biodiesel en paraguay

PLAN ESTRATGICO DEL SECTOR ENERGTICO DE LA REPBLICA DEL PARAGUAY (2004-2013)

AANNEEXXOO 88.. EELL BBIIOODDIIEESSEELL:: UUNN RREETTOO PPAARRAA PPAARRAAGGUUAAYY

NDICE

1. PRESENTACIN........................................................................................... 2

2. VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL USO DE BIODIESEL ..................... 3

3. BENEFICIOS POTENCIALES DERIVADOS DEL USO DE BIODIESEL...... 5

4. ANLISIS ECONMICO DE LOS BIOCOMBUSTIBLESERROR! MARCADOR NO DEFINID

5. TIPOS DE CULTIVO Y ACEITES .................................................................. 7

6. PROBLEMAS DERIVADOS DEL USO DE ACEITES VEGETALES ............ 8

7. ESTERIFICACIN ............................. ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

8. ANLISIS DE BIODIESEL EN PARAGUAY............................................... 13

9. NORMATIVAS EUROPEAS ........................................................................ 15

10.LNEAS PRIORITARIAS DE ACTUACIN EN AL REA DE BIOCARBURANTES ............................. ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

Anexo 8. El Biodiesel: Un reto para Paraguay 1


11.. PPRREESSEENNTTAACCIINN

Debido a la importancia que se ha dado a la incentivacin del biodiesel en la Repblica del Paraguay, sobre todo tras la aprobacin del Decreto N 12.111 del 7 de febrero de 2001, se muestran a continuacin los aspectos ms relevantes de este tipo de biocombustible, as como las posibles lneas de actuacin en el campo de los biocarburantes.



22.. VVEENNTTAAJJAASS EE IINNCCOONNVVEENNIIEENNTTEESS DDEELL UUSSOO DDEE BBIIOODDIIEESSEELL

Entre las principales ventajas de utilizar biodiesel tenemos:

- La polivalencia del empleo de este producto en su transformacin en energa, bien para electricidad, calor, o directamente en un motor de combustin interna.

- Los motores admiten este combustible.

- El petrleo no durar siempre.

- Diversificacin de la produccin agrcola hacia el tipo de cultivos con los que se puede obtener biodiesel.

- Proteccin del medio ambiente; la combustin del aceite no altera el equilibrio del CO2 ; tienen menos sulfuros, se manipulan y almacenan con mayor facilidad, salvo excepciones.

- Se disminuye la dependencia de los pases productores de petrleo.

- Aprovechamiento de los subproductos.

Otras ventajas a resear con respecto al medioambiente son:

- Los residuos se degradan en menos de 21 das en una cantidad de 98.3%.

- La reduccin de emisin de aldehdos del 60 al 70%.

- Menor emisin de compuestos aromticos, en un 40%.

- Menor emisin de xidos nitrogenados.

- Ligero aumento del rendimiento energtico, en algunos casos.

- Desaparecen casi por completo las partculas carbonosas.

- El holln apenas es visible (aunque hay ms partculas).

- No es txico.

Entre las desventajas ms importantes se encuentran:

- Las operaciones que requieren los combustibles antes de su empleo en el motor (aditivos, esterificacin, calentamiento, etc.).

- Las modificaciones, que, en general, necesitan los motores al querer utilizar estos combustibles alternativos.



- El precio, que es mayor que el del combustible derivado del petrleo; este apartado, como todos los econmicos, requiere una continua revisin, pero a largo plazo, acabar perdiendo la partida el petrleo, debido a un aumento progresivo de precio en lnea con su creciente escasez y a la lgica disminucin del coste del combustible alternativo, por los nuevos sistemas de extraccin de aceite y mejores rendimientos obtenidos en cuanto se acepte su uso y se estudien ms a fondo los sistemas industriales.

Otros inconvenientes a sealar son:

- Residuos en inyectores, cmara, pistn y asientos de vlvulas.

- Dilucin del aceite del motor, lo que implica un aumento de la frecuencia del cambio del mismo.

- Mayor frecuencia tambin en la sustitucin del filtro de combustible (cada 130 h en vez de 200 horas).



