INFORME BIOCARBURANTES

Los productos celulósicos no alimentarios podrían ser una alternativa real a los carburantes fósiles

Los blocombustibles,duna oportunidad agrícola?En los últimos años se ha creado una pesada incertidumbre sobrelas expectativas futuras de la agricultura extensiva españoladespués de las últimas modificaciones de la PAC, y elestancamiento, sin esperanza de mejora, de los precios de lasprincipales producciones extensivas agrícolas, presionados por losbajos precios en los países en desarrollo. La superación de lospronósticos más pesimistas para los precios de los combustiblesfósiles y la demanda mundial de petróleo, ha puesto de manifiestola necesidad de aprovechar todas las oportunidades que puedanbrindar las energías alternativas, fundamentalmente lasrenovables, entre las que se encuentran los biocombustibleslíquidos objeto de este trabajo.

El término biocarburante o biocombusti-ble, está reservado a los carburantes líquidosderivados de la biomasa, en sus dos formas:biodiésel, para mezclar o sustituir los gasóleosde locomoción en los motores diésel, y bioeta-

nol, para mezclar o sustituir a las gasolinas enlos motores Otto. Las primeras tecnologías uti-lizadas actualmente en producir ambos son re-lativamente ineficientes y caras; y en particu-lar, la utilización de colza y maíz como cultivosde base en los países del phmer mundo paraobtener uno u otro combustible.

El ritmo de producción de los cultivos bioe-nergéticos estará determinado por la toma dedecisiones políticas sobre la sustitución de laenergía fósil, que deberán tener en cuenta:

- La disponibilidad de tierras de cultivoparaeste aprovechamiento en competenciacon los usos alimentahos.

- El precio de la energía obtenida de estaforma y la evolución de los precios de los com-bustibles fósiles.

- El balance real de energía y de CO 2 parala obtención de los mismos.

- Qué cultivos acabarán utilizándose paraproducir biocombustibles.

En cualquier caso, para abordar el temageneral de los cultivos energéticos debemos

Prudencio López, Amelia Montoroy Fernando de la Cruz.Instituto Técnico Agronómico Provincial de Albacete (ITAP)

L

a quema masiva de los combustiblesfósiles para obtención de energía hacreado el gran problema del efecto in-vernadero debido a las emisiones de

gases procedentes de esas combustiones, so-bre todo de dióxido de carbono y metano. Lanecesidad de controlar y disminuir las emisio-nes de estos gases de efecto invernadero hadado lugar a que en los últimos años la comu-nidad científica haya dado la voz de alarma so-bre el peligro de calentamiento global y susprevisibles efectos y consecuencias para lavida en la Tierra. En este sentido, los biocom-bustibles parecen disponer de una buena si-tuación de partida, ya que los mismos consu-men yfijan CO2 en el proceso de producción delos cultivos que los ohginan, aunque no estátan claro que puedan suponer una contribu-ción a la reducción de emisiones de gases deefecto invernadero.

E Vida RURAL (1/Octubre/2009)

AILL

INFORME BIOCARBURANTES

partir de algunos principios generales y bási-cos que de no ser tenidos en cuenta, se pue-den cometer errores importantes que compli-quen todavía más el problema de la sostenibi-lidad de la vida sobre la Tierra: el primero deellos, es que no es posible el aumento de su-perficies cultivables a nivel global, sin grandesproblemas de supervivencia del planeta. El se-gundo es que «la energía procedente de losbiocombustibles sólo es renovable si no tieneefectos sobre el ciclo natural del carbono» (J.Lovelock, 2007). Las materias primas para fa-bricar estos combustibles « se obtienen contécnicas de agricultura intensiva, con el uso deplaguicidas, fertilizantes, y maquinaria de la-boreo, recolección y transporte, que derivan ousan el petróleo» (D. Russi, 2007).

Fuentes para la fabricaciónde biocarburantes liquides

Podemos definir los biocarburantes, si-guiendo a la Comisión para el Estudio del Usode los Biocombustibles del Ministerio de Ha-cienda, como: el conjunto de combustibles lí-quidos provenientes de distintas transforma-ciones de la biomasa, que al presentar deter-minadas características similares a las de loscarburantes convencionales derivados del pe-tróleo, pueden ser utilizados en motores de losvehículos en sustitución de éstos. Son alcoho-les, éteres, esteres, aceites y otros compuestosquímicos producidos a partir de biomasa.

