Biocombustibles

Sus implicaciones energéticas, ambientales y sociales

Joaquín Pérez Pariente

• Publisher: Fondo de Cultura Económica
• Year: 2016
• ISBN:
  9786071644589
• Topic: Tecnologia e ingegneria
• Subtopic: Risorse energetiche rinnovabili

Hoy en día, el uso de los biocombustibles es tema de debate entre los científicos del mundo, toda vez que no hay un consenso sobre sus implicaciones ambientales y sociales. En esta obra, el autor ofrece un panorama pormenorizado sobre la cuestión, en un intento por precisar cuál es la realidad de los biocombustibles, respecto a su viabilidad como alternativa energética aceptable desde el punto de vista de su sostenibilidad. Confrontando versiones favorables y adversas, el autor brinda los elementos necesarios para profundizar en un tema de la más apremiante actualidad.

IV. Sostenibilidad de los biocombustibles
BALANCES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO
INVERNADERO Y DE ENERGÍA

La utilización de productos líquidos derivados de la biomasa como combustibles en motores de combustión interna no es algo nuevo. Ya se comentó que el primer vehículo dísel utilizaba aceite de maní, y el etanol se ha mezclado con la gasolina casi desde los inicios del desarrollo de los vehículos que la utilizaban como carburante. Sin embargo, por las razones que se han explicado, asistimos desde hace aproximadamente una década a un gran incremento de la demanda de biocarburantes, concentrada en tres distintas regiones del planeta: la Unión Europea, los Estados Unidos y Brasil, una tendencia imitada por razones de conveniencia económica por otros países. Como se observa en la Figura IV.1, la producción mundial de bioetanol se ha multiplicado por cinco desde el año 2000, mientras que la de biodísel lo ha hecho por 25, aunque el mercado de biocombustibles sigue dominado por el bioetanol, cuyos dos principales productores son Brasil y los Estados Unidos. La producción total de ambos biocombustibles alcanza ya cifras considerables, y aunque aún es muy inferior a la del petróleo convencional, supone ya un porcentaje significativo de la producción mundial de este último.

FIGURA IV.1. Producción mundial de bioetanol y biodísel, en miles de barriles por día. 100 000 barriles por día de etanol equivalen aproximadamente a 3 mtep anuales. En el caso del biodísel, 100 000 barriles por día de este biocombustible equivalen a 4.9 mtep.

LOS AGROCOMBUSTIBLES EN LA UNIÓN EUROPEA

Las causas por las que diferentes países y, en particular, la Unión Europea, los Estados Unidos y Brasil favorecen la producción y el uso de biocombustibles difieren de uno a otro, por lo que conviene examinar cada caso por separado, aunque las consecuencias prácticas son las mismas en todos ellos.

La Unión Europea está desarrollando desde hace años una decidida política de estímulo del empleo de los biocombustibles para el transporte, tal como recogen diversas directrices comunitarias. La primera de ellas, 2003/30/EC, se promulgó en 2003, con el propósito de “fomentar el uso de biocarburantes y otros combustibles renovables”. Los detalles de esa estrategia y sus objetivos se recogen en el informe Biofuels in the European Union. A Vision for 2030 and Beyond [Biocombustibles en la Unión Europea. Una visión para el año 2030 y más allá] publicado en 2006 y elaborado por el Consejo Asesor de Investigación en Biocombustibles de la Unión Europea, que está formado por un grupo de expertos en diferentes aspectos de los biocombustibles. En el preámbulo de dicho documento se reconoce que el objetivo de esa política de fomento de los biocombustibles es, en primer lugar, disminuir la dependencia de la Unión Europea respecto de los combustibles fósiles en el sector del transporte por carretera, importados en su mayor parte, y que por eso la hacen extremadamente vulnerable a perturbaciones en el mercado internacional del petróleo. En segundo lugar, se pretende mejorar el balance global de las emisiones de CO₂ y, finalmente, mejorar la competitividad europea gracias a las nuevas tecnologías que habrá que desarrollar para producir biocombustibles con una alta eficiencia energética.

Para cumplir esos fines, las directrices de la Unión Europea establecieron que para 2010 los biocarburantes deberían representar 5.75% de todo el consumo de carburantes de la Unión Europea en el sector del transporte, y esa cifra debería aumentar hasta 10% en 2020, y hasta 25% en 2030.

En el cuadro IV.1 se recoge la evolución prevista del consumo de combustibles líquidos de acuerdo con el informe de 2006. Se pronostica un aumento pronunciado del consumo de dísel, que supera claramente al de gasolina. No obstante, aunque esas previsiones parecen cumplirse en el caso del dísel, no ocurre así con la gasolina, cuyo consumo parece estancado en los últimos años, probablemente debido en parte a una transferencia de la demanda hacia los vehículos dísel.

