformado con vapor

Calor

CO2CO2

Biocombustibles 2ª generación

Biomasa 18MJ/kg

combustión, carbón activado, aplicación al suelo,..

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Ventajas:

• Posibilidad de producir combustible a partir de residuos (pajas, podas, etc.)• No compiten por materia prima con el sector alimenticio• Pueden usar plantaciones energéticas perennes que necesitan menos input y

tienen menor impacto en la biodiversidad• Pueden aprovechar del contenido energético de toda la planta y no sólo de la

del fruto y así pueden conseguir un mayor rendimiento por superficie.• Pueden usar materia prima heterogénea y así permiten el uso de cultivos

mixtos con impacto reducido. • Podrían usar materia prima de plantaciones energéticos en tierras marginales

que no son aptos para cultivos convencionales y así abrir nuevos potenciales en estas tierras sin riesgo de cambio de uso de suelo

Biocombustibles 2ª generación

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Crítica:

• No necesariamente son más eficiente que los biocombustibles de 1ª generación, hay que elegir bien la materia primas

• Si se usa materia prima de plantaciones energéticas, sí compiten por el terreno y conllevan el riesgo de cambio de uso de suelo indirecto

• El uso de tierras marginales y de técnicas de cultivo extensivo y de bajo input se considera una de las ventajas, ya que se reduce significativamente el impacto ambiental de la fase de cultivo. Pero: Una producción a gran escala intenta ser lo más eficiente posible, y siempre llevará a un cultivo intensivo para maximizar el rendimiento

• Compite por residuos con otros usos energéticos de la biomasa más simples (co-generación, calefacción), que suelen ser más eficientes en cuanto a sustituir combustibles fósiles

Biocombustibles 2ª generación

Source:Maximizing the environmental benefits of Europe's bioenergy potential_EEA Report 10_2008, PER 2011-2020, IDAE

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Biocombustibles 3ª generación - algas

Las algas se producen en biorreactores cerrados, es decir instalaciones industriales como fábricas o pozos de hormigón, por lo tanto no ocupan el suelo como agrocombustibles sino requieren urbanización del terreno

Weyer etal (2009) hace un cálculo de la eficiencia teorica máxima de las algas:

En un sitio teórico de Málaga con una energía solar incidente de 6000MJ/m2·año las algas podrían producir (suponiendo condiciones ideales y sin nubes) 46.000l de aceite per hectárea y año (= 170 MJ/m2·año)

Dividiendo estos 170MJ por las 6000MJ incidentes da una eficiencia de 2,8%

-> la eficiencia máxima teórica de producción de las algas son unos 3%, no contando la energía requerida para el bombeo / removimiento perpetua de las culturas, que con las tecnologías de hoy en día es más que la energía que se cosecha luego en algas

Comparando estos 3% con las 10-15% que alcanzan placas fotovoltaicas, cabe plantear la cuestión si la producción de algas es un uso eficiente del recurso, en este caso superficie de tierra

En la propuesta de enmienda de la RED de la CE se cuenta la bioenergía de algas con un factor 4 para estimular su desarrollo, cometiendo así el mismo error como con los biocombustibles convencionales, promoviendo una tecnología sin conocerlaWeyer etal 2009: Theoretical Maximum Algal Oil Production; Weyer, Kristina M.; Bush, Daniel R.; Darzins, Al; Willson, Bryan D. (2009) BioEnergy Research vol. 3 (2) p. 204-213

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Potencial a partir de residuos

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Potencial a partir de residuos

• Una de las ventajas de los biocombustibles de 2ª generación es la posibilidad de producirlos a partir de residuos. En teoría, el uso de residuos es (casi) exento de emisiones de GEI y de LUC / iLUC, siempre cuando no había ya un uso anterior del residuo.

