Experiencias en producción de biocombustibles Bilbao, 28

Experiencias en producción

de biocombustibles

Bilbao, 28 noviembre de 2007


de biocombustibles


Índice

1. La encrucijada energética

2. Biocombustibles, una solución necesaria

3. Biodiésel

4. Bioetanol

5. Pruebas en vehículo

6. Directrices de implantación

7. Biocombustibles de segunda generación

8. Conclusiones


El mundo en una encrucijada energética

Modelo insostenible Demanda creciente

ENERGÍA:

Crisis ooportunidad?


• 53% incrementodemanda energía primaria

predicción 2030

• Paises emergentes: 85% delincremento de demanda esperado

• Derecho universal de desarrollo

• 1.600 millones de personassin acceso a electricidad

• 2.000 millones de personassin acceso a energía comercial

• 80% basado encombustibles fósiles

• Reservas limitadas (pico de producción esperadoen 10-20 años)

• Concentrado en paisesinestables: inseguridadgeoestratégica

• Volatilidad de precios

• Cambio climático

Source: IEA, WEO, Reference scenario, 2002 and 2007.

Mtoe = Million tonnes of oil equivalent.

11,429 Mtoe6,595 Mtoe

1980

+73%

Oil Gas Nuclear Hydro powerCoal Biomass Other renewables

+55% 17,721 Mtoe

2.0

25.6

41.7

17.7

1.2

0.3

11.5

85.0%

Fossil fuels

Share % by sources

10.02.2

25.3

35.0

20.6

6.3

0.6

80.9%

9.22.4

28.0

31.5

22.3

4.8

1.8

81.8%

2005 2030

El modelo energético actual apunta al crecimiento de la demanda y la perpetuación de los combustibles fósiles


Proved oil reserves at end 2006Thousand million barrels

AsiaPacific

40.5

NorthAmerica

59.9

S. & Cent.America

103.5

Africa

117.2

Europe &Eurasia

144.4

Middle East

742.7

Source: BP, 2007

Lo cual genera problemas geoestratégicos…


1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2007

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Lebanon crisis

Subprimes crisis in US

95.09

07.11.07

Evolution of the Brent index 1970-2006$ per barrel

OPEC increases itscontrol over its oilproduction. The oilprice rises thanks to aweak dollar

The oilembargo byArab countriesbegins(October 1973– March 1974)

First majorwar betweenIran and Iraq

Iranianrevolution.The Shahthrown out.

Irak invadesKuwait

The ‘DesertStorm’operationstarts

Dissolution ofthe SovietUnion

End of the GulfWar Asian crisis

11-Sattack

Second GulfWar (19-3to 1-5)

Yukos crisis

Hurricanes Katrina and Rita

Iran crisis

Sources: International Financial Analysts and the US Energy Information Administration, Middle East Economic Survey (MEES),Bioomberg. El País.

Vincula la economía a la volatilidad del precio del crudo


Y conduce a una concentración sin precedentes de CO2

160

240

200

280

320

400

360

440

480

560

520

600

640

720

680

760

Concentración de CO2 en la atmósfera en los últimos 400.000 añosy predicción para 2100ppmv

400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0

750

430

21

00

20

00


Que es preciso afrontar con urgencia para estabilizar el clima

Source: IEA, World Energy Outook, 2007 with IPCC data.

2000 2005 2010 2015 2020 20251990 20301995

20

25

30

35

40

45

42 Gt

Reference scenario IEA

Necessaryevolution

Alternativescenario IEA

34 Gt

23 Gt

Energy-related emissions of CO2-equivalent CO2 eqconcentration

>855 ppm

>550 ppm

<490 ppm

-19 Gt(-45%)

Rise in aver.temp.

< 6.1 ºC

< 3.2 ºC

< 2.4 ºC

Gt

12% higher than 199013% lower than 2005


La solución será menos costosa y más eficiente si actuamos pronto

Energy isresponsible for60% of CO2

emissions,which aregrowing in anunsustainablemanner

Carbon price

R&D in clean technologies

Energy efficiency

Social awareness

Putting the brake ondeforestation

Concertedinternational action

ACTIONOBJECTIVES

- 50% of primary energynon-fossil in 2050

- Stabilise CO2 at lessthan 500 ppm en the21st century

EFFECTS

Less warming(<2º in 21st century)

