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 Panorama de la bi oenerg ía y cr it eri os d e sustentabi li dad para bi ocom bu st ib les Dr. Javi er A gu il n Mart ínez Investigador, Insti tut o de Ingeniería - UNAM Secretario General, Red Mexicana de Bioenergía A.C. Dr. Omar Masera (Presi dente, REMBIO) Foro sob re Av ances en Bi oenerg ía, UI A-UAM ju ni o 3- 4 2008

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La Jatropha , biocombustibe en Mexico

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  • Panorama de la bioenerga y criterios de sustentabilidad

    para biocombustibles

    Dr. Javier Aguilln MartnezInvestigador, Instituto de Ingeniera - UNAM

    Secretario General, Red Mexicana de Bioenerga A.C.

    Dr. Omar Masera (Presidente, REMBIO)

    Foro sobre Avances en Bioenerga, UIA-UAM junio 3-4 2008

  • 2Consumo de energa

    FueFuente: G. Tyler Miller Jr. Living in the Environment 11th Ed. Brooks/Cole, 2000

  • 3Recursos energticosmundiales

  • Energtica de los hidrocarburos a los recursos renovables, mitigacin del cambio climtico

    Agrcola de la produccin de alimentos a la provisin de servicios: alimento, captura de carbono, conservacin de suelos, energa

    Econmica regionalizacin de la economa; generacin de empleos e ingresos a nivel local; diversificacin de oportunidades

    4

    La bioenerga como soporte de grandes transiciones

  • 5

  • 6Inundaciones y sequa

  • 7DESHIELO POLAR

  • 8Uso Actual de la Bioenerga a nivel mundial

    Uso mundial de Energa primaria(2004)

    B io masa " Trad icio nal" ,

    9 .4 %

    Hidro , 2 .1 % N uclear, 6 .9 %

    Ot ro s renovab les,

    0 .5 %

    B io masa M o derna, 1 .3 %

    C arb n, 2 4 .7 %

    Pet r leo , 3 5 .1 %

    Gas N at ural , 2 0 .5 %

    Fuente IEA,2006

    11% de la demandatotal mundial

  • 9Pases en desarrollo

    48 %

    Los 25 pases con mayores emisiones de GEI

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    Fuente: World Resources Institute, 2004

    1.5%

    Pases industrializados

    52 %

    Emisiones Globales

    Pases Anexo 1

    Pases no Anexo 1

  • Para evitar consecuencias drsticas debemos reducir las emisiones actuales en 60% en los prximos 40 aos

    La transicin a los renovables (bioenerga) es indispensable como parte de un NUEVO modelo de desarrollo socio-ambiental

    Clave: disear estrategias efectivas a nivel local que se reflejen en reducciones globales de GEI

    10

    Cambio Climtico: Un reto Global

  • 02

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    1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004Energysupply 1)

    Transport 2) Residentialandcommercialbuildings 3)

    Industry 4) Agriculture 5) LULUCF/Forestry 6)

    Waste andwastewater 7)

    Gt CO2-eq.F-gases

    N2O

    CH4CO2

    Emisiones de GEI por sector en 1990 y 2004 11

  • CO2 fossilfuel use57,4%

    CO2(deforestation,decay ofbiomass, etc)19,4%

    CH414,3%

    N2O7,9%

    F-gases1,1%

    CO2 (other)2,8%

    TransicinForestal

    TransicinAgrcola

    TransicinEnergtica

    Cambio en el Modelode Desarrollo! 12

  • 25%

    TransiciTransicin Energn Energticatica

    13

  • La Bioenergaen Mxico

    Alto potencial del recurso desaprovechado, experiencias promisorias en

    varias aplicaciones..

    Biogs

    Uso eficiente lea

    Cultivos energticos

    Produccinelectricidad

    Residuos forestales

    Gasificacin

  • Uso de Bioenerga en Mxico

    La La bioenergbioenergaa representarepresenta el 8% de la el 8% de la energenergaa primariaprimariatotal en Mtotal en Mxico (455 de 5,690 PJ/yr)xico (455 de 5,690 PJ/yr)

