INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

VIABILIDAD DE PRODUCCIN DE BIODIESEL EN MXICO USANDO UNA TECNOLOGA DE SEGUNDA GENERACIN.

TESISQUE PARA OBTENER EL TTULO DE INGENIERO QUMICO INDUSTRIAL P R E S E N T A

DAVID RAMOS GMEZ

DIRECTOR DE TESIS: M. EN C. JAVIER ESTEBAN RODRGUEZ RODRGUEZ

Mxico, D.F. 2012

AGRADECIMIENTOS Esta tesis representa un parteaguas entre una etapa muy enriquecedora y el camino que el tiempo obliga. Con esto quiero decir que este tan slo es el final del principio. En toda la experiencia acadmica y la conclusin del trabajo de tesis, ha habido personas que merecen las gracias porque sin su valiosa aportacin no hubiera sido posible este trabajo y tambin hay quienes las merecen por haber plasmado su huella en mi camino. Sin duda esta tesis es en memoria de la mujer ms buena que jams conoc, Carmen, mi abuelita y de todos los que an estn aqu A mi madre, Cecilia, le agradezco su apoyo que siempre y en todo momento me dio incondicionalmente para la realizacin de mis sueos. Esta tesis es suya. A mis abuelitos, Carmen y Moiss que me brindaron toda su humanidad y cario durante este largo camino. Al Dr. Raymundo que me abri las puertas cuando toque y me enseo como un gran maestro y amigo. Al profesor Esteban quien me asesoro para la realizacin de esta tesis y me comparti sus grandiosos conocimientos sobre termodinmica. A todos los profesores que estuvieron ah, ensendome da a da un sin fin de conocimientos que en su conjunto me forjaron como Ingeniero. A todos mis amigos con los cuales pase un camino inolvidable, lleno de aventuras y que me brindaron una amistad totalmente desinteresada. Al Instituto Politcnico Nacional al cual sin duda le debo una educacin de muy alto nivel y sin la que este trabajo de tesis no hubiera sido posible.

ndice Siglas y abreviaturas Unidades Resumen Introduccin Capitulo I. Generalidades I.1. Definicin e importancia de los biocombustibles I.1.1. Definicin I.1.2. Importancia I.1.3. Ventajas y desventajas del uso de biocombustibles I.1.3.1. Ventajas I.1.3.2. Desventajas I.1.4. Tipos de biocombustibles I.1.4.1. Slidos I.1.4.2. Lquidos I.1.4.3. Gaseosos I.2. Principales formas de generacin de biocombustibles I.2.1. Primera generacin I.2.2. Segunda generacin I.2.2.1. Ventajas I.2.3. Tercera generacin I.3. Biodiesel y sus propiedades I.4. Tendencia de produccin de biocombustibles en el mundo I.4.1. Uso de biodiesel a nivel mundial I.4.2. Uso de biodiesel a nivel Latinoamericano I.5. Comportamiento del mercado de los combustibles en Mxico I.5.1. Caso diesel en Mxico Capitulo II. Costos de biodiesel, mercados viables y disponibilidad de materias primas a nivel Nacional II.1. Estado actual de los mercados de biodiesel II.1.1. Temas clave para los pases de ALC II.1.2. Oportunidades de exportacin II.1.3. Situacin de los costos y capacidad de produccin II.1.4. Estado de los mercados de biocombustibles de segunda generacin II.1.5. Desarrollo del mercado global de los biocombustibles II.1.6. Tendencias en la produccin global de biodiesel y bioetanol II.1.7. Produccin de biodiesel II.1.8. Comercio de biodiesel II.1.9. Tendencias en polticas y regulacin a nivel general II.1.10. Tendencias en polticas y regulacin en ALC v ix xi 1 3 3 3 3 5 5 6 7 7 7 8 8 8 11 12 13 14 15 16 17 18 20

22 22 22 22 23 23 24 25 26 28 30 30i

II.2. Costos del biodiesel en el mercado II.2.1. Consideraciones generales II.2.2. Seleccin de cultivos para materia prima (evaluacin para Mxico) II.2.2.1. Palma Africana II.2.2.1.1. Condiciones ambientales II.2.2.1.2. Tipologa de productores II.2.2.1.3. Generacin de empleos II.2.2.1.4. Eslabn de industrializacin II.2.2.1.5. Anlisis econmico sustantivo II.2.2.2. Jatropha Curcas L. II.2.2.2.1. Medio Fsico II.2.2.2.2. Anlisis econmico sustantivo II.2.2.3. Frijol soya II.2.3. Costos e impactos en otros pases del mundo II.2.4. Costo y eficiencia de las polticas fiscales II.2.5. Tendencia en los costos de produccin II.3. Perspectivas de los biocombustibles II.3.1. Produccin II.3.2. Comercio internacional II.3.3. Costos proyectados II.4. Disponibilidad y anlisis regional de materias primas II.4.1.Materias primas para la produccin de biodiesel por primera generacin II.4.1.1. Aceites vegetales convencionales II.4.1.2. Aceites vegetales alternativos II.4.1.3. Aceites vegetales modificados genticamente II.4.1.4. Aceites de fritura usados II.4.1.5. Grasas animales II.4.1.6. Aceites de otras fuentes II.4.1.7. Otras fuentes II.4.2. Materias primas para biodiesel de segunda generacin II.4.2.1. Plantaciones energticas para produccin de combustibles Leosos II.4.2.2. Combustibles de madera directos II.4.2.3. Madera de bosques II.4.2.4. Madera de plantaciones II.4.2.5. Combustibles de madera indirectos Capitulo III. Tecnologas de produccin de biodiesel (primera y segunda generacin) III.1. Biodiesel de primera generacin III.1.1. Procesos de conversin de biodiesel III.1.1.1. Transesterificacin III.1.1.1.1. Catlisis homognea III.1.1.1.2. Catlisis heterognea III.1.2. Comparacin entre el diesel de petrleo y el biodiesel (FAME)

