Post on 12-May-2020
Fuente: ONG San Javier de Perú
ENERGENERGÍÍAS RENOVABLES, AS RENOVABLES, BIOCOMBUSTIBLES Y MEDIO BIOCOMBUSTIBLES Y MEDIO
AMBIENTEAMBIENTE
Francisco Marcos Francisco Marcos MartMartììnnLima, 17 de mayo de 2007Lima, 17 de mayo de 2007
Esta Patria que nos dieron
apenas cría cizañas,
gracias le daba al Señor
por esto y por esta hazaña.
Le agradecía la lluvia,
el buen sol, la trevolada
la lluvia, la nieve, el viento
Norte que nos trae el agua.
Le agradecía los pájaros,
la piedra en que descansaba,
y el regreso del buen tiempo.
Todo lo llamaba “gracia”.
1. La visión termodinámica
0. Introducción
2. Las energías renovables y los biocombustibles
3. Los biocombustibles sólidos y el medio ambiente
5. Los biocombustibles y el desarrollo sostenible
Conclusiones
4. Los biocombustibles líquidos y el medio ambiente
RECURSOS DE BIOMASA
GENERACIÓN DE TRABAJO
RESOLVERNECESIDADES
HUMANAS (ENERGÍA)
AUMENTO DE LA CALIDAD DE VIDA
DESARROLLO
PROGRESO
Se precisa una consideración respetuosa y solidaria de las realidades
naturales (incluidas las humanas) (Ramos, 1993)
CUMBRES DE RÍO Y JOHANESBURGO:RESULTADOS
Protocolo de Kioto, Protocolo de Bioseguridad, Convenio sobre Desertificación.Crecimiento de las ONGs y los movimientos sociales.Importante avance en la conciencia colectiva:
UN MODELO DE DESARROLLO MÁS SOSTENIBLE, REDUCIENDO LAS DESIGUALDADES SOCIALES Y LA DEGRADACIÓN AMBIENTAL.AUMENTAR LA FINANCIACIÓN DE PROYECTOS ENERGÉTICOS EN EL MUNDO EN DESARROLLO (RobertPriddle, AIE).
AUGE DE LAS ENERGÍAS
RENOVABLES
Año 2007: ESTRATEGIAS AMERICANA (10%-2017) Y
EUROPEA (energías renovables 20-2020 ó biocombust. 10-2020)
Primer Principio.
Los balances energéticos: Si son negativos (energía output > energía input) esos cultivos no son, tal vez, los más aconsejables. Pero la calidad de la energía obtenida es muy alta. Hoy por hoy el
hidrógeno no está tan cerca como algunos quieren prometer.
Factores que inciden en la negatividad (hay más):
1º. El uso de fertilizantes.2º. El uso de agua dulce para el riego.
3º. La distancia de transporte.
1º. Fertilizantes orgánicos, uso de plantas fijadoras de nitrógeno. Uso de “agroforestry”.
2º. Aprovechar otras energías renovables para bombeo de agua dulce
3º. Logística informatizada y uso de “bioductos”.
Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds
Segundo Principio.
Toda actividad provocará un impacto en el medio ambiente, de ahí la importancia de la EFICIENCIA
ENERGÉTICA.
Tanto el uso de energías fósiles como de energías renovables, según el Segundo Principio de la
Termodinámcia, provoca impactos en el medio físico.
El motor térmico está sometido al ciclo de Carnot.La pila de combustible, no.
Los biocombustibles pueden ser aptos para obtener hidrógeno, apto para ser usado en pila de combustible.
Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds
Segundo Principio.
La pila de combustible (cont.)Los biocombustibles pueden ser aptos para obtener hidrógeno, para
ser usado en pila de combustible.
• Opel y General MotorsAUTOnomy
Nissan
Programas CUTE (Clean UrbanTransport for Europe) y ECTOS (Ecological City Transport System)
Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds
• Honda FCX-V3
AlternativeAlternative Fuel Fuel DataData CenterCenter
Las energías renovables
Termodinámica Energías renovables Biocombustibles sólidos y ma Biocombust. líquidos y ma Biocomb y ds
VENTAJAS DE ESTAS ENERGÍAS
Son renovables
• Son autóctonas
• Algunas de ellas (solar, eólica, hidráulica) apenas emiten dióxido de carbono ni otros gases contaminantes.
