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Capitulo II:

Estudio ACV – Impacto Ambiental

PREPARADO PARA: Banco Interamericano de Desarrollo (BID) –

Ministerio de Minas y Energía

ELABORADO POR: Consorcio CUE

FECHA: Enero 2012

CIUDAD: Medellín

Proyecto:

“Estrategias de energía sostenible y biocombustibles

para Colombia ATN/JC-10826-CO y ATN/JF-10827-CO"

“Evaluación del ciclo de vida de la cadena de producción de

biocombustibles en Colombia”.

BID Banco Interamericano de Desarrollo MME Ministerio de Minas y Energía MADR Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural MAVDT Ministerio del Medio Ambiente y Desarrollo Territorial DNP Departamento Nacional de Planeación

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental i

TABLA DE CONTENIDO

1 OBJETIVO .................................................................................................................................................................. 1

2 METODOLOGÍA – ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA .............................................................................................. 2

2.1 ALCANCE .............................................................................................................................................................. 3

2.1.1 Unidad funcional ........................................................................................................................................... 3

2.1.2 Límites del sistema ........................................................................................................................................ 4

2.1.3 Método de asignación ................................................................................................................................... 5

2.2 INFORMACIÓN PARA EL INVENTARIO ........................................................................................................................ 5

2.2.1 Tipos y fuentes de datos ................................................................................................................................ 6

2.2.2 Modelos de emisión - Campo ...................................................................................................................... 7

2.2.3 Cambio del uso del suelo .............................................................................................................................. 8

2.2.4 Análisis del cambio indirecto en el uso del suelo (iLUC) ............................................................................. 9

2.3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL .................................................................................................................. 10

2.4 INTERPRETACIÓN ................................................................................................................................................. 11

2.5 LIMITACIONES DEL ESTUDIO .................................................................................................................................. 11

3 ANÁLISIS DE INVENTARIO .................................................................................................................................. 13

3.1 CULTIVO DE CAÑA DE AZÚCAR .............................................................................................................................. 13

3.1.1 Introducción ................................................................................................................................................. 13

3.1.2 Selección del sitio de estudio ...................................................................................................................... 14

3.1.3 Sistema de producción agrícola .................................................................................................................. 16

3.1.4 Productividad .............................................................................................................................................. 19

3.1.5 Caracterización del sistema ........................................................................................................................ 20

3.1.6 Materias primas y auxiliares ....................................................................................................................... 21

3.1.6.1 Plántulas .......................................................................................................................................................................... 21

3.1.6.2 Aplicación de fertilizantes ............................................................................................................................................ 21

3.1.6.3 Control biológico y aplicación de pesticidas ............................................................................................................ 23

3.1.6.4 Irrigación y drenaje ....................................................................................................................................................... 23

3.1.7 Uso de maquinaria y energía ..................................................................................................................... 26

3.1.8 Transporte.................................................................................................................................................... 29

3.1.9 Cambio del uso del suelo ............................................................................................................................ 29

3.1.10 Absorción de carbono y energía de la biomasa .................................................................................... 30

3.1.11 Emisiones a la atmósfera ........................................................................................................................ 30

3.1.12 Vertidos al agua ...................................................................................................................................... 31

3.1.13 Residuos al suelo ..................................................................................................................................... 32

3.2 INGENIO DE AZÚCAR Y PRODUCCIÓN DE ETANOL ..................................................................................................... 33

3.2.1 Introducción ................................................................................................................................................. 33

3.2.2 Descripción del sistema............................................................................................................................... 34

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental ii

3.2.3 Ingenio de azúcar ........................................................................................................................................ 36

3.2.3.1 Entrada de material y energía ..................................................................................................................................... 39

3.2.3.2 Generación de energía y consumo ............................................................................................................................ 39

3.2.3.3 Infraestructura ................................................................................................................................................................ 42

3.2.3.4 Transporte ...................................................................................................................................................................... 42

3.2.3.5 Productos y sub-productos del ingenio .................................................................................................................... 43

3.2.3.6 Emisiones a la atmósfera ............................................................................................................................................. 44

3.2.3.7 Disposición de residuos ............................................................................................................................................... 45

3.2.4 Producción de etanol .................................................................................................................................. 45

3.2.4.1 Introducción ................................................................................................................................................................... 45

3.2.4.2 Materias primas y energía de entrada ....................................................................................................................... 48


3.2.4.4 Transporte ...................................................................................................................................................................... 49

3.2.4.5 Productos y sub-productos ......................................................................................................................................... 50

3.2.5 Tratamiento de aguas ................................................................................................................................. 50

3.2.5.1 Balance de masa ............................................................................................................................................................ 51

3.2.6 Compostaje .................................................................................................................................................. 53

3.2.6.1 Balance de masa ............................................................................................................................................................ 54

3.2.6.2 Transporte y Maquinaria .............................................................................................................................................. 56


3.2.6.4 Salida de materiales ...................................................................................................................................................... 57

3.2.7 Visión general del inventario y asignación ................................................................................................ 57

3.2.7.1 Flujo de masa de la cadena de valor del Etanol ...................................................................................................... 57

3.2.7.2 Factores de asignación ................................................................................................................................................. 58

3.2.7.2.1 Valores económicos ................................................................................................................................................. 59

3.2.7.2.2 Valores energéticos.................................................................................................................................................. 61

3.3 CULTIVO DE LA PALMA DE ACEITE........................................................................................................................... 61

3.3.1 Introducción ................................................................................................................................................. 61

3.3.2 Selección de sitios de estudio ...................................................................................................................... 63

3.3.3 Sistema Agrícola .......................................................................................................................................... 65

3.3.4 Productividad .............................................................................................................................................. 66

3.3.5 Características del Sistema ......................................................................................................................... 67

3.3.6 Materias primas y auxiliares ....................................................................................................................... 68

3.3.6.1 Fertilizantes minerales .................................................................................................................................................. 68

3.3.6.2 Fertilizantes orgánicos .................................................................................................................................................. 69

3.3.6.3 Pesticidas ........................................................................................................................................................................ 70

3.3.7 Transporte y Maquinaria ............................................................................................................................ 71

3.3.8 Cambio en el uso del suelo ......................................................................................................................... 73

3.3.9 Absorción de carbono y energía de la biomasa ......................................................................................... 74

3.3.10 Emisiones a la atmósfera ........................................................................................................................ 74

3.3.11 Vertidos al agua ...................................................................................................................................... 75

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental iii

3.3.12 Residuos al suelo ..................................................................................................................................... 76

