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ANÁLISIS INTEGRADO DE LAS TECNOLOGÍAS, EL CICLO DE VIDA Y LA SUSTENTABILIDAD DE LAS OPCIONES Y ESCENARIOS PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA

BIOENERGÍA EN MÉXICO

Reporte Final

Octubre 2008

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INDICE

ACTIVIDAD 1. DEFINICIÓN DE LOS CRITERIOS A EVALUAR ........................................................ 8

ACTIVIDAD 3. ANÁLISIS DEL POTENCIAL PARA LA BIOENERGÍA EN MÉXICO...................... 8

DISPONIBILIDAD DE BIOMASA PARA ENERGÍA EN MÉXICO ............................................................................. 9 POTENCIAL TÉCNICO DE CULTIVOS ENERGÉTICOS. ....................................................................................... 11

Indicadores agro-edafo-climáticos. ........................................................................................................ 11 Condiciones para el establecimiento de cultivos .................................................................................... 12

OBTENCIÓN DE RENDIMIENTOS .................................................................................................................... 12 Balance hídrico....................................................................................................................................... 12 Limitaciones edafológicas ...................................................................................................................... 14

MAPAS ESPACIALES DEL POTENCIAL TÉCNICO DE CADA CULTIVO ................................................................ 15 Bioetanol................................................................................................................................................. 16

Caña de azúcar .................................................................................................................................................... 16 Sorgo grano ......................................................................................................................................................... 16 Maíz .................................................................................................................................................................... 16

Biodiesel ................................................................................................................................................. 17 Palma de Aceite................................................................................................................................................... 17 Jatropha ............................................................................................................................................................... 17

RESULTADOS................................................................................................................................................ 24 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................ 25

ACTIVIDAD 4. IDENTIFICACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS CLAVE PARA

EL USO DE LA BIOENERGÍA, BAJO DISTINTOS ESCENARIOS DE PENETRACIÓN................. 26

MATERIAS PRIMAS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS. .............................................. 26 BIOETANOL .................................................................................................................................................. 28

Alternativas tecnológicas........................................................................................................................ 28 Recursos ricos en azúcares..................................................................................................................... 29

Producción de etanol directo del jugo de caña .................................................................................................... 30 Producción de etanol de melazas ricas o miel B.................................................................................................. 31 Producción de etanol de melazas pobres o miel C............................................................................................... 33 Costos de producción .......................................................................................................................................... 34

Costos de producción de etanol de caña de azúcar......................................................................................... 34 Costos de materia prima ........................................................................................................................... 35 Costos de procesamiento .......................................................................................................................... 35 Costos de operación y mantenimiento ...................................................................................................... 36 Costos totales............................................................................................................................................ 36

Producción de etanol a partir de sorgo dulce....................................................................................................... 36 Costos de producción de etanol de sorgo dulce.............................................................................................. 37

3

Recursos ricos en almidones................................................................................................................... 38 Producción de bioetanol a partir de sorgo grano ................................................................................................. 38

Costos de materia prima ........................................................................................................................... 39 Recursos ricos en celulosa...................................................................................................................... 39

Producción de bioetanol a partir de materias primas de segunda generación (materiales lignocelulósicos)........ 40 Alternativas tecnológicas........................................................................................................................ 40

BIODIESEL .................................................................................................................................................... 42 Alternativas tecnológicas........................................................................................................................ 42

Especificaciones del biodiesel............................................................................................................................. 43 Producción de biodiesel a partir de Jatropha curcas........................................................................................... 44

Extracción de aceite de Jatropha .................................................................................................................... 44 Subproductos de jatropha curcas.................................................................................................................... 46

Costos de materia prima. .......................................................................................................................... 48 Producción de biodiesel a partir de palma de aceite ............................................................................................ 49

Extracción de aceite de palma........................................................................................................................ 49 Rendimiento de aceite de palma..................................................................................................................... 51

Costos de materia prima. .......................................................................................................................... 52 ESCENARIOS DE PENETRACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS.................................................................. 53 PROYECTOS DE BIOCOMBUSTIBLES EN MÉXICO ........................................................................................... 55

Plantas de bioetanol ............................................................................................................................... 55 Plantas de biodiesel ................................................................................................................................ 56

CONCLUSIONES ............................................................................................................................................ 57

ACTIVIDAD 5. ANÁLISIS DE EMISIONES DE GEI PARA LAS ALTERNATIVAS

TECNOLÓGICAS CLAVE Y ESCENARIOS DE PENETRACIÓN....................................................... 58

VENTAJAS AMBIENTALES DE USAR BIOCOMBUSTIBLES PARA EL TRANSPORTE EN MÉXICO.......................... 58 EFECTO DEL BIODIESEL EN LA EMISIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI) Y EN LA ESTABILIDAD

CLIMÁTICA ................................................................................................................................................... 59 ESCENARIOS DE MITIGACIÓN DE CARBONO................................................................................................... 60 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................ 61

ACTIVIDAD 6. ANÁLISIS DE LA FACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ESTAS

TECNOLOGÍAS. ........................................................................................................................................... 62

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD PARA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL DE CAÑA DE AZÚCAR.................................. 62 Costos de paridad o indiferencia del etanol ante subproductos de caña de azúcar y gasolinas. ........... 62 Demanda de etanol bajo tres escenarios de introducción ...................................................................... 63 Inversión industrial y superficie de cultivo requerida. ........................................................................... 64

BARRERAS Y OPORTUNIDADES PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL.......................................................... 65 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD PARA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL ..................................................................... 66

4

Análisis de factibilidad técnica ............................................................................................................... 66 Análisis de tecnologías ........................................................................................................................... 67

BARRERAS Y OPORTUNIDADES PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL. .......................................................... 71

ACTIVIDAD 7. ESTIMACIÓN DE LOS IMPACTOS EN EL ÍNDICE ENERGÉTICO Y

POTENCIAL DE MITIGACIÓN POR LA IMPLEMENTACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

LÍQUIDOS...................................................................................................................................................... 73

ÍNDICE ENERGÉTICO..................................................................................................................................... 76 Caso particular del Etanol...................................................................................................................... 78 Caso particular del biodiesel.................................................................................................................. 80

EMISIONES DE GEI. ...................................................................................................................................... 81 Metodología para determinar la reducción de GEI................................................................................ 85

ACTIVIDAD 8. CRITERIOS DE SUSTENTABILIDAD PARA LA PRODUCCIÓN Y USO DE

BIOCOMBUSTIBLES................................................................................................................................... 87

ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS PRINCIPIOS Y CRITERIOS DE SUSTENTABILIDAD PROPUESTOS A NIVEL

INTERNACIONAL ........................................................................................................................................... 87 PROPUESTA DE CRITERIOS PARA MÉXICO. .................................................................................................... 92

REFERENCIAS ............................................................................................................................................. 95

5

Lista de Tablas Tabla 1. Clasificación de los recursos biomásicos según su origen ....................................... 9 Tabla 2. Criterios utilizados para el establecimiento de cultivos. ........................................ 12 Tabla 3. Criterios para la asignación de rangos de producción para cada cultivo................ 13 Tabla 4. Potencial de producción de acuerdo a las propiedades del suelo por tipo de cultivo.

...................................................................................................................................... 14 Tabla 5. Producción potencial técnica de las fuentes de biomasa en México. ..................... 24 Tabla 6. Fuentes de materia prima para obtención de bioetanol .......................................... 29 Tabla 7. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol directo a partir de

jugo de caña. ................................................................................................................. 31 Tabla 8. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol a partir de

melazas ricas................................................................................................................. 33 Tabla 9. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol a partir de

melazas pobres.............................................................................................................. 34 Tabla 10. Costos de producción de caña en dos regiones cañeras de México ..................... 35 Tabla 11. Inversión en plantas productoras de etanol .......................................................... 36 Tabla 12. Composición de los costos de producción de etanol (US$/litro) (SENER-IDB-

GTZ) ............................................................................................................................. 36 Tabla 13. Costos de producción de sorgo dulce en dos regiones de México ....................... 37 Tabla 14. Inversión en plantas productoras de Etanol.......................................................... 37 Tabla 15. Composición de los costos de producción de etanol (US$/litro) (SENER-IDB-

GTZ) ............................................................................................................................. 38 Tabla 16. Costos de producción de sorgo grano en Tamaulipas. ......................................... 39 Tabla 17. Composición química de materiales lignocelulósicos.......................................... 40 Tabla 18. Contenido de FFA en materias primas para biodiesel.......................................... 43 Tabla 19. Estándares de calidad de biodiesel ....................................................................... 44 Tabla 20. Rendimientos de extracción ................................................................................. 45 Tabla 21. Rendimientos estimados de subproductos de Jatropha curcas ............................ 48 Tabla 22. Composición de los costos para establecimiento de cultivo de Jatropha Curcas .49 Tabla 23. Costo de producción de CPO en Malasia en 1993 ............................................... 52 Tabla 24. Costo para establecimiento y mantenimiento de palma por hectárea................... 53 Tabla 25. Escenarios de penetración para bioetanol a partir de caña de azúcar................... 54 Tabla 26. Escenarios de penetración para bioetanol a partir de sorgo grano ....................... 54 Tabla 27 Escenarios de penetración para biodiesel de Jatropha curcas. ............................. 55 Tabla 28. Escenarios de penetración para biodiesel a partir de aceite de palma.................. 55 Tabla 29. Distribución de la flota vehicular 2002. ............................................................... 58 Tabla 30. Inversión industrial total....................................................................................... 64 Tabla 31. Superficie de cultivo requerida............................................................................. 64 Tabla 32. Barreras y Acciones para la implementación de la producción de bioetanol en

México. ......................................................................................................................... 66 Tabla 33. Análisis de tecnologías de producción de biodiesel ............................................. 67 Tabla 34. Datos de capacidad e inversión de plantas de biodiesel ....................................... 69 Tabla 35.- Inversión total (promedio)................................................................................... 70 Tabla 36. Barreras y Acciones para la implementación de la producción de

biocombustibles en México......................................................................................... 72 Tabla 37 Coeficientes energéticos de diesel de petróleo y biodiesel. .................................. 81

6

Tabla 38. Análisis de los principios y criterios de sustentabilidad propuestos por diversas instituciones .................................................................................................................. 90

Tabla 39. Áreas clave de interés y principios de sustentabilidad que las representan ......... 91 Tabla 40. Principios y criterios de sustentabilidad a nivel nacional propuestos por la

REMBIO....................................................................................................................... 92 Tabla 41. Criterios de sustentabilidad para la producción de biocombustibles en México.. 94

Lista de Figuras

Figura 1. Potencial bioenergético en México, se muestra el porcentaje de potencial energético por categoría. a) Resultados de la Bioenergía en México 2005. b) Resultados Medec 2008................................................................................................ 10

Figura 2. SIG establecido para cartografiar el potencial técnico de cada cultivo ................ 15 Figura 3. Materias primas utilizadas para la producción de biocombustibles líquidos........ 27 Figura 4. Diagrama de bloques del proceso de producción de bioetanol a partir de caña de

azúcar............................................................................................................................ 30 Figura 5. Flujos en la producción de etanol a partir de melazas ricas o miel B. .................. 32 Figura 6. Diagrama de flujo para la producción combinada de azúcar y bioetanol ............. 32 Figura 7. Flujos en la producción de etanol a partir de melazas pobres o miel C. ............... 33 Figura 8. Diagrama para evaluación de costos. .................................................................... 34 Figura 9. Proceso de producción de bioetanol a partir de sorgo grano, molienda en seco... 38 Figura 10. Productos derivados de la destilación de sorgo grano. ....................................... 39 Figura 11. Diagrama de proceso para producción de bioetanol a partir de materias primas

de segunda generación.................................................................................................. 41 Figura 12. Proceso de refinamiento del biodiesel................................................................. 46 Figura 13. Subproductos generados en el procesamiento de Jatropha curcas..................... 47 Figura 14. Porcentajes de subproductos del proceso de producción de aceite de jatropha

curcas ........................................................................................................................... 48 Figura 15. Diagrama de flujo, de un esquema básico de para la extracción de aceite. ........ 51 Figura 16. Escenarios de penetración de nuevas superficies y producción de energía para

caña de azúcar............................................................................................................... 54 Figura 17. Escenarios de penetración de nuevas superficies y producción de energía para

sorgo grano. .................................................................................................................. 54 Figura 18. Impacto de las emisiones de biodiesel en máquinas de combustión interna....... 60 Figura 19. Toneladas de CO2 desplazada por el uso de biocombustibles............................ 61 Figura 20. Diagrama de flujo de planta agrícola (Concepto I)............................................. 68 Figura 21. Diagrama de flujo de planta industrial (Concepto II) ......................................... 68 Figura 22. Diagrama de flujo de planta industrial (Concepto III) ........................................ 69 Figura 23. Costos de producción de biodiesel por materia prima ........................................ 70 Figura 24. Cadena de producción de las biocombustibles líquidos...................................... 75 Figura 25. Balances estimados de energía fósil de determinados tipos de combustible.

Fuente: FAO, 2008 ....................................................................................................... 77

7

Figura 26.a. Energía neta y GEI neto para gasolina, seis estudios y tres casos. 7b. Energía neta y entrada de petróleo para los mismos.................................................................. 79

Figura 27. Evaluación de la producción del etanol desde procesos diferentes basado en el uso de de energía primaria (MJ) por MJ de combustible y emisiones netas de GEI (kgCO2-eq) por MJ de combustible.............................................................................. 80

Figura 28. Reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero de determinados biocombustibles en comparación con los combustibles fósiles.................................... 82

Figura 29. Emisiones de GEI por la producción y utilización de biocombustibles.............. 82 Figura 30. Etapas de procesos comparados de biocombustible y combustible fósil. ........... 83 Figura 31. Consumo de energía primaria en la producción de biodiesel de Jatropha c. con

diferentes niveles de insumos ....................................................................................... 84 Figura 32. Emisiones de GEI en la producción de biodiesel de Jatropha c. con diferentes

niveles de insumos........................................................................................................ 84 Figura 33. Comparación del sistema de referencia con valores conservadores propuestos

para biocombustibles con los sistemas de referencia o los ahorros mínimos en emisiones de GEI de 30% o 40%. ................................................................................ 86

Lista de Mapas

Mapa 1. Mapa del potencial técnico de caña de azúcar........................................................ 18 Mapa 2. Mapa del potencial técnico de sorgo grano ............................................................ 19 Mapa 3. Producción de Maíz 2006, por municipio .............................................................. 20 Mapa 4. Mapa del potencial técnico de maíz ....................................................................... 21 Mapa 5. Mapa del potencial técnico de palma de aceite ...................................................... 22 Mapa 6. Mapa del potencial técnico de jatropha curcas...................................................... 23

8

Actividad 1. Definición de los criterios a evaluar El sector energético tiene un papel decisivo en el desarrollo de México, ya que en él se

sustenta en gran medida su desarrollo económico y social, y abarca desde la generación de

electricidad e hidrocarburos como insumos para la economía y la prestación de servicios

públicos, dando empleo a más de 300,000 trabajadores. La comercialización de

hidrocarburos en el plano internacional es un factor determinante para la generación de

divisas y de importantes contribuciones fiscales para el gobierno federal.

Sin embargo, el panorama energético mundial actualmente se encuentra enmarcado en una

grave crisis de disponibilidad y abasto de combustibles fósiles a los diferentes sectores

productivos. Ante este escenario varios países han desarrollado tecnologías para el

aprovechamiento de las fuentes renovables de energía las cuales permitan enfrentar dos

enormes problemas derivados del uso de los energéticos mundiales. En este contexto, las

energías renovables y en particular los biocombustibles, juegan un papel protagonista por

su inserción directa en el aparato productivo nacional. De acuerdo a la Red Mexicana de

Bioenergía, actualmente la bioenergía representa el 8% de la energía primaria total en

México, sin embargo, la misma red estima un potencial bioenergético que podría

representar el 60% de la demanda final del consumo actual. También se hace necesario

normar los procesos y evaluar el ciclo de vida de los recursos por su relación con la

sostenibilidad ambiental social y económica. Por lo que en este reporte se presenta un

análisis del potencial bioenergético en México, asi como una identificación de las

alternativas tecnológicas clave, sus ciclos de vida y su potencial de mitigación.

Actividad 3. Análisis del potencial para la bioenergía en México Actualmente la bioenergía es una de las fuentes de mayor potencial para facilitar la

transición energética a los recursos renovables. En México representa el 8% de la demanda

de energía primaria. La principal materia prima es la leña para uso residencial y en

pequeñas industrias, así como el bagazo de caña en ingenios.

En México no ha existido una política de apoyo e incentivos a la biomasa como fuente de

energía. Depende principalmente de iniciativas individuales de investigadores y

9

organizaciones. Actualmente se ha aprobado una iniciativa por parte del gobierno para

promover el uso de biocombustibles líquidos (iniciativa de ley de desarrollo y promoción

de bionergéticos-SAGARPA). Sin embargo aún se observa:

• Gran desconocimiento del potencial de los recursos bioenergéticos en el país.

• Ausencia de mecanismos específicos de financiamiento para investigación y

desarrollo en Bioenergía.

• Pobre desarrollo tecnológico en “áreas de frontera” como la producción de

combustibles líquidos o gasificación de biomasa.

Por otro lado se sabe que la producción sustentable de los biocombustibles contribuye a la

mitigación del cambio climático, ya que pueden ser muy bajos en emisiones de CO2 y son

sustitutos de combustibles fósiles. Además de que se pueden brindar otros servicios

ambientales, ya que ciertos cultivos pueden desarrollarse en tierras degradadas logrando

mejorar la calidad y fertilidad del suelo y evitando la erosión del mismo.

Por todo lo anterior es importante conocer todos aquellos esfuerzos orientados a estimar las

existencias reales de los recursos bioenergéticos y su potencial de producción a escala

nacional.

Disponibilidad de biomasa para energía en México

Siguiendo la terminología unificada sobre bioenergía (UBT) de la FAO (FAO, 2004) los

biocombustibles se agrupan, por su origen en tres fuentes: 1) Combustibles de madera; 2)

Agrocombustibles; y 3) Subproductos de origen Municipal (Tabla 1).

Tabla 1. Clasificación de los recursos biomásicos según su origen

Categoría UBT Tipo Origen o fuente de Biomasa

Directo Cobertura natural (Bosques, Selvas y

Matorrales)

1. Combustibles de Madera

Plantaciones forestales Eucaliptus sp

Indirecto Subproductos de origen forestal e

industria maderera

Subproductos agrícolas Hojas y puntas para caña de azúcar y

para otros cultivos rastrojo.

2. Agrocombustibles

Subproductos pecuarios Excretas

10

Subproductos

agroindustriales

Bagazo para caña de azúcar. Cáscaras,

y granos.

Cultivos energéticos Cultivos para bioetanol como maíz,

sorgo, caña de azúcar.

Cultivos para biodiesel como girasol,

palma de aceite, jatropha.

4. Subproductos de Origen

Municipal

Basura municipal Basura municipal

El trabajo de Masera et al 2005; resume el potencial energético de la biomasa de acuerdo a

las principales fuentes de bioenergía y se muestra que del total de la producción técnica

potencial son los combustibles de madera los que tienen un mayor alcance con un promedio

de 1800 PJ/año (56%). La misma tendencia se muestra en el estudio financiado por el

Banco Mundial sobre la disminución de emisiones de carbono en México -Medec (2008)

(Figura 1). Donde el potencial técnico total alcanza los 3,570 PJ/año, y los combustibles de

madera alcanzan un 54% del potencial energético total, específicamente la leña proveniente

de bosques naturales y que se encuentra a disposición de manera directa.

a) b)Combustibles de madera Agrocombustibles Subproductos origen municipal

S F2%

S A25%

C E8%

S P4%S A-I

6%

P F13%

B N41%

S O M1%

B N42%

P F10%

S F2%

S A9%

S A-I15%

S P1%

C E20%

S O M1%

Figura 1. Potencial bioenergético en México, se muestra el porcentaje de potencial energético por categoría. a) Resultados de la Bioenergía en México 2005. b) Resultados Medec 2008. *B N Bosques naturales, P F Plantaciones forestales, S F Subproductos forestales, S A Subproductos Agrícolas, S A-I Subproductos agro-industriales, S P Subproductos pecuarios, C E Cultivos energéticos y S O M Subproductos origen municipal.

El potencial técnico representa el 60% de la oferta interna bruta de energía primaria en

México. Sin embargo el uso actual de la bioenergía en México es mucho menor, siendo la

producción de calor por combustión directa la principal utilización de la biomasa, para uso

residencial, seguida de los subproductos forestales como la corteza y el aserrín de

aserraderos y del bagazo de caña en las industrias.

11

Potencial técnico de cultivos energéticos.

Para determinar el potencial técnico de los cultivos energéticos se trato de seguir el

principio de integridad ambiental y equidad social, es decir evitar la competencia con la

producción de alimentos y/o el desabasto de los mismos, también se debe evitar la

deforestación para el establecimiento de cultivos; por lo que se propone utilizar áreas

especificas para cultivo de pastizales o en zonas con problemas de calidad de suelo o

degradación de los mismos.

Indicadores agro-edafo-climáticos.