33.. BBEENNEEFFIICCIIOOSS PPOOTTEENNCCIIAALLEESS DDEERRIIVVAADDOOSS DDEELL UUSSOO DDEE BBIIOODDIIEESSEELL

El desarrollo de nuevos cultivos energticos y el uso alternativo de cultivos tradicionales puede producir una serie de beneficios potenciales, entre los que se pueden mencionar los siguientes:

- Mejora en el uso de los recursos agrcolas y forestales. El desarrollo de mercados alternativos para productos agrcolas puede llevar a un mejor aprovechamiento del suelo y a incentivar, en el caso de Paraguay, el cultivo de especies como el trtaro, coco, man, algodn, soja y otros, as como la implantacin de nuevas especies oleaginosas tales como palma africana, cartamo, colza, etc.

- Incremento en las rentas agrcolas y diversificacin de mercados. Con estos programas de cultivos energticos los agricultores diversificaran sus ingresos y aumentaran sus ganancias.

- Revitalizacin de economas rurales y generacin de empleo. Creando empleo directo debido al cultivo de los productos agrcolas y por la manufactura y comercializacin del producto.

- Mejora de la competitividad internacional. La produccin de este tipo de cultivos podra generar excedentes que se exportaran al exterior.



44.. AANNLLIISSIISS EECCOONNMMIICCOO DDEE LLOOSS BBIIOOCCOOMMBBUUSSTTIIBBLLEESS

Los biocombustibles presentan la ventaja de ser renovables, autctonos y de inters medioambiental. Sin embargo, su produccin cuesta en la actualidad el doble del precio del derivado del crudo. Por la tanto, no son competitivos sin alguna forma de apoyo econmico.

Debido al alto coste de su produccin, la principal barrera que tiene el biodiesel para su introduccin en el mercado no la constituyen las dificultades tcnicas que presenta la sustitucin del gasoil por biodiesel sino los problemas econmicos que de una forma directa o indirecta se derivan de su empleo. Principalmente, estos aspectos econmicos son los siguientes:

- Aspectos fiscales. Inicialmente, puede tener ventajas debido a la exencin de impuestos. Posteriormente, los gravmenes se acercarn a los tipos impositivos que afectan a combustibles fsiles con similares prestaciones.

- El proceso de obtencin del metilster (producto final a usar en los motores) a partir de aceites vegetales condiciona la oferta del producto a un coste superior al del equivalente mineral an en el caso de no haber gravado aquel y s ste.

- Las dificultades derivadas de adecuar los canales de distribucin de los nuevos combustibles.

Sin embargo el uso de biodiesel llevara consigo un ahorro de divisas al tener que exportar menos productos petrolferos y eventualmente una entrada de divisas se llegara a una produccin tal que se produjeran exportaciones.

En la actualidad, el coste mnimo de produccin se obtiene cuando se trata de plantas de tamao intermedio, como puede ser el caso del girasol. En cuanto a su uso, los principales consumidores de energa son el transporte y la industria.

Tambin se ha de tener en cuenta la existencia de subproductos, como la glicerina, cuyo mercado se vera enormemente afectado.

La introduccin de este nuevo tipo de combustibles pasa necesariamente por el apoyo (subvencin) del Estado.



55.. TTIIPPOOSS DDEE CCUULLTTIIVVOO YY AACCEEIITTEESS

El biodiesel se obtiene a partir de aceites vegetales. La utilizacin directa de aceites puros como combustible actualmente es inviable debido a que las diferencias entre las propiedades de ambos son muy acusadas, sobre todo en lo referente a la viscosidad. Debido a sto el aceite puro debe de ser sometido al proceso de la esterificacin para obtener metilster.

La tipologa de los aceites es muy diversa, y depende tambin del cultivo de procedencia. La eleccin del tipo de cultivo no es fcil, teniendo en cuenta que hay ms de 300 especies capaces de producir aceite en cantidades industriales. En general, es mayor la produccin por unidad de superficie en las especies arbreas pero, en cuanto tenemos en cuenta el factor econmico, la recoleccin inclina la balanza hacia las especies arbustivas al estar sta ms mecanizada.