3.4 EXTRACCIÓN DE ACEITE DE PALMA Y PRODUCCIÓN DE BIODIESEL .............................................................................. 77

3.4.1 Introducción ................................................................................................................................................. 77

3.4.2 Descripción del sistema............................................................................................................................... 78

3.4.3 Extracción de aceite de Palma .................................................................................................................... 80

3.4.3.1 Caracterización del sistema ......................................................................................................................................... 80

3.4.3.2 Entrada de material y energía ..................................................................................................................................... 81

3.4.3.3 Productos, subproductos y residuos ......................................................................................................................... 82

3.4.3.4 Producción de energía ................................................................................................................................................. 82

3.4.3.5 Infraestructura y maquinaria ....................................................................................................................................... 84

3.4.3.6 Transporte ...................................................................................................................................................................... 84

3.4.4 Refinería y planta de Biodiesel ................................................................................................................... 84

3.4.4.1 Descripción del sistema ............................................................................................................................................... 84

3.4.4.2 Materias primas y demanda energética. ................................................................................................................... 86

3.4.4.3 Proceso de producción y subproductos ................................................................................................................... 86

3.4.4.4 Generación de energía ................................................................................................................................................. 87

3.4.4.5 Infraestructura y maquinaria ....................................................................................................................................... 87

3.4.4.6 Distancias de transporte .............................................................................................................................................. 87

3.4.5 Purificación de la Glicerina ......................................................................................................................... 88

3.4.5.1 Introducción ................................................................................................................................................................... 88

3.4.5.2 Materias primas y requerimiento de energía ........................................................................................................... 88

3.4.5.3 Productos y subproductos ........................................................................................................................................... 89


3.4.5.5 Transporte ...................................................................................................................................................................... 89

3.4.6 Tratamiento de Aguas Residuales .............................................................................................................. 89

3.4.6.1 Introducción ................................................................................................................................................................... 89

3.4.6.2 Entrada ............................................................................................................................................................................ 90

3.4.6.3 Efluentes y emisiones ................................................................................................................................................... 91


3.4.7 Aplicación en la tierra de los residuos ........................................................................................................ 91

3.4.8 Visión General del Inventario y asignación ............................................................................................... 91

3.4.8.1 Flujo de masa de la cadena de valor del biodiesel ................................................................................................. 91

3.4.8.2 Factores de asignación ................................................................................................................................................. 92

3.4.8.2.1 Asignación económica ............................................................................................................................................ 93

3.4.8.2.2 Asignación Energética ............................................................................................................................................. 94

3.5 TRANSPORTE A LA ESTACIÓN DE SERVICIO .............................................................................................................. 94

3.5.1 Transporte de etanol de caña de azúcar a la estación de servicio en Bogotá .......................................... 94

3.5.2 Transporte del biodiesel de palma hasta Bogotá ...................................................................................... 95

3.5.3 El transporte de etanol de caña de azúcar a California ............................................................................ 95

3.6 TRANSPORTE DEL BIODIESEL DE PALMA A CALIFORNIA ............................................................................................. 95

3.7 USO DE LOS COMBUSTIBLES EN VEHÍCULOS ............................................................................................................ 96

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental iv

3.7.1 Selección de los vehículos ........................................................................................................................... 96

3.7.2 El uso de combustible en un Renault Logan. ............................................................................................. 97

3.7.2.1 Descripción del sistema ............................................................................................................................................... 97

3.7.2.2 Vehículo para la comparación internacional (California) ..................................................................................... 101

3.8 COMBUSTIBLES FÓSILES ...................................................................................................................................... 103

3.8.1 Producción de gasolina y diesel en Colombia ......................................................................................... 103

3.8.2 Extracción de petróleo crudo .................................................................................................................... 103

3.8.3 Refinación .................................................................................................................................................. 105

3.8.4 Transporte a la estación de servicio ......................................................................................................... 106

3.8.5 Estudio de Ecopetrol sobre las emisiones de GEI de los combustibles fósiles ......................................... 107

3.8.6 Producción de gasolina y diesel en California ......................................................................................... 107

3.8.6.1 Extracción de petróleo crudo .................................................................................................................................... 108

3.8.6.2 Refinación ..................................................................................................................................................................... 109

3.8.6.3 Transporte a la estación de servicio ......................................................................................................................... 109

3.9 PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD .......................................................................................................................... 109

4 EVALUACIÓN DE IMPACTOS ............................................................................................................................. 111

4.1 COMBUSTIBLES FÓSILES ...................................................................................................................................... 111

4.1.1 Potencial de Calentamiento Global ......................................................................................................... 111

4.1.2 La demanda de energía acumulada......................................................................................................... 114

4.2 ETANOL DE CAÑA DE AZÚCAR. ............................................................................................................................ 115

4.2.1 Potencial de calentamiento global ........................................................................................................... 115

4.2.2 Demanda acumulada de energía ............................................................................................................. 118

4.3 BIODIESEL DE ACEITE DE PALMA ........................................................................................................................... 120


4.3.2 Demanda acumulada de Energía ............................................................................................................. 123

4.4 CAMBIOS INDIRECTOS EN EL USO DEL SUELO (ILUC) .............................................................................................. 124

4.5 OPCIONES DE MEZCLA Y EXPORTACIÓN A CALIFORNIA ........................................................................................... 127


4.6 COMPARACIÓN DE LOS BIOCOMBUSTIBLES COLOMBIANOS CON OTROS BIOCOMBUSTIBLES ...................................... 128


5 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 131

5.1 ETANOL DE CAÑA DE AZÚCAR ............................................................................................................................. 131

5.2 BIODIESEL DE ACEITE DE PALMA ........................................................................................................................... 134

5.3 CONCLUSIONES ................................................................................................................................................. 137

6 REFERENCIAS ....................................................................................................................................................... 139

7 ANEXOS ................................................................................................................................................................. 145

7.1 FORMATO DE RECOLECCIÓN DE DATOS AGRÍCOLAS PARA CAÑA DE AZÚCAR ............................................................. 145

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental v

7.2 FORMATO DE RECOLECCIÓN DE DATOS AGRÍCOLAS PARA PALMA DE ACEITE .............................................................. 154

7.3 INVENTARIOS DE LOS VEHÍCULOS: RENAULT LOGAN .............................................................................................. 166

7.4 METODOLOGÍAS ACV ........................................................................................................................................ 169

7.4.1 Global Warming Potential – Potencial de Calentamiento Global .......................................................... 169

7.4.2 Cumulative Energy Demand – Demanda Acumulada de Energía .......................................................... 169

7.4.3 Indicadores de Punto Medio y Punto Final .............................................................................................. 170