En el cuadro IV.2 se muestra la evolución del consumo real de bioetanol y biodísel, y su previsión de consumo para 2020 y 2030 como combustibles para el transporte por carretera de acuerdo con las directivas europeas actualmente en vigor. La disminución del consumo en 2009 y 2010 probablemente se deba a factores económicos, pero en todo caso parece que el consumo del dísel comenzó a repuntar ya en 2010 y a partir de entonces está aumentando a un ritmo de 1% anual, con lo que muy probablemente se alcancen —si no es que se superan— las previsiones para 2020.

CUADRO IV.1. Previsión de demanda de energía (en mtm) en la Unión Europea para los tres combustibles líquidos principales

El cuadro IV.2 muestra el rápido incremento del consumo de biocarburantes en los últimos años al calor de la política energética comunitaria. El consumo de 5 mtep de biocarburantes de 2006 prácticamente se ha triplicado seis años después. No obstante, a pesar de ese fuerte incremento, no se ha alcanzado el porcentaje previsto respecto del consumo de este tipo de combustibles en el sector del transporte: en 2010, el total consumido debería haber sido de 5.75%, y se quedó en 4.26%. Aproximadamente 80% de los biocarburantes consumidos corresponde al biodísel, y 20% al bioetanol. El 90% del bioetanol se produce en Europa a partir de cultivos energéticos, y el 10% restante se importa principalmente de los Estados Unidos, donde se obtiene a partir de maíz, y de Brasil, en el que se produce a partir de caña de azúcar. La Unión Europea importa 20% del biodísel que consume. La mayor parte proviene de Argentina —donde se obtiene a partir de aceite de soya—, seguida de Indonesia y, en menor medida, de Malasia y Singapur —estos tres países lo obtienen del aceite de palma—. Cabe señalar que en la mayoría de los casos no se importan los aceites vegetales sino el biodísel, ya que deja mayores beneficios a los países exportadores. La tecnología de fabricación de biodísel es poco compleja y requiere inversiones relativamente modestas, ambas al alcance de los países productores de los correspondientes aceites a partir de cultivos energéticos domésticos. Además, sus precios son menores que los de los productos europeos, lo que explica que las fábricas europeas de biodísel ni siquiera alcancen 50% de su capacidad de producción, mientras que las de etanol son más utilizadas, y llegan a 70 por ciento.

CUADRO IV.2. Consumo de combustibles fósiles y biocarburantes
en el transporte por carretera en la Unión Europea (en mtep)

Como se muestra en el cuadro IV.3, la producción doméstica de etanol en la Unión Europea se realiza a partir de cereales, la mitad de los cuales es trigo, seguido del maíz y de la remolacha azucarera, mientras que la de biodísel proviene en 80% del aceite de colza. Cabe señalar también la pequeña cuota de mercado de los aceites vegetales reciclados: sólo 5% del total. Esta cifra muestra de manera convincente la cruda realidad respecto de las manifestaciones que con frecuencia se realizan desde las asociaciones de productores de biodísel, e incluso desde agencias gubernamentales, sobre las bondades de ese biocarburante; generalmente se subraya que se obtiene de residuos de aceites vegetales —algo técnicamente cierto—, pero se omite, al mismo tiempo, que 95% proviene de productos agrícolas que son comestibles. Por lo tanto, los datos demuestran que los biocarburantes que se utilizan en Europa en realidad son agrocombustibles que se obtienen a partir de especies vegetales específicamente cultivadas para ser quemadas en los vehículos de transporte por carretera, especies que además proporcionan alimentos.

A pesar de no haber alcanzado la cuota prevista, Europa ha hecho un gran esfuerzo en la producción doméstica de biocombustibles, que la ha llevado a tener que dedicar 3.5% de su producción total de cereales y 10% de la de remolacha azucarera a la producción de bioetanol, y eso sólo para contribuir con 2.8% al total de gasolina consumida en la Unión Europea. El 23% de la producción europea de aceites vegetales de 2010 se dedicó a la fabricación de biodísel, pero eso sólo representa 3.7% de todo el gasóleo consumido en ese año. De hecho, las previsiones de producción de cereales en Europa apuntan a que todo el crecimiento previsto de aquí a 2020 lo engullirá la producción de bioetanol; se destinará 8% de toda la cosecha a la producción de ese biocarburante, lo cual derivará en una disminución de las exportaciones de trigo en 20% y convertirá a la Unión Europea de un exportador neto de cereales como maíz o cebada a un importador neto a partir de 2020, sobre todo debido a la demanda de maíz para biocombustibles, incluidos tanto el bioetanol como el biogás (cuadro IV.4).

CUADRO IV.3. Previsión de la utilización de materias primas provenientes de cultivos energéticos para la producción de bioetanol y biodísel, para 2012, en Europa (en mtm)

Si la producción doméstica de bioetanol en la Unión Europea difícilmente puede cubrir la cuota marcada por la política energética de las autoridades europeas, es imposible alcanzarla en el caso del biodísel. En primer lugar, porque en Europa se consume prácticamente el doble de gasóleo que de gasolina. Esto implica mayor producción de biodísel para que su porcentaje respecto del dísel del petróleo sea el mismo que el del etanol respecto de la gasolina, y en segundo lugar, porque ya se destina a la fabricación de biodísel 40% de los aceites vegetales consumidos en la Unión Europea, ocho millones de toneladas frente a 12 millones de los aceites para alimentación. El 70% de la cosecha europea de colza ya se destina a la producción de biodísel, y así se da el caso paradójico de que Alemania, el primer país europeo productor de colza, tenga que importarla de otros países porque dedica la suya propia casi exclusivamente a la fabricación de biodísel.

