El sector del transporte supone en el conjunto de la Unión Europea un 30% del consumo total de energía. En el caso de España esta cifra se eleva al 37,5%, mientras que en la Comunidad de Madrid representa más del 50% del consumo final de energía. Los carburantes utilizados en la actualidad son fundamentalmente productos derivados del petróleo. La contribución de los combustibles fósiles convencionales a las emisiones de CO2 y, por tanto, al cambio climático es muy relevante. Según diferentes estimaciones, el sector del transporte será el principal responsable de la no consecución de los objetivos de Kyoto por la mayor parte de los países europeos.
En este contexto, la utilización de biomasa, y en particular de biocombustibles, para usos energéticos tiene cada vez mayor interés. Los biocombustibles son aquellos combustibles que se producen a partir de la biomasa y que, en consecuencia, son considerados como una fuente de energía renovable. Se pueden presentar tanto en forma sólida (residuos vegetales, fracción biodegradable de los residuos urbanos o industriales), como líquida (bioalcoholes, biodiésel) y gaseosa (biogás, hidrógeno).
Dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por su aplicación en motores de combustión interna. Son, en general, de naturaleza líquida y se obtienen a partir de materias primas vegetales mediante transformaciones biológicas y físico-químicas. En la actualidad, se encuentran desarrollados a escala comercial principalmente dos tipos de biocarburantes: el biodiésel, obtenido a partir de la transesterificación de aceites vegetales y grasas animales con un alcohol ligero, y el bioetanol, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azúcares mediante fermentación.
Uno de los principales beneficios que se esperan del uso de biocarburantes es la reducción en las emisiones de CO2. La combustión de los biocarburantes da lugar a emisiones de óxidos de carbono, pero éstas vuelven a ser captadas y fijadas durante el desarrollo y crecimiento de las especies vegetales utilizadas en su obtención. Sin embargo, en la práctica la reducción en las emisiones no es del 100%, ya que la producción del propio biocarburante implica un consumo importante de energía de origen fósil y, por tanto, de emisiones de CO2 no renovables. Asimismo, el empleo de fertilizantes para favorecer el desarrollo de los cultivos lleva asociadas emisiones significativas de NOX, que también contribuyen al efecto invernadero. Declaraciones e informes recientes han destacado estos aspectos negativos, sugiriendo o afirmando que los beneficios medioambientales del uso de biocarburantes en términos de reducción de gases de efecto invernadero son prácticamente nulos. No es un debate nuevo, ya que en las últimas dos décadas este tema ha sido objeto de controversia entre la comunidad científica, aunque en los últimos años ha ido ganando un apoyo más amplio la opción que reconoce a los biocarburantes como una alternativa de gran potencial de reducción de emisiones netas de CO2.
El coste energético que hay que pagar para producir un biocarburante se puede estimar utilizando técnicas de análisis de ciclo de vida (ACV), que tienen en cuenta todas las operaciones y tratamientos que se desarrollan desde el crecimiento de las plantas utilizadas como materia prima hasta la producción, transporte y utilización del carburante. No es un cálculo exacto, puesto que implica trabajar con parámetros y variables a los que se asignan valores con un amplio margen de error. El resultado, por tanto, no es categórico y puede dar lugar a interpretaciones de "botella medio llena" o "botella medio vacía". Los estudios más rigurosos y con datos más actualizados que se han llevado a cabo hasta la fecha indican que los biocarburantes emiten entre un 40% y un 80% menos de dióxido de carbono que los carburantes convencionales. En este sentido cabe destacar un trabajo publicado en el presente año en el que se revisa de forma exhaustiva la bibliografía precedente sobre estudios de ACV en la producción de bioetanol a partir de diferentes materias primas. En el mismo se concluye que el uso de bioetanol tiene efectos positivos muy importantes respecto del consumo de recursos naturales y las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque las consecuencias sobre otros factores medioambientales, como la acidificación y la toxicidad humana y ecológica, pueden ser más negativas que positivas.