7.4.3.1 Introducción ................................................................................................................................................................. 170

7.4.3.2 Metodología de Evaluación de Impactos CML (puntos medios) ........................................................................ 171

7.4.3.3 Metodología de Evaluación de Impactos Ecoindicador 99 (punto final) .......................................................... 173

7.4.3.4 Limitaciones del estudio ............................................................................................................................................ 175

7.4.3.5 Resultados - Combustibles fósiles ........................................................................................................................... 175

7.4.3.6 Resultados - Etanol de caña de azúcar. ................................................................................................................... 177

7.4.3.7 Resultados - Biodiesel de aceite de palma ............................................................................................................. 179

7.4.3.8 Resultados - Opciones de mezcla y exportación a California ............................................................................. 181

7.4.3.9 Resultados - Comparación de los biocombustibles colombianos con otros biocombustibles .................... 182

7.4.3.10 Discusión y conclusiones ........................................................................................................................................... 184

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Emisiones de NH3- de fertilizantes minerales (% N emitido en forma de NH3). (Fuente: Agrammon (2009)) ..................... 8

Tabla 2: Compañías de producción de etanol (Asocaña 2011). ........................................................................................................................ 14

Tabla 3: Criterios de selección de las zonas agroecológicas (tipo de suelo y humedad). (Fuente: CUE, con base en

información de Cenicaña) ........................................................................................................................................................................................ 15

Tabla 4: Identificación final de los sitios específicos. (Fuente: CUE, con base en información de Cenicaña)..................................... 15

Tabla 5: Información general sobre selección del sitio de estudio. (Fuente: CUE, con base en información de Cenicaña) ......... 16

Tabla 6: Área y factor de peso de los sitios de estudio seleccionados. (Fuente: CUE, con base en información de

Cenicaña)........................................................................................................................................................................................................................ 16

Tabla 7: Ciclo de cultivo de caña de azúcar en el Valle geográfico del Río Cauca. (Fuente: CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 18

Tabla 8: Método de recolección de la caña de azúcar en el Valle Geográfico del Río Cauca. (Fuente: CUE con base en

estudio de campo) ...................................................................................................................................................................................................... 18

Tabla 9: Aplicación de fertilizantes en los sitios de estudio por hectárea y año. (Fuente CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 22

Tabla 10: Dosis recomendada de fertilizantes N-P-K. ........................................................................................................................................... 22

Tabla 11: Aplicación de pesticidas por año y hectárea. (Fuente CUE con base en estudio de campo) ............................................... 23

Tabla 12: Requerimiento de agua para caña de azúcar usando diferentes sistemas de irrigación (Cenicaña 2010) ...................... 24

Tabla 13: Requerimiento de agua y sistemas de riego (Fuente CUE con base en estudio de campo) ................................................ 25

Tabla 14: Caña de azúcar: Requerimientos de energía para la preparación de la tierra. (Fuente: CUE con base en estudio

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 27

Tabla 15: Consumo de energía de la cosecha manual y mecánica. (Fuente: CUE, con base en estudio de campo y datos

por defecto de Ecoinvent) ........................................................................................................................................................................................ 28

Tabla 16: Distancias para el transporte de insumos de cultivo. (Fuente: CUE con base en estudio de campo) ............................... 29

Tabla 17: Transformación del uso del suelo y ocupación del cultivo de la caña de azúcar de los sitios de estudio. ..................... 30

Tabla 18: Emisiones a la atmósfera de la quema pre-cosecha. .......................................................................................................................... 30

Tabla 19: Emisiones a la atmósfera de la aplicación de fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisión) ................. 31

Tabla 20: Vertidos al agua de la aplicación de fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisión).................................. 31

Tabla 21: Residuos al suelo de la aplicación de pesticidas y fertilizantes. (Fuente: CUE con base en modelos de emisión) ....... 32

Tabla 22: Plantas de etanol en Colombia 2009. (Fuente: Asocaña) .................................................................................................................. 33

Tabla 23: Promedio ponderado de las diferentes compañías productoras de etanol. (Fuente: CUE con base en

entrevistas con expertos) ......................................................................................................................................................................................... 34

Tabla 24: Flujos másicos y tecnologías para las plantas de azúcar y etanol en Colombia. (Fuente: CUE con base en

entrevistas con expertos) ......................................................................................................................................................................................... 35

Tabla 25: Descripción de los pasos en el proceso de azúcar en el ingenio. (Fuente: Cenicaña) ............................................................ 37

Tabla 26: Material y consumo de energía de la fábrica de azúcar por cada 100 toneladas de caña (Fuente: CUE con base

en las visitas de campo) ............................................................................................................................................................................................ 39

Tabla 27: Propiedades del bagazo y de carbón. (Fuente: UPME 2003) ........................................................................................................... 40

Tabla 28: Resumen de los procesos de cogeneración de las diferentes compañías por 100 ton de caña de azúcar

procesada. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ....................................................................................................................... 41

Tabla 29: Infraestructura del ingenio de azúcar, horno y turbina por 100 toneladas de caña de azúcar. (Fuente: CUE con

base en las visitas de campo) ................................................................................................................................................................................. 42

Tabla 30: Distancias de transporte por cada 100 toneladas de caña de azúcar. (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 43

Tabla 31: Productos y los desechos de la planta de azúcar por la caña de azúcar de 100 toneladas. ................................................. 43

Tabla 32: Emisiones relacionadas con la combustión de 1 kg de bagazo y por cada 100 toneladas de caña de azúcar.

(Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .............................................................................................................................................. 44

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental vii

Tabla 33: Residuos de caña de azúcar por cada 100 toneladas. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .......................... 45

Tabla 34: Descripción del proceso de etanol (fuente: CUE)................................................................................................................................. 46

Tabla 35: Materias primas y energía empleada en el proceso de etanol (por kg de etanol 99,6%). (Fuente: CUE con base


Tabla 36: Distancias de transporte para la producción de etanol. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ...................... 49

Tabla 37: Productos, co-productos y residuos del proceso de etanol. (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) .............. 50

Tabla 38: Entrada de aguas residuales y la producción por 100 toneladas de caña de azúcar. (Fuente: CUE con base en

las visitas de campo) .................................................................................................................................................................................................. 52

Tabla 39: Composición de las aguas residuales y aguas residuales tratadas por m3 (Fuente: CUE) ..................................................... 52

Tabla 40: Emisiones de metano durante el tratamiento de aguas residuales. (Fuente: CUE con base en visitas de campo)....... 52

Tabla 41: Entrada de material para el compostaje por cada 100 ton de caña de azúcar. (Fuente: CUE con base en visitas