El objetivo es la producción de bioetanolpara su empleo en los motores de gasolina, ybiodiésel para emplearlo en sustitución de losgasóleos de locomoción, así como las diferen-tes mezclas y fórmulas entre ellos y los deriva-dos del petróleo que ahora no vienen al caso.

Las fuentes utilizables para la producciónde biocombustibles líquidos para producciónde bioetanol se pueden resumir en: cereales(maíz, trigo, cebada) y biomasa sólida (sorgoforrajero, cardo, árboles de crecimiento rápido,arbustos, residuos agrícolas y forestales y resi-duos sólidos urbanos). Y para producción debiodiésel en: oleaginosas (colza, soja, girasol,palma, ricino, etc.).

A pesar de todas las posibilidades defuentes de producción de los biocarburantes,en la actualidad se puede decir que práctica-mente toda la producción mundial de bioeta-nol se produce a partir de caña de azúcar enBrasil y de maíz en EE.UU, y el biodiésel a par-tir de la colza y girasol, y de importaciones deotros aceites como el de soja y de palma en la

UE. En todos los casos anteriores estamos ha-blando de cultivos intensivos apoyados con re-gadío donde es necesario. Los rendimientospor hectárea en biocombustible de éstos yotros cultivos, están entre los 2.0001/ha paralos cereales menores, y los 6.0001/ha para elsorgo forrajero o la caña de azúcar, en el casodel etanol; y 1.5001/ ha para la colza, 5.5001/ha para el aceite de palma, en el caso delbiodiésel.

La evolución de la producciónagrana global

El crecimiento anual de la producciónagraria mundial en la actualidad tiene un ritmodel 1,8% según datos de la FAO, la cual estimaque en 2010 puede desacelerarse todavíamás. En la década los años 60 el crecimiento

era del 3% anual, descendiendo paulatina-mente hasta las cifras actuales.

Por otra parte, el crecimiento previsible dela población mundial para el año 2030 hastalos 8.300 millones de habitantes, requerirá unaumento considerable de la producción agrí-cola total, equivalente a 1.000 millones de to-neladas de cereales al año (L. Fresco, 2006).

Las cifras generales de las superficies de-dicadas al cultivo en el mundo están estanca-das desde hace décadas en unas cantidadesinferiores a los 1.400 millones de ha, de lascuales un 50% se dedican a cereales (trigo,maíz, arroz y cebada), girasol y soja, (Faostat,2003). Por otra parte, la mitad de las caloríasingeridas por la población humana provienende tres cereales: trigo, arroz y maíz, y el conjun-to de las superficies cultivadas de estos cerea-

les está disminuyendo a un ritmo de 2,4 millo-nes de ha anuales (E. Fereres, 2006).

En este marco tendrá que moverse el desa-rrollo de los cultivos energéticos, compitiendo,en superficies cultivadas y precios, con las pro-ducciones para uso alimentario de una pobla-ción en crecimiento cuantitativo y cualitativo.

La situación europea para los seis cultivosseñalados anteriormente, como los más im-portantes desde el punto de vista alimentario,pero también para la posibilidad de utilizarloscomo fuentes de biocombustibles, es en con-junto la de un déficit de más de 9 millones detoneladas de materias primas agrícolas en labalanza comercial del conjunto de los mismos,incluida la soja.

El uso de los aceites vegetales como bio-combustibles, ha convertido a la UE en el com-parador más importante de aceite de soja y de

colza, y se han incremen-tado las de aceites de gi-rasol y palma a nivelesrécord (Reuters, 2007).

Si ponemos ahora elpunto de mira en Espa-ña, nos encontramos conla situación que tratare-mos de explicar de la ma-nera más gráfica posible,para todo aquello quecreemos puede tener in-fluencia en el desarrollodel cultivo de materiasprimas para biocarbu-rantes.

En primer lugar, laevolución de las superfi-cies de cultivo en los últi-

mos años demuestra una clara tendencia a ladisminución de las tierras de cultivo, con un rit-mo sostenido de 200.000 ha anuales desdenuestra entrada en la UE en 1986, momentodesde el cual se han abandonado al cultivocasi 3 millones de ha (López Fuster P, 2006).

En el momento actual, para la media delos últimos años de los que disponemos datos,la situación media de la balaza comercial delos cereales en España, se representa clara-mente en la ecuación 1.

Ecuación 1.

Utilización Interior Total - Producción Nacional +Importaciones - Exportaciones30.300 t (100%) - 22.400 t (67%) + 11.700 t (38%)- 2.230 t (5 %)

(1/Octubre/2009) Vida RURAL 123

CUADRO 1.