Por otro lado, ha de tenerse en cuenta que la implantación de una nueva tecnología suele conllevar un proceso de optimización y una mejora paulatina de la eficacia de las diferentes transformaciones. Por ello, es de esperar que la producción de biocarburantes de forma masiva a escala industrial vaya asociada a un incremento sustancial de su eficiencia energética global, provocando, por tanto, una reducción todavía mayor en las emisiones de CO2. Asimismo, el uso de biocarburantes permite disminuir también las emisiones de otros contaminantes, como óxidos de azufre, partículas sólidas, monóxido de carbono, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos orgánicos volátiles.
La creación de un mercado europeo de biocarburantes puede ofrecer una oportunidad de desarrollo de las zonas agrícolas dentro de la Política Agraria Común. Se estima que por cada 1% de sustitución de carburantes de origen fósil por biocarburantes se generarán entre 45.000 y 75.000 puestos de trabajo en las áreas rurales de la Unión Europea. Sin embargo, una de las principales limitaciones en el desarrollo comercial de los biocarburantes reside en el hecho de que actualmente sus costes de producción no son competitivos respecto de los carburantes tradicionales, requiriendo de medidas políticas, legales y fiscales que promuevan su desarrollo a escala comercial. Con la tecnología actual, el biodiésel y el bioetanol producidos en la Unión Europea serían competitivos con los carburantes de origen fósil únicamente si el precio del petróleo es al menos de 60 y 90 euros/barril, respectivamente.
En este momento, los objetivos establecidos en nuestro país, y recogidos en el Plan de Energías Renovables (PER), de cara al año 2010 son: producir con fuentes renovables al menos el 12% de la energía total consumida y alcanzar como mínimo un 29,4% de generación eléctrica con renovables y un 5,75% de utilización de biocarburantes en el sector del transporte. Sin duda, se trata de objetivos muy ambiciosos y que resultarán difíciles de conseguir.
Uno de los instrumentos esenciales para promover el desarrollo de los biocarburantes es la política fiscal. La Directiva 2003/30/CE de la Unión Europea recoge la posibilidad de que los estados miembros disminuyan la fiscalidad que grava a los biocarburantes. En algunos países, además de medidas fiscales, se han acordado otro tipo de iniciativas. Entre ellas destacan las denominadas "obligaciones para los biocarburantes", que suponen la exigencia, a las empresas suministradoras de combustibles, de incorporación de un determinado porcentaje de biocarburantes en los productos que comercializan.
Un problema añadido es que la mayor parte de los cultivos destinados a la producción de biocarburantes se dedican también a la producción alimentaria, lo que supone de hecho la interconexión de dos mercados y sectores de gran relevancia como son el energético y el de los alimentos. En esta situación, el precio de las materias primas para la producción de biocarburantes depende del mercado alimentario que, por lo general, es excesivamente alto para el sector energético. Asimismo, la demanda tan importante que se está produciendo en los últimos años de materias primas para la producción de biocarburantes ha empezado ya a provocar un incremento significativo del precio de determinados alimentos. Por otro lado, la existencia de importantes fluctuaciones en los precios supone un factor de riesgo adicional que incrementa la incertidumbre respecto de la rentabilidad a alcanzar en el desarrollo de proyectos de producción y comercialización de biocarburantes.
El biodiésel es un biocarburante líquido producido a partir de aceites vegetales y grasas animales. Las materias primas más utilizadas en la fabricación de biodiésel son la colza, el girasol y la soja. En España la utilización de aceites usados es también muy significativa, lo que presenta la ventaja adicional de permitir la gestión y valorización de un residuo. El biodiésel posee propiedades muy parecidas a las del gasóleo de automoción en cuanto a densidad y número de cetano, mientras que presenta un punto de inflamación superior. Por ello, el biodiésel puede mezclarse con el gasóleo para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si éstos últimos se modifican convenientemente.
