Los biocombustibles
Dentro del contexto de la globalización, la movilidad es, más que nunca, una condición esencial para un desarrollo económico positivo. La creciente demanda a nivel mundial de movilidad individual lleva de igual manera a un creciente consumo de energía en el sector del transporte, que, hasta el momento, en Alemania, depende en más de un 90 % del petróleo. En vista de la disponibilidad limitada de petróleo y el aumento de sus precios, cada vez más países apuestan, en sus políticas de abastecimiento, por un aumento gradual del porcentaje de biocombustibles. Actualmente, el mercado de los biocombustibles está dominado por el biodiesel y el bioetanol, teniendo globalmente el bioetanol un lugar claramente predominante.
Las empresas alemanas ofrecen tecnología fiable y probada durante años para el tratamiento de materias primas (almazara) y para la producción de biocombustibles. Gracias a esta tecnología, estas empresas cubren toda la cadena de valor e instalan en todo el mundo plantas para la producción de biodiesel, bioetanol y biogás hasta su procesamiento en calidad de gas natural.
Tecnología y aplicaciones
Bioetanol
El bioetanol se produce a partir de diversas materias primas agrícolas sacaríferas o amiláceas. En Europa se utilizan cereales y remolacha azucarera, en Brasil caña de azúcar y en los Estados Unidos maíz-grano.
Al igual que el alcohol convencional, el bioetanol se obtiene mediante la fermentación alcohólica de azúcares, con la ayuda de levaduras, y se destila a continuación. En el caso de los cereales, el almidón se disocia enzimáticamente, convirtiéndolo en azúcar. En el proceso se originan, como subproducto elaborado, granos secos de destilería (Dried Distillers Grains with Solubles, DDGS), un valioso alimento con un 30 % de contenido proteínico.
También es interesante la energía que se obtiene de la fermentación de mosto y otros residuos procedentes de la producción de bioetanol en las plantas de biogás. El biogás resultante permanece en forma de calor en la planta o se alimenta a la red. Otros subproductos procedentes de la producción de bioetanol mediante remolacha azucarera son la vinaza y la pulpa de remolacha, que se utilizan como pienso y también como abono. Por cada litro de etanol se produce un kilogramo de DDGS, o 600 gramos de vinaza y 600 gramos de remolacha azucarera.
El bioetanol se aplica en Alemania mezclándolo en diversas proporciones con combustibles para motores de ciclo Otto. Las condiciones marco para un permiso nacional de la mezcla de un volumen de hasta 10 % de Bioetanol en combustibles para motor de ciclo Otto (E10), en lugar del 5 % (E5) como hasta el momento, vienen establecidas en la directiva 2009/30/CE del Parlamento Europeo. Desde principios de 2011 se ofrece E10 en todas las gasolineras alemanas. Más del 90 % de todos los vehículos en Alemania y, por norma general todos los vehículos nuevos, pueden repostar E10 sin ningún problema. Todas las gasolineras en Alemania están obligadas a seguir ofreciendo la gasolina convencional (E5) hasta nuevo aviso, como protección monitoria. El combustible bioetanol E85 está disponible en aprox. 350 gasolineras de toda Alemania.
E85 tiene una ventaja climática particular: desde el campo hasta el depósito, E85 produce únicamente la mitad de CO2 que los combustibles fósiles. Los vehículos equipados adecuadamente, los llamados vehículos de combustión flexible (flexible-fuel vehicle FFV), pueden funcionar con bioetanol en diferentes proporciones hasta un 85 % (E85). FFV son “de combustión flexible”: un sensor detecta la relación de la mezcla de bioetanol y gasolina en el tanque y el sistema de gestión del motor ajusta automáticamente la sincronización del encendido a la composición de la mezcla. Audi, Bentley, Ford, Opel, Saab y Volvo ofrecen vehículos de combustión flexible en el mercado alemán.