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    Lea

    Bagazo de caa

    Energa Elica

    Geoenerga

    Hidroenerga

    Nuclear

    Gas asociado

    Gas no asociado

    Condensados

    Crudo

    Carbn

    15

  • Bosques naturales

    44%Plantaciones11%

    Residuos forestales

    2%

    Residuos agrcolas

    7%

    Residuos agro-

    industriales18%

    Excretas Pecuarias

    1%

    Biodiesel 6% Etanol

    10%Residuos

    Municipales1%

    Potencial Bioenergtico en Mxico

    Potencial Total: 3,400 PJ/ao 60% demanda energa final 16

  • 17

    La bioenerga brinda versatilidad de aplicaciones, escalas y combustibles

  • 18

    Biodiesel: Experiencia en Mxico

    Planta Piloto Tecnolgico de Monterrey

    Planta Grupo de Energticos

    Proyecto Gob Michoacn (ricino y jatrofa)

    Nivel 3

    Nivel 2

    Nivel 1

    Biodiesel pilot plant

    Planta Grupo Energticos

  • Gasificacin de residuos para produccin de

    electricidad y calor (UNAM)

    Alto potencial de residuos agroindustriales

    Puede abastecer demanda local y vender excedentes a la Red

    Adaptacin a otras tecnologas (depuracin de aguas residuales, celdas de combustibles, almacenamiento y captura de CO2)

  • Biogs

    Solucin a problemas sanitarios por disposicin de residuos orgnicos agroindustriales (estircoles)

    Altamente viable para mitigacin cambio climtico (CH4 21 veces ms GWP que el CO2)

    128 de 148 proyectos de MDL aprobados para Mxico son de biogs

  • Estufas Eficientes de Lea

    25 millones de mexicanos utilizan lea en fogones abiertos

    Mitigacin 15-40 Millones tonCO2e/ao con estufas eficientes de lea

    Costo 10 USD/tonCO2 Bajo riesgo (experiencia y

    liderazgo metodolgico en Mxico)

    GRANDES co-beneficios socio-ambientales. Relacin B/C 7 a 1 slo considerando salud.

    21

  • Principios para promover el uso sustentable de la

    bioenerga

    22

  • Principio 1: La bioenerga es parte de un portafolio, incluyendo renovables y eficiencia

    Ninguna alternativa es suficiente por s sola

    Se necesita un portafoliode opciones..

    Cada pas debe decidir cmo divide el pastel

    Socolow y Pacala, 2006The Wedge

    Cada rebanada representa 1 GtCo2/ao 23

  • Principio 2: La bioenerga debe combinarse con cambios en el estilo de desarrollo

    NO imitar el modelo de EEUU en cuanto al uso del automvil 24

  • Principio 3. Enfoque bioenergtico integral

    Impulsar TODAS las aplicaciones de la bioenerga Uso eficiente lea y carbn, gasificacin, biogs, residuos agrcolas, cultivos energticos para generacin de electricidad,

    calor Produccin de combustibles lquidos y gaseosos

    Dar preferencia al uso de residuos en primera instancia En Mxico se generan 70 millones ton de residuos

    agrcolas; estircol, aserrn; aceites usados y grasas animales

    Los combustibles leosos son claves en la oferta de bioenergticos (e.g. etanol y biodieselcelulsico) 25

  • Principio 4. Integridad Ambiental

    Evitar competencia con produccin de alimentos NO utilizar MAIZ No establecer biocombustibles en terrenos actualmente

    dedicados a produccin de alimentos (ej. reas de riego)

    Evitar deforestacin para establecimiento cultivos

    Preferencia por el establecimiento de cultivos en reas degradadas (restauracin)

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    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autores: Guerrero G. & Ghilardi A. April 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Potencial tcnico para cultivos bioenergticos en Mxico- 2008Condiciones edafo-climticas para cada cultivo. No incluye superficies de riego.

    Criterios de reas disponibles: permanecen inaccesibles reas con vegetacin natural y agricultura.Sin traslape entre cultivos

    Cultivos para bioenergaNo disponiblePalma de AceiteJatrophaCaa de AzcarLmites estatales

    1:12,409,505

    G o l f o d e M x i c o

    O c a n o P a c f i c o

    Albers Equal Area Conic ProjectionNorth American Datum 1927

    Contenido energtico

    Palma de Aceite Africana 121 PJ/aoCaa de Azcar 338 PJ/aoJatropha curcas 70 PJ/ao

    Resultados preliminares. NO CITAR

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    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autores: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Potencial edafo-climtico para el establecimiento de Jatropha - 2008Solo se tomaron en cuenta las condiciones edafo-climticas para el establecimiento de Jatropha.