Balance de salidas y entradas energéticas y porcentaje de pérdida de energía en el proceso totalcon cultivo de maíz.

MAÍZ Cantidad Gasoil

Operación (horas/maquina)/ha (litros/ha)

Cantidad equivalente de gasoil gastado en una ha de maíz

Labores de cultivo 4,6 h tractor 88,1

Semita (1) 75.000 pi/ha HS 65

Energía de riego 6.500 m3/ha 483

Fe rt ilizantes (2) lt (NPK) + 0,6 t N 474,6

Pesticidas (3) Herbicida + fitosanitarios 113,0

Secado 5,16 1/t 51,6

Transporte 100 (x2) km en camión 162,4

Proceso industrial (4) Proceso 12 t / ha 1.819,2

Total salidas 3.256,9

Cantidad equivalente de gasoil producido en una ha de maíz

Contenido en etanol Equivalente en gasoil 2.505.4

Venta Subproducto (5) Equivalente en gasoil 180.0

Total Entradas 2.685,4

Balance Energético - 571,5

Porcentaje relativo - 21,3%

Cantidades equivalentes en litros de gasoil para realizar las operaciones de obtención de grano de maíz para producirbioetanol y contenido energético de 1 ha de maíz cultivada en Albacete.

Fuente: I TAP para datos de cultivo y D.Pimentel y T.W.Patzek, para datos de proceso industrial.

(1) Energía gastada en la producción de la semilla. (2) Energía necesaria para la fabricación de los fertilizantesempleados. (3) Energía consumida en la fabricación de herbicidas y fitosanitahos. (4) Energía necesaria en elproceso de fabricación de etanol o biodiésel. (5) Venta de 1.500 kg/ha de torta de colza y su equivalente energético.

INFORME BIOCARBURANTES

En ella se hace patente nuestra depen-dencia exterior para todos los productos bási-cos contemplados (trigo, cebada y maíz), a laque habría que añadir la de girasol y soja, has-ta llegar a un déficit que supera al de toda laEuropa de los Quince, y que en conjunto es demás de 12,7 millones de toneladas de mate-has primas agrícolas.

Producción mundial deblocombustibles

La producción mundial de biocombusti-bles se ha disparado en los últimos años, tan-to en bioetanol como en biodiésel. El primerose ha duplicado en cinco años, pasando de los17.500 millones de litros en 2000, a 36.000en 2005 y superando los 47.000 MI en 2007.En cuanto al biodiésel, el crecimiento todavíaes más llamativo, pasando de 750 a 7.900 mi-llones de litros en el mismo periodo. Las super-ficies necesarias para producir las materiasphmas ohgen de estos combustibles, han ex-perimentado un crecimiento paralelo, siendonecesarias en la actualidad más de 18 millo-nes de hectáreas (unas 10 Mha para etanol y8 Mha para biodiésel), de cultivo intensivo demaíz y caña de azúcar en el phmer caso, y decolza y soja en el segundo. Esta cantidad repre-senta sólo un modesto 1% de la superficiemundial cultivada.

A través de la Directiva 2003/30/CE, losEstados miembros de la UE deberán tomarmedidas para conseguir que en 2010 un5,75% de los carburantes fósiles sea reempla-zado por biocarburantes, para llegar a un 8%en 2020 sin provocar tensiones en la produc-ción de alimentos, lo que parece una meta nomuy realista, ya que para ello sería necesariodedicar más de un 10% de todas las tierras decultivo europeas a estas producciones, ade-más de romper los actuales topes de la PAC delas superficies dedicadas a cultivos energéti-cos que en el momento actual es de 1,5 millo-nes de ha (sin penalizaciones en las ayudas), atodas luces insuficiente. Menos realista toda-vía es la meta de EE.UU. que pretende llegar aun 4% en 2010 y a un 20% para el año 2030.La lógica de estas pretensiones se rompe fácil-mente si pensamos que para cumplir esos pla-nes sería necesario dedicar más de un 15% delas tierras de cultivo del mundo a producir bio-combustibles, o lo que es lo mismo, pasar delos actuales 14 millones de ha, a más de 200millones de ha en 2030.10 que se hace inima-ginable sin que se produzcan drásticos cam-

bios en la agricultura y la biotecnología, quepermitiesen dedicar esas superficies a usos noalimentarios.

