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La utilización de biocarburantes en el transporte es una de las medidas previstas para invertir la tendencia actual española en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), que aumentaron entre 1990 y 2005 un 48%, lo que supone triplicar el incremento que permite a España el Protocolo de Kyoto. En el sector transporte, el incremento que limita el Protocolo de Kyoto para España ha sido del 60%.
El Ministerio de Medio Ambiente, en colaboración con otros ministerios con responsabilidades en la materia, está poniendo todos los medios a su alcance para incidir de un modo eficaz en algunos sectores, entre los que se encuentra el sector transporte.
Un convenio Marco de colaboración entre el Ministerio de Medio Ambiente y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) ha hecho posible cuantificar los beneficios que supone para nuestro país el uso de biocarburantes en dos aspectos fundamentales como son el ahorro de energía fósil y las emisiones de CO2 evitadas por su utilización en sustitución de los carburantes tradicionales. Los resultados ponen de relieve los beneficios medioambientales que el bioetanol y el biodiésel pueden suponer en nuestra lucha por el cambio climático. De este modo se pretende aportar una iniciativa más para hacer posible el cumplimiento de los objetivos de Kyoto.
Además, su promoción representa una oportunidad para el sector agrícola español. El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de los biocarburantes pone de manifiesto el interés que supone la utilización de materia prima española en este proceso.
Según las últimas estimaciones, en España las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) entre 1990 y 2005 aumentaron un 48%, cifra que triplica el incremento que limita el Protocolo de Kyoto para España, y en el sector transporte ese incremento ha sido del 60%, correspondiendo al transporte por carretera un incremento del 73%.
En relación con el cambio climático, una de las políticas que se pretende aplicar al sector transporte es el fomento del uso de biocarburantes mediante la aplicación del Real Decreto 61/2006 que transpone la Directiva 2003/30/EC, por la que se establece un objetivo indicativo de penetración de esos combustibles en el transporte del 5,75% para 2010.
El Ministerio de Medio Ambiente y el IDAE presentaron el pasado 1 de marzo los resultados de un estudio sobre el análisis de ciclo de vida de los combustibles alternativos para el transporte (bioetanol, biodiésel) con el fin de definir las líneas de actuación óptimas a corto, medio y largo plazo. Es una iniciativa emprendida por el Gobierno en colaboración con otras instituciones para reducir de un modo eficaz las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de los ‘sectores difusos’, entre los que se encuentra el sector del transporte.
El estudio, encargado por el Ministerio de Medio Ambiente hace tres años al CIEMAT y en el que han colaborado activamente varias instituciones y empresas del sector (Asociación Española de Operadores de Productos Petrolíferos, productores de bioetanol, Asociación nacional de fabricantes de coches, etc.), presenta datos comparativos sobre los beneficios ambientales de los combustibles alternativos frente a los convencionales. Este tipo de estudio, conocido como ‘Análisis de Ciclo de Vida’ (ACV), permite la cuantificación de todas las consecuencias para el medio ambiente que conlleva la producción y uso de los combustibles alternativos, “desde la cuna a la tumba”. Los resultados del estudio fueron presentados el pasado 1 de marzo por el Secretario General para la Prevención de la Contaminación y el Cambio Climático, Arturo Gonzalo Aizpiri.
El objetivo de este estudio ha sido evaluar, cuantificar y comparar los impactos ambientales de combustibles con funciones equivalentes. Por ejemplo, el etanol obtenido a partir de cereales con la gasolina 150 ppm de azufre; el biodiésel obtenido a partir de aceites vegetales crudos o aceites vegetales usados con el diésel de 50 ppm de azufre (EN-590 año 2005). Los resultados presentados muestran que si producimos bioetanol y biodiésel en España y lo utilizamos en nuestros vehículos de transporte, ahorraremos emisiones de CO2 y energía fósil. También estos mismos análisis advierten de que los procesos de obtención de la materia prima, pueden y deben ser mejorados.
El sector transporte supone actualmente el 5,7% del PIB, consume el 40% de total energético nacional y sus emisiones de GEI se incrementaron en un 75,6% entre 1990 y 2004. El reciente Plan de Acción 2005-2007, dentro de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España, da un fuerte impulso a la reducción de GEI a través de la sustitución de gasolina y gasóleo, tal como recomienda la Directiva 2003/30/CE.
España ha sido uno de los Estados miembros que más rápidamente ha adoptado medidas fiscales. Dichas medidas y la existencia de condiciones favorables para la producción, ha dado como resultado que España sea actualmente el primer productor de bioetanol de la Unión Europea (UE) con 226 millones de litros, el 44% del total producido en la UE.
La proyección del reparto en el inventario nacional de GEI refleja, para el quinquenio 2008-2012, una tendencia al crecimiento más acentuada en los llamados sectores difusos, en particular en el transporte y en el residencial frente al industrial y energético. Esta es una razón, entre otras, por la que, en el marco de la Estrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia, recientemente presentada a las CCAA, se ha propuesto que en el año 2020 se pueda asegurar la aportación mínima del 10% de biocarburantes en el transporte.