Se sabe que el establecimiento, crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos se

encuentra relacionado con variables climáticas como la precipitación, temperatura,

humedad, riesgos de heladas, tipo y condiciones de suelo y otros indicadores como la

altitud. Por lo que se sintetizaron algunos de estos requerimientos para los siguientes

cultivos: caña de azúcar (Saccharum officinarum), sorgo (Sorghum bicolor), jatropha

curcas, palma de aceite (Elaeis guineensis) y maíz (Zea mayz) (Ver Tabla 2). Para la

obtención de los óptimos de producción para cada cultivo se utilizaron las propiedades del

suelo y se calculó el balance hídrico. Y finalmente se excluyeron del análisis todas aquellas

tierras que a) actualmente se utilizan para la agricultura; b) áreas cubiertas por bosques y

selvas y otras coberturas naturales, c) áreas de conservación; d) tierras no accesibles (por

tener pendientes superiores al 5%, 8% o 12%, dependiendo del cultivo).

A continuación se listan los insumos utilizados en el análisis.

• Áreas naturales protegidas. (Áreas Naturales Protegidas Federales de México

CONANP 2007).

• Carta de uso de suelo y vegetación serie III, INEGI 2002.

• Mapa de Heladas y Nevadas periodo 1941-1980 ATN –Atlas Nacional de Riesgos,

CENAPRED

• Tipos de Suelo. (INIFAP-CONABIO 1995) Se utilizó la información que maneja la

carta, como fue la textura, fase física y la fase química de cada tipo de suelo.

• Pendientes (Reclasificación a 5, 8 , 12 y 30%).

• Altitud

• Precipitación total anual. CONABIO 1998.

12

• Precipitación Media mensual (Periodo 1971-2006)

• Temperatura Media mensual (Periodo 1941-2006)

• Radiación solar. Radiación solar global media Estacional I, II, III, IV. Galindo, I.,

Castro, S y Valdés M. 1990.

Condiciones para el establecimiento de cultivos

Se aplicaron 3 criterios para determinar áreas potenciales para el establecimiento de los

cultivos:1) rangos de precipitación, 2) altitud, 3) pendientes, y 3 criterios más de tipo

excluyente 1) frecuencia de heladas, 2) áreas naturales protegidas (todas fueron excluidas

del análisis), y 3) tipo de cobertura y/o uso de suelo (solo pastizal cultivado y natural fue

considerado como disponible para el establecimiento de cultivos energéticos) (Tabla 2).

Tabla 2. Criterios utilizados para el establecimiento de cultivos.

Cultivo Precipitación en

mm año1

Altitud en

m.s.n.m

Pendiente en

%*

Frecuencia de heladas

núm. de días año1

Caña de azúcar 1,000 - 2,200 0 - 800 0 – 8 < 50

Sorgo grano 300 – 800 0 - 1800 0 – 12 < 50

Jathropa curcas 250 - 1,250 0 - 800 0 – 8 < 25

Palma de aceite 1,800 - 3,000 0 - 500 0 – 8 < 1

Maíz 500 - 1,500 0 - 2800 0 - 12 <25

Notas: (*) Para cultivos como la caña de azúcar y sorgo grano se asume que pendientes mayores a 5% pueden limitar la producción debido a que no se puede mecanizar la cosecha, para maíz arriba de 8% se toma como un factor limitante.

Obtención de rendimientos

Balance hídrico

Con los mapas de temperatura media mensual y de radiación solar se obtuvieron mapas de

evapotranspiración media mensual utilizando la ecuación de Hargreaves:

( ) ( ) 3017.8 T 0.408RS0.0135 ∗+∗∗∗=PET (1)

Donde PET es el potencial de evapotranspiración en mm mensuales. RS es la radiación

solar en MJ m-2 día-1, T es la temperatura media mensual en grados ºC (1941-2006), 0.408

es el equivalente MJ m-2, 30 es el promedio de días al mes, y 0.0135 y 17.8 son coeficientes

de la ecuación original (Hargreaves, 1974, Hargreaves y Samani, 1985).

Para la obtención del balance hídrico se utilizó la siguiente ecuación:

13

PETPPBH −= (2)

Donde BH es el balance hídrico en mm por mes; y PP es la precipitación media mensual

(1971-2006). Para determinar la producción potencial por cultivo (PPC) se asumieron los

criterios señalados en la Tabla 3.

Para el caso del maíz, se utilizó la precipitación media mensual (1971-2006) para calcular

la demanda hídrica de este cultivo durante su ciclo vegetativo que comprende los meses de

mayo-noviembre y así determinar el potencial de rendimiento.

Tabla 3. Criterios para la asignación de rangos de producción para cada cultivo.

cultivo Balance

hidríco

Tipo de mes de

acuerdo al BH

Número de meses

húmedos por año

Índice de

productividad

Potencial de máximo

rendimiento

mm mes-1 Meses año-1

Caña de

azúcar

> 0 Húmedo >8 Alta 80 - 120

0 - -50 Sub húmedo >6 <8 Medio 60 – 80

< -50 Seco >5 <6 Bajo 40 – 60

<5 Muy Bajo < 40

No rentable

Sorgo grano mm mes-1 Meses año-1 t semilla ha-1año-1

> 0 Húmedo >5 Alta 4.2

0 - -100 Sub húmedo >3 <5 Medio 3.5

< -100 Seco <3 Bajo < 2.2

No rentable

Jathropa

curcas

mm mes-1 Meses año-1 t semilla ha-1 año-1

> 0 Húmedo >6 Alta 1.5 - 2.5

0 - -50 Sub húmedo >4 <6 Medio 0.8 - 1.5

< -50 Seco <4 Bajo < 0.8

No rentable

Palma de

aceite

mm mes-1 Meses año-1 t aceite ha-1año-1

> 0 Húmedo >10 Alta 3 – 6

0 - -50 Sub húmedo >8 <10 Medio 1 – 3

< -50 Seco <8 Bajo < 1

No rentable

Cultivo Demanda hídrica Ciclo vegetativo Índice de Potencial de máximo

14

productividad rendimiento

Maíz mm ciclo veg-1 Días año-1 t semilla ha-1 año-1

600-700 180 Alta 1.8 – 2.5

600-700 150 Medio 1.2 – 1.8

500-600 120 Bajo 0.8 - 1.2

No rentable

Limitaciones edafológicas

Adicionalmente se establecieron una serie de criterios edafológicos para establecer el

potencial de producción de los cultivos de acuerdo a propiedades del suelo como son la

textura, fase física y fase química (Tabla 4). Para valores con alta disponibilidad, el valor de

PPC permanece igual al determinado por el balance hídrico.

Para el maíz se tomo en cuenta el tipo de suelo como un factor importante que determina el

rendimiento del mismo.

Tabla 4. Potencial de producción de acuerdo a las propiedades del suelo por tipo de cultivo.

Textura Disponibilidad Propiedades Fisicas

Disponibilidad Propiedades Químicas

Disponibilidad

Ca Sg Jc Pa Ca Sg Jc Pa Ca Sg Jc PaFINA A A M A CONCRECIONARIA M A A M FUERTEMENTE

SALINA B B B B

MEDIA A A A A DURICA M A A M FUERTEMENTE

SALINA-

FUERTEMENTE

SODICA

B B B B

GRUESA M M A M DURICA

PROFUNDA M A A M FUERTEMENTE

SALINA-SODICA B B B B

N/A A A A A FRAGICA M A A M FUERTEMENTE

SODICA B B B B

GRAVOSA M M A M SALINA B M M B

LITICA B M B B SALINA SODICA B B B B

LITICA PROFUNDA B M B B SALINA-

FUERTEMENTE

SODICA

B B B B

PEDREGOSA M M A B SODICA B B B B

PETROCALCICA M M A B N/A A A A A

PETROCALCICA

PROFUNDA M M A B

PETROGYPSICA B B B B

15

N/A A A A A

Notas: Ca = Caña de azúcar; Sg = Sorgo grano; Jc = Jatropha curcas; Pa = Palma aceite; M = Maíz.

A= Alta ; M = Mediana; L= Baja. N/A = no aplicable.

Mapas espaciales del potencial técnico de cada cultivo Ya que se preparó la información se utilizó un SIG para cartografiar la distribución espacial

de cada uno de los indicadores y se obtuvo el mapa espacial del potencial técnico de cada

uno de los cultivos, resultado de la sobreposición de los mismos así como de los

requerimientos climáticos propios de cada cultivo y de los factores limitantes o excluyentes

(Figura 2).

Figura 2. SIG establecido para cartografiar el potencial técnico de cada cultivo Notas: Los insumos base se representan con hexágonos, los procesos son representados con rectángulos, los mapas

resultados por elipses y el mapa final con un rombo.

El último paso fue determinar si existía traslape, entre los cultivos propuestos, como así fue

y para evitar duplicar o triplicar la superficie, se realizó lo siguiente.

• Cuando 2 o más cultivos se traslapan se decidió por aquel que tuviera la mayor

producción

• Si existen 2 o más cultivos con el mismo valor de producción se decidió por el que

ya existe información de su cultivo en la zona

16

• Por último aquellos cultivos que se traslapan con productividad potencial baja se

los asignó de Norte a Sur en el orden: Jatropha - Caña - Palma.

Bioetanol

Caña de azúcar

La caña fue introducida en México desde el siglo XVI, actualmente la superficie cultivada

en el país supera las 734 mil hectáreas. Más del 30% de la superficie cultivada es de riego y

el resto es de temporal. Siguiendo los criterios y la metodología establecida, la superficie

potencial para el cultivo de caña para uso exclusivo bioenergético fue de 2.9 millones de

hectáreas ver Mapa 1; quedando las principales zonas de cultivo en la región de Veracruz.

Sorgo grano

Este grano se ha sembrado en México principalmente en la región del Pacífico Norte,

actualmente la superficie cultivada alcanza 1 millón 800 mil hectáreas. 75% se trata de

cultivos de temporal. Es después del Maíz y el Frijol uno de los cultivos más importantes

en México. Como se trata de un cultivo anual con baja demanda de agua es propio para

zonas secas y semiáridas.

La superficie potencial para el cultivo de sorgo grano en México se calculó en 2.6 millones

de hectáreas, ver Mapa 2.

Maíz

Originario de México, se produce en todas las regiones agrícolas del país. Es el cultivo más

importante en cuanto a superficie sembrada y producción, se trata del principal alimento en

el país. Es en el estado de Sinaloa donde la producción es mayor pero es también la menos

representativa del país pues se trata de una zona de riego y altamente tecnificada. Según la

base de datos de SIACON 2006, se cultivan 7.807 Mha de maíz grano en México. La

superficie sembrada abarca la mayoría de los municipios del país, sin embargo el intervalo

de productividad por hectárea por año es bastante amplio ver Mapa 3.

La superficie potencial para el cultivo de Maíz se estimó en 4.5 millones de hectáreas, ver

Mapa 4.

17

Sin embargo el rendimiento de bioetanol proveniente del Maíz es relativamente bajo y se

requieren más hectáreas para un nivel de producción comparable al de Caña de azúcar, es

por esto que se plantea que este cultivo no es factible para la producción de Biodiesel en

México ya que esto implicaría incrementar tanto la producción nacional así como la

importación del grano.

Biodiesel

Palma de Aceite

La palma de aceite es un cultivo que se desarrolla mejor en climas cálido húmedos y sub

húmedos, es la materia prima con mayor rendimiento de biodiesel, llega a producir hasta

cinco veces más que el ricino y hasta 10 veces más que la soya. En México se ha cultivado

en la región del sureste, principalmente en los estados de Chiapas, Campeche, Tabasco y

Veracruz. En el año 2006 se encontraban bajo cultivo 29,704 ha de los cuales el 98% es

cultivo de temporal. Con respecto al año 2004 la superficie de cultivo ha descendido en un

20% sin embargo la producción se ha incrementado de 247, 904 ton a 309, 581 ton, el

rendimiento promedio por ha se incremento también de 13 a 14 ton/ha de racimos de fruta.

De acuerdo a las condiciones climáticas optimas para su establecimiento y siguiendo los

criterios de la metodología descrita se estimó el potencial de la Palma de Aceite en

1.8millones de hectáreas, ver

Mapa 5.

Jatropha

Planta originaria de México, de climas tropicales y semi-tropicales. Se desarrolla bien en

suelos pobres y degradados por lo que puede ser cultivada en terrenos no apropiados para

cultivos alimentarios, es resistente a las sequías; da frutos desde el primer año, pero tarda

de 4 a 5 años en madurar y permanece productiva por décadas (Wolrdwatch, 2006). En

México aún no se cuentan estadísticas sobre su cultivo, es en otros países donde se ha

cultivado con éxito. La superficie potencial para su cultivo se estimo en 3.2 millones de ha

a nivel nacional ver Mapa 6.

18

Mapa 1. Mapa del potencial técnico de caña de azúcar.

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0

Fuentes:USV serie III INEGI 2002, CONANP 2006, INIFAP-CONABIO 1995.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autor: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.

0 250 500 750 1,000125Km

Potencial técnico para el establecimiento de caña de azúcar en México - 2008Condiciones edafo-climáticas para el establecimiento de la caña de azúcar.

Se mantiene el principio de equidad ambiental, permanecen inaccesibles áreas convegetación natural y agricultura y áreas naturales protegidas.

Producción t/ha/añoNo disponible<4040-6060-8080-120Límites estatales

1:12,500,000

G o l f o d e M é x i c o

O c é a n o P a c í f i c o

Albers Equal Area Conic ProjectionNorth American Datum 1927

Superficie cultivada actual: 0.7 MhaSuperficie para cultivo potencial: 2.9 MhaSuperficie para cultivo con el máximo potencial: 0.82MhaProducción total anual para caña de azúcar : 206 Mt/año

Resultados preliminares. NO CITAR

19

Mapa 2. Mapa del potencial técnico de sorgo grano

.

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0

0 250 500 750 1,000125Km

Potencial técnico para el establecimiento del sorgo grano - 2008

Producción t/h/añoNo disponible< 2.22.2 - 44 - 4.5Limites estatales

1:12,500,000 Albers Equal Area Conic ProjectionNorth American Datum 1927

Superficie cultivada actual: 1.79 MhaSuperficie para cultivo potencial: 2.6 MhaSuperficie para cultivo con el máximo potencial: 0.6 MhaProducción total anual para sorgo: 9.5 Mt/año




Condiciones edafo-climáticas para el establecimiento del sorgo. Se mantiene el principio de equidad ambiental, permanecen inaccesibles áreas con

vegetación natural y agricultura y áreas naturales protegidas.


20

Mapa 3. Producción de Maíz 2006, por municipio

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0

0 250 500 750 1,000125Km

Producción de Maíz por municipio, 2006

Producción (t.año-1)

Temporal

>1,000 - 10,00010,001 - 20,00020,001 - 50,00050,001 - 180,000

Riego

>1,000 - 15,00015,001 - 30,00030,001 - 100,000100,001 - 500,000500,001 - 1,089,788

Limites Estatales

1:12,500,000

$


Superficie Total Cultivada: 7.8 MhaSuperficie de temporal: 6.45 MhaSuperficie de riego: 1.35 MhaProducción Total Anual: 21.89 MtProducción de temporal:12.76 MtProducción de riego: 9.131 MtRendimiento temporal: 1.54 t/haRendimiento riego: 3.81t/ha

Fuentes:INEGI 2000, SIAP 2006.CONANP 2006, INIFAP-CONABIO 1995.Creado en ArcGIS 9.2 usando ArcMap.Autor: Guerrero G. & Ghilardi A. Abril 2008.



21

Mapa 4. Mapa del potencial técnico de maíz

..

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0


0 250 500 750 1,000125Km

Potencial técnico para el establecimiento de Maíz en México - 2008Condiciones edafo-climáticas para el establecimiento del Maíz.

Se mantiene el principio de equidad ambiental, permanecen inaccesibles áreas convegetación natural y agricultura y áreas naturales protegidas.

Producción t/h/año11.52.2No disponibleLímites estatales

1:12,500,000




Superficie cultivada actual: 7.8 MhaSuperficie para cultivo potencial: 4.1 MhaSuperficie para cultivo con el máximo potencial: 0.84MhaProducción total anual para Maíz: 5.1 Mt/año


22

Mapa 5. Mapa del potencial técnico de palma de aceite

..

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0

0 250 500 750 1,000125Km

Potencial técnico para el establecimiento de palma de aceite en México - 2008

t semilla/ha/añoNo disponible<44 - 1111 - 26Límites estatales

1:12,500,000




Superficie cultivada actual: 0.02 MhaSuperficie para cultivo potencial: 1.8 MhaSuperficie para cultivo con el máximo potencial: 0.11 MhaProducción total anual para palma de aceite: 3.4 Mt/año



Condiciones edafo-climáticas para el establecimiento de palma de aceite. Se mantiene el principio de equidad ambiental, permanecen inaccesibles áreas con


23

Mapa 6. Mapa del potencial técnico de jatropha curcas

.

THE UNITED 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

1,50

0,00

02,

000,

000

2,50

0,00

03,

000,

000

3,50

0,00

0

0 250 500 750 1,000125Km

Potencial técnico para el establecimiento de Jatropha en México - 2008

t semilla/ha/añoNo disponible<0.80.8 - 1.51.5 - 2.5Límites estatales

1:12,500,000




Superficie para cultivo potencial: 3.2 MhaSuperficie para cultivo con el máximo potencial: 0.57 MhaProducción total anual para Jatropha: 3.4 Mt semilla/año



Condiciones edafo-climáticas para el establecimiento de Jatropha. Se mantiene el principio de equidad ambiental, permanecen inaccesibles áreas con


24

Resultados La producción potencial técnica de las fuentes de biomasa se muestra en la Tabla 5. También se

muestran los resultados en PJ por año. Nota: algunos resultados calculados para el estudio financiado

por el Banco Mundial Medec. 2008.

Tabla 5. Producción potencial técnica de las fuentes de biomasa en México.

Origen o Fuente de la biomasa

Producto Primario

Unidades Cantidad producto primario

Portador energía procesada

Unidades de producción secundaria

Processed energy carrier

Posibles usos competitivos

Contenido energético

PJ/año

Combustibles de Madera Bosques naturales

Madera Mt (Materia seca)/año

101 Varios Varios N/A Leña y carbon para uso doméstico

1,515

Plantaciones forestales (Eucalipto)

Madera Mt (Materia seca)/año

23 Varios Varios N/A Madera construcción y celulosa

345

Subproductos de origen forestal

Residuos de madera

Mt (Materia seca)/año

3 Varios Varios N/A Industrias de la celulosa

63

Agrocombustibles Subproductos

agrícolas, cultivos

Varios Mt (Materia seca)/año

15 Varios Varios N/A Comida para ganado

227

S-a, cultivos dedicados


6 Varios Varios N/A Comida para ganado

86

Subproductos agro-

industriales, cultivos

dedicados


29 Varios Varios N/A Bagaso para procesos de calor y energía

431

Subproductos agro-

industriales, de industrias

Various Mt (Materia seca)/año

8 Varios Varios N/A Bagaso para procesos de calor y energía en ingenios azucareros

114

Subproductos pecuarios

Excretas Mt/año 35 Biogas Mm3n 14,449 Fertilizantes 35

Cultivos energéticos

Caña de Azúcar

Tallos Mt/año 206 Etanol Mlts/año 8,615 N/A 338

C-E, Sorgo grano

Semillas Mt/año 10 Etanol Mlts/año 2,040 N/A 202

C-E, Maíz Semillas Mt/año 5.2 Etanol Mlts/año 3,472 Alimento, y forraje. 72 C-E, Palma de

Aceite Frutos Mt/año 13 biodiesel Mlts/año 1,646 N/A 121

C-E Jatropha Semillas Mt/año 3 biodiesel Mlts/año 1,646 N/A 57

Subproductos de origen municipal Desperdicios municipales

Materia orgánica

--- --- --- --- --- --- 35

3,641

25

Conclusiones De acuerdo a los resultados presentados en la Tabla 5 se concluye que:

La biomasa de madera es la que abarca el mayor potencial energético (54%), lo que equivale en

términos energéticos a 1, 969 PJ/año. El 76% de esta energía corresponde a madera de coberturas

naturales. Si fueran desarrolladas y manejadas en México plantaciones forestales (en este caso se

propuso Eucalyptus), se estimó que cerca de 345 PJ/año podrían estar disponibles.

El potencial de bioetanol de caña de azúcar es bastante alto, al combinarlo con el potencial

calculado para el sorgo se puede pensar en que es posible reemplazar casi toda la gasolina que

actualmente se utiliza en el sector privado de autos en México. Lo cual juega un rol de importancia en la

reducción de emisiones de GEI.

El potencial energético del maíz, comparado con los otros cultivos para bioetanol, es bajo.

Además como ya se sabe es un cultivo tradicionalmente utilizado para alimentación, por otro lado si se

manejan los criterios de sustentabilidad, las zonas potenciales para cultivo de maíz son en general áreas

con baja productividad y de poca extensión, (en EU donde el Maíz es la principal fuente de Bioetanol,

se necesita casi el doble de extensión para producir la misma cantidad de bioetanol que se produce en

Brasil con caña de azúcar), lo cuál hace muy poco factible que este cultivo se convierta en una fuente de

bioetanol en México.

El potencial de biodiesel es menor comparado con el bioetanol. Aún cuando la palma de aceite

tiene mayor potencial energético que los cultivos de Jatropha, es utilizada también para alimentación y

usos industriales, esto disminuye su disponibilidad como fuente de biodiesel.