• Los planes RED (Renewable Energy Directive) de la UE y PER (Plan de Energías Renovables) del gobierno español ven el uso de residuos como una de las claves para alcanzar los objetivos de reducción de GEI. La propuesta de enmienda de la RED de 2012 da un bonus de contar 4x su contenido en energía a biocarburantes a partir de residuous

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Potencial a partir de residuos

No obstante, hay ciertas restricciones para los procesos de conversión:• Los procesos termoquímicos requieren biomasa lignocelulosica seca con un

contenido bajo de proteínas e impurezas -> residuos herbáceos como paja y residuos leñosos

• Los procesos bioquímicos requieren residuos con bajo contenido de lignina y fáciles de atacar por las encimas o catalizadores.

• Para todo tipo de residuo heterogéneo y húmedo, como residuos frescos, purines, residuos sólidos urbanos o lodos, la tecnología de conversión más apropiada es la fermentación anaeróbica (producción de biogas)

-> Partiendo de estas premisas, se puede estimar un potencial de residuos aprovechable para producir biocombustibles, pero hay que compartir este potencial con otros usos competitivos, como la producción de calor y / o electricidad.

Page 25: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de residuos

Potencial y consumo de biomasa en España según estimación en el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020 y de la IEA (International Energy Agency)

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

Consumo de biomasa en España [MtOE] - ESpara uso térmico y eléctrico biocomb.

2006 Objetivo 20102011 (comb., no biomasa)

PER 4,2 12 1,75

Page 26: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de residuos

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

Consumo de biomasa en España [MtOE] - ESpara uso térmico y eléctrico biocomb.

2006 Objetivo 20102011 (comb., no biomasa)

PER 4,2 12 1,75

Potencial Biogas

Potencial y consumo de biomasa en España según estimación en el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020 y de la IEA (International Energy Agency)

Page 27: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de residuos

Potencial y consumo de biomasa en España según estimación en el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020 y de la IEA (International Energy Agency)

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

+ =

Fuente: PER 2011-20, IDEA. IEA: How much bioenergy can Europe produce without harming the environment, EEA Report 7-2006

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Potencial a partir de residuos

Potencial y consumo de biomasa en España según estimación en el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020 y de la IEA (International Energy Agency)

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

+ =

Consumo de biomasa en España [MtOE] - ES para uso térmico y eléctrico biocomb. Suma

2006 Objetivo 2010 2011 (comb., no biomasa)

2011 (biom., estimado)

2011

PER 4,2 12 1,75 3,5 15,5

Fuente: PER 2011-20, IDEA. IEA: How much bioenergy can Europe produce without harming the environment, EEA Report 7-2006

Page 29: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de residuos

Potencial y consumo de biomasa en España según estimación en el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020 y de la IEA (International Energy Agency)

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

+ =

Consumo de biomasa en España [MtOE] - ES para uso térmico y eléctrico biocomb. Suma

2006 Objetivo 2010 2011 (comb., no biomasa)

2011 (biom., estimado)

2011

PER 4,2 12 1,75 3,5 15,5+ =

Fuente: PER 2011-20, IDEA. IEA: How much bioenergy can Europe produce without harming the environment, EEA Report 7-2006

El consumo previsto en el PER para uso térmico y de electricidad de biomasa para 2012 ya está 50% por encima del potencial (de residuos y plantaciones energéticas) disponibles en ES en 2010

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Potencial a partir de residuos

www.eubionet.net

Potencial y consumo de biomasa en la UE

Source:Maximizing the environmental benefits of Europe's bioenergy potential_EEA Report 10_2008

Consumo de biomasa en UE-25 (AEBIOM European Bioenergy Outlook)

(MtOE) 2010 2020 2030

Biomasa 118 215 300

Biocombustible 10 30 44,5

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• Existe un potencial de residuos importante, pero limitado

• Una parte importante de este potencial ya está aprovechado o previsto de ser aprovechado, sobre todo los residuos industriales

• Otra parte (la fracción de purines y residuos urbanos) no es aprovechable para la producción de biocombustibles

• El potencial restante disponible para la producción de biocombustibles está basado sobre todo en residuos de la agricultura