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 54

Tabla 42: Balance de masa y compostaje por 100 ton de caña de azúcar (escenario promedio). (Fuente: CUE) ........................... 55

Tabla 43: Balance de masa de compostaje por 100 toneladas de caña de azúcar, (escenario optimizado). ..................................... 56

Tabla 44: Factores de asignación de la producción de etanol (Escenario: “Promedio"). (Fuente: CUE) ............................................... 58

Tabla 45: Factores de asignación de la producción de etanol (Escenario:"Optimizado"). (Fuente: CUE) ............................................ 59

Tabla 46: Valores económicos de los productos de la refinería de azúcar y de la planta de etanol. ................................................... 59

Tabla 47: Valores energéticos de los productos de la refinería de azúcar y de la planta de etanol ..................................................... 61

Tabla 48: distribución del área sembrada en palma de aceite por zonas (en hectáreas). (Fuente: Fedepalma 2010) .................... 64

Tabla 49: Área de las plantaciones de palma y áreas de muestreo en el oriente, norte y centro de Colombia. (Fuente:

CUE y Fedepalma) ....................................................................................................................................................................................................... 65

Tabla 50: Rendimientos anuales de la producción por zona [en toneladas por hectárea-año] (Fedepalma 2006;

Fedepalma 2009). ........................................................................................................................................................................................................ 66

Tabla 51: Entradas de fertilizantes minerales en kg por hectárea y año para las diferentes zonas de cultivo. (Fuente: CUE

con base en las visitas de campo) ......................................................................................................................................................................... 68

Tabla 52: Composición de nutrientes en la tusa en base húmeda y seca (Heriansyah 2008). ................................................................ 69

Tabla 53: Entradas de fertilizantes orgánicos en kg por ha y año para diferentes áreas de cultivo. (Fuente: CUE con base


Tabla 54: Agroquímicos aplicados en las diferentes áreas de cultivo por área de cultivo (en kg por kg RFF y año).

(Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ............................................................................................................................................. 70

Tabla 55: Consumo de combustible de las diferentes áreas de cultivo de palma en ton.km per kg RFF. (Fuente: CUE con

base en las visitas de campo). ................................................................................................................................................................................ 72

Tabla 56: Parámetros para el cambio en el uso directo de la tierra para los diferentes sitios de cultivo de palma (Fuente:

CUE con base en las visitas de campo y los valores por defecto del IPCC). ........................................................................................... 73

Tabla 57: Emisiones a la atmósfera por la aplicación de fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisión) ................ 75

Tabla 58: Vertidos al agua por el uso de fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisión). ............................................ 75

Tabla 59: Residuos al suelo por la aplicación de pesticidas y fertilizantes (Fuente: CUE con base en modelos de emisión). ..... 76

Tabla 60: Plantas de biodiesel y capacidad instalada (MADR 2011). Las compañías marcadas con una estrella (*) son

parte de este estudio. ................................................................................................................................................................................................ 77

Tabla 61: Promedio ponderado de las diferentes empresas productoras de biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo y Cenipalma) ............................................................................................................................................................................................ 78

Tabla 62: Descripción del proceso de aceite de palma. (Fuente: CUE) ............................................................................................................ 80

Tabla 63: Entrada de materia y energía por 100 ton de RFF (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ................................. 81

Tabla 64: Salidas en la extracción aceite de palma por 100t RFF (Fuente: CUE con base en las visitas de campo). ....................... 82

Tabla 65: Propiedades de los RFF, fibra y cáscara (Fuente: Ecoinvent) ............................................................................................................ 82

Tabla 66: Emisiones al aire producto de la combustión de 1 MJ de fibra, 1 MJ de cáscara por cada 100 toneladas de RFF.

(Jungbluth, Dinkel et al. 2007). ............................................................................................................................................................................... 83

Tabla 67: Infraestructura del proceso del Molino de aceite de palma (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ............... 84

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental viii

Tabla 68: Descripción del proceso de refinación de aceite de palma y del proceso de biodiesel (Fuente: CUE con base en

las visitas de campo) .................................................................................................................................................................................................. 85

Tabla 69: Materias primas y requerimientos de energía de la refinería para producir 1ton biodiesel (Fuente: CUE con


Tabla 70: Materias primas y requerimientos de energía de la planta de biodiesel para producir 1ton biodiesel (Fuente:

CUE con base en las visitas de campo)................................................................................................................................................................ 86

Tabla 71: Salidas de la planta de refinación de aceite por 1 ton biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas de campo) ...... 86

Tabla 72: Salidas de la transesterificación de la planta por 1 ton biodiesel de Palma (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo). ..................................................................................................................................................................................................................... 87

Tabla 73: Distancias de transporte para la refinación y transesterificación del aceite de palma en ton.km. (Fuente: CUE

con base en las visitas de campo). ........................................................................................................................................................................ 88

Tabla 74: Entrada al proceso de purificación de glicerina por ton biodiesel (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 89

Tabla 75: Salida del proceso de purificación de glicerina por ton biodiesel de palma. ............................................................................ 89

Tabla 76: Aguas residuales totales y contenido de DQO por 100 ton FFB tratados (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo). ........................................................................................................................................................................................................................... 90

Tabla 77: Cantidad de agua residual tratada y emisiones de metano por 100 ton FFB de 100 toneladas (Fuente: CUE con


Tabla 78: Factores de asignación para la producción de biodiesel (escenario: promedio). Fuente: CUE .......................................... 93

Tabla 79: Factores de asignación de factores para la producción de biodiesel (escenario: optimizado). Fuente: CUE ................. 93

Tabla 80: Valores económicos de los productos de los RFF de la palma. ...................................................................................................... 94

Tabla 81: Valores energéticos de los productos de los RFF de la palma. ....................................................................................................... 94

Tabla 82: Distancias de transporte desde las plantas de biodiesel hacia el puerto marítimo en Santa Marta (Fuente:

INVIAS 2006). ................................................................................................................................................................................................................ 96

Tabla 83: Especificación del Renault Logan (Fuente: www.renault.com, cálculos realizados por CUE) ................................................ 98

Tabla 84: Inventario de emisiones para los diferentes modelos de transmisión del Renault Logan a gasolina. (Fuente:

CUE, basado en Ecoinvent v2.3 y Renault) ......................................................................................................................................................... 99

Tabla 85: Inventario de emisiones para los diferentes modelos de transmisión del Renault Logan a diesel (Fuente: CUE,

basado en Ecoinvent v2.3 y Renault). ................................................................................................................................................................. 100

Tabla 86: Inventario de emisiones de los vehículos de referencia en California, la gasolina y diesel (Fuente: Ecoinvent

v2.2)................................................................................................................................................................................................................................ 102

Tabla 87: Producción de combustibles fósiles en 1000 toneladas, 2007, Colombia (Fuente: (IEA 2007). ......................................... 103

Tabla 88: Especificaciones del combustible del estudio Ecopetrol. ................................................................................................................ 107

Tabla 89: Composición petróleo crudo de California (incluyendo transporte y suposiciones de proceso de Ecoinvent).