El potencial total calculado para cultivos dedicados a Bioenergía, es de 790 PJ/año. Sin embargo

no es el potencial actual, sino que depende del ciclo de vida de cada cultivo, caso específico la palma de

aceite y Jatropha, cuya producción comienza a los 4 o 5 años después de su establecimiento.

De manera general el potencial bioenergético en México es de suma importancia, sobre todo por

su rol en la disminución de GEI, también implica que se necesita un mejor conocimiento de las

alternativas para usos sustentable de energía.

26

Actividad 4. Identificación de las alternativas tecnológicas clave para el uso de la bioenergía, bajo distintos escenarios de penetración1

Existen varias tecnologías para el uso y aprovechamiento de la bioenergía en el mercado muchas de

ellas con costos elevados de inversión y en el caso de México existen varias barreras institucionales

para su desarrollo, por lo que se necesita identificar aquellas tecnologías clave, que sean competitivas

con respecto a los combustibles fósiles.

Algunas de ellas son:

• Tecnologías para reducir el uso de leña en el sector rural (con el uso de estufas eficientes y

hornos de carbón).

• Tecnologías para la generación de calor y energía (combustión, co-combustión, gasificación y

pirolisis).

• Tecnologías para producir biogás de subproductos pecuarios

• Tecnologías para producir biocombustibles líquidos, como el bioetanol y biodiesel.

En el caso de este reporte nos vamos a enfocar a este último punto.

Materias Primas para la Producción de Biocombustibles líquidos. Inicialmente la producción de etanol estaba limitada hacia fuentes que tuvieran azúcares solubles tales

como la sacarosa presente en el jugo de caña. Posteriormente se desarrolló la tecnología para hidrolizar

los almidones contenidos en granos como el maíz, trigo, etc. hacia azúcares fermentables. Como los

azúcares y los almidones son comestibles, en la última década se inicia el desarrollo tecnológico para

convertir los materiales lignocelulósicos en etanol. Por esto las materias primas para la producción de

biocombustibles se clasifican en tres categorías básicas:

i. Materias primas de primera generación: Contienen azúcares, almidones y/o aceites que pueden

ser convertidos a biocombustibles por tecnología convencional. Ejemplos de ellos son: jugo de

caña de azúcar, almidones de maíz, aceites vegetales, etc.

ii. Materias primas de segunda generación: Contienen fibras lignocelulósicas que pueden ser

convertidas a biocombustibles por tecnologías avanzadas. Ejemplos de estos son: bagazo de

caña de azúcar, esquilmos agrícolas, etc.

1 Documento basado en el estudio del Banco Mundial sobre la disminución de emisiones de carbono en México -Medec (2008) y SENER-IDB- GTZ (2006). Apoyo del Dr. Agustín J. Castro Montoya

27

iii. Materias primas de tercera generación: Cultivos utilizados ex profeso para la producción de

bioenergéticos, como actualmente se está haciendo con cierto tipo de algas marinas

En la Figura 3 se muestran algunas de las materias primas utilizadas para la producción de

biocombustibles líquidos: Para bioetanol, la caña de azúcar y la remolacha son los que presentan un

mayor rendimiento. Para el biodiesel el aceite de palma es por mucho la mejor materia prima [Fulton et

al, 2004].

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Cebada Trigo Maíz Remolacha Caña deazucar

Soya Ricino Girasol Colza Jatropha Palma deAceite

Litr

os p

or h

ectá

rea

Bioetanol Biodiesel

Fulton et al. 2004

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Cebada Trigo Maíz Remolacha Caña deazucar

Soya Ricino Girasol Colza Jatropha Palma deAceite

Litr

os p

or h

ectá

rea

Bioetanol Biodiesel

Fulton et al. 2004

Figura 3. Materias primas utilizadas para la producción de biocombustibles líquidos

Además de la disponibilidad, el costo de las materias primas y su transporte juega un papel crucial en el

costo de producción de biocombustibles: Estudios realizados para la optimización del tamaño de una

planta de producción de bioetanol a partir del jugo de caña muestran que estos costos inciden de un 40 a

un 60 % del costo de producción [Nyugen y Prince, 1996]. Para plantas productoras de bioetanol a partir

de granos, como se hace en los Estados Unidos de Norteamérica (EUA), el costo del maíz afecta

drásticamente al margen de utilidad de dichas plantas [Cardona y Sánchez, 2007]. Actualmente las

plantas productoras de bioetanol a partir de materias primas de segunda generación (residuos

lignocelulósicos) se ven favorecidas ya que al ser estos considerados como subproductos su precio es

relativamente bajo, pero la misma demanda hará que se incrementen sus precios y con ello el impacto

sobre el costo final de producción.

28

Limitando la amplia gama de fuentes de biomasa nada mas a materias primas de primera generación

para la producción de biocombustibles, para México se han seleccionado dos opciones para cada uno de

ellos:

1. Caña de azúcar y sorgo de grano para bioetanol.

2. Palma de aceite y jatropha curcas para biodiesel

Bioetanol Es un término genérico utilizado para el etanol producido a partir de la fermentación de carbohidratos de

biomasa tales como caña de azúcar, maíz, residuos agrícolas y forestales; es decir de fuentes renovables,

a diferencia del que se obtiene a partir de fuentes fósiles como el petróleo.

El bioetanol tiene tres aplicaciones principales: en la industria como solvente y materia prima para otros

productos, en la elaboración de bebidas y cada vez más como un aditivo o un sustituto de la gasolina.

Tiene un alto octanaje, por lo que puede ser usado como un enriquecedor de la gasolina en sustitución

de otros aditivos que son dañinos a la salud. Además “oxigena” a la gasolina, mejorando con ello la

combustión por lo que reduce la emisión de gases contaminantes tales como el monóxido de carbono

(CO). Puede ser utilizado para la producción de etil terbutil éter (ETBE), un oxigenante menos tóxico y

contaminante que el metil terbutil éter (MTBE) que actualmente se usa en las gasolinas. Tiene un poder

calorífico de aproximadamente dos terceras partes de la gasolina.

Alternativas tecnológicas La obtención de etanol se puede lograr mediante tres diferentes tipos de recursos (dependiendo de la

materia prima empleada). Tabla 6

Materia Prima Ejemplos

Azucares

• Sacarosa de cultivos sacáridos: caña de azúcar, remolacha, sorgo dulce

• Azucares invertidos y glucosas: melazas y otros residuos agroindustriales, como lactosas

Almidón

• Granos de cereales: maíz, sorgo, trigo, cebada • Productos procesados: harina de trigo, cascarilla

de maíz • Raíces almidonadas: yuca, papa, patata, alcachofa

israelita

29

Celulosa

• Residuos lignocelulósicos: aserrín, paja, residuos boscosos, residuos agrícolas, lejía celulósica

• Residuos urbanos y industriales: papel, fracciones celulósicas

Tabla 6. Fuentes de materia prima para obtención de bioetanol

Las tecnologías para obtener bioetanol a partir de celulosa, todavía se encuentran en desarrollo con

buenas perspectivas a mediano plazo, existen pocas plantas operando a escala internacional y varias son

a nivel experimental, sin embargo incluimos un apartado para explicar en breve los pasos para la

obtención de bioetanol a partir de celulosa.

Recursos ricos en azúcares Básicamente existen dos reacciones que son necesarias para convertir la sacarosa en etanol: una

hidrólisis de la sacarosa, con producción de hexosas (mieles o melazas) y la fermentación alcohólica,

con ayuda de levaduras como Saccharomyces Cerevisiae

Así tenemos que dentro del proceso normal de extracción de azúcar, hay tres posibilidades para la

producción de bioetanol [CNIAA, 2006]:

1. Usar el jugo directamente de la extracción de la caña de azúcar. Esto incrementaría la producción

de bioetanol con la consecuente reducción de co-productos como es la misma azúcar.

2. Melazas ricas en azúcar o mieles “B”: Estas se obtienen de la segunda cristalización y

centrifugación por lo que su capacidad de producción de etanol es baja comparada con el jugo

directo. Se obtiene aproximadamente 61 kg/ton de caña procesada.

3. Melazas pobres o mieles “C”: Obtenidas de la tercera etapa de cristalización y centrifugado.

Tienen una concentración mas baja de azúcares y se producen alrededor de 37.5 kg/ton de caña

procesada.

En la Figura 4 se muestra un diagrama de bloques del proceso de extracción de azúcar y bioetanol en un

ingenio azucarero [SENER-IDB-GTZ, 2006].

30

Fabricación de azúcar

Fermentación

Destilación y

Deshidratación

Extracción de jugo jugo melaza

azúcar

melaza excedente

vinaza

etanol hidratado

etanol anhidro

Caña de azúcar

bagazo

Fabricación de azúcar

Fermentación

Destilación y

Deshidratación

Extracción de jugo jugo melaza

azúcar

melaza excedente

vinaza

etanol hidratado

etanol anhidro

Caña de azúcar

bagazo

Figura 4. Diagrama de bloques del proceso de producción de bioetanol a partir de caña de azúcar

En el bioetanol anhidro la cantidad de agua es despreciable, y se está usando mezclado con gasolina

para aumentar la potencia de los motores con ciclo Otto. El bioetanol hidratado se usa en Brasil en

motores ciclo Otto y en procesos industriales que requieren pequeñas cantidades de agua

Producción de etanol directo del jugo de caña Como se menciono, para incrementar la cantidad de bio-etanol se utiliza el jugo de caña directamente

hasta la situación de que no se produce azúcar, para el caso de México se estima que una tonelada de

caña con un porcentaje de sacarosa entre 13 y 14 % produce aproximadamente de 70 a 80 litros de

etanol anhidro. La producción de bio-etanol directamente del jugo, reduce la flexibilidad del ingenio en

cuanto a producir distintos productos y determinar según las condiciones del mercado, una mayor

rentabilidad. Pero también se reduce el costo de inversión (no se requiere todo el equipo de cocimiento

de un ingenio).

En la Tabla 7 se presenta una estimación de los insumos y productos basado en un ingenio brasileño

con la concentración de sacarosa antes mencionada [SENER-IDB- GTZ, 2006]. Si se observa no hay

producción de azúcar.

INSUMOS

Caña de azúcar 1,000 kg.

Fuel oil 7.4 kg.

31

Electricidad 12.5 kWh.

Agua tratada 5,600 litros

Acido sulfúrico 0.050 kg.

Urea 0.1 kg.

PRODUCTOS Y SUB-PRODUCTOS

Azúcar 0 kg.

Ethanol anhidro 80 litros

Bagazo con 50 de humedad 264 kg.

Vinazas 780 a 1248 litros

Cachaza 30 kg.

Levaduras 17.8 kg.

CO2 60.7 kg

Tabla 7. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol directo a partir de jugo de caña.

En México los diferentes tipos de melazas o mieles se han estado utilizando para la producción de

azúcar, pero podrían ser utilizadas también para la producción de bioetanol. El rendimiento de bioetanol

depende del tipo de melazas utilizadas en su producción.

Además la utilización de estas mieles puede crear una sinergia entre producción de azúcar y etanol. De

acuerdo a los precios del mercado y la demanda, se puede desviar más o menos sacarosa para

fabricación de azúcar, resultando menos o más materia prima para producir etanol.

Producción de etanol de melazas ricas o miel B Al usar las melazas ricas para producir bioetanol se reduce la producción de azúcar en un 18 % (con

referencia a producir únicamente azúcar). Ver Figura 5.

Bajo la premisa de aumentar la producción relativa de etanol se pueden adoptar procedimientos más

complejos, por ejemplo, el uso de mostos combinando jugo directo o jugo pobre de los filtros, buscando

reducir consumo de servicios auxiliares e insumos químicos, ampliando los beneficios de la integración

productiva de etanol/azúcar.

32

92 kg de azúcar

17.1 l bioetanol

Extracción de

jugoDestilería

1 t de caña de azúcar

61kg de melazas

ricas

92 kg de azúcar

17.1 l bioetanol

Extracción de

jugoDestilería


61kg de melazas

ricas

Figura 5. Flujos en la producción de etanol a partir de melazas ricas o miel B.

En la Figura 6 se muestra el diagrama de flujo típico presente en algunos ingenios de México que produce

de manera simultanea azúcar y bioetanol a partir de melazas intermedias (Modificado de Finguerut

2006) . Tiene la ventaja que algunos equipos auxiliares (servicios, disposición de residuos, laboratorios,

manteniendo, etc.) son de uso común.

Figura 6. Diagrama de flujo para la producción combinada de azúcar y bioetanol Asumiendo los flujos presentados en la Figura 5, se presenta la siguiente tabla de insumos y productos

para producción de bioetanol [SENER-IDB-GTZ, 2006].

INSUMOS


Fuel oil 7.4 kg.

33



Acido sulfúrico 0.050 kg.

Urea 0.1 kg.


Azúcar 92 kg.

Ethanol anhidro 17.1 litros

Bagazo con 50 % de humedad 264 kg.

Vinazas 171 a 274 litros

Cachaza 30 kg.

Levaduras 3.9 kg.

CO2 13.3 kg

Tabla 8. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol a partir de melazas ricas

Producción de etanol de melazas pobres o miel C Las melazas pobres son un resultado inevitable de la fabricación de azúcar y se estima que entre 6 y 12

litros de etanol pueden ser producidos por tonelada de caña procesada. Para las condiciones de México

se calcula en un 8.8 l/t. La Tabla 9 muestra los insumos y productos para la producción de bioetanol a

partir de melazas pobres.

La Figura 7 representa los principales flujos de producción de etanol bajo esta alternativa.

112 kg de azúcar

8.8 l bioetanol

Extracción de

jugoDestilería


37.5kg de

melazas pobres

112 kg de azúcar

8.8 l bioetanol

Extracción de

jugoDestilería


37.5kg de

melazas pobres

Figura 7. Flujos en la producción de etanol a partir de melazas pobres o miel C.

. INSUMOS


Fuel oil 7.4 kg.

34



Acido sufúrico 0.026 kg.

Urea 0.052 kg.


Azúcar 112 kg.

Ethanol anhidro 8.8 litros

Bagazo con 50 de humedad 264 kg.

Vinazas 88 A 141 litros

Cachaza 30 kg.

Levaduras 1.6 kg.

CO2 6.9 kg

Tabla 9. Balance de insumos y productos para la producción de bioetanol a partir de melazas pobres

Costos de producción El análisis y evaluación de costos de producción de bioetanol puede ser dividido en las siguientes

módulos: i) Costos de cultivo, ii) Costos de cosecha y transporte, iii) Costo de proceso iv) Valor de

subproductos. En la Figura 8 se muestra un esquema del proceso de costos global.

Modulo de cosecha y transporte

Modulo de procesos y productos

Modulo de cultivo

Parámetros de

producción

Parámetros de costos

Cantidad de biomasa

producida

Costo de la biomasa

producida

Método de cosecha

Transporte Opciones de procesos

Productos y mercado

Costo de cosecha

Costo de transporte

Costo de inversión y

de operación

Productos y subproductos

Costo unitario

Precio de venta

Tamaño planta

Localización

Modulo de cosecha y transporte

Modulo de procesos y productos

Modulo de cultivo

Parámetros de

producción

Parámetros de costos

Cantidad de biomasa

producida

Costo de la biomasa

producida

Método de cosecha

Transporte Opciones de procesos

Productos y mercado

Costo de cosecha

Costo de transporte

Costo de inversión y

de operación

Productos y subproductos

Costo unitario

Precio de venta

Tamaño planta

Localización Figura 8. Diagrama para evaluación de costos.

Costos de producción de etanol de caña de azúcar.

35

Para conocer los costos de producción de cualquier biocombustible líquido, es necesario conocer los

costos asociados a la materia prima y su procesamiento y costos de operación y mantenimiento de las

industrias para así obtener los costos totales.

Costos de materia prima En los últimos años la agroindustria de la caña de azúcar ha mejorado sus rendimientos a tal grado que

en el periodo de 1996 a 2005 se incrementó un 16.29 % la producción de azúcar por hectárea que

aunado con un incremento del 13.86 % del área cultivada tuvieron un efecto global de 32 % de

incremento en la producción de azúcar [COAAZUCAR].

Para el año 2005 se estimó que en condiciones típicas, para cultivo de temporal el costo de producción

es de 23.642 US $/t y bajo riego un costo de 26.32 US $/t (Poy, 2005).

Según el estudio de la SENER-IDB-GTZ, los costos de producción fueron un poco más bajos, aún

cuando hay que recalcar que aquí no se considero el costo de la tierra, para temporal fueron de 21.71

US $/t y para riego de 19.35 US $/t, Tabla 10.

Componente del costo Caña de temporal en

Huastecas y Veracruz Centro ($/t)

Caña de riego en Huastecas y Balsas ($/t)

Costo agrícola (cultivo) 103. 47 92.39

Cosecha y transporte 133.00 118.35

Costo total 236.47 (21.71 US$/t)

210.74 (19.35 US$/t)

Tabla 10. Costos de producción de caña en dos regiones cañeras de México

Costos de procesamiento Según el estudio de la SENER-IDB-GTZ, los cálculos de los costos de procesamiento se basaron en la

experiencia brasileña y guatemalteca para destilerías autónomas y anexas, se utilizaron los costos de

plantas productoras de etanol implantadas en Guatemala, junto a ingenios azucareros. Tabla 11

(CEPAL, 2006).

Inversión Capacidad Inversión unitaria Materia prima y tecnología

miles US$ m3/día US$/litro/día Cana, miel pobre 15,000 150 100 Caña, miel rica 15,000 150 100

Jugo directo 50,000 450 111

2 Con base a una tasa de cambio de 10.89 pesos mexicanos por dólar en el año 2005.

36

Tabla 11. Inversión en plantas productoras de etanol

Costos de operación y mantenimiento Estos costos incluyen costos de mano de obra, administrativos, insumos de producción, mantenimiento

y conservación y por último servicios auxiliares como la energía eléctrica y vapor Para el caso de la

caña los costos de servicios auxiliares están cubiertos por el uso de bagazo para producción de vapor y

utilización de cogeneración, con producción combinada de electricidad y calor útil. Se estimaron los

costos de mano de obra y administrativos de 8.5% y 1.2% de los costos de materia prima

respectivamente. Para costos asociados a insumos de producción y costos de mantenimiento y

conservación se estimó un 3% de las inversiones, para ambos casos. Estos costos representan menos del

15% del costo total del etanol, mayormente formado por la materia prima, inversión y la energía.

Costos totales Estimándose el valor anualizado de las inversiones, mediante una tasa de descuento de 12% y una vida

económica de 10 años y agregando los costos de materia prima y operación y mantenimiento

anteriormente presentados, se obtiene el costo total del etanol, Tabla 12.

Caso Caña miel pobre

Caña miel rica Caña jugo directo

materia prima 0.26 0.21 0.27 inversiones 0.09 0.09 0.10 energía 0.00 0.00 0.00 otros 0.06 0.21 0.06

total 0.40 0.52 0.43

Tabla 12. Composición de los costos de producción de etanol (US$/litro) (SENER-IDB-GTZ)

Producción de etanol a partir de sorgo dulce. Las dos variedades de interés para la producción de bioetanol son el sorgo dulce (azúcar) y el sorgo

grano(almidón).

El sorgo dulce tiene un jugo edulcorado similar al de la caña de azúcar, se considera que su

procesamiento para producir bioetanol se puede integrar a la industria cañera, se estiman de 35-50 litros

de etanol por tonelada de sorgo dulce procesado pero tiene la ventaja que su ciclo de cultivo es mucho

más corto (3.5meses)., como se dijo el proceso de producción de bioetanol, así como la demanda de

insumos y energía a partir de sorgo dulce es similar al anteriormente presentado para la caña de azúcar.

Con relación a los sub-productos, el sorgo dulce es rico en fibras y produce bagazo con propiedades

37

similares al de caña, por lo que se podría utilizar para co-generación de energía térmica y uso como

forraje en la alimentación animal ya que tiene un valor nutricional más alto que el de la caña. Una

desventaja en su procesamiento es su tendencia a degradarse, luego de cortado por lo que se debe

garantizar una adecuada gestión de la cosecha y ritmo del procesamiento.

Costos de producción de etanol de sorgo dulce. Tanto en el riego como en el temporal, se le pueden dar hasta cinco cortes en un año, con un

rendimiento acumulado de hasta 100 toneladas por hectárea de material verde en el riego y de 60

toneladas por hectárea en el temporal. Los costos de producción (cultivo, cosecha y acarreo) serían de

15.6 US $/t para riego y 16.04 US $/t para temporal (SENER-IDB-GTZ) ver Tabla 13. Por su parte

otros estudios refieren costos más altos de 20.85 US$/t (Poy, 2005). Por otro lado los costos de

inversión se calculan utilizando como base la información para caña de azúcar Tabla 14.

Componente del costo Sorgo dulce temporal Tamaulipas ($/t)

Sorgo dulce riego en Sinaloa ($/t)

Costo agrícola (cultivo) 94.67 67.24

Cosecha y transporte 80.00 102.76

Costo total 174.00 (16.04 US$/t)

170.00 (15.61US$/t)

Tabla 13. Costos de producción de sorgo dulce en dos regiones de México

Inversión Capacidad Inversión unitaria

Materia prima y tecnología miles US$ m3/día US$/litro/día

Sorgo 25,000 150 167

Tabla 14. Inversión en plantas productoras de Etanol.