Los resultados obtenidos pueden resumirse en los siguientes términos:
Respecto de los sistemas estudiados con bioetanol en comparación con la gasolina se deriva que relativo a sus balances energéticos puede asegurarse que el balance energético de la producción de las mezclas es tanto mejor cuanto mayor es el contenido de etanol en la mezcla.
Comparando con la gasolina 95, la mezcla al 85% de etanol de cereales con gasolina permite un ahorro de energía primaria de un 17% y la mezcla al 5% permite un ahorro de un 0,28%. La mezcla 85% permite un ahorro de energía fósil de un 36% y la mezcla 5% permite un ahorro de un 1,12%.
En cuanto al biodiésel, y comparado con el diésel EN-590, se puede resumir que los balances energéticos del ciclo de vida de las mezclas estudiadas son tanto mejores cuanto mayor es el contenido de biodiésel, especialmente biodiésel de aceites vegetales usados en la mezcla. El biodiésel de aceites vegetales crudos permite un ahorro de energía primaria de un 45% y el biodiésel de aceites vegetales usados permite un ahorro de un 75%. Las mezclas con diésel al 10 % permiten un ahorro de energía primaria entre un 4% y un 7%. El biodiésel de aceites vegetales crudos permite un ahorro de energía fósil de un 75% y el biodiésel de aceites vegetales usados permite un ahorro de un 96%.
Los resultados sobre emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) expresados, en la mayoría de los casos, como emisiones evitadas por la utilización de las distintas mezclas de biocarburantes, pueden resumirse en los siguientes términos:
Para las mezclas de bioetanol, las emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero son tanto menores cuanto mayor es el contenido de etanol en la mezcla. Comparando con la gasolina 95 siempre expresado ‘por cada kilómetro recorrido’, se ha obtenido que la mezcla de etanol al 85% evita que se emitan 170 g CO2 (90%) y la mezcla al 5% de etanol evita la emisión de 8 g CO2 (4%). La mezcla de etanol al 85% evita que se emitan 144 g de gases de efecto invernadero (expresados en g CO2 equivalentes) que supone un ahorro de un 70% y la mezcla inferior evita la emisión de 7 g CO2 equivalentes, 3% de ahorro, por cada km.
Para las mezclas con biodiésel, las emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero son tanto menores cuanto mayor es el contenido de biodiésel, especialmente biodiésel de aceites vegetales usados, en la mezcla. Comparando con el diésel EN-590 y también expresado por cada kilómetro recorrido se ha obtenido que el biodiésel de aceites vegetales crudos evita que se emitan 120 g CO2 (91%) y el biodiésel de aceites vegetales usados evita que se emitan 144 g CO2 (84 %). El biodiésel de aceites vegetales crudos evita que se emitan 92 g de gases de efecto invernadero CO2 equivalente (57%) y el biodiésel de aceites vegetales usados evita que se emitan 144 g CO2 equivalente (88%) por cada km.
A lo largo del análisis de ciclo de vida se han identificado las variables más susceptibles de influir en los resultados obtenidos y sobre ellas se ha realizado un análisis de sensibilidad. Se resumen aquí los resultados más relevantes:
En las mezclas con bioetanol, comparando siempre con la gasolina 95 y expresado, como es habitual en este estudio, por cada kilómetro recorrido, se ha observado que la no consideración de fijación neta de CO2 en forma de rizodepósitos produce una disminución de las emisiones evitadas de este compuesto por la sustitución de gasolina 95 por las distintas mezclas estudiadas de bioetanol. Sin embargo, aun en este escenario conservador, se produce un ahorro importante de emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero en general. Este ahorro de emisiones se cuantifica: en la mezcla de 85% de etanol evita que se emitan 151 g CO2 (79%) por cada kilómetro y la mezcla 5% evita la emisión de 7 g CO2 (4%). La mezcla 85% evita que se emitan 125 g de gases de efecto invernadero (expresados en gramos de CO2 equivalentes) que supone un ahorro de un 61% por km y la mezcla 5% evita la emisión de 6 g CO2 equivalentes (3%) por km.
Las emisiones de gases de efecto invernadero de las mezclas estudiadas para el bioetanol, aumentan sensiblemente cuando se considera el escenario de introducción de cereal importado. El balance energético de la producción de las mezclas mejora cuando se considera el escenario de optimización de la localización de las plantas respecto de las zonas de producción de cereal. Asimismo, las emisiones de gases de efecto invernadero se reducen sensiblemente en este último caso.