Businessopportunities

New markets

New technologicaldevelopments

New jobs created

INVESTMENT

1% ofworldGDP

- Concentration of CO2 e> 750 ppm before 2100 pre-industrial: 280 now: 430

- Temperature +5º in the 21st Century

EFFECTS

Serious impact on humanity and the environment

Serious economic depression

Loss of agricultural surface area

Land submerged

More extreme meteorological phenomena

COST

20% ofworldGDP

Uncouple growthand climatechange

NO ACTION

ACTION

Source: Stern Report, 2006


ABUNDANTES

Potencial teórico = 18 vecesconsumo energético mundial

ABUNDANTES

Potencial teórico = 18 vecesconsumo energético mundial

GESTIONABLES

Almacenables en forma de“hidrógeno limpio”

GESTIONABLES

Almacenables en forma de“hidrógeno limpio”

MODULARES

Escalables para su aplicación adiferentes necesidades

MODULARES

Escalables para su aplicación adiferentes necesidades

DESCENTRALIZADAS

Disponibles en todo el planeta

DESCENTRALIZADAS

Disponibles en todo el planeta

COMPETITIVAS

En claro proceso de reducciónde costes

COMPETITIVAS

En claro proceso de reducciónde costes

LIMPIAS

Más respetuosas con el equilibriomedioambiental

LIMPIAS

Más respetuosas con el equilibriomedioambiental

RENOVABLESRENOVABLES

Las renovables son una opción necesaria para un modelosostenible



7,736 Mtoe 11,860 Mtoe

Share % on final energy consumption by sector

2005 2030


El transporte va a seguir consumiendo más de un cuarto de lademanda total de energía final en la actual tendencia

36.6%

37.4%

26.0%38.6%

34.7%

26.7%

Industry and non-energy use Residential, services and agricultureTransport

+53%

Source: IEA, WEO 2007. Reference scenario. Mtoe = Million tonnes of oil equivalent.

1980

4,876 Mtoe +59%

40.0%

38.1%

21.9%

Y se mantendrá como segundo causante de emisiones, que se duplicarán en 40 años de continuar la tendencia actual

20,688

41,905

Power generation

36.0%

Industry

21.8%

19.0%

Transport

19.1%

19.8%

Residential and services

16.4%

10.2%

Other

6.4%

World Energy-related CO2 emissions by sector

Source: IEA. Word Energy Outlook, 2007. Reference scenario.

1990 2030

6.7%

44.6%

(Million tonnes)

X 2


Los biocombustibles reducen las emisiones, ahorran energíaprimaria y sustituyen recursos fósiles

Análisis del ciclo de vida de gasolina/diésel frente a biodiésel/bioetanol

BIODIÉSEL

B100 aceites no residuales

BIOETANOL

E85 etanol de cereales

Ahorro de emisiones encomparación concombustible convencional

Ahorro de energíaprimaria en comparacióncon comb. convencional

Ahorro de energía fósilen comparación concombustible convencional

91%

45%

75%

90%

17%

36%

Fuente: CIEMAT. Análisis del ciclo de vida de combustibles alternativos para el transporte. 2005.



Permitan garantizar el suministro en calidad y precio

El reto

Reduzcan el grado de dependencia energética

Aumente la seguridad en el abastecimiento

Sean respetuosos con el medio ambiente

Los problemas asociados a la utilización de combustibles fósiles

en la automoción sitúan al sector del transporte ante el reto de desarrollar

nuevos combustibles que:

3. Biodiésel

El ciclo del biodiésel

3. Biodiésel

3. Biodiésel

• Biodiésel: Metiléster de ácidos grasos que cumpla EN-14214 y RD 61/2006

Características biodiésel

• Para asegurar el correcto funcionamiento del motor con biodiésel es necesario

utilizar un “biodiésel de calidad”, es decir, que cumpla con la normativa de

calidad

RD61/2006 EN14214

Máximo

Contenido en ester % (m/m) prEN 14103Densidad a 15ºC kg/m3 900 EN ISO 3675Viscosidad a 40ºC mm2/s 5,00 EN ISO 3104Punto de inflamación ºC ISO 3679Contenido en azufre mg/kg 10,0 prEN20846Residuo carbonoso % (m/m) 0,30 EN ISO 10370Número de Cetano EN ISO 5165Contenido en cenizas de sulfatos % (m/m) 0,02 ISO 3987Contenido en agua mg/kg 500 EN ISO 12937Contaminación total mg/kg 24 EN 12662Corrosión en lámina de cobre Clasificación EN ISO 2160Estabilidad a la Oxidación horas prEN 14112Valor ácido mg KOH/g muestra 0,50 prEN 14104Índice de yodo g I/100g muestra 120 (140) prEN 14111Metiléster linolénico % (m/m) 12,0 prEN 14103Metiléster poliinsaturados % (m/m) 1Contenido en metanol % (m/m) 0,20 prEN 14110Contenido en monoglicéridos % (m/m) 0,80 prEN 14105Contenido en diglicéridos % (m/m) 0,20 prEN 14105Contenido en triglicéridos % (m/m) 0,20 prEN 14105Glicerina libre % (m/m) 0,02 prEN 14105Glicerina total % (m/m) 0,25 prEN 14105

Contenido en fósforo mg/kg 10,0 prEN 14107POFF ºC Según época y pais EN 116

NORMA DE ENSAYO

Clase 1

ENSAYO UNIDADESLÍMITES

Mínimo

prEN 14108/14109

Metales grupo II (Ca+Mg) mg/kg 5,0

Metales grupo I (Na+K) mg/kg 5,0

6,0

prEN 14538

96,58603,50120

51,0

3. Biodiésel

3. Biodiésel

• Reduce de forma importante las emisiones contaminantesde los motores diésel

• El poder calorífico del biodiésel es inferior al de los gasóleos en una media

del 10%. Pero ello no supone pérdida de potencia ni incremento significativo

del consumo del automóvil. Las pruebas revelan consumos muy próximosusando uno u otro combustible

Utilización

• La combustión con biodiésel es mejor dado que posee más oxígeno en su

estructura que el gasóleo

• Es biodegradable

Planta de Caparroso

Planta de Caparroso

Datos principales

- Emplazamiento: Caparroso

- Capacidad: 70.000 Tm/año de biodiésel

- Materias primas: Aceites vegetales (72.000 Tm)

- Subproductos: Glicerina farmacéutica (6.300 Tm)

- Tecnología: Lurgi Life Science

- Inversión: 45 millones de euros

- Empleo: 45 directos

- Cifra de negocio: 50 millones de euros

Vista aérea de la planta de Caparroso

Planta de Caparroso

Planta de biodiésel de Caparroso

Planta de Caparroso

Planta de biodiésel de Caparroso

Planta de Caparroso

Área de Laboratorio

Planta de Caparroso

Planta de Bilbao

Planta de Bilbao

Datos principales

- Emplazamiento: Bilbao

- Capacidad: 200.000 Tm/año de biodiésel

- Materias primas: Aceites vegetales (200.000 Tm)

- Subproductos: Glicerina cruda (22.000 Tm)

- Tecnología: Lurgi Life Science

- Inversión: 24 millones de euros

- Empleo: 12 directos

- Cifra de negocio: 150 millones de euros

Planta de Bilbao

Punta Sollana

Planta de Bilbao

Planta de biodiésel de Bilbao

4. Bioetanol

4.Bioetanol

_ Materias primas:

- ricas en almidón: (cereales), maíz, trigo, cebada, centeno- ricas en azúcar: remolacha, uva, caña de azúcar

_ Proceso convencional de producción:

- Molienda- Licuefacción y sacarificación- Fermentación- Destilación y deshidratación

Bioetanol

Cereal (3 Kg)----- Bioetanol (1 Kg) + DDGS (1 Kg) + CO2 (1 Kg)

El ciclo del bioetanol

4.Bioetanol

_ Bioetanol automoción: etanol que cumpla prEN-15376

Características bioetanol

_ EN-228: permite hasta un máximo de un 5% de etanol

_ E85: en vehículos FFV

_ CEN: en discusión aumentar hasta un 10% el contenido en etanol en EN-228

4.Bioetanol

Máximo

Contenido en etanol y saturados % (m/m) EC/2870/2000-I

Alcoholes C3-C5 %(m/m) 2.0 EC/2870/2000-III

Contenido en metanol % (m/m) 1,0 EC/2870/2000-III

Contenido en agua %(m/m) prEN 15489

Contenido en cloro inorgánico Mg/L 20 prEN15484

Contenido en cobre mg/kg 0.1 pr EN15488

Acidez total pr EN 15491

Apariencia claro y brillante Inspección visual

Fósforo mg/L 0.5 prEN 15487

Material no volátil Mg/100ml EC/2870/2000-II

Azufre mg/kg prEN 15485

% (m/m)