    t semilla/ha/aoNo disponible< 0.80.8 - 1.51.5 - 2.5Lmites estatales

    1:12,500,000

    G o l f o d e M x i c o

    O c a n o P a c f i c o

    Albers Equal Area Conic ProjectionNorth American Datum 1927

    Superficie para cultivo potencial: 45.7 MhaSuperficie para cultivo con el mximo potencial: 4 MhaProduccin total anual para Jatropha: 46.7 Mt/ao

    Resultados preliminares. NO CITAR

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    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autorees: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Potencial tcnico para el establecimiento de Jatropha en Mxico - 2008Condiciones edafo-climticas para el establecimiento de Jatropha. No incluye superficies de riego.

    Criterios de reas disponibles: permanecen inaccesibles reas con vegetacin natural y agricultura.

    t semilla/ha/aoNo disponible

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    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autores: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Potencial tcnico para el establecimiento de palma de aceite en Mxico - 2008Condiciones edafo-climticas para el establecimiento de palma de aceite. No incluye superficie de riego .

    Criterios de reas disponibles: permanecen inaccesibles reas con vegetacin natural y agricultura.

    t semilla/ha/aoNo disponible

  • THE UNITED STATES

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    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autor: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Potencial tcnico para el esta blecimiento de caa de azcar en Mxico - 2008Condiciones edafo-climticas para el establecimiento de la caa de azcar. No incluye superficies de riego.

    Criterios de reas disponibles: permanecen inaccesibles reas con vegetacin natural y agricultura.

    Produccin t/ha/aoNo disponible

  • Principio 4. Integridad Ambiental (cont.)

    Reducir consumo hidrocarburos y emisiones GEI

    Maximizar ndice energtico de los biocombustibles

    Maximizar mitigacin de GEI

    Desarrollo de sistemas de produccin con orientacinagroecolgica

    Desarrollo de sistemas cerrados uso y reciclado de los productos (ej. Vinazas como fertilizante; uso calor residual para generar electricidad)

    Minimizar el uso de agroqumicos

    32

  • Es indispensable tener ndices de gases de efecto invernadero y energticos elevados

    ( El etanol de Maz es muy mal ejemplo!)

    Farrell et al. 200633

  • 34

  • Energa Primaria y Emisiones GEI para producir 1000MJ de biodiesel a partir de Jatropha

    Consumo de Energa Primaria

    0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

    Altos

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    Energa Primaria (MJ)

    Trabajo cultivo Extraccin Aceite Transesterificacin

    Fuente: Prueksarkorn y Gueewala, 2006, Tobin y Fulford, 2005

    Emisiones de Gases de Efecto Invernadero

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    Diesel Altos Insumos Bajos Insumos

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    Agroqumicos y Combustibles

  • Monocultivo de Cultivo de Soya y Palma Aceitera en gran escala

    Re-disear el modelo agrcola

    basado en monocultivos

    Extensivos por sistemas

    diversificados

    36

    Altas emisiones!

  • Principio 5. Equidad Social

    Evitar impactos negativos en los precios de los alimentos (reducir competencia)

    Distribuir socialmente las oportunidades: esquemas de promocin para pequeos productores

    Certificacin social (Biodiesel en Brasil) Creacin de cooperativas Cuotas para pequeos productores Incentivos fiscales IyD de paquetes tecnolgicos para zonas marginadas

    (suelos degradados; sin riego; bajos insumos)

    37

  • Principio 6. Viabilidad Econmica

    Desarrollo de paquetes tecnolgicos para distintas condiciones socio-ambientales y cultivos Inversin estratgica inicial de alto contenido pblico

    (ej. Desarrollo de paquetes de cultivo/costos para Jatropha ANTES de establecer grandes reas)

    Impulsar cadenas de valor basados en sistemas de produccin-consumo eficientes e integrados Eficientizar procesos ej. Etanol+vinazas+cogeneracin Maximizar uso de subproductos

    Sistemas claros de precios/incentivos a productores/distribuidores/consumidores

    38

  • Principio 7. Coherencia Institucional

    Poltica Pblica Orientada al largo plazo Planes de desarrollo trans-sexenales (ej. Brasil)

    Legislacin/Normas Combinacin de instrumentos: incentivos,

    metas, subsidios Campaa de informacin y sensibilizacin al

    pblico

    Participacin de la Sociedad Civil en la formulacin de los Programas

    39

  • Principio 8. Visin estratgica de largo plazo

    Invertir en Investigacin y Desarrollo

    Formar Programas de Investigacin Interdisciplinarios (Ej. Jatropha C.) Paquetes agroecolgicos de produccin Sistemas eficientes de procesamiento y

    produccin de combustibles

    Formacin de recursos humanos (No hay un posgrado especfico en bioenerga en Mxico!)