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 108

Tabla 90: Mezcla de electricidad para Colombia, de IEA (IEA 2008). ............................................................................................................. 109

Tabla 91: Factores de emisión para la producción y transmisión de electricidad utilizada en este estudio. Fuente: CUE

con base en las visitas de campo). ...................................................................................................................................................................... 109

Tabla 92: Emisiones de CO2 de combustibles fósiles de diferentes estudios.............................................................................................. 112

Tabla 93: Potencial de emisiones GEI de diferentes escenarios de etanol de caña de azúcar por vehículo-km y relativo a

gasolina fósil (100%). Fuente: CUE. ..................................................................................................................................................................... 132

Tabla 94: Potencial de emisiones GEI de diferentes escenarios de biodiesel de palma por vehículo-km y relativo a diesel

fósil (100%). Fuente: CUE. ....................................................................................................................................................................................... 135

Tabla 95: Inventario del chasis (‘glider’). .................................................................................................................................................................. 166

Tabla 96:Inventario del árbol de transmisión con motor gasolina(‘drivetrain petrol’) ............................................................................. 167

Tabla 97: Inventario del árbol de transmisión con motor diesel (‘drivetrain diesel’). ............................................................................... 168

Tabla 98: Indicadores de punto medio empleados en este estudio .............................................................................................................. 172

Tabla 99: Indicadores de impactos punto medio y punto final de etanol de caña de azúcar por vehículo-kilómetro ................ 179

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental ix

Tabla 100: Impactos de punto medio y punto final de biodiesel de palma por vehículo-kilometro ................................................. 180

Tabla 101: Impactos ambientales de punto medio del etanol de caña de azúcar comparados con combustible fósil

(Verde: Impacto menor. Naranja: impacto mayor). Fuente; CUE. ............................................................................................................. 185

Tabla 102: Impactos ambientales de punto medio del biodiesel comparados con combustible fósil (Verde: Impacto

menor. Naranja: impacto mayor). Fuente; CUE. .............................................................................................................................................. 187

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental x

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Cuatro fases principales de un ACV según la norma ISO 14040 ........................................................................................................ 2

Figura 2: Izquierda: Zonas de estudio para caña de azúcar (verde) y aceite de palma (azul). Derecha: Sitios de estudio

para las plantas de etanol (naranja) y plantas de biodiesel (morado). Fuente: CUE, con base en información de

Cenicaña y Cenipalma). ................................................................................................................................................................................................ 3

Figura 3: Visión general de los sistemas a comparar. (Fuente: CUE) ................................................................................................................... 4

Figura 4: Fuente de los datos de inventario para procesos específicos. (Fuente: CUE) ................................................................................ 6

Figura 5: Vista esquemática del cambio indirecto en el uso del suelo (Fuente: CUE) ................................................................................... 9

Figura 6: Área de cultivo de caña de azúcar (izquierda) y la topografía de la región (derecha) (Cenicaña 2001) ........................... 13

Figura 7: Ciclo de cultivo de la caña de azúcar (Netafim 2011). ........................................................................................................................ 17

Figura 8: Productividad cronológica de caña de azúcar y azúcar en ton por ha en Colombia (Asocaña 2011) ............................... 19

Figura 9: Productividad de la caña de azúcar para los sitios estudiados en toneladas de caña por ha (Fuente: CUE con

base en estudio de campo) ..................................................................................................................................................................................... 20

Figura 10: Visión esquemática del inventario de caña de azúcar. (Fuente: CUE) ......................................................................................... 21

Figura 11: Precipitación (izquierda) y evaporación(derecha) en el Valle Geográfico del Río Cauca (Cenicaña 2001) .................... 24

Figura 12: Canal de irrigación en plantaciones de caña de azúcar (© Cenicaña). ....................................................................................... 25

Figura 13: Maquinaria utilizada para la preparación de la tierra, siembra y manejo. (Fuente: CUE con base en estudio de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 27

Figura 14: Cosecha verde manual (izquierda) y carga de la caña cortada después de la quema previa a la cosecha

(derecha). (Fuente: EMPA) ........................................................................................................................................................................................ 28

Figura 15: Visión esquemática de producción de etanol en Colombia. (Fuente: CUE) ............................................................................. 34

Figura 16: Visión esquemática de producción de azúcar en Colombia (Cenicana 2004) ........................................................................ 36

Figura 17: Presentación esquemática sobre el sistema de co-generación de los ingenios azucareros. (Fuente: Cenicaña) ........ 40

Figura 18: Resumen esquemático de la producción de etanol de caña de azúcar. (Fuente: CUE con base en las visitas de

campo) ............................................................................................................................................................................................................................ 46

Figura 19: Tratamiento de Aguas Residuales (TAR) de los efluentes de la planta de etanol. (Fuente: CUE, figuras de

www.praj.net, www.usba.org, www.isu.edu). ...................................................................................................................................................... 51

Figura 20: Esquema general del proceso de compostaje (Fuente: CUE con base en visitas de campo). ............................................ 54

Figura 21: Flujo de masa de producción de etanol por 100 ton de caña de azúcar. (Fuente: CUE con base en las visitas

de campo) ...................................................................................................................................................................................................................... 57

Figura 22: Precios de azúcar refinado y blanco (ponderado según cantidad y precio del mercado local y de exportación)

y el precio de etanol (Fuente: CUE con base en Asocaña y Precios del Merado de Azúcar de Londres). .................................... 61

Figura 23: Plantaciones de palma de aceite en Colombia (Fuente: CUE). ...................................................................................................... 62

Figura 24: Principales zonas de cultivo de palma de aceite en Colombia 2008 (Fedepalma 2009). ..................................................... 63

Figura 25: Plantación de palma con diferentes edades en Colombia. ............................................................................................................. 65

Figura 26: Productividad de la palma de aceite en los sitios de estudio en el Oriente (azul), Norte (naranja)

y Centro (verde) de Colombia en toneladas de RFF por hectárea y año. Los colores claros reflejan la productividad

de las fincas muestreadas y los colores oscuros reflejan el valor promedio de la región. La barra negra indica la

productividad nacional promedio y la barra gris representa la productividad suministrada por Fedepalma. (Fuente:

CUE y Fedepalma 2009) ............................................................................................................................................................................................ 67

Figura 27: Presentación esquemática sobre el inventario de palma de aceite (Fuente: CUE) ................................................................. 68

Figura 28: Recolección de fruta de Palma (izquierda), embalaje para el transporte (centro) y carga (derecha) (Fuente:

CUE y www.reportage-enviro.com. ....................................................................................................................................................................... 72

Figura 29: Transporte de RFF por animal (izquierda), tractores (centro) y camiones (derecha) desde el campo hasta la

planta de extracción. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................................................... 72

Figura 30: Cantidad relativa de tierra transformada debido a los cultivos de palma desde el 200 al 2009. (Fuente: Pincon

2008). ............................................................................................................................................................................................................................... 73

Figura 31: Visión esquemática general sobre el sistema de biodiesel. (CUE con base en las visitas de campo) .............................. 79

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental xi

Figura 32: Procesos de la extracción de aceite de palma (Fuente: Adaptado de Fedepalma 2010). .................................................... 80

Figura 33: Resumen esquemático sobre el proceso de refinación de aceite de palma y la producción de biodiesel

(fuente: www.manuelita.com) ................................................................................................................................................................................. 85

Figura 34: Proceso de purificación de la glicerina (fuente: www.manuelita.com)........................................................................................ 88

Figura 35: Sistema de tratamiento de aguas de laguna abierta (izquierda) y su superficie (derecha). (Fuente: CUE) .................... 90

Figura 36: Flujo de masa en la producción de biodiesel por cada 100 toneladas de RFF. (Fuente: CUE con base en las

visitas de campo)......................................................................................................................................................................................................... 92

Figura 37: Distancia desde Buenaventura a Los Ángeles, 4903 km. (Fuente: http://www.searates.com) ............................................ 95

Figura 38: Distancia desde Santa Marta a Los Ángeles, 5314 km. (Fuente: http://www.searates.com) ............................................... 96

Figura 39: Renault Logan (Fuente: www.renault.com) ........................................................................................................................................... 97

Figura 40: Presentación esquemática sobre el ciclo de vida de los combustibles fósiles. (Fuente: CUE) .......................................... 103

Figura 41: Reservas y producción colombiana de petróleo (Ecopetrol 2008)............................................................................................. 104

Figura 42: BCM (izquierda) e imagen de satélite (derecha) de la quema de gas en Colombia (NOAA 2009) ................................. 104

Figura 43: Cargas de las refinerías de Colombia (izquierda) y refinería de Barrancabermeja (derecha) (Ecopetrol 2009). ......... 105

Figura 44: Contenido de azufre del diesel en Bogotá y el resto del país (Ecopetrol2009). .................................................................... 106

Figura 45: Suministro de petróleo crudo a las Refinerías de California (Sheridan2006). ........................................................................ 108

Figura 46: Factores de emisión de electricidad en Colombia en 2009 (izquierda) y2010 (derecha) en kg de

CO2 equivalentes por kWh (XMexpertos 2010). ............................................................................................................................................ 110

Figura 47: Emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de combustibles fósiles en g de CO2 equivalentes por MJ

combustible. (Fuente: CUE) .................................................................................................................................................................................... 112

Figura 48: Emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) de combustibles fósiles en kg equivalentes de CO2

por vehicle.km. (Fuente: CUE) ............................................................................................................................................................................... 113

Figura 49: Demanda acumulada de energía no renovable por MJ de combustible fósil. (Fuente: CUE). .......................................... 114

Figura 50: Demanda acumulada de energía no renovable por vehículo.km. (Fuente: CUE) .................................................................. 114

Figura 51: Potencial de calentamiento global de etanol de caña de azúcar en kg CO2 equivalentes por v.km. (Fuente:

CUE) ............................................................................................................................................................................................................................... 115

Figura 52: Potencial de calentamiento global de etanol de caña de azúcar por proceso en g CO2 equivalentes por

MJ combustible. (Fuente: CUE) ............................................................................................................................................................................. 116

Figura 53: Potencial de calentamiento global del cultivo de caña de azúcar en kg CO2 equivalentes por kg de caña

de azúcar. (Fuente: CUE y Ecoinvent para Brasil). .......................................................................................................................................... 116

Figura 54: Potencial de calentamiento global de procesamiento de la caña de azúcar dividido por proceso en kg CO2

equivalentes por v.km. (Fuente: CUE) ................................................................................................................................................................. 117

Figura 55: Análisis de sensibilidad del método de asignación para la producción de etanol en Colombia en kg de CO2 el

equivalentes por vehicle.km. (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................... 118

Figura 56: Demanda acumulada de energía de etanol de caña de azúcar en MJ de energía no renovable por

MJ.de combustible. (Fuente: CUE). ...................................................................................................................................................................... 119

Figura 57: Demanda acumulada de energía de etanol de caña de azúcar en MJ de energía no

renovable por vehículo.km. (Fuente: CUE)........................................................................................................................................................ 119

Figura 58: Potencial de calentamiento global dl biodiesel de palma en kg CO2 equivalente per v.km. (Fuente: CUE) ................ 120

Figura 59: Potencial de calentamiento global de biodiesel a partir de aceite de palma por proceso en g CO2 en

equivalente por MJ de combustible. (Fuente: CUE) ..................................................................................................................................... 121

Figura 60: Potencial de calentamiento global del cultivo de palma de aceite en kg CO2 equivalentes por kg de RFF. Los

sitios de cultivo en Colombia evaluados en el oriente (Verde), Norte (Azul) y centro (rojo) se presentan de acuerdo al

impacto del cultivo (barras oscuras) y al cambio en el uso de la tierra (barras claras). El impacto promedio se

muestra como una línea negra. (Fuente: CUE y Ecoinvent v2.3 para Malasia) .................................................................................... 121

Figura 61: Potencial de calentamiento global de procesamiento del biodiesel dividido por proceso en kg de CO2

equivalentes por v.km. (Fuente: CUE) ................................................................................................................................................................. 122

Figura 62: Potencial de calentamiento global del escenario promedio y optimizado comparado con los combustibles

fósiles en kg CO2eq por vehicle.km. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................... 122

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental xii

Figura 63: Análisis de sensibilidad del método de asignación para la producción de biodiesel en Colombia en kg CO2

eq. por vehículo.km. (Fuente: CUE) ..................................................................................................................................................................... 123