Un mercado importante para el bioetanol es también la fabricación de éter terciario butílico etílico (ETBE) con una proporción de bioetanol de aproximadamente un 47 %. Sirve como sustituto para el éter terciario butílico metílico (MTBE), que se produce exclusivamente a partir de bases fósiles y es un aditivo para reducir la tendencia al martilleo de los motores ciclo Otto. Según la directriz de la UE sobre calidad de combustibles, sólo está permitida una mezcla de ETBE con combustible de motor de ciclo Otto de hasta un 22 %.
De acuerdo con diversas apreciaciones, en el año 2010, la producción de bioetanol a nivel mundial aumentó hasta alcanzar la cifra de 70 millones de toneladas (de 60 millones de toneladas en 2009). La producción en la UE aumentó en 2010 alcanzando unos 3,5 millones de toneladas (de aprox. 3 millones en 2009). La producción de las nueve plantas de bioetanol en Alemania ascendió en 2010, al igual que el año anterior, a aprox. 0,6 millones de toneladas. Un tercio de la producción corresponde a la remolacha; dos tercios de la producción alemana de bioetanol se extrae de los cereales.
Los tipos de cereales más importantes para la producción de bioetanol son el trigo y el centeno, pero también se utilizan la avena, la cebada, el maíz y el triticale. El consumo de bioetanol ha vuelto a aumentar enormemente y se sitúa en 1,16 millones de toneladas, un 28 % más que en 2009 (0,9 millones de toneladas). Así, el porcentaje volumétrico de bioetanol en el consumo total de gasolina aumentó de un 4,5 % en 2009 a un 5,9 %.
PPM Energie Germany GmbH
Esta planta de producción de biodiesel en Regensburg, Alemania, produce anualmente cerca de 33.000 toneladas de biodiesel a partir de aceites vegetales (limpios y usados) y grasas animales. Como subproducto se genera glicerina cruda que se utiliza como cosubstrato en plantas de biogás.
Biodiesel
La base para la producción de biodiesel es el aceite vegetal. En principio, se puede utilizar cualquier aceite vegetal. En Europa se utiliza fundamentalmente como materia prima el aceite de colza, en los EE.UU. y en Sudamérica, en cambio, el aceite de soja. También es posible la utilización de aceites de palma, de girasol y de jatropha. También el aceite doméstico usado y la grasa animal son apropiados para la fabricación de biodiesel si se procesan de manera adecuada. Sin embargo, los aceites vegetales se diferencian en su composición en ácidos grasos y, por tanto, en su idoneidad para poder ser utilizados también en los meses de invierno en forma de biodiesel.
Esta propiedad se puede identificar en el valor CFPP (Inglés: Cold Filter Plugging Point, en español: punto de obstrucción de filtros en frío), que se encuentra en cinco grados centígrados sobre cero en el aceite de palma y en el caso del biodiesel a partir de aceite de colza en menos doce grados centígrados. En la utilización de biodiesel, del valor CFPP se puede deducir un intervalo de tiempo limitado (verano), dependiendo de la zona climática, en el que se pueda mezclar biodiesel convencional con biodiesel elaborado a partir de aceite de palma.
Durante la obtención de aceites vegetales, se producen colza o soja triturada, que sirven de valioso alimento proteínico en la ganadería. Por cada 100 kg de semillas de colza se producen aproximadamente 57 kg de colza triturada y 43 kg de aceite de colza; con habas de soja se obtienen 80 kg de soja triturada y 20 kg de aceite. Dependiendo de la tecnología de planta utilizada, el aceite extraído o refinado se transesterifica en un éster metílico de ácidos grasos (FAME/biodiesel) mediante la adición de metanol y un catalizador. Para la glicerina, otro subproducto obtenido en este proceso, existen otros mercados de venta, principalmente en la industria farmacológica. El resultado es un combustible que posee casi la misma densidad de energía, y sobre todo la misma capacidad de fluidez (viscosidad) que el diesel, por lo que puede utilizarse en motores diesel convencionales.