Balance energético ymedioambiental de la producciónde biocombustibles

La necesidad de utilizar cantidades impor-tantes de energía para producir las matehasprimas que darán lugar a los biocarburantes,desequilibra la ecuación energética para pro-ducirlos y también la de las emisiones de CO2.

Hemos intentado realizar una estimación,sin la pretensión de ser exhaustiva y completa,del balance energético resultante de producirel etanol de una hectárea de maíz (cuadro 1) yel biodiésel de una hectárea de colza (cuadro

11), teniendo en cuenta el proceso completodel itinerario técnico del cultivo en primer lugary también la energía requerida en el procesoindustrial, como energía gastada en 1/ha degasoil, para producir una determinada canti-dad de biocombustible equivalente en las mis-mas unidades.

En el caso de la producción de etanol apartir de maíz, su balance negativo no puedeser más expresivo de la forma de producirenergía de manera no renovable. La paradojaque refleja el cuadro 1, es que para producir 1litro de bioetanol equivalente de gasoil, es ne-cesario gastar 1,2 litros de gasoil en los dife-rentes conceptos contemplados (- 21,3%). Es-tudios realizados en el USDA de EE.UU. en2002 por H.Shappouri,J.A. Duffiel, y M. Wang,y en 2004 por los mismos autores y A.McAioon, concluyen con balances ligeramentepositivos, hasta en un +30% en el segundocaso, mientras que un estudio realizado en2005 por D.Pimentel y T.W Panzek y publicadoen Natural Resources Research (Vol.14), en elque se tienen en cuenta más partidas de gas-to energético, y se afina más en las comunes,resulta un balance negativo en un -21%, y portanto muy semejante al que nosotros hemosrealizado aquí, para nuestras condiciones deLa Mancha oriental.

Para el caso del biodiésel hemos encon-trado un balance positivo (+36,1%), lo que noevita la realidad de que para obtener 1 litro debiodiésel a través del cultivo de la colza, sea

El Vida RURAL (1/Octubre/2009)

CUADROBalance de salidas y entradas energéticas y porcentaje de ganancia de energía en elproceso total con cultivo de colza.

COLZA Cantidad

(horas/máquina)/hjGasoil

Operación (litros/ha)

Cantidad equivalente de gasoil gastado en una ha de colza

Labores de cultivo 2,97 h tractor 56,7

Semilla (1) 3 kg/ha H 9,2

Energía de riego 2.500 m 3/ha 201.2

Fertilizantes (2) 0.5) (NPK) + 0,4 t N 237,3

Pesticidas (3) Herbicida + fitosanitarios 28,2

Transporte 100 km en camión 40,6

Proceso extracción (4) Extracción 3 t/ha 47,7

Proceso esterificación (4) Proceso 31/ha 327,3

Total salidas 948,2

Cantidad equivalente de gasoil producido en una ha de colza

Contenido en biodiesel Equivalente en gasoil 1.383,5

Venta subproducto (5) Equivalente en gasoil 99.7

Total entradas 1 483,2

Balance energético + 535,0

Porcentaje relativo +36,1 %

Fuente: ITAP para datos de cultivo y D.Pimentel y T.W.Patzek, para datos de proceso industrial. Cantidades equivalentes en liUos de gasoilpara realizar las operaciones de obtención de grano de coma para producir biodiesel y contenido energético, de una hectárea de colza

cultivada en Albacete

INFORME BIOCARBURANTES

necesario gastar 0,64 litros de gasoil en produ-cirlo. La ventaja de la colza para producir bio-carburantes con respecto al maíz y en generala los cereales, se debe probablemente a variasrazones entre las que podemos encontrar: eltratarse de un cultivo de invierno menor consu-midor de inputs agrícolas como el agua de rie-go, fertilizantes, fitosanitarios, etc., un consu-mo energético mucho menor en el proceso defabricación y la obtención de un combustiblecon mayor poder calorífico.

Conclusiones

Teniendo en cuenta lo anteriormente ex-puesto, y tratando de buscar respuesta a lascuestiones planteadas y extraer algunas con-clusiones ordenadas sobre las expectativascreadas por los biocarburantes, dividiremoséstas en los siguientes puntos:

• ¿Una alternativa energética? Sí, si seplantea como alternativa estratégica a la de-pendencia del petróleo y los combustibles fó-siles en general. No, si se plantea como unafuente más de energía renovable, ya que no loes, como ha quedado demostrado en esta tra-bajo.