En las mezclas con biodiésel, comparando siempre con el diesel EN-590, se ha observado que uno de los parámetros que más afecta a los sistemas que contienen biodiésel de aceites vegetales crudos es el porcentaje de los distintos aceites en la producción de biodiésel, en especial el porcentaje de aceite de palma que incrementa mucho los consumos de energía y las emisiones GEI. Todos los sistemas con biodiésel de cualquier origen se ven afectados de forma significativa y negativamente al considerar que existiera una saturación del mercado de glicerina, tanto en el consumo como en las emisiones GEI. El origen de la semilla de colza afecta también a los resultados de consumos energéticos y emisiones GEI del biodiésel obtenido de aceites vegetales crudos al 100% y sus mezclas, incrementándose sensiblemente debido fundamentalmente a la baja productividad de semillas en nuestro país.
Estos estudios de análisis de ciclo de vida permiten detectar las etapas donde se pueden introducir mejoras que pueden variar positivamente los resultados finales. Como posibles áreas de mejora de los procesos productivos de bioetanol y biodiésel que permitirían optimizar los balances energéticos y las emisiones de las mezclas que los contienen se han identificado las siguientes:
Bioetanol. En la producción y distribución de la mezcla 85%, los mayores consumos energéticos y emisiones GEI, se producen en la transformación a etanol, por lo que la optimización energética de este proceso permitiría mejorar el balance energético del etanol y de las mezclas que lo contienen. En este proceso, la principal entrada de energía es la del gas natural utilizado en la planta de cogeneración, seguido de la energía del propio grano de cereal. Una posible área de mejora, que habría que estudiar en detalle para evaluar su potencialidad para mejorar el balance energético general y disminuir las emisiones GEI, sería la utilización de biomasa residual de los cultivos que se usan para la producción de etanol, en nuestro caso la paja del cereal, como fuente de energía térmica para el proceso, ya que todo el CO2 emitido por la biomasa residual habría sido fijado previamente en la etapa de crecimiento de la biomasa.
La siguiente etapa más consumidora de energía y emisora de GEI es la producción agrícola, en esta etapa del cultivo los mayores consumos energéticos provienen de la fabricación de fertilizantes que consumen el 72% de la energía primaria necesaria en el cultivo. Las emisiones GEI se deben fundamentalmente a las emisiones de óxido nitroso originadas por el uso de fertilizantes nitrogenados, y en menor medida a las emisiones procedentes de los tractores agrícolas y las derivadas del uso de energía para la fabricación de fertilizantes. Para mejorar la eficiencia energética y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de esta etapa sería importante reducir el número de labores del cultivo y aumentar el rendimiento en grano del mismo. Por ello, como áreas de mejoras importantes se proponen reducir al máximo los consumos de fertilizantes y las labores de los cultivos actuales sin comprometer sus rendimientos en grano por hectárea; encontrar nuevos cultivos para obtener etanol con mayores rendimientos de biomasa por ha y de bajos requerimientos en fertilización y labores; así como elegir adecuadamente el momento y el producto para realizar la fertilización nitrogenada en el cultivo.
Biodiésel. En la producción y distribución de biodiésel de aceites vegetales crudos (BD100A1), los mayores consumos energéticos y emisiones de GEI se producen en las etapas de extracción de aceite y de producción de semilla, por lo que la optimización energética de estos procesos permitiría mejorar el balance energético y las emisiones GEI del biodiésel de aceites vegetales crudos y de las mezclas que lo contienen. En el proceso de extracción de aceite, la principal entrada de energía es el gas natural y la electricidad. Por tanto la instalación de sistemas de cogeneración en las plantas de extracción de aceite permitiría optimizar el consumo energético y reducir las emisiones GEI. Como en el caso del bioetanol, la utilización de biomasa residual, permitiría reducir el consumo de energía fósil del proceso, así como las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
Como con el bioetanol, la siguiente etapa que más consume energía es la producción agrícola, por tanto, se proponen las mismas recomendaciones respecto a consumos y aplicación de fertilizantes así como la investigación en nuevos cultivos para la obtención de aceites.
La Comisión Europea ha lanzado tres “grandes políticas” para reducir el CO2: Plan de Acción de Eficiencia Energética y Cambio Climático, la propuesta de modificación de la Directiva de Calidad de Carburantes y la revisión de la Estrategia de Reducción de CO2 en Vehículos. Todas ellas tienen un denominador común: el uso imprescindible de los biocarburantes como una medida eficaz para conseguir las reducciones propuestas.
La Comisión, consciente de que parte de estas reducciones se pueden conseguir mezclando los carburantes convencionales con un porcentaje significativo de biocarburantes, ha introducido mejoras en las especificaciones técnicas requeridas para las mezclas, que facilita el cumplimiento de los objetivos marcados en la directiva de fomento de biocarburantes.
Con respecto a la reciente propuesta de revisión de la Directiva de Calidad de Carburantes, es importante conocer que a partir de enero de 2009, los suministradores de combustibles deberán medir e informar sobre las emisiones de GEI de sus combustibles a lo largo de todo el ciclo de vida. Y que a partir de enero de 2011, los suministradores deberán reducir las emisiones de GEI ocasionadas por la producción, transporte y uso de sus combustibles en un 1% anual por unidad de energía hasta 2020 (10% entre 2011 y 2020).
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