NORMA DE ENSAYO

10

ENSAYO UNIDADES

LÍMITES

Mínimo

10.0

98,7

0.3

0.007

4.Bioetanol

prEN15376

Planta de Alcázar de San Juan

Planta de Alcázar

Datos principales

_ Emplazamiento: Alcázar de San Juan (Ciudad Real)

_ Capacidad: 33.000 m3/año

_ Materias primas: alcohol vínico

_ Subproductos: metanol/etanol (1.000 m3/a)

_ Tecnología: Fragasa

_ Inversión: 6.5 millones de euros

_ Empleo: 20 directos y 30 indirectos

Planta de Alcázar

Planta de producción de Etanol en Alcazar de San Juan


Tipos de utilización

• Biodiésel• puro (B-100)

• mezclado (B-5,B-30)


• Bioetanol • ETBE

• E-5 ( 5% etanol y 95% gasolina)

• E-85 ( 85% etanol y 15% gasolina)

1- Flota vehículos ACCIONA

CARACTERISTICAS:

- Biodiésel 100%, calidad EN 14214

- Varios vehículos seleccionados en función del sistema de inyección

_ Inyección Indirecta

_ Inyección Directa Inyector-Bomba

_ Inyección Directa Common Rail

_ Inyección Directa Bomba rotativa

- Comienzo de repostaje: octubre 2004

5. Pruebas en vehículo biodiésel

1- Flota vehículos ACCIONA

- Objetivo: analizar la influencia del biodiésel al 100% en vehículos ligeros

- Vehículos seleccionados: en función del sistema de inyección:

VEHÍCULO

LANCIA DedraNISSAN TerranoFORD MondeoMERCEDES VittoMERCEDES 220 CDIRENAULT LagunaRENAULT EspaceJAGUAR S-TypeOPEL ZafiraAUDI A6NISSAN TerranoNISSAN TerranoVW PassatVW PassatVOLVO XC 90

SISTEMA DE INYECCIÓN

INY. INDIRECTAINY. INDIRECTAINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA COMMON RAILINY. DIRECTA BOMBA ROTATIVAINY. DIRECTA BOMBA ROTATIVAINY. DIRECTA INYECTOR BOMBAINY. DIRECTA INYECTOR BOMBAINY. DIRECTA COMMON RAIL


2- Flota OLLOQUIEGUI

CARACTERÍSTICAS:


- 180 camiones Renault Magnum/Premium

- 16 camiones Scania 420

- Comienzo de repostaje:01/04/05

- Algunos vehículos han realizado hasta 500.000 Km con biodiésel


3- Proyecto BIODINA

CARACTERISTICAS:

- Incluido en el V Programa Marco

- Socios: Lurgi LS, SCPSA, Cetenasa, ITG, Onidol, Acciona Biocombustibles

- 4 vehículos en Pamplona:

_ 2 camiones (uno al 30% biodiésel y otro con gasóleo)

_ 2 autobuses urbanos (uno al 100% biodiésel y otro con gasóleo)

_ Idéntico recorrido

_ Diferentes tipos de biodiésel: Soja, Colza, Palma

_ Duración: 11/03 a 10/04


Surtidores pruebas y equipos analizadores


Pruebas Biodiésel

Medidas deemisiones en

los autobuses


4- Pruebas RENAULT-ACCIONA

CARACTERISTICAS:


- 15 vehículos nuevos: 6 Renault Clio 4 Renault Kangoo 3 Renault Laguna 2 Renault Megane

- Comienzo de repostaje: enero 2007

- Control de calidad en los surtidores

- Los participantes rellenan hojas de seguimiento con:

Km realizados

Litros repostados

Observaciones e incidencias durante la conducción


Resultados

_ Durabilidad:_ compatibilidad de materiales (Cemitec):

- Repuestos de caucho del motor no han sufrido degradación- Inyectores y bombas de inyección no han mostrado problemas

_ desgaste del motor (Tekniker):- Estado del aceite lubricante igual o mejor que con gasoil- Se mantienen los periodos de cambio de aceite

• Filtros de combustible (BOSCH): estado normal

• Consumo de combustible (propio): similar al de gasoil

• Medidas de emisiones contaminantes (Cemitec):