Por su parte, la vía principal de obtención de bioetanol es la fermentación de los azucares que contienen diferentes productos vegetales, tales como cereales, remolacha o caña de azúcar. El bioetanol también se puede producir a partir de residuos agrícolas, forestales, urbanos o industriales. La utilización de estos residuos presenta la ventaja de su bajo coste, aunque en el caso de los RSU la posible presencia de componentes no deseados puede hacer necesario un proceso de separación previo a la fermentación, con el consiguiente incremento en el coste de producción del bioetanol. En la mayor parte de los países, el bioetanol se utiliza en la actualidad mezclado con gasolina en concentraciones del 5 o el 10% (E5 y E10, respectivamente). En estas proporciones no es necesario llevar a cabo ningún cambio en los motores de los vehículos actuales. Por el contrario, para que los vehículos puedan funcionar con elevadas concentraciones de etanol es necesario introducir en los mismos una serie de modificaciones, como consecuencia del mayor poder corrosivo del etanol y de su mayor miscibilidad con el agua.
Otra alternativa para el aprovechamiento del bioetanol consiste en su transformación en etil-tercbutil éter (ETBE), producto que se emplea como aditivo de mejora del índice de octano de las gasolinas. El ETBE presenta importantes ventajas respecto de la utilización directa de bioetanol, como son su menor afinidad con el agua y una presión de vapor más adecuada que el alcohol. Por estas razones su uso se está imponiendo en Europa, prevaleciendo sobre la mezcla directa de bioetanol y gasolina. En España todo el etanol dedicado a la automoción es convertido en ETBE.
Aunque el bioetanol y el biodiésel son los biocarburantes más conocidos, existe hoy en día una amplia variedad de productos que se obtienen por transformaciones de la biomasa y que se pueden utilizar como fuente de energía. Es el caso de los bioaceites, el "green diesel", el biogás, el bio-metanol, el bio-dimetiléter, o incluso el bio-hidrógeno. La optimización de los correspondientes procesos de producción plantea importantes retos con objeto de conseguir que todos ellos entren en la fase de explotación comercial.
Se espera que los avances derivados de la investigación y el desarrollo tecnológico en el sector de los biocarburantes contribuyan en los próximos años a un descenso de los costes de producción de al menos el 30%. Gran parte de este progreso estará ligado al desarrollo de los denominados biocarburantes de segunda generación, obtenidos a partir de materiales lignocelulósicos, de coste mucho menor y que apenas tienen utilización alimentaria. Asimismo, estos avances tendrán que tener en cuenta los cambios que ya se están produciendo en la demanda de los diferentes tipos de carburantes. Se estima que la tendencia actual en la Unión Europea de incremento en la demanda de gasóleo y reducción en la de gasolina se mantendrá en las próximas décadas, lo que sitúa al biodiésel como principal alternativa de futuro. No obstante, existen ya proyectos en marcha que pretenden el desarrollo de nuevas vías de utilización energética del bioetanol, diferentes de su mezcla con gasolina o transformación en ETBE.
La introducción y consolidación del concepto de bio-refinería puede suponer un salto cualitativo muy importante en la implantación de los biocombustibles. La bio-refinería se plantea como una instalación versátil en la que se procesarán tanto combustibles fósiles como biomasa con el objeto de producir de forma integrada energía, carburantes convencionales, biocarburantes y productos químicos. De esta forma, se conseguirá un mejor aprovechamiento de los recursos naturales, una disminución significativa de los costes de operación y un incremento muy importante en la eficiencia energética global de producción de biocombustibles.
Recientemente, se ha creado a nivel europeo la Plataforma Tecnológica de Biocombustibles con el objetivo de que juegue un papel esencial en promover y orientar las actividades de I+D+i que se llevan a cabo en este sector, así como de facilitar la transferencia de resultados al sector productivo.
Finalmente, ha de destacarse la estimación realizada recientemente de cara al año 2030, que considera factible alcanzar en esa fecha al menos un 25% de contribución de los biocarburantes en el sector del transporte de la Unión Europea. Se cumpliría de esta forma la predicción realizada en 1912 por Rudolf Diesel:
"El uso de aceites vegetales en motores de combustión puede parecer hoy en día despreciable. Sin embargo, estos aceites se pueden convertir con el paso del tiempo en carburantes tan importantes como lo son en la actualidad los derivados del petróleo".
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