En Europa el principal cultivo para estas necesidades energticas parece ser la colza (rape), aunque no debemos despreciar el girasol sobre todo en Espaa, donde se trata de un cultivo muy arraigado.

Con respecto a Paraguay el cultivo con mayor potencial es la soja con 1,2 millones de hectreas cultivadas en el pas. Otros cultivos con potencial para ser utilizados para la produccin de biodiesel son el algodn (280.000 hectreas), girasol (52.000 hectreas), man (30.000 hectreas), ssamo (16.000 hectreas), tung (8.000 hectreas), trtago (6.000 hectreas) y coco (4.200 hectreas).

Para obtener el aceite bruto el sistema ms utilizado es el de prensa, por ser ms sencillo y fcilmente utilizable por cualquier instalacin, por pequea que sea, mientras que el sistema de disolventes (normalmente hexano) se deja para mayores cantidades. El rendimiento es distinto en ambos casos, pasando de un 32% en el primer caso hasta el 40% en el segundo, pues con disolvente se obtiene la casi totalidad del aceite de la semilla.



66.. PPRROOBBLLEEMMAASS DDEERRIIVVAADDOOSS DDEELL UUSSOO DDEE AACCEEIITTEESS VVEEGGEETTAALLEESS

Los principales problemas que presenta la utilizacin de aceites vegetales como combustible en los motores son los siguientes:

- Alta densidad de los aceites frente al diesel.

- Inestabilidad de los mismos debido a las insaturaciones de los cidos grasos.

- Alto coste en comparacin con los combustibles lquidos fsiles.

- Una viscosidad excesiva que dificulta la fluidez del combustible.

- Consumo especfico mayor en los motores.

La viscosidad, que es el problema limitante, implica la necesidad de aumentar la fluidez del aceite. Frente a esto, se plantean dos alternativas:

- Conseguirlo por un calentamiento previo del aceite, con un posible funcionamiento en rgimen dual del motor (empezar con gasoil y seguir con aceite), o bien con motores que no trabajen con empleo de inyeccin directa.

- Modificar las propiedades qumicas a travs de una reaccin de transesterificacin que de lugar a un metilster de mayor semejanza al gasleo en cuanto a sus caractersticas.

A pesar de los anteriores problemas tcnicos que produce el uso de biodiesel, este tipo de aceites esterificados se puede emplear en cualquier motor de encendido por compresin, al ser sus variables similares a las del combustible ordinario.

En el resto de los casos se pueden emplear emulsiones, o mezclas de gasleo con el aceite, o tratarse previamente de algn modo.

Se excluye, entre estos sistemas, el mezclado del aceite vegetal con gasleo, que generalmente conduce a valores intermedios de las propiedades de ambos, y que se calculan por ponderacin de las proporciones de los componentes.

En muchos casos, la mezcla del 5 al 10% del aceite vegetal puro con gasleo se hace sin ningn tipo de variacin en los motores. Este proceso se viene utilizando corrientemente en varios pases europeos, sin demasiados inconvenientes.



77.. EESSTTEERRIIFFIICCAACCIINN

La esterificacin es el mtodo ms sencillo para acercar las caractersticas de los aceites a las del gasoil, y el resultado es lo bastante bueno como para que se pueda hacer la sustitucin sin que el motor sufra menoscabo alguno. nicamente, es preciso tener cuidado en algunos aspectos puntuales, como puede ser el ataque del ster sobre algunas conducciones, depsitos en la bomba de inyeccin y en la cmara de combustin, dilucin en el aceite lubricante. Todo esto tiene una solucin bastante sencilla consistente en la eleccin adecuada de ciertos materiales y lubricantes, y efectuando un mantenimiento con mayor frecuencia.

Previamente, se exige la extraccin y refino del aceite de semilla. Se mezcla con un exceso de metanol (la relacin estequiomtrica es de tres moles de alcohol por mol de aceite) en presencia de un catalizador de la reaccin (que suele ser KOH).

Poniendo doble cantidad de alcohol (que es lo normal), se necesita un tiempo comprendido entre 1 y 8 horas (segn la temperatura) para obtener el metilster, a la vez que una fase acuosa a base de glicerina. Lo normal es usar un reactor discontinuo con un agitador. Para grandes producciones, se puede emplear un mtodo continuo.