_ CO: -22% _ SO2 : -99% _ NOX: +5%

_ HC: -63% _ PM: -52% _ CO2: -90% (Ciclo Neutro Global)


• Incidencias: ninguna

- 10 vehículos entre los modelos más vendidos: Renault Megane,

Opel Astra, Citröen Xsara, Toyota Corolla, VW Golf, Ford Focus, Fiat

Stilo, Seat Ibiza, Audi A4, Peugeot 206

- 2 motos: Suzuki Burman, Aprilia Caponord

- Combustible: E5

- Duración: 1 año

- Seguimiento:

_ Control durabilidad (compatibilidad materiales)

_ Control desgaste del motor (análisis aceite lubricante)

_ Control consumo combustible

_ Control de incidencias

Pruebas Etanol

5. Pruebas en vehículo bioetanol

CARACTERISTICAS:

Resultados

_ Durabilidad:_ compatibilidad de materiales (Cener):

- Elementos en contacto con combustible a vehículo

_ desgaste del motor (Tekniker):- Estado del aceite lubricante en perfecto estado- Se mantienen los periodos de cambio de aceite

• Consumo de combustible (propio): similar al de la gasolina sin etanol

5. Pruebas en vehículo bioetanol

• Incidencias: ninguna


5,75 %2010

2 %

Porcentaje mínimo energético total

2005


Materias primas

Directiva 2003/30/CE:

PER: Objetivo 2010: 5,83%

El 14/06/07 se aprobó en el Congreso el Proyecto de Ley por el que se modifica laLey 34/1998, con el fin de adaptarla a lo dispuesto en la Directiva 2003/30/CE:

1,9 % (carácter indicativo)2008

3,4 % (obligatorio)2009

5,83 % (obligatorio)2010

Porcentaje mínimo energético total

El incumplimiento deobjetivos se consideraráinfracción grave con multade hasta 30.000.000

7.Biocombustibles de segunda generación

Mayor rango de materias primas

Mayores rendimientos por hectárea

¿Por qué Biocombustibles de 2ª generación?

Biodiésel de segunda generación

7. Biodiésel de 2ª generación

Ciclo de producción de BTL


- El biodiésel de 2ª generación o BTL es una mezcla de hidrocarburos de origen

vegetal

Características principales

- El proceso más habitual se realiza en 2 fases principales:

- Gasificación de biomasa y obtención de gas de síntesis

- Reacción de Fischer-Trops y obtención de un hidrocarburo

- Existen varias tecnologías y actualmente están a escala laboratorio y/o piloto

Bio-reactor de algas

Bio-reactor de algas

Biomasa de algasBiomasa de algas

BiodiéselBiodiésel

TransesterificaciónTransesterificación


Producción de biodiésel a partir de algas

Agua

CO2

Aceite

Proteína de algaProteína de alga

GeneraciónGeneración

O2

Nu

trie

nte

s

Bioetanol de segunda generación

7. Bioetanol de 2ª generación

Ruta Termoquímica

Ruta bioquímica

Híbrido

GAS NATURAL

ELECTRICIDAD

ALCOHOLES

ETANOL

PROPANOL

BUTANOL

BIOPLÁSTICOS

BIOMASA PROCESO PRODUCTOS

Producción de etanol a partir de biomasa

Hidrógeno

ELECTROLIZADOR

ALMACENAMIENTO

ENERGÍAELECTRICA

2º FASE

H20

HIDRÓGENO

H2O(10 l)+Electricidad (60 kwh) H2(1 kg)+O2(8 kg)

1º FASE

OXÍGENO

RED ELÉCTRICA

Producción de Hidrógeno

8. Conclusiones

Conclusiones

• Los biocombustibles -única alternativa renovable para el transporte a

corto y medio plazo- han de formar parte de esa estragia, mediante una

nueva revolución agrícola que permita desarrollar la bioenergía compatibilizando

la seguridad energética, alimentaria y ambiental

• Urge tomar decisiones que aceleren la transición a un nuevo modelo

energético que posibilite el desarrollo económico sin incrementar el

calentamiento global

• Un escenario de estabilización climática exige una aportación de

biocombustibles superior incluso a los objetivos fijados hasta la fecha

• ACCIONA está presente en ocho tecnologías limpias y viene trabajando

activamente para introducir las energías renovables en el transporte

8. Conclusiones


de biocombustibles



de biocombustibles


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