Dentro de los gastos de operación y mantenimiento, se considero al igual que la caña que el sorgo no

demanda aporte de energía externa (por su producción de bagazo), y los porcentajes asumidos para la

obtención de gastos totales, se asemejan a los supuestos para caña de azúcar3.

Caso Sorgo

materia prima 0.59

inversiones 0.13

energía 0.00

otros 0.10

total 0.82

3 Los mismos supuestos dados para la obtención de la tabla 12.

38

Tabla 15. Composición de los costos de producción de etanol (US$/litro) (SENER-IDB-GTZ)

Recursos ricos en almidones Para obtener etanol a partir de almidón es necesario romper las cadenas de ese polisacárido para obtener

jarabe de glucosa, el cual se puede convertir en etanol mediante las levaduras, por lo que el proceso

empieza con la molienda del cereal, para reducirlo a un tamaño de partícula fina y extraer el almidón.

Existen dos tipos de procesos el húmedo y el seco, esté último es el más utilizado demanda menos

equipo y el coste de producción es más barato.

Producción de bioetanol a partir de sorgo grano En el proceso en seco no se fracciona el grano en sus componentes y todos sus nutrientes entran y son

concentrados en un subproducto de destilación empleado para alimentación animal llamado granos

secos de destilería (DDG Dried Distillers Grains por sus siglas en inglés), con un alto valor en el

mercado, un esquema simplificado se muestra en la Figura 9.

Sorgo grano

Molienda

Licuefacción Sacarificación Rec levaduras

Destilación

ETANOL

Cocimiento

Fermentación

CO2

Residuos sólidos (DDG)

Sorgo grano

Molienda

Licuefacción Sacarificación Rec levaduras

Destilación

ETANOL

Cocimiento

Fermentación

CO2

Residuos sólidos (DDG)

Figura 9. Proceso de producción de bioetanol a partir de sorgo grano, molienda en seco.

El sorgo grano tiene una cantidad de almidón equivalente al maíz, pero con una dificultad mayor para

utilizarlo para la producción de bioetanol, sin embargo el proceso de producción es muy similar al de

almidón de maíz. Una ventaja que tiene es que los granos pueden ser almacenados por largos periodos

de tiempo, y que el valor de los subproductos es muy elevado. El sorgo grano tiene el potencial de

producir de 360 l/t a 400l/t con un ciclo de cultivo de 4 meses Figura 10. La principal desventaja que

presenta es que el proceso de producción tiene una mayor demanda de energía.

39

1 t de sorgo

400 l de Etanol

300Kg de DDG

280 Kg de CO2

OXIGENANTES DE COMBUSTIBLES

ALIMENTO PARA GANADO

INDUSTRIA

PRODUCTOS USOS

MATERIA PRIMA

(Bebidas gaseosas y producción de hielo seco)

1 t de sorgo

400 l de Etanol

300Kg de DDG

280 Kg de CO2

OXIGENANTES DE COMBUSTIBLES

ALIMENTO PARA GANADO

INDUSTRIA

PRODUCTOS USOS

MATERIA PRIMA

(Bebidas gaseosas y producción de hielo seco)

Figura 10. Productos derivados de la destilación de sorgo grano.

Costos de materia prima Para la zona de Tamaulipas, la producción de grano alcanza un poco más de 2 toneladas por hectárea

con el promedio de lluvias del ciclo y sin fertilizante, pero con semilla mejorada. SENER-IDB-GTZ,

calculan el costo por tonelada en 95.5 US$/t, Tabla 16.

Componente del costo San Fernando Tamps ($/t)

Costo agrícola (cultivo) 700.00

Semilla 160.00

Cosecha y transporte (flete) 180.00

Costo total 1040.00 (95.5 US $/t)

Tabla 16. Costos de producción de sorgo grano en Tamaulipas.

Los costos de producción de bioetanol a partir de la tecnología de molienda seca de sorgo son los

siguientes (SENER-IDB-GTZ):

• Valor de los granos de destilería $ 1,500.00 / ton • Costo del sorgo $ 1,040.00 ton • Costo de la materia prima a Bioetanol 540 ton • Costo primo por litro de Bioetanol 1.35

Recursos ricos en celulosa Aun cuando el presente proyecto esta dirigido hacia el análisis de procesos de producción de bioetanol a

partir de materias primas de primera generación, en este apartado se hace una introducción hacia el

proceso que considera materias primas de segunda generación.

40

Producción de bioetanol a partir de materias primas de segunda generación (materiales lignocelulósicos). Los materiales lignocelulósicos están constituidos principalmente de tres compuestos: celulosa,

hemicelulosa y lignina. La celulosa es el componente principal de cualquier célula vegetal y es un

polímero de azúcares de 6 carbonos como la glucosa. La hemicelulosa, que interconecta las moléculas

de celulosa de la pared celular es un polímero de azucares de 5 carbonos como la xilosa. La lignina que

actúa como adherente, es un complejo aromático que resulta de la unión de ácidos y alcoholes

fenilpropílicos. En la Tabla 17 se reporta la composición química en base seca de algunos materiales

lignocelulósicos [Shleser, 1994] . Puede apreciarse la presencia de los 3 componentes básicos. En la

Tabla 6 se enumeraron las distintas fuentes de biomasa para recursos ricos en celulosa.

Fuente Celulosa Hemicelulosa Lignina Otros Bagazo de caña 38 27 20 15 Hojas de caña 36 21 16 27

Pastos 32 20 9 39 Periódico 62 16 21 1

Residuos Sólidos Municipales 33 9 17 41 Bagazo de agave* 42 20 15 23

Tabla 17. Composición química de materiales lignocelulósicos

*[Saucedo-Luna et al., 2008a]

Alternativas tecnológicas Una gran cantidad de variantes tecnológicas han sido reportadas en la literatura y se pueden resumir en

las siguientes: i) Sacarificación y fermentación simultánea, ii) Hidrólisis ácida concentrada,

neutralización y fermentación, iii) Ruptura con amonio, hidrólisis y fermentación, iv) Ruptura con

vapor, hidrólisis y fermentación, v) Hidrólisis ácida y fermentación con microorganismos transgénicos,

vi) Hidrólisis ácida concentrada, recirculación y fermentación y vii) Extracción con acetona acidificado,

hidrólisis y fermentación. A estas tecnologías habría que agregar la etapa de deshidratación del

bioetanol para obtenerlo anhidro, por lo que se puede generalizar que el proceso consiste de 4 etapas:

1. Pretratamiento: La materia prima se somete a una etapa de molienda para reducir su tamaño

hasta un valor adecuado. Posteriormente se lleva a cabo una etapa de hidrólisis suave que puede

ser con ácido diluido. Aquí se rompe el polímero de hemicelulosa para liberar azúcares de 5

carbonos como la xilosa y arabinosa.

2. Hidrólisis de celulosa: Se puede llevar a cabo por medio de ácido minerales concentrados y/o

por medios enzimáticos para obtener un caldo con azúcares de 6 carbonos como la glucosa.

41

3. Fermentación: Normalmente se realizan fermentaciones por separado de los caldos hidrolizados

de glucosa y xilosa, aunque se puede utilizar un consorcio de microorganismos que hagan la

fermentación global.

4. Deshidratación: Primeramente puede preconcentrarse el caldo de la fermentación (aprox. 10 %

peso de etanol) por destilación convencional hasta un punto cercano al azeotrópo (96 % peso

etanol) para posteriormente realizar la deshidratación completa (> 99 % peso etanol) por alguna

de las siguientes técnicas: destilación extractiva con solventes y/o sales iónicas, por adsorción

con malla molecular y por separación por membranas.

En la Figura 11 se muestra un diagrama general de producción de bioetanol a partir de materias primas

de segunda generación [Saucedo-Luna et al., 2008b].

Figura 11. Diagrama de proceso para producción de bioetanol a partir de materias primas de segunda generación.

Para lograr un mejor balance económico del proceso deben de considerarse los subproductos que se

pueden generar en el proceso de producción de bioetanol a partir de materias primas de segunda

generación; aún cuando para muchos de ellos se requieren de equipos adicionales. Además de la lignina

que puede ser usada como combustible para calderas se puede obtener los siguientes subproductos con

valor agregado como: etil terbutil éter (ETBE), proteínas, furfural, metano, xilitol, 2-3 butanediol, etc.

42

Es necesario realizar un análisis de factibilidad económica que asegure la rentabilidad global del

proceso.

Biodiesel Para obtener biodiesel los aceites vegetales y las grasas animales deben de ser sometidas a una reacción

llamada tranesterificación. Es decir se esterifica una mezcla de 80 a 90% de aceite vegetal o grasa

animal, con 10 a 20% de metanol y 0.35% a 1.5% de un agente catalizador a temperatura controlada. El

biodiesel tiene un poder calorífico ligeramente menor al diesel derivado del petróleo, lo cuál reduce en

un 5% la potencia del motor donde es usado.

Las fuentes de aceite vegetal para el biodiesel son plantas oleaginosas, entre las que se pueden

mencionar la palma de aceite, colza, soya, ricino, girasol y jatropha. Pero también se obtiene de grasas

animales (normalmente sebo) y aceites usados (de frituras).

Alternativas tecnológicas Las tecnologías para la producción de biodiesel se basan primero en la extracción del aceite contenido

en las semillas vegetales, ya sea por medio de prensado mecánico o mediante extracción química que

emplea solventes para aumentar el rendimiento. La extracción de biodiesel a partir de semilla de soya y

palma de aceite es bien conocida, de jatropha se tiene menos experiencia y existen problemas de

posibles toxinas en la glicerina y otros subproductos generados en el proceso (cuando se trata de

especies de jatropha toxicas), después de la extracción del aceite se utiliza la transesterificación, que

puede también ser de dos tipos básica o ácida.

Producción de biodiesel Aun cuando se han desarrollado otras tecnologías como la pirólisis y la microemulsificación,

básicamente se usan dos tecnologías para la producción de biodiesel, que dependen del contenido de

ácidos grasos libres (FFA, free fatty acids por sus siglas en inglés) en el aceite:

• Transesterificación en medio básico para FFA menor de 5 %

• Transesterificación en medio ácido para FFA mayor de 5%

Transesterificación en medio básico

Esta alternativa es que actualmente predomina en la producción comercial de biodiesel y utiliza materias

primas con bajos contenidos de FFA, tales como aceite de soya, aceite de canola, grasa animal y aceites

re-usados. Para lograr una mayor conversión de aceite hacia biodiesel y un menor consumo de alcohol,

43

normalmente la reacción de lleva a cabo en dos etapas. La principal ventaja de esta tecnología es que

logra una alta conversión a condiciones suaves de operación, baja temperatura y presión atmosférica, se

reducen las reacciones secundarias, se requieren bajos tiempos y no se presentan productos intermedios.

En comparación con la tecnología en medio ácido, es menos corrosivo y como utiliza pequeñas

cantidades de alcohol los equipos son mas pequeños (Gerpen et al., 2004; Zappi, 2003). Como

desventaja se debe mencionar que es sensible tanto a la concentración de agua como de FFA. Un alto

contenido de FFA favorece la reacción con el medio básico para formar jabones y agua, por lo que se

permite un máximo de 5% de FFA aunque es preferible que sea menor de 1% (Kinast, 2003). Cuando

los FFA son mayores del 5%, el jabón inhibe la separación del glicerol y los metil esteres (biodiesel)

contribuyendo a la formación de una emulsión durante la etapa de lavado con agua [Gerhard & Van

Gerpen, 2005]. Tal como se muestra en la algunas de las posibles materias primas, entre ellas la

jatropha, tienen un alto contendido de FFA, por lo que se requiere una etapa de pre-tratamiento para

reducir estos, a niveles aceptables. En la misma Tabla 18 se reporta la reducción de los FFA después del

pre-tratamiento asi como las cantidades y el catalizador usado [Sharma et al, 2008].

Materia Prima FFA inicial. (%)

FFA final, (%)

Cantidad (%) y catalizador usado

Aceite de Caucho 17.0 < 2.0 0.5, H2SO4 Aceite de Karanja 2.53 0.95 0.5, H2SO4 Aceite de Tabaco 35.0 < 2.0 1.0/2.0, H2SO4 Aceite de Tamanu 22.0 < 2.0 0.65, H2SO4 Aceite de Jatropha 14.0 < 1.0 1.43, H2SO4

Aceite de Mahua (maduca) 19.0 < 1.0 1.0, H2SO4 Aceite de Palma 3-5% - , H2SO4

Tabla 18. Contenido de FFA en materias primas para biodiesel

Especificaciones del biodiesel Como el biodiesel puede ser generado de una gran variedad de aceites, es necesario estandarizar tanto la

calidad de las materias primas como del producto final para garantizar un adecuado funcionamiento de

los motores diesel. Austria fue el primer país en desarrollar y aprobar estándares de calidad para el

biodiesel. Posteriormente y como un requisito para acceder a mercados internacionales hicieron lo

mismo otros países como: Alemania, Italia, Francia, República Checa y los Estados Unidos de

Norteamérica [Meher et al, 2006].

Parámetro Austria

(ON)

Rep. Checa

(CSN)

Francia

(journal oficial)

Alemania

(DIN)

Italia

(UNI)

Estados

Unidos

44

(ASTM)

Densidad a 15 °C, g/cm3

0.85 – 0.89 0.87 – 0.89 0.87 – 0.89 0.875 – 0.89 0.86 – 0.90 -

Viscocidad a 40 mm2/s

3.5 – 5.0 3.5 – 5.0 3.5 – 5.0 3.5 – 5.0 3.5 – 5.0 1.9 – 6.0

Punto de flasheo, °C

100 110 100 110 100 130

Número de cetano

≥ 49 ≥ 48 ≥ 49 ≥ 49 - ≥ 47

No. de neutralización

mg KOH/g

≤ 0.8 ≤ 0.5 ≤ 0.5 ≤ 0.5 ≤ 0.5 ≤ 0.8

Carbón residual, %

0.05 0.05 - 0.05 - 0.05

Tabla 19. Estándares de calidad de biodiesel

Producción de biodiesel a partir de Jatropha curcas

Extracción de aceite de Jatropha La primera etapa en el proceso de producción de biodiesel es la extracción del aceite, para la cual

existen varias alternativas. Dependiendo de la escala de producción, la etapa de extracción se hace de la

siguiente manera:

• Pequeña escala: Por compresión en frío directamente en el campo o en cooperativas.

• Gran escala: Por refinación dentro de plantas industriales

A pequeña escala, las frutas se limpian manualmente para retirarle materiales grandes tales como:

palos, tallos, hojas, basura, etc. para proceder a quitar la cáscara. Cuando se usan semillas, estas pueden

ser calentadas antes de someterlas al proceso de compresión. Las prensas pueden ser manuales o

accionadas por un motor. El aceite fresco puede estar contaminado con pequeñas partículas de pulpa, las

cuales son retiradas ya sea por decantación o por un filtro. Después de que el aceite es extraído, el

material residual (con un contenido de aceite entre 20 y 33%) puede ser utilizado como alimento para

animales o como energético (sustrato para la producción de biogás). La producción a pequeña escala es

de interés ya que se puede utilizar en granjas para autoconsumo y para la generación de empleos en

zonas rurales.

A gran escala se usa la extracción del aceite con solventes: primeramente las materias primas deben de

ser secadas hasta un contenido de humedad entre el 5 y 7 % y ser almacenadas herméticamente después

del proceso de descascaramiento (solamente si se almacenarán por más de 10 días). Después de este

45

tratamiento las semillas se compactan y se les acondiciona tanto la temperatura y el contenido de

humedad. El ajuste de humedad es importante ya que si es alta dificulta la penetración del solvente y si

es baja la compactación será más efectiva con el mismo efecto anterior. Al acondicionamiento de la

temperatura alrededor de 80 ºC es importante para desactivar a los microorganismos y evitar el

coagulamiento de proteínas y el manchado de la prensa. El proceso de extracción con solventes es más

eficiente pero más costoso. Normalmente se usa hexano como solvente por su disponibilidad y bajo

precio. La solución con aceite y solvente se somete a un proceso de destilación para su separación. El

solvente puede ser reutilizado en el proceso. La extracción con solvente produce un aceite con una

pureza mayor, pero la extracción mecánica tiene un mayor rendimiento, en la Tabla 20 se reportan las

eficiencias de extracción para las dos alternativas SENER-BID-GTZ, 2006.

730(l/ha)

2.7(kg/l)Extracción por solventes

533(l/ha)

4.1(kg/l)Extracción mecánica

Rendimiento de aceite

96(%)Extracción por solventes

70(%)Extracción mecánica

Eficiencia de extracción de aceite

35(%)Contenido total de aceite

2(t/h)Rendimiento cultivo

JatrophaMateria Prima

730(l/ha)

2.7(kg/l)Extracción por solventes

533(l/ha)

4.1(kg/l)Extracción mecánica

Rendimiento de aceite

96(%)Extracción por solventes

70(%)Extracción mecánica

Eficiencia de extracción de aceite

35(%)Contenido total de aceite

2(t/h)Rendimiento cultivo

JatrophaMateria Prima

Tabla 20. Rendimientos de extracción

Después de la extracción, el aceite debe de ser sometido a una etapa de refinamiento para remover

sustancias indeseables tales como, fosfatos, ceras, ácidos grasos libres, tocoferoles, colorantes,

humedad, aldehídos, acetonas, etc. para producir un aceite con las propiedades físicas y químicas

requeridas en la obtención de biodiesel. Durante esta etapa se pierde entre un 4 y 8 % del aceite

[Dominik & Janssen, 2007]. En la Figura 12 se reporta el proceso de refinación. El primer paso es la

remoción de fosfátidos o desgomado por la adición de ácido fosfórico o cítrico. Esto es necesario ya que

los fosfátidos provocan turbidez y promueven la acumulación de agua [Mittelbach & Remschmidt,

2004]. El segundo paso es la neutralización de los ácidos grasos libres con una solución básica

46

(normalmente hidróxido de sodio). Esto produce jabón el cual es insoluble con el aceite y es fácilmente

separado por lavados con agua. En este paso también se remueven fenoles, compuestos grasos oxidados

y metales pesados [SENER-BID-GTZ, 2006]. El tercer paso es la remoción de colorantes que se hace

por medio de materiales adsorbentes tales como: tierras diatomeas, sílica gel y carbón activado

[Dominik & Janssen 2007]. Este paso mejora la capacidad de almacenamiento del biodiesel. En el

cuarto paso por medio de destilación con vapor se retiran sustancias tales como aldehídos y cetonas que

provocan olores no deseados. En el último paso es la deshidratación donde se reduce el contenido de

agua que decrece la reacción de producción de biodiesel. Esto se hace por destilación a baja presión o

por absorción con nitrógeno [Mittelbach & Remschmidt, 2004].

Para el caso de Jatropha la tecnología mas ampliamente usada en la producción de biodiesel es la

transesterificación básica de triglicéridos, se sugiere una etapa de pretratamiento ya que el contenido de

FFA generalmente es alto, es decir la utilización de un catalizador ácido como el ácido sulfúrico para

estericar los FFA y con esto seguir el proceso de transesterificación básica..

Aceite sin refinar

Desgomado

Neutralización

Blanqueo

Deodorización

Deshidratación

Aceite puro refinado

Agua

Jabón

Fosfátidos

Vapor

AguaÁcido (cítrico, fosfórico)

Hidróxido de potasio o sodio

Tierra de blanqueo Tierra de blanqueo, sucia

Vapor exhausto

Aceite sin refinar

Desgomado

Neutralización

Blanqueo

Deodorización

Deshidratación

Aceite puro refinado

Agua

Jabón

Fosfátidos

Vapor

AguaÁcido (cítrico, fosfórico)

Hidróxido de potasio o sodio

Tierra de blanqueo Tierra de blanqueo, sucia

Vapor exhausto

Figura 12. Proceso de refinamiento del biodiesel

Subproductos de jatropha curcas Con el objetivo de tener un balance positivo en los costos de producción de aceite de jatropa es

necesario vender todos los subproductos generados en la extracción del aceite y en la producción de

biodiesel (transesterificación). Algunas de las características de los subproductos de la Jatropha son las

siguientes:

47

a) el poder calorífico de las cáscaras de la semilla de jatropha (16MJ/kg) es casi igual al de los pellets

de madera (18 MJ/kg) por lo que se pueden vender como pellets de cáscara para la producción de

energía en las comunidades rurales como un complemento del programa de estufas eficientes. b) además

la semilla es rica en nitrógeno (> 5%), fósforo (> 2.5 P2O5) y potasio (1% K2O) por lo que otro

posibilidad es que se use como fertilizante orgánico en sustitución de los fertilizantes químicos

utilizados en el cultivo de la propia jatropha o vendidos en el mercado local. c)la pasta de la semillas

(torta residual) tiene entre 58 y 60 % de proteína cruda y un nivel de amino ácidos esenciales que le dan

un importante valor como alimentos para animales, por lo que se estima que pueda ser vendido a un

precio de hasta el 80 % de la pasta de soya [Saxena, 2006]. Es importante utilizar una variedad de

jatropha no toxica para evitar costos adicionales de desintoxificación. En la Figura 13 se muestran los

diferentes subproductos generados [Heller, 1996]. Y en la Figura 14 se aprecian los porcentajes de

generación de estos subproductos.