• Pueden tener grandes ventajas sociales ya que dan trabajo a las personas que colocan las instalaciones.
• Son una vía útil para el desarrollo sostenible (desarrollo actual que no compromete el futuro) y ayudan al desarrollo de países pobres (evitan que importen petróleo).
• No desequilibran el balance termofísico
• Minimizan el impacto ambiental
• Amplia disponibilidad de base
• Tecnologías no muy exigentes (en P, T, V, etc.)
• Buena conversión a electricidadFuente: Martínez Val, elaboración propia
DESVENTAJAS DE ESTAS ENERGÍAS
• Difusas en el espacio
• Dispersas en el tiempo: intermitencia, variabilidad, no pronosticable
• Algunas de ellas requieren tecnologías caras (solar fotovoltaica).
• Lejanía (a veces) de los centros de consumo
• Dificultad de garantizar el suministro: se necesitan estudios.
• Dificultad de almacenamiento
- Explotación económica
incierta.
- Tecnologías no siempre
replicables (biomasa)
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS8DISPERSOS EN EL TIEMPO
8DIFUSOS EN EL ESPACIO
8RENOVABLES
8CIERRAN O MEJORAN EL CICLO DE CO2
8SON ALMACENABLES
8ORIGEN CERCANO
8MUY HETEROGÉNEOS (ventaja y a la vez inconveniente)
Los biocombustibles
CULTIVO ENERGÉTICO
COSECHADO Y TRITURADO
SEPARACIÓN EN DIFERENTES
ACEITES, AZÚCARES (p.e)
DESTILACIÓN Y OBTENCIÓN DE
METILESTER, ETANOL,…
EMPLEO EN EL TRANSPORTE
EMISIÓN DE CO 2 QUE ES ABSROBIDO POR LOS CULTIVOS
AGROENERGÉTICOS)CO2
CO2
CO2
LOS BIOCOMBUSTIBLESLOS BIOCOMBUSTIBLES
CLASIFICACIONESCLASIFICACIONES
∗ POR SU PRESENCIA FÍSICA- SÓLIDOS- LÍQUIDOS- GASEOSOS
POR SU USO
- GENERACIÓN DE CALOR- GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD- COGENERACIÓN (CHP)- EN MOTORES TÉRMICOS- EN PILAS DE COMBUSTIBLE
POR SU ORIGEN
- AGRICOLAS: CULTIVOS O RESIDUOS- FORESTALES: CULTIVOS O RESIDUOS- RESIDUOS DE INDUSTRIAS FORESTALES YALIMENTARIAS.
- RESIDUOS GANADEREOS- RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
El planteamiento dual de la cuestión xiloenergética (Marcos, 1984). En España.
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma
Objetivo Consecuencia
Planteamiento que puede ser incorrecto
Mejora de las masas forestales
Sutitución de otras energías
Necesidad de energíaExistencia de biomasa
forestal
Situación
Objetivo Consecuencia
Planteamiento correcto
Obtención de energíaDisminución de los incendios
forestales
Mejora de las masas
forestales
Masas forestales en mal estadoRecuperación de zonas
deprimidas
Situación
Biocombust líquidos y ma Biocomb y ds
BENEFICIOS DE LA RETIRADA DE BENEFICIOS DE LA RETIRADA DE RESIDUOS FORESTALES RESIDUOS FORESTALES
RETIRADA DE RESIDUOS DE LOS
MONTES
PRODUCCIÓN DE BIOMASA
(producto estacional)
pero almacenable
GENERACIÓN DE CALOR Y
ELECTRICIDAD
EVITA INCENDIOS
FORESTALES
OBTENCIÓN DE CALOR RESIDUAL
GENERA EMPLEO EN ZONAS
DEPRIMIDAS
MEJORA LA CALIDAD DE LA MADERA
ACCIACCIÓÓN MECN MECÁÁNICA SOBRE EL SUELO PROVOCADA NICA SOBRE EL SUELO PROVOCADA POR EL PISOTEO HUMANO Y OTROS MEDIOS POR EL PISOTEO HUMANO Y OTROS MEDIOS
MECMECÁÁNICOS DE SACA DE RESIDUOSNICOS DE SACA DE RESIDUOS