• ¿Una alternativa agrícola? De ningunamanera en el caso de los cereales para produ-

ciretanol en competencia con los usos alimen-tarios y en cualquier otro caso que sus produc-ciones conduzcan a reducir superficies dedica-das a alimentar a una población en los paísesdel tercer mundo y en vías de desarrollo, queno tienen cubiertas sus primeras necesidades,y que ello conllevaría un encarecimiento de losalimentos más básicos, que ya empieza a ha-cerse presente en los mercados internaciona-les.

• ¿Una alternativa medioambiental? No,porque tiene efectos negativos sobre el ciclodel carbono. El balance neto de las emisionesde CO2 a la atmósfera de los biocombustiblesno es neutro, porque para ello haría falta noconsumir energías netamente emisoras de ga-ses de efecto invernadero, como los combusti-bles fósiles, en el proceso de producción de losmismos (cultivo y fabricación). Sólo en el casode que fuera así, el dióxido de carbono captu-rado por el cultivo en su proceso fotosintéticosería una cantidad igual a la emitida a la at-mósfera en la quema posterior de la utilizacióndel biocombustible. El balance neto en dióxidode carbono de cada cultivo fuente de biocar-burantes deberá ser objeto de trabajos de in-vestigación y desarrollo antes de la planifica-ción de su producción masiva.

• El futuro. El futuro de los biocarburantes

estará posiblemente en la utilización de pro-ductos celulósicos no alimentarios, a los quenos hemos referido ya en este trabajo, residuosurbanos, agrícolas y forestales, etc., cuyo pro-ceso de transformación en etanol es muchomás eficiente desde el punto de vista energéti-co y medioambiental. A ello deberían ir dirigi-dos los esfuerzos y los medios en I+D+i, paraconvertir a los biocombustibles en una alterna-tiva real a los carburantes fósiles, que en el mo-mento actual no lo son. LB biotecnología tienemucho que decir en esta cuestión a través deldesarrollo de microalgas fotosintéticas (proce-sos de segunda generación), hongos y bacte-rias que produzcan azúcares que den lugar aetanol y otros productos orgánicos utilizablescomo combustibles.

La evolución de los precios del petróleo, delos cereales y las oleaginosas a nivel global, yel de la concienciación universal de la necesi-dad de conservar un mundo habitable, tendrá,en cualquier caso la última palabra en el futu-ro, sobre las superficies agrarias que se dedi-carán a los cultivos energéticos. Un ejemplo hasido el de la subida de las materias primasagrarias en 2008, que puso en claro la vulne-rabilidad del sector de los biocombustibles. •

BIBLIOGRAFÍA

Aguilar González,J.L, (2006). Biodiesel, ejemplo notable decombustible alternativo. Energía a debate. Feb 2006.vnvw.europadebate.com.m/Articulos_febrero2006.

APPA (2005). Una estrategia de Biocarburantes para España(2005-2010). PRICEWATERHOUSE COOPERS.

EOSAT, (2003). Utilización de las tjerras.Tabla 4.

Fereres, E., (2006). Perspectiva de la Agricultura en el siglo )C(I.Actas del Symposium "Los Retos a la agricultura del siglo )0(1".FTAP.Albacete.

Fresco. LO., (2006). Desarrollo, Agricultura y Alimentación en elFuturo.Actas del Symposium "Los Retos a la agricultura del siglo)0(1". lTAP Albacete.

IDAE (2006). Instituto para la diversificación y ahorro de energía.Biocarburantes en el transporte. Manuales de enrgías renova-bles.

Loveloock,J. (2006). La Venganza de la Tierra. Ed. Planeta.

MAPA (2004).Anuario Estadística Agraria y Alimentaria.

Pimentel, A. and PaUek,T.W. (2005). Ethanol Production usingCorn, Switchgrass und Wood. Natural. Resources. Vol 14.

- Portal www.oilgae.com , sobre producción de microalgas paraproducción de biodiesel.

- Rubio, G. (2005). Los biocombustibles: situación actual, análi-sis y perspectiva de la producción en Mercosur y del comerciocon la UE. Estudio patrocinado por FAO.

- Russi, D. (2007). Biocarburantes: una estrategia poco aconse-jable. Universidad Autónoma de Barcelona.

- Shapouh,J.A.; Duffiel, JA.; McAloon.A. and Wang M. (2004).The 2001 Net Energy Balance of Com Ethanol. USDA

- Shapouri,IA.; Duffiel, JA. and Wang M. (2002). The Energy Ba-lance of Com Ethanol: An Update. USDA.

(1/Octubre/2009) Vida RURAL Ea