El procedimiento para la fabricación de biodiesel (inglés “fatty acid methyl esther” FAME) se ha seguido desarrollando en Alemania en los últimos años. Actualmente, se fabrican plantas en Alemania tanto para la producción a gran escala de cientos de miles de toneladas anuales, así como plantas descentralizadas más pequeñas con una producción anual de algunos miles de toneladas. Un grupo de trabajo formado por productores y comerciantes de biodiesel alemanes, ha desarrollado en los últimos diez años un sistema de gestión de la calidad para el biodiesel, con el que respaldar internacionalmente a los operadores de plantas mediante el programa “Certificado de Producción de Biodiesel AGQM” (BPAC). Base de la certificación BPAC es el cumplimiento de los límites de la norma DIN EN 14214, completada con requisitos adicionales para ciertos parámetros de prueba. BPAC también tiene en cuenta las diferentes especificaciones regionales del mercado alemán.
Como combustible puro (B100), el biodiesel puede utilizarse en vehículos industriales (camiones, autobuses, maquinaria agrícola). Además, también se puede mezclar con diesel convencional. Desde 2010 está permitida en Europa la mezcla de un 7 % de volumen en relación a la norma europea modificada EN 590. Se estima que en el año 2010, la producción mundial de biodiesel ascienda a 18 millones de toneladas (2009: 14 millones de toneladas); de los cuales un 26 % corresponde a Ámerica del Sur (Brasil y Argentina), un 13 % a los EE.UU. y un 61 % a la UE de los 27. En el año 2010, en Alemania, la capacidad de producción ascendió a 4,9 millones de toneladas de biodiesel por año (45 plantas con una capacidad individual de entre 2.000 y 275.000 toneladas al año).
Alemania ocupa así la primera posición a nivel mundial. En 2010 se consumieron aquí 2,6 millones de toneladas de combustible biodiesel, que corresponden a un 8 % del consumo de diesel en Alemania. También los aceites vegetales no tratados pueden utilizarse como combustible en todos los motores diesel para aplicaciones móviles o estacionarias (plantas de cogeneración). Debido a la alta viscosidad y al índice reducido de cetanos que se encuentran en los combustibles vegetales, en comparación con el diesel, deben hacerse modificaciones leves en los motores. Para la modificación, diversas empresas alemanas ofrecen “juegos de modificación” como kits prefabricados que pueden ser integrados sin dificultades en el alimentador del combustible (sistemas de uno o dos tanques). En el año 2010 se vendieron en Alemania 60.000 toneladas de combustibles vegetales.
Biometano
El biogás (biometano) depurado con calidad de gas natural puede utilizarse sin limitaciones en vehículos que funcionen con gas. Para ello, se extraen del biogás, obtenido mediante la fermentación anaeróbica, el CO2 y otros gases residuales hasta alcanzar la calidad correspondiente al gas natural fósil. El biometano puede bombearse a la red y se puede repostar en cualquier gasolinera que disponga de gas natural. Inmediatamente después de su compresión a 250 bar se puede utilizar como combustible. Una gasolinera de biogás se puede incorporar directamente a una planta de producción realizando la modificaciones necesarias.
Con ello sería posible un abastecimiento aislado (off-grid) de la red para vehículos que funcionan con gas. A finales de 2010, funcionaban con gas natural aproximadamente 12,7 millones de vehículos en todo el mundo, lo que representa casi un 12 % más que el año anterior. Solamente en Pakistán existen aproximadamente 2,74 millones, en Irán 1,95 millones, en Argentina 1,90 millones y en Brasil 1,66 millones de vehículos. En Europa, Italia se encuentra a la cabeza con 730.000 vehículos. En Alemania funcionan alrededor de 92.000 vehículos con gas natural. En todo el mundo hay 18.000 gasolineras de biogás.