RETIRADA DE RESIDUOS DE LOS
MONTES
EROSIÓN POR ARROYADA
COMPACTACIÓN
ESCORRENTÍA
EROSIÓN POR SALPICADURA
IMPACTOSIMPACTOS FFÍÍSICOS SICOS ORIGINADOS POR LA ORIGINADOS POR LA RETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALESRETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALES
RETIRADA DE RESIDUOS
RESTOS ORGÁNICOS EN EL SUELO
EROSIÓN POR ARROYADA
ESCORRENTIA
COMPACTACIÓN
EROSIÓN POR SALPICADURA
PÉRDIDAS DE SUELO
DESCALCE
REGENERACIÓN
IMPACTOSIMPACTOS QUQUÍÍMICOS MICOS ORIGINADOS POR LA ORIGINADOS POR LA RETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALESRETIRADA EXCESIVA DE RESIDUOS FORESTALES
RETIRADA DE RESIDUOS,
INCLUIDAS LAS HOJAS
RESTOS ORGÁNICOS EN EL SUELO
FERTILIDAD DEL SUELO
NUTRIENTES DEL SUELO
IMPACTO DE LA RETIRADA DE IMPACTO DE LA RETIRADA DE RESIDUOS DE PODARESIDUOS DE PODA
RETIRADA DE RESIDUOS DE
PODA
REGULACIÓN EN LA INTERCEPCIÓN DEL AGUA DE
LLUVIA
IMPACTO EN LA FLORA Y FAUNA RETIRADA IMPACTO EN LA FLORA Y FAUNA RETIRADA NO CONTROLADA DE RESIDUOSNO CONTROLADA DE RESIDUOS
RETIRADA DE RESIDUOS
PÉRDIDA DE LUGARES DE
-ALIMENTO
- REFUGIO
“LA ECOLOGÍA DEL ÁRBOL DE CARTÓN”
PROBLEMAS CON LOS RUIDOS DE LA MAQUINARIA EN LA ÉPOCA DE
NIDIFICACIÓN
Como con los anteriores “problemas”, dos ideas:
1.- En cada lugar y para cada ecosistema hay que hacer un estudio concreto, no valen las generalizaciones
2.- Se recomienda aplicar las técnicas clásicas de evaluación de impactos: matriz de Leopold, técnicas
blandas multicriterio, multiobjetivo,…
Problemáticas ambientales de las plantaciones para obtención de biocombustibles líquidos
Objetivos
Consecuencias quepueden ser negativas
Encarecimiento de los productos primarios alimenticios (México)
- Necesidad de sustituir el petróleo
- Interés ambiental en evitar o reducir las emisiones de gases de efecto
invernadero
- Interés en crear puestos de trabajo en zonas rurales o evitar los cultivos de
especies alucinógenas
Situación
Deforestación incontrolada (Malasia, Argentina, Sahel)
Nueva colonización económica (empresas de
semillas o clones infértiles)
Creación de monocultivos en zonas de bosque tropical:
- Desplazamientos de población-Hambruna
- Uso de plaguicidas y fertilizantes
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds
PARA PRODUCIR EL 10% DEL COMBUSTIBLE NECESARIO EN EUROPA EN EL AÑO 2010 A PARTIR DE BIOCOMBUSTIBLES: NO ES SUFICIENTE EL
TERRITORIO EUROPEO POR LO QUE HAY QUE IMPORTAR BIOCOMBUSTIBLES DE OTRAS ZONAS DEL MUNDO (la cantidad
depende de la fuente consultada y de la materia prima empleada para fabricar el biocombustible: Europa sólo se puede autobastecer en un 40%, otros señalan hasta
un 80%, confusión de cifras).
Algo muy similar ocurre con la política 10% en 2017 de Bush (EEUU): 132.650 Ml
¿De dónde salen)
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds
POSIBLES SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS
A. Búsqueda de especies lignocelulósicas que no entran en competencia con las especies utilizadas con fines alimenticios o
nuevas especies para producir etanol.