Figura 13. Subproductos generados en el procesamiento de Jatropha curcas

Jatropha curcas

Planta completa•Control de erosión •Cercos vivos •Usos medicinales •Leña •Alimento animales

Frutos

Semillas

Aceite de semillas •Biocombustibles •Uso medicinales •Producción jabón

Cubierta de fruto

Cáscaras de semilla

Torta residual•Forraje •Abono

•Combustibles •Alimento verde para ganado

48

Frutos Jatropha

Semillas 65% Cáscaras 35%

Aceite 38% Torta residual 62%

Frutos Jatropha

Semillas 65% Cáscaras 35%

Aceite 38% Torta residual 62% Figura 14. Porcentajes de subproductos del proceso de producción de aceite de jatropha curcas

Una planta puede vivir alrededor de 40 años, alcanzando su nivel máximo de producción al quinto año.

En la Tabla 21 se muestran rendimientos estimados según la edad de la planta [Martínez, 2007].

Fruta

t/Año

Cascara

t/Año

Semilla

t/Año

Aceite crudo

l/ha

Biodiesel

l/ha (97%)

Pasta kg/ha

60% proteína

Año 1 1.848 0.648 1.2 600 582 600

Año 2 4.004 1.404 2.6 1300 1261 1300

Año 3 4.774 1.674 3.1 1550 1503.5 1550

Año 4 6.468 2.268 4.2 2050 1988.5 2050

Año 5-40 7.7 2.7 5 2500 2425 2500

Total 286.4 103.1 186.1 92,950 90,208 92,950

Tabla 21. Rendimientos estimados de subproductos de Jatropha curcas

Costos de materia prima. De acuerdo a la tabla de rendimientos, en 40 años se cosecharía alrededor de 286 toneladas de semilla

seca por ha, cuando el cultivo esta se estabiliza (5 años) se calcula aproximadamente un rendimiento de

2,400 l/ha de biodiesel.

Los costos para el cultivo de Jatropha en México aún están en sus primeras fases, ya que no se tienen

cultivos de más de 5 años. Tomando en cuenta otros países se estima un costo de 1,150 $/ha, SENER-

IDB-GTZ.

En Michoacán se estableció la primera planta de biodiesel y por tanto ya existen algunos cálculos de los

costos de materia prima Tabla 22. El costo por hectárea es bastante elevado sin embargo, parte de la

inversión inicial es el coste de la planta o semilla y preparación del terreno. En los años posteriores solo

hay que tomar en cuenta gastos de fertilización, riego y limpieza del terreno y cosecha y transporte.

49

Jatropha produce hasta 5 ton por ha de semilla cuando alcanza su máximo de producción, lo que

equivale a 2,400 l/ha de biodiesel.

Componente del costo Michoacán Costo agrícola (Terreno y siembra) $ 1,800.0 Planta (1,100 a 1,500 plantas/ha). $ 3,500.0 Cosecha y transporte $ 1,800.0 Otros (fertilizantes, riegos, deshierbe) $ 4,000.0 Costo total $ 11,100.0 (1019 US$/ha)

Tabla 22. Composición de los costos para establecimiento de cultivo de Jatropha Curcas

Producción de biodiesel a partir de palma de aceite De los frutos de la palma de aceite, los cuales se encuentran adheridos al racimo, se extraen dos tipos de

aceite: el aceite de palma extraído de la pulpa o mesocarpio y el denominado aceite de palmiste,

obtenido de la semilla, el cual deja un residuo denominado torta de semilla o de palmiste, de gran valor

para la elaboración de alimentos concentrados para animales. Tienen diferentes composiciones químicas

y propiedades físicas y son usados y vendidos de manera separada [Bailey, 1996].

El aceite de palma, Elaeis guineensis Jacq., esta creciendo comercialmente en Africa, América del Sur,

Sureste de Asia y en la zona del Pacifico-Sur así como en otras zonas tropicales, esto debido a su alta

productividad y rendimientos, se calculan mas de 40 toneladas por hectárea por año de racimos de fruta

fresca, que se traducen en 9.8 toneladas de aceite con los que se pueden producir más de 12,000 litros de

Biodiesel por ha.

Extracción de aceite de palma Para la extracción de aceite de palma son necesarios varios pasos, con los cuales se obtiene una serie de

productos y sub-productos. Ver Figura 15.

Recepción de la fruta: La fruta es normalmente transportada en camiones o trailers desde el campo

hasta los molinos de FFB (se debe de tener mucho cuidado de que la fruta no se dañe durante el manejo

y transporte). Se descarga en la rampa de alimentación al esterilizador que usualmente son de 2.5 ton de

capacidad.

50

Esterilizador: La esterilización se lleva a cabo colocando los canastos del esterilizador en tanques

horizontales a una presión de 3 kg/cm2 (143 ºC) y por un tiempo de 60 min. Los objetivos de la

esterilización son:

• Evitar incrementos de los ácidos grasos libres presentes en el aceite debido a reacciones

enzimáticas.

• Facilitar la deserción mecánica

• Preparación del pericarpio para los procesos subsecuentes

Separación: Separación de las frutas esterilizadas del racimo. Hay dos acciones básicas en la

separación de la fruta: por sacudidas vigorosas o por golpeteo. El equipo de separación consiste de un

gran tanque horizontal con pequeños canales o barras en T lo suficientemente espaciadas para que pasen

las frutas pero no los tallos. El diámetro del tanque varía de 1.8 a 2 m y longitudes de 3 a 5 m con

rotación de 20-25 rpm.

Digestión: Consiste en recalentar las frutas esterilizadas para poder retirar la cascara y poder romper la

semilla mas fácilmente antes de entrar a la etapa de extracción del aceite. Las mejores condiciones para

esta etapa son entre 95 y 100 °C y un tiempo de 20 minutos. El calentamiento se puede hacer a través

de una chaqueta o por inyección directa de vapor.

Extracción de aceite: Para la extracción mecánica se puede usar una prensa con un gusano o tornillo

sin fin con control de presión para asegurar una máxima eficiencia de remoción de aceite. En esta etapa

se tienen dos productos: i) Una mezcla de aceite, agua u sólidos en suspensión ii) Una torta de fibra y

cáscara con algo de aceite residual.

Clarificación: El aceite crudo de la etapa de extracción tiene una composición promedio de 66 % de

aceite, 24 % de agua y 10 % de sólidos no aceitosos (NOS). Debido a la alta concentración de sólidos se

le agrega agua para lograr un mejor asentamiento de estos. Después de la dilución el aceite crudo se

filtra para remover materiales fibrosos y se envía a un tanque de asentamiento para separar las dos fases:

aceite y agua. La fase aceite pasa por un purificador centrífugo, un secador a vacío y un enfriador para

finalmente ser almacenado en tanques. El aceite final tiene una humedad entre 0.1 y 0.12 % e

impurezas menores al 0.02 %.

Almacenamiento: Los tanques de almacenamiento deben de tener un recubrimiento interno con

materiales epóxicos para evitar la corrosión. En el almacenamiento y el transporte debe de mantenerse la

temperatura entre 32 y 40 °C.

51

Separación de fibra y cáscara: La torta de fibra y cáscara se alimenta a una columna vertical donde se

pone en contacto con aire fluyendo (6 m/s) a contracorriente. El aire arrastra la fibra hacia arriba y la

cáscara cae al fondo de la columna. La fibra puede ser usada como combustible en calderas. A partir de

ahí existen una serie de pasos con los que se obtiene el palmaste (kernell).

RACIMO DE FRUTOS (ffb)

Recepción

Esterilización

Desfrutado

Digestión

Prensa

Clarificación

Almacenamiento

Separación de fibra y cáscara

Secado

Elim part

Centrifugado

Centrifugado

Secado a vacío

Galleta nuez

Hydrocyclone

Kernel dryer

Kernel

Lodos Aceite

TallosFrutos

Torta de fibra y

cáscara

Mezcla de

aceite, agua

AceiteLodo

FibraNuez húmeda

Cracked mixture

Shell

RACIMO DE FRUTOS (ffb)

Recepción

Esterilización

Desfrutado

Digestión

Prensa

Clarificación

Almacenamiento

Separación de fibra y cáscara

Secado

Elim part

Centrifugado

Centrifugado

Secado a vacío

Galleta nuez

Hydrocyclone

Kernel dryer

Kernel

Lodos Aceite

TallosFrutos

Torta de fibra y

cáscara

Mezcla de

aceite, agua

AceiteLodo

FibraNuez húmeda

Cracked mixture

Shell

Figura 15. Diagrama de flujo, de un esquema básico de para la extracción de aceite.

Rendimiento de aceite de palma La palma de aceite es la plantación más eficiente y con el mayor rendimiento por unidad de área en la

producción de aceite vegetal. Se pueden establecer de 120-150 palmas por hectárea de acuerdo al tipo

de suelo y potencial. Plantaciones del sureste de Asia dan rendimientos de 5 t/ha/año en el primer año,

se estima que los rendimientos aumentan después del cuarto año y llegan a alcanzar 20t/ha de racimos

de fruta (FFB fresh fruti bunches). En cuanto a producción de aceite alcanza hasta 5 litros en

comparación de 2 de la soya, 3 de la canola y el olivo y 4 de coco y girasol por ha. Rendimientos record

52

se han alcanzado en pruebas experimentales en Malasia, donde dependiendo de la calidad de la semilla

y manejo de cultivo se alcanzan un promedio de 32 t/ha de racimos (FFB).

Costos de materia prima. El costo de producción de aceite crudo de palma se integra por los costos de producción de los racimos

de fruta (FFB) y el costo de la molienda de tales racimos. Cuando se requiere el refinamiento para

producir productos de palma hay que agregar este costo [Bailey, 1996]. Los costos de producción de

FFB incluyen lo mismo que para cualquier otro cultivo (preparación de la tierra, plantación, caminos,

fertilizantes, agroquímicos, etc.). En Malasia el costo para establecer una hectárea de palma de aceite es

de 1,860 dólares durante los primeros tres años. Para nuevas plantaciones el costo se puede elevar entre

20 y 30 % debido a la preparación del terreno.

Después de cuatro años la palma esta madura y racimos de fruta fresca pueden cosecharse

mensualmente durante 25 o mas años. Los costos directos de producción de FFB varían de 238 a 520

dólares/ha/año, mientras los costos de producción de FFB van de 14.8 a 44.4 dólares/ton. Los costos

indirectos anuales por hectárea de palma madura están entre 234 y 253 dólares. El costo indirecto

promedio de FFB es de 8.3 dólares/ton. Después de que los racimos de fruta fresca son cosechados son

enviados a los molinos donde el aceite es extraído y las semillas son separadas. La cantidad de aceite de

palma crudo (CPO crude palm oil) obtenido de cada racimo es alrededor del 18 al 24 % dependiendo

del cultivo. El costo promedio por moler una tonelada de FFB es de 11.1 dólares. En la tabla 14 se

resumen los costos de producción de aceite de palma crudo.

Tabla 23. Costo de producción de CPO en Malasia en 1993

La mayoría de los productos de palma que se encuentran en el mercado son procesados a través de un

refinamiento físico o con vapor o por un proceso de fraccionamiento donde se separan las fases sólida y

líquida. El costo total de refinamiento de aceite de palma es de 25.92 dólares/ton, mientras que el costo

de fraccionamiento es de 5.55 dólares/ton.

ha/año Tonelada FFB

Amortización del costo de establecimiento (1856 / 25 years)

74.24 3.71

Costos directos promedio 256.80 17.84 Costos indirectos promedio 166.00 8.30 Costo total de producción de FFB 597.04 29.85 Costo de molienda 11.10 Costo de producción de FFB y molienda 40.85 Costo/ ton CPO 204.75

53

En el caso de México, la totalidad de la semilla que se utiliza para el establecimiento de plantaciones es

importada, el desarrollo de la plantación es de 36 meses hasta el inicio de la primera cosecha. Para el

mantenimiento del cultivo se deben realizar las siguientes tareas: control de malezas y plagas, podas,

fertilización y cosecha esta última se hace durante todo el año. A continuación se presenta la Tabla 24

con los costos de establecimiento y costos de mantenimiento (Gob del estado de chiapas, 2006).

Componente del costo Chiapas Establecimiento

Costo agrícola (Terreno y siembra) $ 750.0 Plántula (285/ha) $ 2,000.0 Fertilizantes, plagas, podas, malezas $ 3,200.0 Costo total $ 5,950.0 (546.37 US$/ha)

Mantenimiento Fertilizantes, plagas, podas, malezas $ 3,600.0 Cosecha y transporte $ 1,900.0 Otros (Equipamiento etc.) $ 850.0 Costo total $ 6,350.0 (583.10 US$/ha)

Tabla 24. Costo para establecimiento y mantenimiento de palma por hectárea.

Escenarios de penetración de biocombustibles líquidos En base al reporte final de MEDEC [MEDEC, 2008], en el cual se consideran tres niveles de

penetración (bajo, medio y alto) para la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar y sorgo grano

y biodiesel de jatropha curcas y aceite de palma y considerando los potenciales calculados de alto

rendimiento se obtienen los siguientes resultados:

En la Tabla 25 y Tabla 26 se presentan para los diferentes escenarios de penetración los requerimientos

de nuevas superficies de cultivo, y la producción de bioetanol y de energía a partir de caña de azúcar y

de sorgo grano respectivamente. Se consideró un rendimiento de 70 toneladas de caña/hectárea y la

producción de 80 litros de bioetanol/tonelada de caña. Para el sorgo se consideró un rendimiento de 2

toneladas/hectárea y una producción de 400 litros de bioetanol/tonelada de sorgo. En la Figura 16 se

muestra la gráfica para estos escenarios.

Escenarios de Penetración Caña de Azúcar Bajo Medio Alto

Año Nuevas plantaciones, hectáreas 2012 66,000 82,500 82,500 2020 48,680 54,307 71,218 2030 53,298 123,408 155,324 Año Producción de etanol, millones litros/año 2012 369.6 462.0 462.0

54

2020 272.6 304.1 398.8 2030 298.5 691.1 869.8 Año Producción de energía, PJ 2012 7.746 7.746 7.746 2020 5.713 6.373 8.358 2030 6.255 14.483 18.229

Tabla 25. Escenarios de penetración para bioetanol a partir de caña de azúcar

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

160,000

2010 2015 2020 2025 2030

(ha)

Bajo Medio Alto

5.0

7.0

9.0

11.0

13.0

15.0

17.0

19.0

2010 2015 2020 2025 2030

PJ

Bajo Medio Alto

Figura 16. Escenarios de penetración de nuevas superficies y producción de energía para caña de azúcar.

Escenarios de Penetración de Sorgo grano

Bajo Medio Alto Año Nuevas plantaciones, hectáreas 2012 88,550 91,710 154,183 2020 91,591 121,755 140,555 2030 87,437 135,597 86,588 Año Producción de etanol, millones litros/año 2012 70.840 73.368 123.346 2020 73.273 97.404 112.444 2030 69.950 108.478 69.270 Año Producción de energía, PJ 2012 1.492 1.546 2.598 2020 1.545 2.052 2.369 2030 1.474 2.285 1.459

Tabla 26. Escenarios de penetración para bioetanol a partir de sorgo grano

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

2010 2015 2020 2025 2030

PJ

Bajo Medio Alto

60000700008000090000

100000110000120000130000140000150000160000

2010 2015 2020 2025 2030

(ha)

Bajo Medio Alto

Figura 17. Escenarios de penetración de nuevas superficies y producción de energía para sorgo grano.

En las tablas y figuras se presentan los datos puntuales para cada uno de los años considerados en el

proyecto, tanto para superficie de penetración como para el potencial de producción de energía. De

55

manera acumulada significa que tendrían que introducirse 7,617,383 nuevas hectáreas de cultivo para

producir 382.4 PJ que equivalen aproximadamente al 7% del consumo nacional actual de energía.

De igual manera se hicieron los cálculos para biodiesel a partir de jatropha curcas y de aceite de palma.

En las Tabla 27 y se muestran los resultados para cada una de ellas.

Escenarios de Penetración Jatropha curcas Bajo Medio Alto

Año Nuevas plantaciones, hectáreas 2012 2,763 3,766 20,000 2020 3,772 6,242 22,731 2030 4,352 20,499 37,223 Año Producción de energía, PJ 2012 0.6 0.6 0.6 2020 5.6 13.4 13.4 2030 13.0 21.0 21.6

Tabla 27 Escenarios de penetración para biodiesel de Jatropha curcas.

Escenarios de Penetración Bajo Medio Alto

Año Nuevas plantaciones, hectáreas 2012 7,314 20,000 20,000 2020 9,470 51,059 53,564 2030 40,124 127,594 271,529 Año Producción de energía, PJ 2012 0.5 0.7 1.2 2020 2.2 3.0 5.4 2030 4.9 8.1 13.4

Tabla 28. Escenarios de penetración para biodiesel a partir de aceite de palma

Proyectos de Biocombustibles en México A partir de la propuesta de la Ley de Promoción y Desarrollo de Bioenergéticos se han generado

algunos proyectos de producción de biocombustibles. Se reportan un total de 23 proyectos de plantas de

producción de bioetanol localizados en gran parte de la geografía nacional, con una inversión total de

1517.2 millones de dólares. A excepción de una que planea utilizar materia prima de segunda

generación (zacate de Taiwán) todas las demás están proyectadas para utilizar materias primas de

primera generación (azúcar, maíz, sorgo y trigo). En total se planea producir 3744 m3 de bioetanol/año

[Villarreal, 2008].

Plantas de bioetanol • “Bioenergéticos Mexicanos S.A.P.I de C.V.” es una planta de bioetanol en construcción ubicada

en la Carretera 122, km. 59.2, a 3 kilómetros del Poblado Empalme, Municipio de Valle

56

Hermoso. Está constituida por 168 socios (la mayoría de ellos personas morales dedicadas a la

producción de sorgo y muchos de ellos propietarios de centros de acopio de granos) de un total

de 467 productores de sorgo en la zona norte de Tamaulipas [Bioenergéticos, 2008]. Fue

construida con el objetivo de asegurar el mercado local de sorgo, mejorando sus beneficios y

reduciendo el riesgo por precios internacionales. Tendrá una capacidad para procesar 478,000

toneladas por año de sorgo para producir 190,365,000 litros de bioetanol desnaturalizado por

año. Con una inversión de $ 915,200,000.00 pesos, se espera que arranque en junio del 2010.

• Se usará como materia prima aproximadamente una cuarta parte de la producción de sorgo en la

zona norte de Tamaulipas (1.8 millones de toneladas/año).

• Biocyclos es una planta del grupo DESTILMEX que recientemente inició la producción de

bioetanol [El Debate de Culiacán, 14 Julio 2008]. Está ubicada en Navolato, Sinaloa. Tiene una

capacidad nominal de 100 mil toneladas anuales de pasta de maíz (DDG), 30 millones anuales

de galones de bioetanol y 85 mil toneladas anuales de CO2. Se planea utilizar 300 mil toneladas

de maíz que son producidas en 30,000 hectáreas de este estado. Al entrar en operación se

consideran 50 empleos directos y 2500 indirectos.

Plantas de biodiesel • En el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) campus Monterrey

tiene una planta piloto para la producción de biodiesel. Tiene una capacidad de 500 l/semana y

utiliza como materia prima los aceites usados y recolectados en las cafeterías del propio

Instituto.

• Energéticos Internacionales del Grupo Energéticos de Cadereyta, Nuevo León ha construido la

primera planta para la producción comercial de biodiesel. Fue inaugurada en julio del 2005 y su

principal materia prima es el sebo de res. El sebo es purificado para retirarle los residuos sólidos,

la humedad y la acidez libre antes de someterlo a la reacción de transesterifiación. Tiene una

capacidad instalada para la producción de 600,000 l/mes (aprox. 3,200 ton/año) pero

actualmente esta operando al 50 % de su capacidad. Puede usar también aceites de cocina

usados, pero los costos de transporte de estos hacen esta opción no factible.

• En Lázaro Cárdenas, Michoacán BIOENERMEX ha instalado una planta de producción de

biodiesel con una capacidad de 7,500 ton/año. Requirió de una inversión de 30 millones de pesos

que fue cubierta por BIOENERMEX, la Secretaria de Economía Federal y el gobierno del estado

57

de Michoacán. Puede procesar como materia prima aceites de jatropha y de higuerilla que se han

iniciado a cultivar en el Estado de Michoacán.

Conclusiones • De la amplia gama de materias primas para la producción de bioetanol, se sugiere que en México

se impulse y desarrolle primeramente su producción a partir de materias primas de primera

generación. Esto puede ser a partir de caña de azúcar: mejorando la tecnología agrícola se puede

lograr rendimientos mucho más altos de caña que abastecerían la demanda de azúcar y se

tendrían sobrantes para la producción de bioetanol.

• Partiendo de materias primas de primera generación el proceso es bien conocido y consiste

básicamente en la fermentación de azúcares hacia bioetanol. Habría que poner atención en la

etapa final que es la deshidratación del bioetanol para lo cual hay tecnologías desarrolladas como

el uso de malla molecular, pero pueden probarse otras como la destilación extractiva con efecto

combinado de solventes y sales iónicas.

• En cuanto al uso de biodiesel se sugiere que se utilice aceite de jatropha y de palma ya que son

materias primas que no compiten directamente con los alimentos, y tienen altos rendimientos de

aceite para elaborar biodiesel. La tecnología mas ampliamente usada en la producción de

biodiesel es la transesterificación básica de triglicéridos con una etapa de pretratamiento si el

contenido de FFA es alto.