La reaccin se puede parar aadiendo cido fosfrico. Se separa la fase acuosa. Se evapora el alcohol en exceso, destilndolo para volverlo a emplear. Adicionalmente, se puede centrifugar el ster para eliminar cualquier residuo de agua.

El esquema del proceso completo se muestra a continuacin:



PROCESO DE PRODUCCIN DE BIODIESEL

ACEITE METANOL

TRANSESTERIFICACIN

SEPARACIN

FASE GLICERINAFASE STER

EVAPORACIN EVAPORACIN

GLICERINA METANOLMETANOL STER

KOH



El flujo de masa a travs de una planta de proceso es el siguiente:

FUENTE: Los Biocombustibles. M. Camps y F. Marcos. Ediciones Mundi-Prensa, 2002

Un rpido estudio indica que 100 kg de aceite y 11 kg de metanol (con catalizador) producen en una hora (a 70 C) una cantidad de 100 kg de biodiesel y 11 kg de glicerina.

Si consideramos una produccin de semilla de colza de 3 t/ha con un porcentaje del 40% de aceite (que podra llegar al 45 al 50%), obtendremos una produccin neta de 1.200 kg/ao.ha de combustible (1.300 litros). Adems, proporcionara una cantidad de 1.800 kg de harina til para alimentacin animal, as como 3 toneladas de paja.

El principal problema que aparece en este proceso es la ausencia de una definicin exacta del producto. Las especificaciones se elaboran paulatinamente y de forma discontinua, ofreciendo unos resultados diferentes entre los distintos Estados y no siempre contrastados.



88.. AANNLLIISSIISS DDEE BBIIOODDIIEESSEELL EENN PPAARRAAGGUUAAYY

Las conclusiones de un estudio similar al anterior, en el que se emplean los cultivos tpicos de Paraguay, se muestran a continuacin:

Cultivo Rendimiento

(kg semilla/ha)

% Aceite/kg

kg aceite producido/ha

Litros aceite/ha

kg metanol necesario/ha

kg glicerina producida/ha

Soja 2.600 19 494 535,2 54,3 54,3

Girasol 1.157 37 428,09 463,8 47,1 47,1

Man 1.060 50 530 574,2 58,3 58,3

Algodn 1.100 24 264 286,0 29,0 29,0

Ssamo 1.200 50 600 650,0 66,0 66,0

Trtago 1.050 48 504 546,0 55,4 55,4

Tung 1.400 48 672 728,0 73,9 73,9

Coco 900 45 405 438,8 44,6 44,6

FUENTE: Ministerio de Industria y Comercio de Paraguay. Propuesta de un Plan Nacional de Biodiesel (Ing. Agr. Ronaldo Dietze).

Si consideramos un escenario, como el elegido en pases como Argentina y Francia, en el que el gasleo consumido tuviera una mezcla del 20% de biodiesel (B20) y teniendo en cuenta que Paraguay consume 1.000.000 m3 anuales, la necesidad de biocombustible sera de 200.000 ton/ao (216.000 m3/ao). Suponiendo que todo el biodiesel se produce a partir de semilla de soja la cantidad necesaria de sta (teniendo en cuenta que slo se obtiene un 19% de aceite) sera de 1.055.000 ton/ao. Adems, seran necesarias 22.000 ton de metanol al ao y junto con el biodiesel se obtendran 22.000 ton de glicerina y unas 850.000 toneladas de pellet de soja.

Como el rendimiento del cultivo de soja es de 2.600 kg/ha para producir las 200.000 ton/ao se necesitara cultivar 80.000 hectreas de soja.

Anexo 8. El Biodiesel: Un reto para Paraguay 13Si el escenario fuera el B5 se necesitaran 50.000 ton/ao de biodiesel, lo que


implicara una cantidad de semilla de soja de 265.000 ton/ao y 5.500 ton/ao de metanol, producindose 5.500 ton/ao de glicerina y unas 215.000 ton/ao de pellet de soja. La superficie cultivable sera entonces de 20.000 hectreas.