Figura 64: Demanda de energía acumulada de biodiesel de palma en MJ de energía no renovable por MJ de

combustible. (Fuente: CUE) .................................................................................................................................................................................... 124

Figura 65: Demanda acumulada de energía de biodiesel de palma en MJ de energía no renovable por vehiculo.km.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 124

Figura 66: Impactos indirectos potenciales del uso de la tierra en el cultivo de palma en Colombia. (Fuente: CUE)................... 125

Figura 67: Impactos potenciales del uso indirecto de la tierra en el cultivo de caña se azúcar en Colombia. (Fuente: CUE) ... 126

Figura 68: Potencial del calentamiento Global del etanol promedio colombiano (E100 and E10) empleado en Bogotá y

California. (Fuente: CUE) ......................................................................................................................................................................................... 127

Figura 69: Potencial de calentamiento global del biodiesel promedio colombiano (B100 y B10) usado en Bogotá

y California. (Fuente: CUE) ...................................................................................................................................................................................... 128

Figura 70: Potencial de calentamiento global de los biocombustibles comparados con otras cadenas de valor de

biocombustibles. (Fuente: CUE, biocombustibles colombianos adaptados para un vehículo estándar de Ecoinvent,

otros biocombustibles basados en Zah et al., 2007) .................................................................................................................................... 129

Figura 71: Potencial de calentamiento global del etanol colombiano de caña de azúcar relativo a la gasolina fósil (100%

del impacto). (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................................................. 132

Figura 72: Potencial de calentamiento global del Biodiesel de palma colombiano comparado con el diesel fósil (100%

del impacto).Fuente: CUE. ...................................................................................................................................................................................... 135

Figura 73: Presentación esquemática de los indicadores de impacto utilizados en este estudio. (Fuente: CUE)........................... 170

Figura 74: Visión esquemática sobre el modelo de daño del Eco-indicador 99. (Fuente: VROM 2000) .......................................... 174

Figura 75: Comparación del vehículo estándar de pasajeros en Colombia y California (por vehicle.km). (Fuente: CUE). ........... 176

Figura 76: Impacto ambiental total medido como puntos de Eco-indicador 99 del vehículo estándar de Colombia y

California (por vehiculo.km) (Fuente: CUE). .................................................................................................................................................... 177

Figura 77: Impactos ambientales del etanol de caña de azúcar por vehículo.km especificados por etapa de producción.

(Fuente: CUE). ............................................................................................................................................................................................................. 177

Figura 78: Impacto ambiental total (medido en puntos de Eco-indicador 99) del etanol de la caña de azúcar por

vehiculo.km especificado para la etapa de producción. (Fuente: CUE) .................................................................................................. 178

Figura 79: Los impactos ambientales del biodiesel de palma por vehiculo.km especificados por etapa de producción.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 179

Figura 80: Impacto ambiental total (medido como puntos de Ecoindicador 99) del biodiesel por vehículo.km específico

para la etapa de producción. (Fuente: CUE). ................................................................................................................................................... 180

Figura 81: Impacto ambiental agregado del etanol promedio colombiano (E10 y E100) empleado en Bogotá y California.

(Fuente: CUE) .............................................................................................................................................................................................................. 181

Figura 82: Impacto ambiental agregado del biodiesel promedio colombiano (B100 y B10) empleado en Bogotá y

California. (Fuente: CUE) ......................................................................................................................................................................................... 182

Figura 83: Impacto ambiental agregado (método de Eco indicador 99) de los biocombustibles colombianos

comparados con otras cadenas de valor de biocombustibles. (Fuente: CUE) ..................................................................................... 183

Figura 84: Representación en dos dimensiones de las emisiones de GEI y el impacto ambiental total (Eco indicador 99)

para caña de azúcar (azul) y palma de aceite (rojo)...................................................................................................................................... 184

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental xiii

GLOSARIO

ACV Análisis de Ciclo de Vida

AGB Biomasa por encima del suelo

AR Agua residual

BGB Biomasa por debajo del suelo

BID Banco Interamericano de Desarrollo

CED Demanda de Energía Acumulada

CML Instituto de Ciencias Ambientales de la Universidad de Leiden

CUE Consorcio de autores del estudio (CNPML-UPB-EMPA)

DALY Disability Adjusted Life Years

DQO Demanda Química de Oxigeno

EI99 Eco indicador 99

EICV Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida

EtOH Etanol

FAO Food and Agriculture Organization of United Nations

GBEP Global Bioenergy Partnership

GEI Gases de Efecto Invernadero

GWP Potencial de calentamiento global

ICV Inventario de Ciclo de Vida

IDEAM Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales

IEA Agencia Internacional de Energía

IGAC Instituto Geográfico Agustín Codazzi

iLUC Cambios indirectos del uso del suelo

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change

LUC Cambio del uso del suelo

LUC Cambio en el uso del suelo

MADR Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural

MDL Mecanismo de Desarrollo Limpio

MOD Materia Orgánica Descompuesta

MP Material Particulado

PAH Hidrocarburos aromáticos policíclicos

PDD Documento de Diseño del Proyecto

PST Partículas Sólidas Totales

RED Renewable Energy Directive

RER Clasificación Ecoinvent para promedio europeo

RFF Racimos de Fruto Fresco

RSB Mesa Redonda sobre Biocombustibles. Sostenibles

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental xiv

SD Desviación estándar

SOC Carbono orgánico del suelo

SQCB Sustainability Quick Check for Biofuels

TAR Tratamiento de Aguas Residuales

UCTE Union for the coordination of Transmission of Electricity (Europe)

UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change

VGRC Valle Geográfico del Río Cauca

VOC Compuestos orgánicos volátiles

Sostenibilidad de Biocombustibles en Colombia - Capitulo II: Estudio ACV – Impacto Ambiental 1

1 Objetivo

El principal objetivo del Análisis de Ciclo de Vida – ACV - es analizar los impactos ambientales de los

biocombustibles Colombianos, etanol de caña de azúcar (EtOH) y biodiesel de aceite de palma, sobre

el ciclo de vida completo, y su comparación con los combustibles fósiles de referencia para

Colombia (gasolina y diesel). Además, identificar el potencial de optimización para producir

biocombustibles más amigables con el medio ambiente y recolectar datos específicos necesarios para

la herramienta web desarrollada para el ACV del SQCB (Chequeo Rápido de Sostenibilidad de

Biocombustibles).