• Se sugiere que se desarrollen normas o estándares de calidad para el bioetanol y para el

biodiesel.

• En general se concluye que México tiene el potencial, asegurando el abastecimiento alimentario,

para la producción de bioetanol y biodiesdel a partir de materias primas de primera generación.

Como el costo de las materias primas es el que mas aporta al costo de producción se sugiere

utilizar también los materiales lignocelulósicos (segunda generación) para mejorar la factibilidad

económica del proceso.

58

Actividad 5. Análisis de emisiones de GEI para las alternativas tecnológicas clave y escenarios de penetración

De acuerdo al inventario nacional de gases de efecto invernadero (GEI) realizado por el Instituto

Nacional de Ecología (INE), en México, el sector transporte es la segunda fuente de emisiones con una

contribución del 18 % [INE, 2003]. Estas emisiones son producidas debido a la gran demanda de

combustibles fósiles de la flota vehicular, la cual se reporta en la Tabla 29.

Gasolina Diesel Gas LP GNC

Automóviles 6,998,047 347 18,373 746

Taxis 404,897 - 27 -

Ligeros (combis, micros, pick up y menor a tres ton)

3,419,518 121,028 172,280 1,117

Autobuses 10,315 198,020 406 -

Pesados 165,791 269,594 142,534 517

Tractos - 151,292 365 -

TOTAL 10,998,569 740,281 333,985 2,380

Tabla 29. Distribución de la flota vehicular 2002.

Una alternativa para reducir las emisiones de GEI es mezclando la gasolina y el diesel derivado de

combustibles fósiles con biocombustibles líquidos como el bioetanol y el biodiesel. A nivel

internacional ya se están utilizando mezclas a diferentes relaciones de bioetanol/gasolina, siendo la más

popular la E10 (10/90 en volumen). Algo similar sucede para el diesel; en los Estados Unidos de

Norteamérica (EUA) se usa una mezcla con 20 % en volumen de biodiesel (B20) y en Francia una con

30 % en volumen (B30). Estos escenarios se han aplicado en automóviles sin modificaciones

[Worldwatch, 2006].

Ventajas Ambientales de usar biocombustibles para el transporte en México A diferencia de los combustibles fósiles, los cuales contienen carbono que ha sido capturado en el

subsuelo desde hace miles de años, los biocombustibles contienen un carbono que se captura en cada

ciclo de vida de las materias primas manteniendo con ello un equilibrio: la misma cantidad de CO2 que

59

las materias primas absorben por medio de la fotosíntesis es la que libera en la combustión [Quirin,

2004]. La mayoría de los trabajos publicados en esta área coinciden en reportar que hay una

disminución significativa en la emisión de GEI cuando se usan biocombustibles en lugar de los

combustibles convencionales y que será todavía mejor cuando se utilizan materias primas de segunda

generación [Wordwatch, 2006].

El uso de biocombustibles presenta las siguientes ventajas:

• Reducir la alta dependencia de combustibles fósiles.

• Debido al desarrollo tecnológico en la producción de biocombustibles y a las tendencias del

precio del petróleo, en un futuro cercano los costos de producción serán inclusive más bajos.

• Promueve la agricultura debido a la alta demanda de cultivos energéticos.

• Creación de empleos, tanto en la agricultura como en la industria de producción de

biocombustibles.

• Reducción de emisión de GEI

Efecto del biodiesel en la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y en la estabilidad climática Al usar biodiesel en lugar de petróleo, se reduce la emisión de GEI tales como el bióxido de carbono

(CO2) que provocan el calentamiento global, ya que las materias primas, tales como la higuerilla y la

jatropha, absorben el CO2 del aire y por medio de la fotosíntesis lo transforman en raíces, tallos, hojas y

semillas. Durante la combustión del biodiesel, CO2 es liberado hacia la atmósfera cerrando su ciclo y

manteniendo el balance de CO2. Al contrario cuando se usan combustibles fósiles, el CO2 liberado

durante la combustión se incorpora a la atmósfera incrementando su concentración. La reducción de los

GEI es una función de la formulación del biodiesel, por ejemplo, si se usa una mezcla de 20 % de

biodiesel y el resto de diesel (B20) se reduce en un 15.66 % la emisión de GEI. De igual forma reduce la

emisión de partículas (PM), de hidrocarburos (HC) y de monóxido de carbono (CO). Todo esto debido

a que el biodiesel contiene 11 % en peso mas de oxigeno que el diesel. Diferentes pruebas han mostrado

que la reducción de PM, HC y CO es independiente de la materia prima utilizada en la producción de

biodiesel. La Environmental Protection Agency (EPA) evaluó las emisiones de 80 pruebas realizadas en

maquinas de combustión interna y concluyó que los beneficios son reales y predecibles para una amplia

gama de mezclas de biodiesel. En la Figura 18. Impacto de las emisiones de biodiesel en máquinas de

combustión interna se reportan los resultados de tales pruebas.[EPA, 2006].

60

Figura 18. Impacto de las emisiones de biodiesel en máquinas de combustión interna

Escenarios de mitigación de carbono

La producción de GEI a partir de combustibles fósiles y su remplazamiento con biocombustibles

líquidos representa en promedio un ahorro de 3 tonCO2/t de gasolina desplazada y 3.25 tonCO2/t por

ton de diesel desplazado. Se establecieron 3 escenarios de penetración (en cuanto a hectáreas) ya sea

para bioetanol o biodiesel. Los resultados muestran que es el jugo de caña de azúcar el que tiene el

mayor potencial de reducción de CO2. Sin embargo es necesario pensar en combinar varias materias

primas para obtener una alta reducción de CO2 sin dañar el mercado de alimentos. En cuanto a

Biodiesel Jatropha es el cultivo con mayor potencial de mitigación de CO2. Así el mayor potencial de

reducción de CO2 puede ser alcanzado si el jugo de caña, sorgo grano, jatropha y palma de aceite son

combinados para producir bioetanol y biodiesel ( ).

61

Figura 19. Toneladas de CO2 desplazada por el uso de biocombustibles

Conclusiones

La principal ventaja del desarrollo y uso de biocombustibles es que incide directamente en la reducción

de las emisiones de GEI, tales como monóxido de carbono, hidrocarburos, partículas, compuestos

aromáticos, etc. y que al ser producidos a partir de biomasa (fuente renovable) mantienen el balance de

bióxido de carbono coadyuvando con ello a sostener las condiciones climatológicas estables y a reducir

la dependencia energética tan grande que se tienen de los fósiles, pero poniendo siempre en primera

prioridad el abastecimiento de alimentos.

62

Actividad 6. Análisis de la factibilidad de la implementación de estas tecnologías. En la actividad 4 se analizaron las diferentes alternativas tecnológicas y costos de producción de los

biocombustibles líquidos.

En este abordaremos brevemente un análisis de factibilidad para la producción de etanol a partir de caña

específicamente y un análisis general de factibilidad para la producción de biodiesel de varias fuentes,

Fuente. SENER 2006.

Análisis de factibilidad para producción de bioetanol de caña de azúcar. En el caso del cultivo de caña de azúcar se deben conocer los precios de paridad, que son aquellos para

los cuales es indiferente producir etanol o cualquier otro producto a partir de la misma materia prima,

esto puede lograrse siendo más eficientes en los procesos industriales específicos de este producto.

Estos precios de paridad o indiferencia son distintos para el consumidor o para la industria petrolera

(donde se insertaría las mezclas de este biocombustible).

En el caso de México además de importar gasolina, se utiliza una significativa cantidad de MTBE

importado, la utilización de etanol nacional podrá traer ventajas interesantes reduciendo el costo final de

la gasolina.

Costos de paridad o indiferencia del etanol ante subproductos de caña de azúcar y gasolinas. Los precios de paridad del etanol de caña de azúcar, deben ser determinados en función de los precios

del azúcar y de las melazas, que representan los subproductos principales para esa materia prima. Tales

precios son estimados sin tomar en cuenta las inversiones en sistemas de producción, pues representan

directamente precios de oportunidad para subproductos utilizando una misma materia prima. Así la

producción de etanol podría darse principalmente en complementación a las actividades azucareras,

expandiendo la extensión de los cultivos de acuerdo a sus áreas potenciales y añadiendo destilerías a las

plantas existentes, siempre en un marco de eficiencia económica. De hecho, las melazas subproductos

siempre presentes en la fabricación de azúcar, pueden ser materias primas importantes para la

producción de etanol.

Así se tiene que si un un litro de etanol requiere 1.67 kilogramos de sacarosa para ser producido, se

calcula su precio de paridad en función del precio de azúcar siguiendo la siguiente ecuación:

63

PIEA ($/litro) = 1.67 * PAzu ($/kg)4

Y el precio de indiferencia del etanol en función del precio de la melaza se calcula en:

PIEA ($/litro) = 2.98 * PMel ($/kg)5

Para los productores de la agroindustria cañera, los precios de paridad del etanol frente al azúcar son

significativamente más elevados que considerando el uso de melazas.

Por otro lado, las características del etanol como combustible, para su utilización en motores de ciclo

Otto puro o en mezclas con gasolina, permiten determinar los precios de paridad para ese

biocombustible frente a los derivados de petróleo.

Al hacer mezclas de bioetanol-gasolina, se obtiene un combustible más pobre energéticamente, pero

tiene mayor capacidad de conversión térmica que la gasolina, lo cual no influye en el consumo de los

motores, así un litro de etanol representa un valor de uso igual al de un litro de gasolina y por tanto el

precio de paridad del etanol es el propio precio de la gasolina6.

Una manera alternativa y bastante razonable para evaluar los precios de paridad del etanol es

considerando como referencia el producto que el biocombustible busca sustituir, por lo general el

MTBE, que actúa como un oxigenante.Así la evaluación se haría con base en su contenido de oxigeno.

Bajo ese concepto, el etanol contiene 1.93 veces más oxígeno que el MTBE, su valor frente a ese éter es

efectivamente 1.93 veces mayor, correspondiendo a un rango entre 0.911 a 1.058 US$/litro.

Demanda de etanol bajo tres escenarios de introducción Actualmente existe una fuerte demanda de etanol para biocombustible en otros países, sin embargo solo

se calculó la demanda para el mercado interno.

Se plantearon 3 escenarios, considerando desde cubrir parte del mercado de oxigenantes, hasta toda la

demanda de gasolina.

• Escenario No.1: Sustitución de la producción nacional de MTBE (Metil Terbutil Éter)y

TAME (Teramil Metil Éter) por ETBE (Etil Terbutil Éter) y TAEE (Teramil Etil Éter), manteniendo las importaciones de MTBE necesarias para satisfacer la demanda de las gasolinas oxigenadas en las Zonas Metropolitanas de las grandes ciudades.

• Escenario No. 2: Eliminación del empleo de éteres derivados de petróleo en la formulación de gasolinas, manteniéndose la exigencia de oxigenación de gasolinas en las Zonas Metropolitanas al nivel de 2% en peso, empleando etanol como componente oxigenante.

4 PIEA precio indiferencia etanol anhidro, Pazu precio azúcar 5 Piel precio azúcar 6 De acuerdo a las variaciones de los precios de gasolina.

64

• Escenario No.3: Mezcla de etanol en 10% del volumen de todas las gasolinas consumidas en México, correspondiendo a un nivel de oxigenación de 3,5% en peso, valor más frecuentemente utilizado en los demás países que utilizan ese biocombustible.

Para los tres escenarios de demanda de etanol, se estimó una demanda de 412 mil m3/año para

sustitución de la producción local de MTBE por ETBE, 912 mil m3/año para sustitución total de MTBE

por etanol en 44% de la gasolina utilizada en México y 3,897 mil m3/año para mezcla de 10% de etanol

en toda la gasolina del país.

Inversión industrial y superficie de cultivo requerida. De acuerdo a los resultados de demanda de etanol anteriores, se calculó cual sería la inversión industrial

necesaria para la producción de etanol para cada escenario y la superficie de cultivo requerida para la

obtención de la materia prima .Tabla 30 y Tabla 31.

Materia prima y tecnología Caña miel

pobre Caña miel

rica Caña jugo

directo Caña jugo +

hidrólisis

Escenario Inversión industrial (millones de US$)

1. Sustitución de la producción nacional de MTBE por ETBE 240 240 300 790

2. Sustitución total de los éteres por etanol 510 510 600 1,580

3. Mezcla de 10% de etanol en volumen en toda gasolina del país 2,160 2,160 2,400 6,320

Tabla 30. Inversión industrial total

Materia prima y tecnología Caña miel

pobre Caña miel

rica Caña jugo

directo Caña jugo +

hidrólisis Escenario Superficie de cultivo (miles de ha)

1. Sustitución de la producción nacional de MTBE por ETBE 767 395 84 69

2. Sustitución total de los éteres por etanol 1,698 874 187 153

3. Mezcla de 10% de etanol en volumen en toda gasolina del país

7,260 3,736 799 652

Tabla 31. Superficie de cultivo requerida

Para dar una idea de los resultados en cuanto a producción de etanol, para el escenario de demanda más

alta y considerando a la caña de azúcar (jugo directo) como materia prima, serian requeridas

aproximadamente 800 mil ha, con una inversión de 2,400 millones de dólares en las plantas

agroindustriales, En esa evaluación se adoptó una productividad de 61 t/ha, que puede ser considerada

65

relativamente conservadora, ya que el rendimiento medio nacional en 2005 fue 75 t/ha (Lazcano, 2006).

En el estudio de potencial se calculan casi 2,900,000 ha con potencial para cultivo de caña de azúcar, de

las cuales 820,00 son tierras con muy alta productividad (hasta 100 t/ha) (Actividad 3 en este reporte).

Barreras y oportunidades para la producción de bioetanol. La implementación en México de las tecnologías analizadas, depende sobre todo de la puesta en práctica

de una política pública orientada al aprovechamiento de la bioenergía y de la adecuada coordinación

entre los tres niveles gubernamentales para su total aplicación.

En la Tabla 32 se enumeran las barreras y las acciones a seguir, para el caso de bioetanol.

Barreras o Falta de formación de recursos humanos en el área de bioenergía. o Necesidad de innovación tecnológica para la obtención de etanol de

segunda generación a partir de materiales lignocelulósicos. Acciones Técnicas

o Apoyo en grupos de investigación y desarrollo de proyectos pilotos y demostrativos.

o Revisión de tecnología ya existente para adecuarla al contexto nacional o regional.

Barreras o Altos costos de producción de etanol de caña de azúcar. o Riesgos potenciales del aumento del precio de azúcar en Mexico. o Falta de inversión en industrias de etanol en México, existen pocas

industrias. Acciones

Económicas o Se debe buscar ser competitivo en los precios de etanol, ya sea por medio de subsidios al fomento de energías renovables o por aprovechamiento de todos los subproductos de este proceso.

o Se debe aumenta la producción de caña de azúcar. Se deben probar nuevas tecnologías que use los subproductos de los ingenios azucareros.

o Se debe atraer inversión para creación de nuevas industrias, apoyando con incentivos fiscales o algún tipo de subsidio.

Barreras o Falta de programas gubernamentales que apoyen la producción de

etanol en México o Falta de incentivos y programas que permitan a PEMEX comprar y

distribuir bioetanol a través de las gasolinerías. o Falta de incentivos para que los agricultores produzcan sorgo grano o

caña de azúcar. o No existe una organización entre agricultores y los inversionistas en

etanol.

Institucionales o regulatorias

Acciones

66

o Es prioritario el establecimiento de estrategias nacionales para la producción de bioetanol entre el sector público y privado.

o Se debe crear un programa que apoye a PEMEX para la introducción de bioetanol en México.

o A través de programas como PROCAMPO se debe apoyar el establecimiento de plantaciones de caña de azúcar y sorgo grano dedicados a energéticos, ya sea con tecnologías (como técnicas de irrigación, semilla mejorada) o algún beneficio de tipo económico.

o Se debe crear una organización a cargo de coordinar todos los sectores involucrados.

Barreras o Reglas que permitan la venta de mezclas de bioetanol-gasolina en

México. Actualmente, todos los derechos sobre combustibles en México son manejados por PEMEX, incluyendo las mezclas de biodiesel-diesel y bioetanol-gasolina. Lo cuál no permitió que el sector privado invirtiera en el mercado de biocombustibles líquidos. Acciones

Legales

o Creación de legislatura. Fue aprobada la Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos (LPDB), que permite la venta de mezclas de etanol-gasolina en México. Aún falta discutir regulaciones específicas para la operación de la misma. Barreras

o Desconocimiento por parte de agricultores acerca de los beneficios de la producción de caña de azúcar y sorgo grano para el mercado de etanol.

o Falta de información pública para valorar a la bioenergía Acciones Social/cultural

o Se debe distribuir información a través de programas gubernamentales como SAGARPA a los agricultores

o Campañas de información, con la intención de fortalecer la visión de la bioenergía en la población en general.

Tabla 32. Barreras y Acciones para la implementación de la producción de bioetanol en México.

Análisis de factibilidad para producción de biodiesel Dentro de este apartado se hablará de costos para producción de biodiesel bajo las condiciones de

México y se expondrán algunos puntos vistos en la actividad 4 de este reporte.

Análisis de factibilidad técnica

Este tipo de análisis tiene que ver con los requerimientos de materia prima y los procesos de producción

de biodiesel.

Ya se mencionó que las tecnologías más comunes de producción de biodiesel tienen que ver con la

cantidad de ácidos grasos libres en el aceite (FFA). Y son estos FFA, una característica muy importante

de la calidad de la materia prima utilizada. Adicionalmente otras sustancias como cantidad de agua,

67

fosfolípidos así como trazas de sulfuro contenidas en el aceite, pueden tener efectos en la utilidad

técnica del mismo. La mayoría de los aceites vegetales tienen la ventaja de tener bajas concentraciones

de FFA y de otros contaminantes como agua. Aún así algunos aceites necesitan ser parcialmente o

totalmente refinados para reducir el contenido de FFA (Ver Actividad 4 de este reporte).

Análisis de tecnologías Tomando como base el reporte de SENER-BID-GTZ en la Tabla 33 se hace un análisis con el objeto de

determinar los costos de inversión para la implementación distintas tecnologías.

Diagrama I II III

Tipo Planta agrícola Planta industrial Planta industrial

Materia prima Semillas Semillas Aceite vegetal

Ventajas Cerca del punto de consumo

(mas eficiente)

Mantiene los recursos y las

utilidades en las comunidades

Permite iniciar las operaciones

con costo de arranque

relativamente bajos

Materias primas de alta calidad

Mayor capacidad de producción

Tabla 33. Análisis de tecnologías de producción de biodiesel

El modelo I es una típica planta agrícola, con una capacidad de aproximada de 3,600 t/a a 5,000 t/a

dependiendo de la carga anual.

68

Acondicionamiento de materias primas

(Producción de aceite)

Producción de biodiesel(Transesterificación)

Almacenamiento de residuos(Pasta)

Secado

Lavado

Destilación(Recuperación de metanol)

Almacenamiento de subproductos

(Glicerina)

Material auxiliar•Metanol•Hidróxido de potasio•Acido fosfórico•Agua

Potencia auxiliar•Electricidad

Subproductos•Pasta•Glicerina•Efluentes

Semillas

Biodiesel

Proc

eso

com

plet

o

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

esel

Acondicionamiento de materias primas

(Producción de aceite)

Producción de biodiesel(Transesterificación)

Almacenamiento de residuos(Pasta)

Secado

Lavado

Destilación(Recuperación de metanol)


(Glicerina)

Material auxiliar•Metanol•Hidróxido de potasio•Acido fosfórico•Agua

Potencia auxiliar•Electricidad

Subproductos•Pasta•Glicerina•Efluentes

Semillas

Biodiesel

Proc

eso

com

plet

o

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

esel

La tendencia actual debido a los requerimientos de producción de biodiesel, es que se invierta en plantas

industriales para procesar a gran escala. Tienen capacidad de 100,000 t/a de manera continua.

Figura 20. Diagrama de flujo de planta agrícola (Concepto I)

Semillas

Subproductos•Pasta•Glicerina

Material auxiliar•Metano•Metilato de sodio•Ácido clorhídrico•Hidróxido de calcio•Hidróxido de potasio•Tierras de blanqueo•Nitrógeno•Agua

Potencia auxiliar•Electricidad•Vapor

Residuos•Filtro ayuda•Fase orgánica•Efluente

Lavado

Tierra de blanqueo

Secado

Adsorción

Destilación

Glicerol

Metanol

Pre acondicionamiento

Producción de aceite vegetal

EsterificaciónCatalizador

Pasta

Glicerol

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

eselPr

oces

o co

mpl

eto

Biodiesel

Semillas

Subproductos•Pasta•Glicerina

Material auxiliar•Metano•Metilato de sodio•Ácido clorhídrico•Hidróxido de calcio•Hidróxido de potasio•Tierras de blanqueo•Nitrógeno•Agua



Lavado

Tierra de blanqueo

Secado

Adsorción

Destilación

Glicerol

Metanol

Pre acondicionamiento

Producción de aceite vegetal

EsterificaciónCatalizador

Pasta

Glicerol

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

eselPr

oces

o co

mpl

eto

Biodiesel

Figura 21. Diagrama de flujo de planta industrial (Concepto II)

69

Una planta industrial generalmente es más eficientes que una planta agrícola, la mayoría son diseñadas

para usar materias primas de gran calidad con metanol.