Un estudio por el INTA Argentino (Instituto Nacional de Tecnologa Agropecuaria) y la American Soybean Association muestran el siguiente anlisis econmico para la produccin de biodiesel.

El costo de instalacin de una planta industrial para elaborar biodiesel a partir de aceites vegetales puede oscilar entre 450 US$ por cada ton/ao para una planta con una capacidad pequea, lo que significa unos 4.500.000 US$ para una planta del orden de las 10.000 ton/ao de biodiesel, y 150 US$ por cada ton/ao para una planta de gran capacidad instalada, es decir, alrededor de 15.000.000 US$ para una instalacin capaz de producir alrededor de 100.000 ton/ao de biodiesel.

El estudio se realiz para una planta elaboradora de biodiesel a partir de soja, asociada a una planta aceitera con una capacidad de molienda de 182.500 ton/ao de soja, la que se destina en su totalidad a la produccin de biocombustible lquido.

Resulta de esta manera una capacidad de produccin de 33.000 ton/ao de biodiesel, y se requiere una inversin de 6.000.000 US$ para el montaje de la planta de proceso (independiente de la planta aceitera) cuya materia prima es el aceite y genera como coproductos, adems del biodiesel, 3.400 ton/ao de glicerina. Este producto se vende aproximadamente a 1,80 US$/l generando un crdito de subproductos que permite bajar contablemente el costo de produccin del biodiesel.

Este costo es muy sensible al de la materia prima principal (el aceite de soja en este caso). Si se toma el precio de 360 US$/ton, resulta un costo de produccin del biodiesel de soja de 0,42 US$/l, que se eleva a 0,50 $/l al sumarle un 20% de ganancia comercial para la empresa elaboradora. Este precio coincide por el estimado por la Comisin Europea en su Directiva relativa al Fomento del uso de biocarburantes en el transporte que es de 0,5 euros/l.

Si se toma el mximo histrico de cotizacin del aceite de soja (670 US$/ton en mayo de 1998), resulta un precio de biodiesel en planta de 0,95 US$/l. Por otro lado, considerando el mnimo histrico de cotizacin del aceite de soja (200 US$/ton como promedio del ao 1985), el precio resultante en planta sera de 0,28 US$/l. Esta gran dependencia respecto del costo de la materia prima puede hacer oscilar el negocio entre: a) una competencia de precios en mercado libre (para precios muy deprimidos del aceite); b) un requerimiento imprescindible de desgravacin impositiva o de subsidio a los sectores de la demanda para compensar los mayores costos de combustible si se toman en cuenta los niveles actuales de precio; o c) la quiebra empresarial si se disparan los precios hacia los niveles de 1998.



99.. NNOORRMMAATTIIVVAASS EEUURROOPPEEAASS

Se puede observar, a continuacin, un resumen de la reglamentacin de los pases europeos ms introducidos en el tema:

NORMATIVA ITALIANA

Acidez total 0,5mg KOH/g

Agua 700 ppm

Cenizas 0,01%

Densidad a 15C 860-900kg/m3

Fsforo 10ppm

Metanol 0,2%

Metilster Ms de 98%

Punto de inflamacin 100C

Azufre 0,01%

Viscosidad a 40C 3,5-5,0 mm2/s

NORMATIVA FRANCESA

Metilster Ms de 96,5%

Monoglicridos Menos de 0,8%

Agua 200 ppm

Metanol 0,1%



Acidez total 1 mg KOH/g

Fsforo 3 ppm

El pas europeo con mayor dedicacin a la produccin de biodiesel es Austria, con una capacidad de 15.000 t/ao, siendo la pionera la Sociedad Biodiesel de Ascharach, con una red comercial de distribucin propia. La segunda es Francia, que est poniendo en servicio unas instalaciones que le permitirn procesar 25.000 t/ao de biocarburante en breve plazo. El Libro Blanco de la Unin Europea marca el objetivo de que para el 2010 se haya sustituido el 6% del consumo de gasleo por biodiesel y el 20% para el 2020.

A continuacin se muestra el consumo de diesel y gasolinas y la produccin de biodiesel en los pases de la UE en el ao 2000:

FUENTE: Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo relativa al fomento del uso de biocarburantes en el transporte.