2 Metodología – Análisis del ciclo de vida

Con el fin de evaluar el desempeño ambiental de los diferentes biocombustibles, se llevó a cabo un

Análisis del Ciclo de Vida (ACV) conforme a las normas ISO 14040 y 14044 (ISO 2006). La

metodología ACV es un enfoque holístico para estimar los impactos ambientales relacionados

con todo el ciclo de vida de un producto o servicio. Los límites del sistema del estudio son alrededor

de las cadenas de biocombustibles y se extiende desde la producción agrícola hasta el uso final de

biocombustible en un vehículo, incluyendo los pasos intermedios. Además, el estudio se realiza de

acuerdo con las directrices de la Asociación Mundial de Bioenergía (GBEP 2009)1. En la Figura 1 se

presentan las fases principales del estudio de ACV.

Figura 1: Cuatro fases principales de un ACV según la norma ISO 14040

La definición del objetivo y el alcance es el primer paso de un ACV. En este se define claramente el

esquema del estudio. Donde los resultados finales del estudio son válidos únicamente para el objetivo

y alcance definido.

1 Las directivas de la AMBE (GBEP, por sus siglas en inglés) serán completadas después de la aprobación final de este estudio.

Definición del objetivo y alcance

Análisis de inventario

Evaluación de impactos

Concepto de Análisis de Ciclo de Vida

Interpretación

Aplicaciones directas:

•Desarrollo y mejoras de producto.

•Planeación estratégica.•Formulación de políticas públicas•Mercadeo•Otras


2.1 Alcance

En este estudio se evaluó el impacto promedio ambiental de los combustibles en Colombia. Por lo

tanto, los resultados no reflejan el rendimiento de las plantaciones individuales o instalaciones de

procesamiento, reservando la confidencialidad de la información individual.

Con el fin de tomar en cuenta el contexto local, se recolectó información primaria en los sitios más

representativos (como se muestra en la Figura 2 ).

Figura 2: Izquierda: Zonas de estudio para caña de azúcar (verde) y aceite de palma (azul). Derecha: Sitios de estu-

dio para las plantas de etanol (naranja) y plantas de biodiesel (morado). Fuente: CUE2, con base en información de

Cenicaña y Cenipalma).

2.1.1 Unidad funcional

Los biocombustibles puros (B100, E100), y las mezclas (E10, B10) son comparados con los

combustibles fósiles (gasolina y diesel, para especificaciones ver Tabla 88 ) por:

Una unidad energética (1 MJ) al punto de distribución

Un kilómetro recorrido en un vehículo promedio en Colombia (Renault Logan) y en los

Estados Unidos de América (un vehículo de pasajero promedio).

El objetivo del estudio es comparar los diferentes combustibles en lugar de comparar los diferentes

vehículos. Tal comparación sólo es posible si las propiedades de los vehículos son idénticas en cuanto

2 Todas las figuras y tablas establecidas en este estudio son referenciadas como CUE (Consocio CNPML-UPB-EMPA)


a aerodinámica, peso y consumo de energía. El mejor caso es escoger un tipo de vehículo del cual se

pueda tener información de su fabricación y desempeño con motores de gasolina, diesel y mezclas de

biocombustibles. , En Colombia, el Renault Logan es un vehículo ampliamente utilizado que se puede

conducir con diferentes unidades motrices.

2.1.2 Límites del sistema

Una visión general sobre los procesos a comparar se presenta en la Figura 3. En este estudio los límites

del sistema comprenden la cadena completa de los biocombustibles, desde la producción de

las materias primas agrícolas hasta el uso de los biocombustibles en un automóvil, incluyendo

los pasos intermedios. Además, se incluye la construcción, mantenimiento y reciclaje / disposición de

infraestructura, incluyendo los edificios y carreteras.

Figura 3: Visión general de los sistemas a comparar. (Fuente: CUE)


Alcance temporal

En este estudio el año de referencia para las consideraciones de cambio de uso de la tierra es el año

2000 y para tecnología de procesos se consideró el año 2009. El año 2000 fue seleccionado debido a

la disponibilidad de los mapas de uso del suelo en Colombia (usados en el estudio SIG), y a que el año

de referencia para el cambio de uso del suelo se define unos años atrás, evitando la deforestación o el

reemplazo de coberturas naturales vegetales para nuevos proyectos. Dado que a la empresa privada

no le era permitido establecer plantas de procesamiento de biocombustibles, la producción de estos

no conducía a ningún cambio en el uso de la tierra más allá del año 2000, lo cual justifica aún más el

año de vida seleccionado.

Con el fin de demostrar el potencial de optimización, se consideran dentro de este estudio las

tecnologías que pueden ser implementadas en un futuro cercano. Para este caso se empleó el estudio

de ACV de Ecopetrol sobre combustibles fósiles, el cual fue realizado para el esquema de refinación

del año 2008 en la refinería de Barrancabermeja.

Alcance geográfico

Este estudio es de alcance nacional como se mencionó en el objetivo del estudio, los conjuntos de

datos son representativos para las condiciones de Colombia. No obstante, es necesario tener presente

que los resultados reflejan el promedio nacional y no pueden ser asociados con plantaciones

individuales o plantas de procesamiento.

2.1.3 Método de asignación

En las cadenas de valor de los biocombustibles no solo se producen biocombustibles, sino también

varios subproductos (por ejemplo, torta de palmiste, compost, electricidad, entre otros). Por lo tanto,

como las cargas ambientales (ej. DQO, Kwh, CO2, MP, Residuos, etc.) no están registradas

específicamente para cada producto y subproducto (ej. residuos de corte, bagazo, vinazas, azúcar, miel

B, etc.) se hace necesario distribuir dichas cargas entre los diferentes productos y subproductos en

cada etapa de la cadena de valor, lo que se conoce como asignación. Ahora bien, debido a que los

productos y subproductos que generan la cadena de valor de los biocombustibles poseen diferentes

funciones (por ejemplo, algunas son usadas energéticamente y algunas para reciclaje de nutrientes), el

método de asignación económica se consideró el más adecuado. Sin embargo, se llevó a cabo una

asignación energética para analizar la sensibilidad del método de asignación.

2.2 Información para el inventario

En el análisis del Inventario de Ciclo de Vida (ICV) se cuantifican los flujos de materia y energía de los

procesos del sistema. Mediante la evaluación de todas las entradas y salidas, se pueden analizar los

intercambios de los sistemas comparados con el ambiente, y de esta manera sus impactos.


Dentro de este estudio, se considera el consumo de todas las materias primas, insumos,

energía, emisiones y residuos. Adicionalmente, se incluye el transporte, la infraestructura y los

requerimientos de tierra.

2.2.1 Tipos y fuentes de datos

En general, el inventario de los datos empleados se puede dividir en datos primar

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