Aceite vegetal

Biodiesel

Subproductos•Glicerina

Material auxiliar•Metano•Metilato de sodio•Acido clorhídrico•Hidróxido de calcio•Hidróxido de potasio•Tierras de blanqueo•Nitrógeno•Agua



Producción de biodieselEsterificación en múltiples fases

Lavado

Secado

Destilación


(Glicerina)

Proc

eso

com

plet

o

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

esel

Aceite vegetal

Biodiesel

Subproductos•Glicerina

Material auxiliar•Metano•Metilato de sodio•Acido clorhídrico•Hidróxido de calcio•Hidróxido de potasio•Tierras de blanqueo•Nitrógeno•Agua



Producción de biodieselEsterificación en múltiples fases

Lavado

Secado

Destilación


(Glicerina)

Proc

eso

com

plet

o

Plan

ta d

e co

nver

sión

Con

dB

iodi

esel

Figura 22. Diagrama de flujo de planta industrial (Concepto III)

En las Tabla 34 y Tabla 35 se reportan las materias primas, capacidades de producción e inversión para

plantas de producción de biodiesel para los conceptos antes mencionados [SENER-BID-GTZ, 2006].

Concepto Materia

prima

Capacidad

(t/a)

Inversión

(miles pesos)

terreno

(miles pesos)

Inversión total

(miles pesos/MW

comb)

I Semillas 3,600 11,800 1,040 2,100

II Semillas 93,750 310,900 23,550 2,590

III Aceite 93,750 184,800 6,540 1,490

Tabla 34. Datos de capacidad e inversión de plantas de biodiesel

Concepto

Unidades I II III

Características de operación

Régimen --- Lotes Continuo Continuo

70

Materia prima --- semillas Semillas aceite

Max. FFA % < 1 < 1 < 1

Capacidad ton/a 3600 93750 93750

Tiempo laborable h/a 6000 7500 7500

Balance de materia y energía

Insumos t/tbiodiesel 3.3 a 9.1 2.9 a 6.8 1

Electricidad KWh/t biodiesel 236 196 12

Vapor KWh/t biodiesel 300 470 211

Glicerina t/tbiodiesel 116 129 129

Tabla 35.- Inversión total (promedio)

Por último en la Figura 23 se reportan estimados del costo de producción de biodiesel como una función

de las materias primas. Como puede apreciarse el costo de las materias primas es el que tiene un mayor

aporte al costo de producción de biodiesel, por lo que se requiere que el gobierno a través de programas

como PROCAMPO financie a los productores en los primeros años. Es importante una vez más crear

estándares de calidad para México, que permitan que la producción sea competitiva en mercados

internacionales en un futuro.

10.0 9.6 9.4

4.2

10.6

6.3

8.4 8.1 7.8

2.7

8.3

5.36.6

7.5

12.4

7.08.3 8.5

7.3 7.9

4.3

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

Can

ola

Sunf

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Jatro

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Palm

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Palm

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PEM

EXD

iese

l*

Agricultural oil mill-biodiesel plant Industrial oil mill-biodiesel plant Industrial biodiesel plant Industrialmulti-

feedstockbiodiesel

plant

Conv.

Biod

iese

l pro

duct

ion

cost

s [M

X$/l

DE]

FeedstockOperationCapital By-productsTotal

* exclusive taxes

Figura 23. Costos de producción de biodiesel por materia prima

71

Después de realizar un análisis de factibilidad económico, se concluyó que el costo de producción de

biodiesel es signicativamente más alto que aquel producido por la industria petrolera (PEMEX).

Cultivos como palma de aceite, girasol o Jatrophar son los más favorecidos.

Los costos de materia prima son los más importantes dentro del análisis y contribuyen a cerca de un

59% en la palma de aceite. Es importante pensar en la utilización de los subproductos de la producción

de biodiesel así una industria con plantas anexas, puede aprovechar estos recursos.

Barreras y oportunidades para la producción de biodiesel. Una de las principales limitantes para la implementación de producción de biodiesel en México, es que

no existía una regularización para la comercialización de biodiesel ya sea B-100 o mezclas. Solo PEME

tenía la autoridad para producir y manejar crudo, además solo PEMEX refinación podría comercializar

mezclas.

A continuación se listan las barreras y acciones a seguir para el caso del Biodiesel.Tabla 36

Barreras o No existen estándares de calidad para el biodiesel en México. o Poco desarrollo en investigación e información acerca de co-productos

derivados de la producción de biodiesel de jatropha y palma de aceite. Acciones Técnicas

o Se sugiere crear estándares de calidad como aquellos establecidos en Europa.

o Fomentar la investigación en producción de biodiesel, hacer disponible a todos los sectores la información sobre las ventajas de la producción de biodiesel y costos de producción.

Barreras o Alta dependencia de importaciones de semillas oleaginosas, se espera

que los precios de estos cultivos se eleven, debido a los precios del mercado global.

o Costos de producción comparativamente altos de acuerdo a los actuales precios de diesel de PEMEX.

Acciones Económicas

o Aumentar los cultivos de semillas oleaginosas, para solventar las importaciones

o Promover incentivos fiscales, para los productores de biodiesel. Complementar estos incentivos con los programas de bonos de carbono.

Institucionales o regionales

Barreras

o No existe coordinación institucional. o No hay información disponible acerca de la tecnología, practicas de

producción, beneficios etc. o No hay interés o apoyo de parte de PEMEX para la promoción de

72

mezclas de biodiesel a través de sistemas nacionales.

Acciones o Creación de un organismo que coordine el apoyo en la investigación

en distintas universidades o centros, todo con el fin de hacer más accesible la información a potenciales inversionistas.

o Se deben implementar y crear leyes y apoyo financiero que permitan a PEMEX la compra y venta de biodiesel.

Barreras o No existían leyes que apoyen las ventas de diferentes mezclas de

biodiesel con gasolina. Acciones Legales

o Crear leyes que regulen dichas mezclas. En Febrero del 2008 la Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos (LPDB) fue aprobada, asigna a la SENER como organismo encargado de analizar los proyectos de biocombustibles en México.

Tabla 36. Barreras y Acciones para la implementación de la producción de biocombustibles en México

73

Actividad 7. Estimación de los impactos en el índice energético y potencial de mitigación por la implementación de biocombustibles líquidos.

En este capítulo se describen los principales impactos energéticos y de mitigación de Gases de Efecto

Invernadero (GEI) derivados del uso de biocombustibles líquidos con las tecnologías actuales.

Dos de los principios que deben cumplir los biocombustibles líquidos para que funcionen de forma

sustentable son:

• Ser una fuente renovable de energía con índice energético positivo (independencia

energética)

• Disminución de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) debido a su propia

renovabilidad y al ciclo de carbono neutro7.

Los biocombustibles líquidos de primera generación están directamente relacionados con el uso de

extensiones agrícolas, pues es de aquí donde se obtiene la materia prima (caña de azúcar, sorgo dulce,

semillas de plantas oleaginosas, etc.). La alta difusión que han tenido estos biocombustibles, ha

provocado que sean colocados como tema principal en la agenda de diversos programas en el mundo

que buscan contar con un combustible renovable. Pero no todos los países cuentan con la tierra

disponible donde se cultive la materia prima que, una vez transformada, cubra la demanda energética

actual. Es por ello que algunos gobiernos y particulares han tratado, por un lado aumentar la generación

de la materia prima, haciendo uso de grandes extensiones de tierra, y por otro lado, aumentar la

productividad de los diversos cultivos por medio del uso de agroquímicos.

Uno de los argumentos principales para obtener altas productividades a bajos precios es la aplicación

intensiva de fertilizantes y pesticidas. Por otro lado, los métodos orgánicos tienden a bajar la

productividad por hectárea. Pero ya son conocidos los impactos ambientales negativos por el uso

intenso de insumos. Sin embargo, algunos estudios ha probado que la agricultura con orientación

ecológica (bajos insumos) es capaz de incrementar la productividad de 50 a 150% comparada con los

sistemas agrícolas extensivos tradicionales (Fehrenbach, 2008).

7 Los principios y criterios de sustentabilidad se discuten en la siguiente actividad.

74

Un componente crítico para determinar la sustentabilidad de los biocombustibles es la selección del

lugar donde se sembrará la materia prima, por lo cual deben ser analizados con sumo cuidado diversos

factores tales como el cambio de uso de suelo (no es lo mismo eliminar bosques tropicales o usar

turberas como zona de cultivo); las emisiones netas a la atmósfera, así como los impactos en la

biodiversidad. Hacer el cambio de tierra ya cultivada para sembrar la materia prima para los

biocombustibles, puede generar escasez de los productos previamente sembrados. Plantar en tierra no

cultivable, puede poner la presión en la conservación de la biodiversidad y en el propio uso de la tierra

para otros fines. Los progresos en el sector agrícola para cultivos alimenticios y no alimenticios tendrán

implicaciones importantes para el uso y disponibilidad del agua (The Royal Society, 2008)

Sólo con un análisis a detalle de las implicaciones resultantes de la producción a gran escala y del uso

intensivo de insumos, es posible determinar que tan sustentable resulta la producción de

biocombustibles líquidos.

En la Figura 24 se muestran como ejemplo las etapas involucradas en la producción de los

biocombustibles, desde la entrada de recursos hasta el uso final.

75

Figura 24. Cadena de producción de las biocombustibles líquidos

Fuente: FAO, 2008

Existen diversas herramientas que ayudan a calcular el nivel de sustentabilidad de la producción de

biocombustibles. Una de ellas es el Análisis de Ciclo de Vida (ACV).

El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una técnica con muchas aplicaciones y que en nuestro caso, sirve

para evaluar los impactos en cuanto a la energía y del calentamiento global (por el cálculo de emisiones

de GEI) de los biocombustibles. Este permite hacer comparaciones de diferentes aspectos mediante la

unificación de unidades, y calcula (Kammen et al, 2008):

1) Cuál es el cambio neto en el suministro de energía en el mundo por el uso de

biocombustibles usados desde una fecha dada; y

76

2) Cuántas emisiones de GEI en el mundo podría ser atribuido a una unidad de

biocombustible producido.

Índice Energético Para el caso de los biocombustibles, el índice energético o eficiencia energética, se refiere a la cantidad

de energía requerida para producir un producto con respecto a la energía contenida en el mismo

producto, mientras más pequeña sea esta relación, habrá mayor ahorro de energía en la producción de

biocombustibles.

La eficiencia energética puede definirse de dos formas: 1) Eficiencia energética del ciclo de vida y 2)

relación de energía fósil. Cada uno se refiere a distintos aspectos del balance energético del ciclo de vida

del combustible estudiado. La eficiencia energética del ciclo de vida (CV) es simplemente la relación de

la energía contenida en el combustible con respecto a la energía primaria total invertida (Sheehan et al,

1998):

Eficiencia energética del CV = Energía contenida en combustible / Energía primaria total

Esta eficiencia considera pérdidas de energía alimentada y de energía de procesos adicionales

necesarios para producir el combustible.

La relación de energía fósil nos indica en que grado un combustible es o no renovable:

Relación de energía fósil = Energía contenida en combustible / Alimentación de energía fósil

Y según Janulis (2004) el ACV calcula los siguientes indicadores:

R1 = La relación de la energía del biocombustible (poder calorífico) con respecto a la energía

usada para la producción del combustible

R2 = La relación de la energía acumulada en todos los productos (incluyendo coproductos)

obtenidos en el proceso de la producción del combustible con la energía total consumida para la

producción del combustible

77

R3 = Ecobalance, la relación de la energía del combustible (poder calorífico) con la energía total

relacionada solamente con la producción del biocombustible (no energía primaria de insumos

necesarios).

Todas las relaciones energéticas dependen de las condiciones climatológicas y de las tecnologías

agrícolas y de proceso utilizadas. Así, los valores “R1” calculados para el biodiesel en varios países son

diferentes pero todos exceden de 1 (Janulis, 2004).

Figura 25. Balances estimados de energía fósil de determinados tipos de combustible. Fuente: FAO, 2008

En la Figura 25 se resumen los resultados de varios estudios sobre balances de energía fósil de

diferentes tipos de combustible, de acuerdo con la información proporcionada por el Instituto de la

Vigilancia Mundial (2006). En ella podemos ver que la relación de energía fósil para la gasolina y el

78

diesel convencionales es de aproximadamente 0.8 y 0.9. Esto se debe a la energía que se consume en la

producción de los propios combustibles fósiles y la que se consume en transportarlos a los centros de

transformación y de mercado. Cualquier biocombustible que aparezca con relaciones de energía fósil

superior a esos valores, estará contribuyendo a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Todos los combustibles fósiles aportan una contribución positiva a ese respecto, si bien en grados que

varían considerablemente.

Para el caso del biodiesel, se puede observar que cuando se utiliza aceite de palma existen valores más

altos de relación de energía fósil lo cual se debe a que para el caso de otras semillas oleaginosas, éstas

deben ser trituradas para extraer el aceite, fase adicional de conversión que requiere energía. Para el

caso del etanol elaborado a base de cultivos, existe un mejor comportamiento cuando se utiliza caña de

azúcar, el balance favorable de energía fósil depende no solo de la productividad de la materia prima,

sino también del hecho de que su elaboración supone el uso de residuos de biomasa de la caña de azúcar

(bagazo) como aporte energético. La variedad de los balances estimados de combustible fósil de las

materias primas celulósicas es más amplia aún, lo que es reflejo de la incertidumbre en relación con esta

tecnología y la diversidad de materias primas y sistemas de producción posibles (FAO, 2008).

Caso particular del Etanol Producir un MJ de etanol requiere mucho menos petróleo del que es requerido para producir un MJ de

gasolina como se muestra en la Figura 26, sin embargo, el GEI medido ilustra que el funcionamiento

ambiental del etanol varía enormemente dependiendo de los procesos de producción.

Tomar en cuenta sólo algunos factores, puede ser una pobre guía para aplicación de políticas. Al

comparar sólo el uso de petróleo en los procesos, el caso del etanol de primera generación podría ser

ligeramente preferido sobre el caso del etanol celulósico (una relación de entrada de 0.06 comparada

con 0.08), sin embargo, en cuanto a emisiones, el caso del etanol de primera generación emite mucho

más que el etanol celulósico (77 comparado con 11), si bien ambos casos tienen emisiones más bajas de

GEI que la gasolina. La conversión indirecta del uso de suelo tiende a incrementar esta disparidad

debido a que es más probable que se aplique para el etanol de maíz que para el etanol celulósico

(especialmente cuando los desperdicios son usados como material prima para los celulósicos) (Kammen

et al, 2008).

79

Figura 26.a. Energía neta y GEI neto para gasolina, seis estudios y tres casos. 7b. Energía neta y entrada de petróleo para los mismos. No son consideradas las emisiones indirectas de GEI debido al cambio de uso de suelo y podrían incrementar significativamente desde etanol a base de maíz (Farrel et al, 2006).

Como se ha mencionado anteriormente, la producción a gran escala de los biocombustibles genera uso

intensivo de insumos, esto a su vez se refleja en la energía total utilizada y por lo tanto en las emisiones

de GEI. En la Figura 27 se muestra en forma resumida la producción de etanol desde diferentes procesos

(etanol de maíz, uso intensivo de insumos y etanol celulósico) y se compara con la producción de

gasolina. Se puede observar que la relación de energía fósil es diferente en cada proceso parcial

dependiendo del tipo de tecnología usada. Además, a pesar de que el etanol producido desde maíz

representa menor relación de energía fósil que la gasolina, en cuanto a las emisiones no existe una

b

80

diferencia significativa. La producción de etanol celulósico en este ejemplo presenta una marcada

diferencia en cuanto a las emisiones de GEI.

Gas NaturalPetróleo OtrosCarbónOtros

productos

EtanolEntrada Granja Biorefinería

Producción de Petróleo Refinería Gasolina

94

77

91

11

GHGs en la atmósfera

Etanol

CO2

Celulosico

0.04

0.18

0.08

0.28

0.05

0.02

0.41

0.66

-0.021

0.0.4

0.05

0.02

Gasolina 1.1 0.03 0.05 0.01

Gas NaturalPetróleo OtrosCarbónOtros

productos

EtanolEntrada Granja BiorefineríaEntrada Granja Biorefinería

Producción de Petróleo RefineríaProducción de Petróleo Refinería Gasolina

94

77

91

11

GHGs en la atmósfera

Etanol

CO2

Celulosico

0.04

0.18

0.08

0.28

0.05

0.02

0.41

0.66

-0.021

0.0.4

0.05

0.02

Gasolina 1.1 0.03 0.05 0.01

Figura 27. Evaluación de la producción del etanol desde procesos diferentes basado en el uso de de energía primaria (MJ) por MJ de combustible y emisiones netas de GEI (kgCO2-eq) por MJ de combustible. Para el caso de la gasolina, tanto la materia prima del petróleo y sus entradas de energía son incluidas.

“Otro” incluye generación de energía nuclear e hidráulica. En lo relativo a la gasolina, el etanol

producido actualmente utiliza mucho menos petróleo pero mucho más gas natural y carbón. La

producción de etanol desde biorefinerías de etanol lignocelulósico se localizan lejos de donde se

produce el maíz lo que genera un etanol con alto uso de carbón y moderado uso de petróleo. Para el

etanol celulósico se espera que tenga un muy buen uso de combustibles fósiles y un uso ligero

(negativo) de carbón, debido a las ventas de electricidad que podrían desplazar el carbón. Las emisiones

indirectas debido al cambio de uso de suelo no se incluyen en los cálculos, y podrían incrementar

significativamente las emisiones de etanol derivado de maíz. (Farrell, et al. 2006).

Caso particular del biodiesel Según experiencias en otros países, la mayor demanda de energía está relacionada con los fertilizantes y

materiales para cuidado de las plantas (Prueksakorn y Gheewala, 2008 y 2006), (Janulis, 2004). La

energía acumulada en los fertilizantes llega a ser del más del 58% del consumo de energía en la

agricultura y más de 2 veces más grande que la energía acumulada en el combustible, lubricantes y

electricidad utilizados en esta etapa. La energía total consumida en la agricultura puede ser reducida por

el uso de biofertilizantes producidos con residuos biológicos, la mayoría de los cuales no son utilizados

actualmente (Janulis, 2004).

Algunos coeficientes energéticos para diversos cultivos comparados con los diesel de petróleo se

muestran en la Tabla 37.

81

Materia prima Coeficiente energético Referencia

0.88 NTB liquid biofuels network Diesel de petróleo

0.885 ADEME, 1997

1.14 Prueksakorn y Gheewala, 2006 Jatropha curcas

1.42 Prueksakorn y Gheewala, 2008

1.9 NTB liquid biofuels network

1.9 ADEME, 1997

1.43 Janulis, 2004 Colza, canola

1.1 Gärtner, 2003

1.93 Hill et al, 2006

2.51 Ahmed, 1994 Soya 2.5 Kurki, 2006

Palma de aceite 6.0 - 8.0 Ester et al

Soya/girasol/palma/colza 1.746 Lechón, 2006

Tabla 37 Coeficientes energéticos de diesel de petróleo y biodiesel.

Emisiones de GEI.

De manera similar, el efecto neto de los biocombustibles en las emisiones de gases de efecto

invernadero puede variar considerablemente dependiendo de la materia prima que se use, las

condiciones de cultivo, y la extensión agrícola utilizada.

Los GEI tales como el metano, dióxido de carbono y el óxido nitroso N2O son emitidos a lo largo de la

cadena productiva, y su cantidad depende de varias prácticas y procesos, que incluyen el uso de

fertilizantes, agronomía, sistema de cosecha, conversión y distribución. Adicionalmente las plantas de

producción también emiten compuestos orgánicos volátiles (COV’s) tales como isopropeno, el cual no

afecto sólo la calidad del aire sino que en presencia de NOx puede producir ozono. El ACV incorpora en

sus cálculos algunas de las principales fuentes de emisión (The Royal Society, 2008).

Además en cada proceso de la cadena productiva total se presentan condiciones de operación muy

diferentes y por lo tanto diferentes emisiones de GEI. En la Figura 28 se hace una comparación de las

emisiones de GEI desde diversos biocombustibles con respecto a los combustibles fósiles.

82

Figura 28. Reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero de determinados biocombustibles en comparación con los combustibles fósiles Nota: No comprende las repercusiones en el cambio del uso de la tierra Fuentes: AIE, 2006 y FAO, 2008b Los GEI se incrementan en cada etapa de la cadena productiva total de los biocombustibles. En la

Figura 29 se muestran cada una de ellas

Crecimiento cultivo,

provisión de materia prima,

Transporte materia prima

y pre-procesamiento

Conversión materia prima

a biocombustible

Distribución de bio

combustible y uso

Salidas: Emisiones de GEI

(CO2, CH4, N20)

Entradas: Combustibles fósiles, químicos, equipo de manufactura, tierra

CO2 CO2Crecimiento cultivo,

provisión de materia prima,

Transporte materia prima

y pre-procesamiento

Conversión materia prima

a biocombustible

Distribución de bio

combustible y uso

Salidas: Emisiones de GEI

(CO2, CH4, N20)

Entradas: Combustibles fósiles, químicos, equipo de manufactura, tierra

CO2 CO2

Figura 29. Emisiones de GEI por la producción y utilización de biocombustibles

Fuente: The Royal Society, 2008 La mayoría de los estudios han puesto de manifiesto que la producción de biocombustibles de primera

generación resulta en una reducción de las emisiones del orden del 20-60 % en comparación con los

combustibles fósiles, siempre que se empleen los sistemas más eficientes y que se excluya el carbono

originado por el cambio del uso de suelo (FAO, 2008).