Otros pases fuera del mbito europeo tambin han aprobado una normativa referente a las propiedades del biodiesel. Por ejemplo, la normativa argentina es la siguiente:

NORMATIVA ARGENTINA

Punto de inflamacin 100C Contenido de azufre mximo 0,01 como % en peso

Nmero de cetano mnimo 46

Cont. de agua y sedimentos mx. 0,05 medido como %

Alcalinidad mx. 0,5 en miligramos de KOH

Viscosidad cinemtica a 40C entre 3,5 y 5 centistoke

Densidad entre 0,875 y 0,900

Glicerina libre mximo 0,02%

Glicerina total 0,24% medido como %.

La produccin mundial de biodiesel ha seguido la siguiente evolucin desde la dcada de los 90:



Produccin mundial en 1000 toneladas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Europe WestEurope EastNorth AmericaAsiaWorld

FUENTE: Austrian Biofuels.



1100.. LLNNEEAASS PPRRIIOORRIITTAARRIIAASS DDEE AACCTTUUAACCIINN EENN AALL RREEAA DDEE BBIIOOCCAARRBBUURRAANNTTEESS

Como ya hemos visto, actualmente existe capacidad tcnica para la produccin de biocarburantes. Y esta capacidad tcnica puede hacer rentable econmicamente un sistema de produccin de biodiesel si los precios de la materia prima se mantienen en niveles razonables y, adems, pierden gran parte de su volatilidad. Tambin si se pone en prctica una accin que incentive la penetracin del biodisel en las cadenas de distribucin de carburantes.

Paraguay, un pas que depende 100% del exterior en el consumo de carburantes slo puede disminuir esa dependencia a travs del ahorro (poltica de precios realista) y de la sustitucin por biocarburantes.

La produccin de biocarburantes con materias primas autctonas es, por tanto, uno de los desafos energticos ms importantes del Paraguay.

Pero Para conseguir una penetracin progresiva del biocarburante en las cadenas de distribucin es necesario llevar a cabo una o varias experiencias piloto de larga duracin que permitan conocer el comportamiento de los motores sometidos a diferentes regmenes y composiciones de la mezcla y el tipo de modificaciones para una adaptacin adecuada.

Sin embargo, esa penetracin se dificulta si no se dispone a medio/largo plazo de su mercado razonable de biocarburantes con precios tambin razonables. En este sentido, se proponen las siguientes lneas prioritarias de actuacin:

- Seleccin/valoracin de especies vegetales para la produccin de biodiesel competitivo.

- Realizacin de experiencias de demostracin (produccin de biodiesel y su utilizacin en flotas cautivas: autobuses urbanos, por ejemplo).

La primera lnea de actuacin centrara su atencin en la soja, girasol y coco.

La segunda, funcin de la anterior, consistira en la puesta a punto de una/dos plantas piloto para la produccin de biodiesel.



LNEA DE ACTUACIN EN

REA BIODISEL

Utilizacin en flota cautiva

Planta piloto Seleccin/Valoracin de Especies Vegetales

La secuencia temporal y el coste de las lneas de actuacin previstas seran:

Calendario Coste (dlares USA)

Seleccin/Valoracin Especies Vegatales

Junio 2005 150.000

Planta Piloto (1) 2006 2.250.000

Utilizacin Flota Cautiva 2007-2013 -

TOTAL BIODIESEL 2.400.000

(1) Capacidad: 5.000 toneladas/ao; inversin :450 dlares USA por tonelada.


PRESENTACINVENTAJAS E INCONVENIENTES DEL USO DE BIODIESELBENEFICIOS POTENCIALES DERIVADOS DEL USO DE BIODIESELANLISIS ECONMICO DE LOS BIOCOMBUSTIBLESTIPOS DE CULTIVO Y ACEITESPROBLEMAS DERIVADOS DEL USO DE ACEITES VEGETALESESTERIFICACINANLISIS DE BIODIESEL EN PARAGUAYCultivo

NORMATIVAS EUROPEASLNEAS PRIORITARIAS DE ACTUACIN EN AL REA DE BIOCARBURANTE

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