Búsqueda de nuevas especies y clones, en los que los objetivos son:
- Producción de grandes cantidades de biomasaLo que supone:
a.- Crecimientos muy rápidosb.- Densidades de plantación muy altas
Véase, p.e, la página web de Short Rotation Crops.
Gentileza de COTEVISA
No sólo estudiar los clones, sino estudiar también los tratamientos selvícolas (cultivo de la selva),
pensando en la denominada “selvicultura energética”.
DIFERENTES CON BIOETANOL QUE CON BIODIESEL
SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS
Gentileza de COTEVISA
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds
SOLUCIONES A ESTOS PROBLEMAS
Gentileza de COTEVISA
Paulownia. Gentileza de COTEVISA
>36.000 pies/hectáreaTurno: 2 años
Estudiar los turnos y espaciamientos:1+3+3+3 ; 2+2+2+2 ; 6+4+4+4; otrosMaquinaria de implanción y recogida
B. Biocombustibles líquidos de “segunda generación” : BTL y GTL (bioetanol de celulosa), otros biodieseles,
biobutanol, e-diesel,…
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds
ENZIMAS
PROCESOSTERMOQUÍMICOS
Biorrefinería
Biomasas
Gas limpio
Residuos
Gas acondicionado
Azúcares
Biocombustibles líquidos: posibles soluciones
Procesos tecnológicos para obtención del bioetanol a partir de celulosa, vía enzimática:
- E1.- Proceso Bluefire.- E2.- Proceso Iogen.- E3.- Proceso Abengoa. ………………
Proponen procesos enzimáticos para obtener azúcares de la
celulosa y fermentación de las azúcares para obtener el alcohol.
Vía termoquímica, vía gasificación de la biomasa para obtenerun “gas de síntesis”.
- G1.- Range Fuels convierte el gas de síntesis en etanolusando un proceso catalítico. - G2.- ALICO Inc. emplea un process único y el gas de
sínteis lo introduce en un fermentador para producir etanol.El proceso ALICO's ha sido desarrollado por Bioengineering Resources, Inc. (BRI).
Proceso Bluefire
Convierte la biomasa en etanol de celulosa usando técnicastérmicas, químicas y bioquímicas. El rendimiento en etanol es
superior a los 340 litros por tonelada.
Innovaciones. Pretratamiento
Iogen ha desarrollado un pretratamiento eficiente para incrementarel área superficial y el ataque de las enzimas a las fibras de lasplanta. Este sistema incrementa la eficiencia del pretratamiento y
reduce ciertos costes.
Producción de enzimas
Iogen tiene un nuevo, potente y eficiente sistema de enzimas paratratar la celulosa. Iogen hace enzimas para la pasta, el papel,
industrias textiles y animales.
Hidrólisis enzimáticaUsa un reactor de alta productividad y alta conversión de celulosaen glucosa. Separa hidrólisis y fermentación usando procesos de
hidrólisis multi-etapa.
Fermentación del etanolIogen usa microorganismos avanzados y sistemas de fermentación
que convierten las azúcares C6 y C5 en etanol. La “cerveza" producida por fermentación es distilada usando tecnología conven-
cional para producir etanol de celulosa de “grado combustible”.
Proceso Iogen
Esquema del proceso BRI
Biomasa celulósica
Nutrientes 95% etanol
Agua reciclada
Gasificador
Fermentador
99,5%Etanol anhidro
BIODIESEL
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y ma Biocomb y ds
Rendimiento de cultivos oleaginosos por hectárea aptos para biodiesel. Dado que el insumo principal es el aceite vegetal. Los litros de aceite que se obtienen por hectárea y por año, dependen del cultivo, del lugar y de los tratamientos:
- Soja (Glicine max): 420 - 580 litros- Girasol (Helianthus annuus): 890 l- Colza (Brassica napus): 1100 l
- Palma (Elaeis guineensis): 3500- 5550 l- Jatropha/tempate/piñon (Jatropha curcas): 1590 – 3500 l - Ricino/tartago (Ricinus communis): 1200- 1700 l
- Arroz (Oriza sativa): 770 l- Tung (Aleurites fordii): 880 l- Maní (Arachis hipogaea): 990 l- Aguacate, palta (Persea americana): 2460 l- Coco (Cocos nucifera): 2510 l- Cocotero (Acrocomia aculeata): 4200 l
BIODIESEL
Termodinámica Energías renovables Biocombust sólidos y ma Biocombust líquidos y medio amb. Biocomb y ds
¿QUÉ HACER CON LA GLICERINA?