Para estimar las reducciones netas de GEI es necesario hacer la comparación con respecto del

combustible sustituido. En este caso, el sistema de referencia del combustible fósil abarca la extracción

del petróleo, el transporte a la refinería, todos los procesos de refinería para producir la gasolina y uso

de los combustibles. Se deben incluir además los materiales auxiliares así como procesos de

83

tratamientos de residuos y efluentes. La producción de bienes capitales e infraestructura son excluidos.

En la Figura 30 se muestran los procesos de producción de biocombustible y combustible fósil

comparados para determinar la reducción de emisiones de GEI.

Cambio de uso de suelo

Produccion de biomasa

Transporte de biomasa

Proceso de conversión

Transporte/Biomasa procesada

Mezcla

Fase de uso

Exploración

Extracción del crudo

Transporte de crudo

Destilación del crudo, refineria

Transporte de gasoleo refinado

Almacenaje de mezcla

Fase de uso

Cambio de uso de suelo

Produccion de biomasa

Transporte de biomasa

Proceso de conversión

Transporte/Biomasa procesada

Mezcla

Fase de uso

Exploración

Extracción del crudo

Transporte de crudo

Destilación del crudo, refineria

Transporte de gasoleo refinado

Almacenaje de mezcla

Fase de uso

Figura 30. Etapas de procesos comparados de biocombustible y combustible fósil. Fuente: Fehrenbach, 2008

La etapa de la producción de biomasa (etapa agrícola) resulta de trascendental importancia por la

cantidad de energía usada y por ende de emisiones de GEI que se pueden emitir en caso de realizar

tareas inadecuadas.

El suministro de fertilizantes artificiales para incrementar la productividad debe ser cuidadosamente

regulado o reducido para prevenir emisiones de N2O, un potente GEI (The Royal Society, 2008).

Existen ejemplos de programas de producción de biodiesel alrededor del mundo que ilustran la amplia

gama de ahorro de emisiones de GEI que pueden ser obtenidos. Por ejemplo, para el etanol producido

bajo condiciones promedio de Brasil, y utilizando un ACV, se encontró que las emisiones de GEI se

reducen en 80% respecto al petróleo (Worldwatch Institute, 2006). En contraste, el etanol producido en

Estados Unidos con maíz, reduce la emisiones de GEI en aproximadamente 10% (Farrell et al, 2006)

Un comportamiento similar encontraron Prueksarkorn y Gueewala (2006) para el caso del biodiesel

producido con Jatropha curcas. Existe una marcada discrepancia en cuanto al consumo de energía

84

primaria total y de emisiones de GEI cuando se utilizan sistemas de producción con niveles de consumo

diferentes (Figura 31 y

Figura 32). Cuando se utilizó un sistema de producción con altos insumos el valor de la energía primaria

llegó a ser de casi 900 MJ, sin embargo, para un sistema de producción con bajos insumos este valor se

redujo hasta un poco menos de 200 MJ, en cuanto a las emisiones de CO2 eq., ambos casos presentan

reducción comparados con la producción de diesel de petróleo, no obstante para el sistema de altos

insumos se tiene un valor de 57 kgCO2 y para el de bajos insumos de sólo 17 kg kgCO2.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Altos

Bajos

Sist

emas

de

prod

ucci

ón

Energía Primaria (MJ)

Trabajo cultivo Extracción Aceite Transesterificación

Figura 31. Consumo de energía primaria en la producción de biodiesel de Jatropha c. con diferentes niveles de insumos

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

246

5717

0

50

100

150

200

250

300

Diesel Altos Insumos Bajos Insumos

kgC

O2

eq

Figura 32. Emisiones de GEI en la producción de biodiesel de Jatropha c. con diferentes niveles de

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

85

Metodología para determinar la reducción de GEI. En 2007 especialistas del IFEU (Institute for Energy and Environmental Research) y otras instituciones

(Fehrenbach, 2008) establecieron una serie de puntos básicos a evaluar para determinar el potencial de

la reducción de emisiones de GEI’s, a decir:

• La secuencia completa del ciclo de vida se debe tomar en cuenta, la cual se divide en las siguientes

secciones: o Cambio de uso de suelo o Generación de biomasa o Transporte de biomasa o Proceso/conversión (etapa 1) o Transporte entre etapas de conversión (si fuera necesario) o Proceso/conversión (etapa 2, si fuera necesario) o Transporte del biocombustible (al lugar de almacenaje)

• Valores por defecto deben ser definidos en casos donde no fueron confirmados valores precisos para

un biocombustible. Entonces, estos valores por defecto son necesariamente conservadores. Es decir, valores desfavorables pero realistas para incentivar a los productores a verificar y mejorar estos valores.

• La unidad de medida referida al contenido de energía biocombustible es: kg CO2- GJeq. • La agregación de los GEI en CO2 equivalente se realiza de acuerdo con los factores especificados en

el Protocolo de Kyoto (IPCC, 1996). • Los co-productos son tomados en cuenta por asignación de los valores caloríficos bajos (Hu). • Los co-productos que permanezcan en las tierras de cultivo o se regresen a éstas (ej. paja, cáscaras)

no son asignados. • Los valores de referencia usados son 85 kg CO2-eq./GJ para gasolina y 86.2 kg CO2-eq./GJ para

diesel. • En caso de cambio de uso de suelo, los cambios asociados en niveles de carbono serán divididos en

periodos de 20 años. IPCC (2004). Por decisión legal del gobierno Alemán, el objetivo mínimo de ahorro de emisiones de CO2-eq en

comparación con el combustible fósil de referencia es de 30% a partir del 2008. Este objetivo se

incrementará a 40% en el 2011 (BioNachV 2007).

La Figura 33 resume los valores por defecto establecidos durante el proyecto en combinación con los

objetivos mínimos de 30% y 40%.

86

Figura 33. Comparación del sistema de referencia con valores conservadores propuestos para biocombustibles con los sistemas de referencia o los ahorros mínimos en emisiones de GEI de 30% o 40%.

Fuente: Fehrenbach, 2008

87

Actividad 8. Criterios de sustentabilidad para la producción y uso de biocombustibles. México apenas inicia su trayectoria dentro del sector de biocombustibles; por lo tanto, es indispensable

que desde el principio queden establecidos las normas y los criterios que deben regir la producción y

uso sustentable. El potencial de desarrollo de los biocombustibles dentro del país es alto, sin embargo es

necesario un marco jurídico e institucional que regule su producción.

El viejo paradigma de maximizar rendimientos y retornos económicos debe dar paso al objetivo de

balancear y optimizar la productividad con la equidad social, la viabilidad económica y la conservación

de los recursos naturales (Masera O, et al., 2004). Ante esto, se han realizado grandes esfuerzos por

establecer y desarrollar los sistemas y criterios de sustentabilidad para la producción y comercio de

biocombustibles. Diversas instituciones y grupos de trabajo han analizado los sistemas de certificación

existente, agrícola, forestal y orgánica, así como las principales iniciativas gubernamentales formuladas

en los últimos años para analizar su estructura y proponer los criterios de sustentabilidad para esta nueva

industria.

Análisis Comparativo de los Principios y Criterios de Sustentabilidad Propuestos a nivel internacional En su mayoría las iniciativas y propuestas sustentables para los biocombustibles y la biomasa para su

producción se han desarrollado en la Unión Europea, esto se debe a que dichos países son los que han

aceptado un amplio compromiso y han establecido metas importantes de mitigación de GEI. Descritos

en forma sucinta los estudios que se revisaron consisten en lo siguiente:

1. The Worldwatch Institute for the German Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer

Protection –BMELV- (BMELV, 2006); generó un estudio donde aborda el potencial económico

global de los biocombustibles en el cual plantea las oportunidades y limites de la producción y

uso global de biocombustibles en términos del desarrollo energético, agrícola y ambiental.

2. Las Naciones Unidas (UN-Energy, 2007) plantea un panorama mundial de la bioenergía con lo

cual pretende contribuir a la discusión de estrategias y políticas necesarias para asegurar un

desarrollo económico, sustentable y equitativo de la bioenergía

88

3. The Federal Environmental Agency (Fehrenbach Horst, et al., 2008); como apoyo a “The

Biomasa Sustainability Regulation” (BioNachV) publicó hace unos meses un documento el cual

se puede considerar una muy buena síntesis de las propuestas y sistemas de certificación

relevantes en el tema de los biocombustibles. En esta, el trabajo final fue la formulación de una

serie de criterios de sustentabilidad a nivel global.

La Tabla 38 presenta una serie de principios y criterios para la producción y comercio de los

biocombustibles a nivel global, tomando como base la síntesis desarrollada por The Federal

Environmental Agency8. En dicha síntesis se plantean los criterios de sustentabilidad propuestos en los

siguientes documentos:

1. The German BSR; trata sobre el cultivo sustentable de las tierras agrícolas (Fehrenbach Horst, et

al., 2008)9

2. The Directive of the European Parliament and of the Council relativa a la promoción del uso de

energía proveniente de los recursos renovables (EC Directive 2008/0016 (COD)10. La propuesta

formará parte, en particular, de un paquete legislativo que establecerá compromisos en cuanto a

emisiones de gases de efecto invernadero y energías renovables para todos los Estados miembros

de la Union Europea.

3. The sustainable production of biomass; es un documento producido por el grupo The Cramer

Commission en el cual se proponen criterios de sustentabilidad para la producción de biomasa

(Cramer J et al., 2004).

4. The Renewable Transport Fuel Obligation. Este documento fué generado por el Reino Unido y

esta constituido por dos proyectos: The Carbon Certification Project y The Sustainability

Reporting Project11.

5. Sustainability standards for energy; producido por The Worldwide Fundation propone

estándares para la bioenergía

8 La revisión de estos documentos se llevó a cabo para la formulación de este documento, sin embargo, los datos de la tabla son los originales que se presentan en Fehrenbach Horst, et al., 2008. A este estudio se le anexó el análisis de otras tres propuestas. 9 Debido a que este documento no fue analizado en este estudio si no en el de Fehrenbach Horst, et al., 2008; no tenemos la cita bibliográfica 10 La consulta y los resultados están disponibles en: http://ec.europa.eu/energy/res/consultation/uses_biomass_en.htm 11 En este estudio únicamente se pudo realizar el análisis del proyecto de The Sustainability Reporting Project por lo que los resultados expuestos en la tabla son los propuestos por Fehrenbach Horst, et al., 2008

89

6. The Round on sustainable Biofuels. Es una consulta global en la cual se proponen principios de

sustentabilidad para la producción de biocombustibles12.

Como podemos observar en la Tabla 38, se han identificado ciertos principios globales y criterios de

sustentabilidad para los biocombustibles. Los aspectos ecológicos como la conservación de la

biodiversidad, suelo, agua y aire son preocupaciones comunes dentro de todas las propuestas. Sin

embargo, los criterios y los principios sociales y económicos carecen de un marco específico para su

formulación. Esto ha causado que la mayoría de las iniciativas a pesar de reconocer su importancia no

hayan sido capaces de formular los criterios e indicadores necesarios para su evaluación. Esto puede

deberse en gran parte a que la mayoría de las propuestas desarrolladas son a nivel global, y la

formulación de criterios e indicadores socio-económicos depende directamente de las características

particulares de cada país.

De la misma forma, la parte institucional y legislativa únicamente hace referencia a los métodos de

regulación internacional. Esto repercute directamente en la capacidad de aplicación de dichos criterios

en una escala más regional.

Principio

Criterio BSR EU Directive NL UK WWF RSB BMELV

UN-Energy FEA

Carbon performance Reducción de emisiones de GEI X X X X X X X X X Conservación de carbono X X Preservación por encima y debajo de las reservas de carbono (X) (X) (X) X

Competencia con la producción de alimentos X X

Evitar la competencia con alimentos, suministro de energía local, medicinas y construcciones.

X X X X X

Conservación X X

Áreas de alta biodiversidad, sin destrucción o daños

X X X X X X X

Conservación de suelos X Que la producción de biomasa no permita la destrucción o degradación de los suelos

X X X X X X

Uso de Agua X Que la producción de biomasa no permita la contaminación o agotamiento de las fuentes de agua.

X X X X X

Calidad de Aire

12 la iniciativa está disponible en http://www.bioenergywiki.net/index.php/Roundtable_on_Sustainable_Biofuels

90

Principio

Criterio BSR EU Directive NL UK WWF RSB BMELV

UN-Energy FEA

Producción de Biomasa no debe contaminar el aire. X X X X X X

Prosperidad X X X X

Producción de Biomasa contribuya a la prosperidad local y nacional.

X X

Contribución positiva de las actividades productivas a la economía e industrias locales.

X (X)

Bienestar Social X Producción de biomasa contribuya al bienestar de trabajadores y población local X

No deben existir efectos negativos en las condiciones de trabajo de los empleados.

No a la violación de los derechos humanos. (X)

No a la violación de derechos de prosperidad y derechos de uso.

Debe de haber una contribución positiva en las condiciones sociales de la población local.

X

No a la violación de la integridad. Estándares de Trabajo X (X) Condiciones de trabajo conforme a las leyes internacionales y nacionales X

Contratos de trabajo legales y con transparencia de acuerdo a los derechos del trabajador

Libertad de asociación y derecho a negociación colectiva. X

Regulación de horas de trabajo (X)

Evitar y prevenir el trabajo infantil. X

Derecho a la salud pública X X

Salarios/ Compensación al menos del equivalente a un salario mínimo

X

No a la discriminación X

No al trabajo forzado X Derechos de usos de tierra y participación X X X

Derechos de uso de tierra y consulta para los tomadores de decisiones locales.

(X) X

Tabla 38. Análisis de los principios y criterios de sustentabilidad propuestos por diversas instituciones Fuente: Adaptado de Fehrenbach Horst, et al., 2008

91

A pesar de las barreras para aplicar los criterios globales a nivel nacional, estos son una excelente

referencia a partir de la cual es posible establecer las particularidades que demanda la producción de

biocombustibles a nivel nacional.

A partir de este estudio comparativo y tomando en cuenta otros documentos específicos sobre la

temática de sustentabilidad13 se pueden identificar 16 áreas clave las cuales están relacionadas

directamente con los principios que derivarán en criterios de sustentabilidad (Tabla 39).

AREAS CLAVE DE INTERES PRINCIPIOS AMBIENTAL Balance energético Balance energético Gases de Efecto Invernadero Reducción de GEI Calidad del agua Manejo sustentable del agua Calidad del suelo Conservación del suelo Contaminación del aire Calidad del aire Conservación de la biodiversidad Uso de OGM’s Conservación de la biodiversidad

Competencia con la producción del agua Uso de suelo

Cambios en el uso de suelo y competencia de alimentos

SOCIAL Propiedad de la tierra Propiedad de la tierra Condiciones laborales Derecho de los trabajadores Trabajo infantil Salud y seguridad

Condiciones laborales

Beneficios sociales Desarrollo social ECONOMICO

Viabilidad económica Viabilidad económica

Tabla 39. Áreas clave de interés y principios de sustentabilidad que las representan

13 Estos documentos se pueden localizar en la sección Bibliográfica

92

Propuesta de criterios para México. Posterior a este análisis, la Red Mexicana de Bioenergía propone que el diseño de criterios de

sustentabilidad debería realizarse por lo menos a dos niveles: el nivel nacional y el nivel de proyecto.

o El nivel nacional, que no ha sido tocado prácticamente en la literatura, se refiere básicamente al

modelo integral de desarrollo que debe ser adoptado como contribución a la transición

energética. Este nivel también hace referencia al aspecto institucional el cual debe regular el

proceso de transición de tal forma que los planes de desarrollo sean compatibles con el nuevo

modelo energético. El nivel de proyecto hace referencia a los criterios que se proponen para

evaluar qué tanto las opciones contribuyen al desarrollo sustentable en lo económico, ambiental

y social.

o Para el nivel nacional se proponen dos principios generales a partir del análisis realizado por la

REMBIO (Masera O., 2008) los cuales deben tomarse en cuenta para el desarrollo de una

política pública sobre bioenergía que incluya biocombustibles (Tabla 40).

Enfoque Nacional PRINCIPIO CRITERIO

Contribución a la transición energética: La bioenergía como parte de una gama de aplicaciones Integridad Impulsar las diversas aplicaciones de la Bioenergía Visión a largo plazo Participación de la sociedad civil en la formulación de políticas y programas de desarrollo Coherencia en la formulación de normas y reglas

Institucionalidad

Inversión en investigación y desarrollo

Tabla 40. Principios y criterios de sustentabilidad a nivel nacional propuestos por la REMBIO

El principio de integridad hace referencia a la necesidad de utilizar una estrategia bioenergética integral

que nos permita impulsar todas las aplicaciones de la bioenergía. Incluyendo uso eficiente de leña y

carbón, creación de cultivos energéticos para generar electricidad y desarrollar los combustibles líquidos

de manera sustentable. Además de la búsqueda y desarrollo de fuentes de energía alternativas, es

93

necesario modelar nuestro estilo de desarrollo y aprender a usar eficientemente la energía como otra

medida para lograr la independencia energética.

El segundo principio institucionalidad, involucra la forma en que los recursos legislativos y

gubernamentales deben apoyar la generación de energía renovable incluyendo la biomasa para los

biocombustibles, de esta forma es posible crear una coherencia transversal dentro del sistema para que

se lleve a cabo la transición hacia energías “verdes”. Para lograrlo se propone una visión a largo plazo

de los planes de desarrollo así como la participación de la sociedad y la inversión en investigación y

desarrollo de tecnologías que hagan más eficientes los procesos.

A continuación se presentan los criterios propuestos a nivel proyecto (Tabla 41). Para la formulación de

este tipo de criterios han trabajado diversos grupos en varios países aunque con un enfoque a nivel

global. Los criterios que se presentan a continuación son los que se proponen para el caso de México a

partir de los principios propuestos mundialmente y las necesidades y características que la producción

de biocombustibles demanda para el caso de México.

PRINCIPIO CRITERIO

Reducción de GEI

1. Conservación de los almacenes sobre y debajo del suelo de carbono 2. El uso de los biocombustibles debe generar una reducción neta de emisiones de GEI

Maximizar el índice Energético

1. La energía generada por los biocombustibles debe ser mayor que la energía utilizada en su producción

Cambios en el uso de suelo y

competencia de alimentos

1. Evitar el cambio de uso de suelo con vegetación nativa a cultivos. 2. No usar cultivos básicos para la producción de biocombustibles (i.e. maíz en México) 3. Fomentar el uso de tierra degradadas 4. Evitar la conversión de tierras destinadas a la producción de alimentos.

Conservación de la biodiversidad

1. Preservación y mejora de la biodiversidad en los lugares de producción o que pueda verse afectada por esta. 2. Evitar la contaminación de áreas naturales y protegidas cercanas a la unidad de producción. 3. Evitar el uso de OGM’s 4. Uso ambientalmente racional de la biotecnología

AM

BIE

NT

AL

Manejo sustentable del agua

1. Implementación de técnicas agroecológicas para reducir el uso de agua. 2. Mantenimiento y mejoramiento de la calidad del agua. 3. Mejoramiento de las técnicas de irrigación

94

Conservación del suelo

1. Implementación de técnicas agroecológicas para minimizar la erosión y pérdida de fertilidad del suelo. 2. Planes de manejo en el caso de sequías e inundaciones 3. El uso de pesticidas debe ser restringido a la demanda necesaria y justificado con pruebas documentales

Calidad del aire

1. No realizar practicas de quema para la limpieza de tierras o eliminación de residuos. 2. Uso de mejores practicas en la producción y procesamiento de la biomasa para reducir las emisiones de GEI y la contaminación del aire.

Propiedad de la tierra

1. La producción de biocombustibles no debe ser causa de volatilidad en los precios de los alimentos, de los terrenos y cerca del área a la unidad de producción. 2. La tenencia y derechos de uso de la tierra deberán estar claramente definidos y legalmente establecidos y ser respetados.

Condiciones laborales

1. Condiciones adecuadas de trabajo para los empleados. 1.1 Salud y seguridad 1.2 Salarios y compensaciones 1.3 Acceso a servicios (i.e. agua potable, educación, transporte) 1.4 Horario de trabajo 2. No discriminación 3. No trabajo forzado 4. Evitar y prevenir el trabajo infantil. 5. Libertad de asociación y derecho a la negociación colectiva 6. Los derechos de grupos indígenas deben ser respetados.

SOC

IAL

Desarrollo social

1. Oportunidades de acceso a pequeños productores. 2. Evitar efectos negativos en la economía nacional o regional. 3. Contribución activa al bienestar de la población local 4. Creación de trabajos 5. Apoyo a desarrollos de infraestructura en la localidad 6. Mejora de la gestión ambiental a nivel local. 7. La producción de biocombustibles no debe interferir en la generación de otras oportunidades de desarrollo de la localidad.

EC

ON

OM

ICO

Viabilidad económica

1. La producción de biocombustibles debe ser rentable y competitiva ante el uso de combustibles fósiles. 2. La producción de biocombustibles debe llevarse a cabo de manera integrada maximizando el valor agregado tanto del biocombustible como de sus derivados.

Tabla 41. Criterios de sustentabilidad para la producción de biocombustibles en México.

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