CUADRO IV.4. Producción de cereales
en la Unión Europea (en mtm)

^a El maíz se incluye en “Otros”. Su producción en 2010 fue de 58.2 mtm, y se espera alcanzar 67.6 mtm en 2020.

^b El signo menos (-) indica importación.

La superficie dedicada en la Unión Europea a los cultivos de especies productoras de aceites vegetales, excluido el olivo, es de 11.5 millones de hectáreas, 115 000 km², 60% a la colza y 34% al girasol. Es importante comprender que estamos ante una región del mundo en la que apenas existen ya tierras vírgenes para dedicarlas a nuevos cultivos. Las zonas agrícolas productivas simplemente cambian el tipo de cultivos a las que se dedican en función de la demanda del mercado, y apenas existe margen para aumentar de manera significativa el rendimiento de las cosechas, ya prácticamente en su tope.

Según todos los datos disponibles, Europa nunca podrá alcanzar los objetivos propuestos a largo plazo para sustituir los carburantes derivados del petróleo por biocarburantes si sólo cuenta con su producción doméstica, ni siquiera poniendo en grave riesgo la seguridad alimentaria de la población europea —algo que esperemos que nunca ocurra—. Pensemos en los más de 100 mtm de biocarburantes que se pretende consumir en 2030, diez veces más que en 2010: ¿a partir de qué materias primas europeas se van a producir? Ya se ha mencionado que el biodísel o el aceite de palma importados ya representan un porcentaje significativo del biodísel consumido actualmente en la Unión Europea, y naciones como los Países Bajos o España tienen planes a corto y a mediano plazo para incrementar su producción de biodísel, esencialmente con base en la importación masiva de aceites de soya y de palma. Por lo tanto, es un hecho constatado que la política comunitaria respecto de los biocarburantes tiene consecuencias respecto de la producción de aceites vegetales en otros países del mundo, que ya están dedicando una parte significativa de sus cosechas a satisfacer nuestro voraz consumo de biocarburantes —y probablemente también el suyo a más largo plazo—, y eso teniendo en cuenta que las cifras totales de consumo de biocarburantes en Europa aún son relativamente modestas. Esta situación también refleja la imposibilidad de alcanzar el primer objetivo definido en el informe de 2006: la independencia energética, y además se está remplazando una dependencia por otra, la de los países exportadores de petróleo por la de los que exportan biocombustibles.

PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR
DE RESIDUOS AGROFORESTALES

La constatación de las dificultades insuperables que tiene la Unión Europea para alcanzar una producción doméstica aceptable de agrocombustibles ha conducido a las autoridades europeas a proponer otra vía para conseguir sus objetivos: la producción de biocarburantes a partir de desechos agroforestales, de los residuos de las labores agrícolas y de la explotación forestal. Esta propuesta obviamente tiene un interés más general, ya que podría eliminar también en otros países la necesidad de utilizar materias primas comestibles como fuente de etanol.

El etanol generado a partir de los residuos agroforestales se denomina, en la bibliografía especializada, biocarburante de segunda generación, mientras que los que se obtienen de cultivos energéticos son los de primera generación. La expresión “segunda generación” se emplea en referencia a una segunda generación de tecnologías que harían viable el proceso de transformación de los compuestos lignocelulósicos que constituyen los residuos agrícolas en etanol. Por lo tanto, se trata de tecnologías que actualmente están en desarrollo, pero no existe ninguna susceptible de ser implementada a escala industrial ni siquiera a mediano plazo. No obstante, el proceso en sí mismo es interesante, ya que la biomasa que contiene celulosa por mucho es la más abundante de la biósfera, por lo que podría ser una fuente muy atractiva para la producción de biocombustibles, en particular de etanol.

La utilización de residuos agroforestales como fuente de etanol tiene dos aspectos que hay que analizar por separado. Uno de ellos es de carácter técnico y está relacionado con la mayor dificultad que tienen los microorganismos para procesar esos residuos en comparación con el procesado del almidón. El almidón es un carbohidrato que está presente en muchos alimentos, como las patatas, el trigo, el maíz, el arroz, etc., y constituye un elemento esencial de la dieta humana. Es un polímero constituido por la unión de moléculas de un azúcar denominado glucosa, cuya estructura se representa en la Figura IV.2.

Las moléculas que constituyen el azúcar de mesa, el que se extrae de la caña de azúcar, por ejemplo, están formadas por la unión de sólo dos moléculas, una de glucosa y la otra, muy parecida a ella, de fructosa. Siendo una molécula tan sencilla, el azúcar se puede transformar directamente en etanol mediante fermentación con levaduras adecuadas. Sin embargo, las moléculas que constituyen el almidón son muy grandes, formadas p...