Búsqueda de soluciones:
1 KG DE METILÉSTER:
0,1 A 0,25 KG DE GLICERINA(depende del proceso)
Colza:Palma:
Girasol:Soja:
Fuente, imágenes: Carburantes Castilla La Mancha
Termodinámica Energías renovable Bioc. sólidos y ma Biocom. líquidos y ma Biocombust. y desarr. sostenible
S E
MA
Fuente: ONG San Javier de Perú
IDENTIDADRESPONSABILIDAD
SERVICIOAPERTURA
VALORES:
- BÚSQUEDA APASIONADA Y APASIONANTE DE
- LA VERDAD- LA BELLEZA
- EL BIEN
El desarrollo sostenible suponeun compromiso que exige:
…y tú,…. bendita tierra mía,defenderás tu universidad
y será ella rectora sin igual en este mundo de la nación andina
(himno Universidad de Huancavelica)
AL HOMBRE LE HAN SIDO DADAS LA AL HOMBRE LE HAN SIDO DADAS LA INTELIGENCIA, LA VOLUNTAD, LA INTELIGENCIA, LA VOLUNTAD, LA
ENERGENERGÍÍA, EL AGUA, A, EL AGUA, ……..
LA INTELIGENCIA PARA DISELA INTELIGENCIA PARA DISEÑÑAR, AR, CONSTRUIR, APROVECHAR, RESPETAR, CONSTRUIR, APROVECHAR, RESPETAR,
UTILIZAR, COMPARTIR LA ENERGUTILIZAR, COMPARTIR LA ENERGÍÍAA
LA VOLUNTAD PARA DOMINARLA, LA VOLUNTAD PARA DOMINARLA, SUJETARLASUJETARLA
DONDE HAY UNA VOLUNTAD HAY UN DONDE HAY UNA VOLUNTAD HAY UN CAMINO (CAMINO (TolkeinTolkein))
A UNA MENTE RICA EN IDEAS HA DE A UNA MENTE RICA EN IDEAS HA DE SEGUIR UNA VOLUNTAD FIRME, DECIDIDA, SEGUIR UNA VOLUNTAD FIRME, DECIDIDA,
INNOVADORA, AMOROSA (INNOVADORA, AMOROSA (T. MoralesT. Morales).).
1. Visión Termodinam. 2. Energías renov 3. Bioc. sólidos y ma 4. Bioc, líquidos y ma 5. Biocomb, y dsost. Conclusiones
INTELIGENCIA Y VOLUNTAD HAN DE INTELIGENCIA Y VOLUNTAD HAN DE FUNDIRSEFUNDIRSE……
…… PARA CONSEGUIR UNOS PARA CONSEGUIR UNOS OBJETIVOSOBJETIVOS……..
APROVECHAR DE FORMA PRUDENTE, APROVECHAR DE FORMA PRUDENTE, RESPETUOSA Y SOLIDARIA LA ENERGRESPETUOSA Y SOLIDARIA LA ENERGÍÍA A
QUE NOS RADIA EL SOL Y SE ALMACENA EN QUE NOS RADIA EL SOL Y SE ALMACENA EN LA BIOMASALA BIOMASA
Porque la verdad, la bellezay el bien tienen cara … y sonrien,y están más cerca de lo que nos parece
Porque…
Sólo les traigo la lenguay los gestos que me dierony, abierto el pecho, les doyla esperanza que no tengo.……
Será puro el ambiente, como antes,y la atmósfera azul será serena,
y la brisa amorosamoverá con sus alas la alameda,
los zorzales floridos,los guindos de la vega,las mieses de la hoja,
la copa verde de la encina vieja.
José María Gabriel y Galán (+ 1905)
Fuente: ONG San Javier de Perú
AMDG