• En muchos casos, no hay planificación integra de los recursos de residuo, por ejemplo se estima en el PER un potencial de 333.000t de paja de cereal disponible para fines energéticos, mientras ya en 2012 ya existen 3 plantas de paja con un consumo anual de 370.000 t y otros 5 con un consumo de aprox. 600.000t planificadas para 2015

Potencial a partir de residuos

www.eubionet.net

Resumen

Page 32: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de plantaciones energéticas

Page 33: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de plantaciones energéticas

• La ventaja de los biocombustibles de 2ª generación es de poder aprovechar un abanico de materias primas más amplio, no limitado a cultivos alimenticios

• Se pueden usar cultivos de bajo input y adaptados a las condiciones de las tierras marginales

• Los planes RED y PER ven el uso de cultivos lignocelulósicos como una de las claves para alcanzar los objetivos de reducción de GEI. La propuesta de enmienda de la RED de 2012 da un bonus de contar 2x estos cultivos

• Estimaciones del potencial: para 2030 en ES unos 16 MtOE (8MtOE más que 2010) a partir de plantaciones energéticas estimados por la IEA

www.biomasse.basilicata.itwww.polishwillow.com www.lavozdegalicia.es

Potencial a partir de plantaciones energéticas

Page 34: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

En España: para 2030 unos 16 MtOE (8MtOE más que 2010) a partir de plantaciones energéticas estimados por la IEA

Potencial de biomasa en España [MtOE] - ES Residuos Forestal Cultivos energéticos Suma 2010

leñoso & herbáceo

purines & RSU suma masas forest. existentes 2010 2030

leñoso, herb. y forestal

leñ., herb., for. y cult.e.

PER 6,4 1,8 8,2 4 7,3 10,4 17,7IEA 6,2 1,3 7,5 1,7 7,8 16 7,9 15,7

Potencial a partir de plantaciones energéticas

Page 35: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Potencial a partir de plantaciones energéticas

En Europa: para 2030 unos 142 MtOE (3x la cantidad disponible en 2010) a partir de plantaciones energéticas estimados por la IEA

Source: Maximizing the environmental benefits of Europe's bioenergy potential_EEA Report 10_2008

En contrario al potencial de residuos, hay aumento del potencial importante hasta 2030

Este aumento de potencial es debido principalmente al aprovechamiento de tierras baldías, pero también aumentos de productividad y aumento de tierras en retirada.

Page 36: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Source: LAND USE REQUIREMENTS OF DIFFERENT EU BIOFUEL SCENARIOS IN 2020 Ecofys 2008

Pero (I):

• El impacto de cultivos energéticos perennes suele ser menor que el de cultivos convencionales, pero no es nulo. La economía va a intentar de maximizar el rendimiento de cualquier cultivo con técnicas de agricultura intensiva.

• Cultivos energéticos lignocelulósicas muchas veces con menor productividad, sobre todo en tierras marginales

www.abiomat.org

www.cultivosenergeticos.es/arundo-k-12

Potencial a partir de plantaciones energéticas

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Pero (II):

• también se estima un aumento de la demanda de biomasa para fines industriales (por ejemplo papel) y de usos energéticos alternativos

• El aprovechamiento de tierras baldías y marginales tiene sus impactos. EEUU implantó su programa National Reserve Conservation (retirada de tierras) para compensar el impacto de su agricultura intensiva en agua y biodiversidad. Reino Unido ha prolongado el programa de retirada de tierras (abandonado en la UE) por los impactos positivos que tenía en la calidad de agua y biodiversidad

Necesidad de evaluar el impacto del aprovechamiento de estas tierras en comparación con otros opciones para su uso como por ejemplo la instalación de paneles FV o la reforestación

Potencial a partir de plantaciones energéticas

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Resumen

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Resumen (I):

Los biocombustibles de segunda generación:

• Se proponen a menudo como la solución general a los problemas de los biocombustibles, pero no es así, no siempre son más favorables que los biocombustibles convencionales y no automáticamente significan mayor reducción de GEI

• Ofrecen cierto potencial de combustible sostenible, sobre todo a partir de residuos agrícolas y de cultivos perennes en terrenos marginales

• Compiten por los mismos recursos (tierras) con otros usos energéticos y / o materiales, por lo cual requieren una política íntegra al respecto al uso de estos recursos

• Tienen un potencial limitado y una eficiencia de conversión relativamente baja (alrededor de las 50%; a combustible, ¡no a uso final!), por lo cual hay otros usos de la materia prima más eficiente

Biocombustibles 2ª generación

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Resumen (II):

• Mientras se importa combustible fósil, la principal justificación para los biocombustibles es la independencia de importaciones de combustible .

• Bajo criterios medioambientales, existen usos más beneficiosos sin altas pérdidas de conversión que ahorran la misma cantidad de combustible fósil como por ejemplo el uso descentralizado de la biomasa para cogeneración o calefacción

• Los biocombustibles sin uso de tierra (es decir a partir de residuos sin otro uso) sólo pueden cubrir una pequeña parte de la demanda actual

• Una política de reducción de GEI para el sector de transporte siempre tendrá que incluir una reducción drástica del consumo de combustible en general.

Biocombustibles 2ª generación

Fuente: Steubing, B., Zah, R., & Ludwig, C. (2012). Heat, electricity, or transportation? The optimal use of residual and waste biomass in Europe from an environmental perspective. Environmental science & technology, 46(1), 164–71. doi:10.1021/es202154k

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Muchas Gracias

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Fuente: Treibhausgasbilanzen und kumulierterPrimärenergieverbrauch vonBioenergie-Konversionspfadenunter Berücksichtigung möglicherLandnutzungsänderungen. Uwe R. FritscheKirsten Wiegmann, Öko-Institut Darmstadt (2008)

Emisiones de GEI de distintos combustibles incluyendo factores de iLUC

Emisiones de GEI acumuladas de distintos combustibles biógenos, hidrógeno biogenico y electricidad para el transporte a partir de bioenergía, referido al servicio de transporte prestado, incluyendo un factor dLUC como iLUC 25% y 50% para contar los efectos de cambio de uso de suelo

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Source:Maximizing the environmental benefits of Europe's bioenergy potential_EEA Report 10_2008

Note: distric heat does not include heat distribution network

Independiente del potencial de biomasa, su uso más eficiente del potencial de biomasa lignocelulósica es quemarla para producir calor de calefacción

Comparación de distintos usos de biomasa en cuanto a reducción de GEI

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Potencial de bioenergía en UE y ES

Source:Maximizing the environmental benefits of Europe's bioenergy potential_EEA Report 10_2008, PER 2011-2020, IDAE

Wheat yield EU: 5-6t/ha; 5t paja (valor media en UE). En ES en secano aprox. 3t/haCorn: 8-9t/ha, 7t de residuo, no crece en secano, requiere mucha aguaSRC crops: 10-12 t/ha, no residuo. Los típicos (poplar, saúce) requieren mucha agua y no son aptos para plantaciones en secano

www.eubionet.net

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Mejor uso bajo criteria medio-ambiental: •materia no leñosa -> Biogás para transporte•materia leñosa -> producción de calor

Fuente: Steubing, B., Zah, R., & Ludwig, C. (2012). Heat, electricity, or transportation? The optimal use of residual and waste biomass in Europe from an environmental perspective. Environmental science & technology, 46(1), 164–71. doi:10.1021/es202154k

Comparación de distintos usos de biomasa en cuanto a impacto ambiental

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Potencial a partir de residuos

www.eubionet.net/

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Consumo de (hidro-)biodiesel en ES

Importaciones (t)

Producción nacional (t)

Page 48: Presentación 2º generacion_jens_23_marzo

Consumo de bioetanol en ES

Importaciones (t)

Producción nacional (t)