    40

  • 41

    THE UN ITED STATES

    HONDURAS

    GUATEMALA

    BELIZE

    EL SALVADOR

    500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 3,500,000

    1

    ,

    5

    0

    0

    ,

    0

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    2

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    5

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    3

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    3

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    5

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    ,

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    0

    0

    Fuente: REMBIO 2008; INEGI 1995, 2000, 2002.Creado en ArcGIS 9.2 utilizando ArcMap.Autores: Ghilardi A. & Guerrero G. Abril 2008.

    0 250 500 750 1,000125Km

    Disponibilidad de madera para energa de bosques naturales en Mxico - 2002reas inaccesibles: 1) aquellas fuera de un buffer de 5km de radio alrededor de localidades con ms de 500 habitantes

    y 3km a cada lado de carreteras principales; 2) aquellas con una pendiente mayor a 30%; 3) reas Naturales Protegidas.

    Incremento de madera para energat/ha/ao (materia seca)

    0.0 - 1.01.1 - 2.02.1 - 3.03.1 - 4.04.1 - 5.0Lmites estatales

    1:12,500,000

    G o l f o d e M x i c o

    O c e a n o P a c f i c o

    Albers Equal Area Conic ProjectionNorth American Datum 1927

    Bosques templados: 26 Mt/yr (materia seca) - 386 PJBosques Tropicales: 53 Mt/yr (materia seca) - 798 PJMatorrales: 22 Mt/yr (materia seca) - 329 PJ

    NO CITAR. Resultados preliminares.

  • 42

  • Conclusiones

    El campo Mexicano puede producir energa verde como complemento a la transicin energtica y dentro de una estrategia orientada a la sustentabilidad socioambiental

    Se necesita Enfoque integral, incluir a todos los

    bioenergticos! Celulsicos claves en el futuro cercano

    Normatividad estricta sobre: qu cultivos producir (no al maz!) reas de establecimiento (no desplazar

    agricolas o bosques!) cmo producirlos (usar ciclo de vida

    energa/GEI) 43

  • Indispensable

    Invertir en desarrollo cientfico-tecnolgico y formacin de recursos humanos (recursos potenciales, paquetes tecnolgicos, nuevos procesos ej. Lignocelulsicos,gasificacin, H2)

    Metas graduales (aprender haciendo!)

    Buscar balance geogrfico y beneficios a distintos actores, particularmente los pequeos productores

    Conclusiones

    44

  • Asociacin para la promocin del uso sustentable de la bioenerga en Mxico (uso eficiente de bioenergticos y recursos naturales asociados).

    Especializado en Biocombustibleslquidos, gasificacin, recursos de biomasa y energa rural.

    Miembros: Particulares, empresas e instituciones. Suscritos ANES y otras redes internacionales. Instituciones a las que

    pertenecen los socios: ITESM, II UNAM, IIE, INE, INIFAP, etc.

    7 vocalas, presencia nacional y regional (Yucatn, Chihuahua, Guanajuato, Michoacn, Jalisco, Quertaro)

    Estudios crticos sobre distintos aspectos de produccin/uso de los bioenergticos

    Proyectos/ Talleres y Cursos/Promocin y Contactos

    5ta Reunin Nacional de la REMBIO: Bioenerga y Sustentabilidad (29 y 30 de septiembre, Morelia, Mich.)

    Pgina WEB: www.rembio.org Email: [email protected],

    45

  • GraciasGracias

    46

    Muchas gracias por su atencin!

    Dr Javier AguillDr Javier Aguilln (IIn (II-- UNAM)UNAM)[email protected]@pumas.ii.unam.mx

    Gasificacin de residuos para produccin de electricidad y calor (UNAM)BiogsEnerga Primaria y Emisiones GEI para producir 1000MJ de biodiesel a partir de JatrophaPrincipio 8. Visin estratgica de largo plazo