31 31 32 32 33 34 34 34 35 37 38 39 40 42 42 43 45 45 47 48 49 49 50 50 50 51 51 51 51 52 52 52 52 53 53 57 57 57 57 58 58 60ii

III.2. Biodiesel de segunda generacin III.2.1. Procesos de conversin generales III.2.1.1. Conversin termoqumica III.2.1.1.1. Gasificacin III.2.1.1.2. Pirlisis III.2.2. Tecnologas para produccin de biodiesel de segunda generacin III.2.2.1. Hidrotratamiento de aceites vegetales (diesel verde) III.2.2.2. Biodiesel HTU III.2.2.3. Biodiesel de F-T o diesel sinttico (BTL) III.2.3. Obtencin de biocombustibles lquidos basados en la licuefaccin y la pirolisis rpida III.2.4. Aprovechamiento directo de la biomasa a travs de la combustin III.3. Anlisis FODA aplicado a los principales procesos de produccin de biodiesel Capitulo IV. Anlisis para producir biocombustibles de segunda generacin en Mxico IV.1. Caractersticas generales de Mxico IV.1.1. Condiciones naturales para la produccin de materia prima para Biocombustibles IV.1.2. Agricultura y silvicultura IV.1.3. Produccin actual de biocombustibles de primera generacin en Mxico IV.1.4. Poltica nacional de biocombustibles IV.1.5. Recursos financieros y humanos IV.1.6. Infraestructura IV.1.7. Evaluacin y logstica de residuos agrcolas y forestales para materia Prima IV.2. Opciones de produccin de biocombustibles de segunda generacin IV.2.1. Estimacin de costos de materia prima y producto final IV.2.2. Identificacin de puntos claves para las plantas de produccin IV.2.3. Impacto econmico potencial IV.2.4. Posibles impactos sociales IV.2.5. Posible impacto ambiental IV.3. Anlisis FODA de la viabilidad de produccin de biocombustibles de segunda generacin en Mxico Capitulo V. Conclusin y recomendacin Glosario Referencias

62 63 64 65 65 67 67 68 68 71 73 73

80 80 81 82 83 83 83 84 85 86 87 88 88 89 90 90 92 95 101

iii

Siglas y abreviaturas AIE ALC ASTM Agencia Internacional de Energa Amrica Latina y el Caribe American Society for Testing and Material Standard (Sociedad Americana para Estndares de Pruebas y Materiales) Biomass to Liquid (Biomasa a lquido) Central America Free Trade Agreement (Tratado de Libre Comercio con Amrica Central) Comisin Econmica Para Amrica Latina Cost of Electricity (Costo de generacin de energa elctrica) Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa Coal to Liquids (Carbn a lquidos) Dimetil ter Etil terbutil ter Estados Unidos de Amrica Fatty Acid Methyl Esters (steres Metlicos de los cidos Grasos) Food and Agriculture Organization (Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin) Fondo Ecuatoriano de Inversin en los Sectores Energtico e Hidrocarburfero Free Fatty Acid (cidos Grasos Libres) Flexible-Fuel Vehicle (Vehculos de Combustible Flexible) Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas Fischer-Tropsch Gas Licuado de Petrleo Gases Efecto Invernadero

BTL CAFTA

CEPAL COE

CONACYT CTL DME ETBE EUA FAME

FAO

FEISEH

FFA FFV FODA F-T Gas LP GEI

v

GTL HC HDO HPL HTU I&D IDH IFN INEGI INIFAP

Gas to Liquids (Gas a Lquidos) Hidrocarburos Hidrodesoxigenacin High Pressure Liquefaction (Licuefaccin de Alta Presin) Hydro Thermal Upgrading (Actualizacin Hidrotrmica) Investigacin y Desarrollo Indice de Desarrollo Humano Inventario Nacional Forestal Instituto Nacional de Estadstica y Geografa Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrcolas y Pecuarias Impuesto al Valor Agregado cido de Lewis Mecanismo de Desarrollo Limpio Metil terbutil ter xidos de Nitrgeno Organization for Economic Co-operation and Development (Organizacin para la Cooperacin y el Desarrollo Econmico) Organizacin de las Naciones Unidas Poltica Agraria Comn Petrleos Mexicanos Potencial de Hidrgeno Producto Interno Bruto Paridad del Poder Adquisitivo Programa Brasileiro de lcool (Programa Brasileo de Alcohol) Programa de Plantaciones Forestales Comerciales

IVA L+ MDL MTBE NOx OECD

ONU PAC PEMEX pH PIB PPA PROALCOOL

PRODEPLAN

vi

RFS

Renewable Fuels Standard (Estndar de Combustibles Renovables) Secretaria de Agricultura, Ganadera, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentacin Secretara de Energa Sistemas de Informacin Geogrfica Synthetic Natural Gas (Gas Natural Sinttico) Sociedades de Produccin Rural Turbocharged Direct Injection (Turbo Inyeccin Directa) Tratado de Libre Comercio de Amrica del Norte Ultra Bajo en Azufre Unin Europea Water Gas Shift (Reaccin de Desplazamiento con Vapor de Agua)

SAGARPA

SENER SIG SNG SPR TDI TLCAN UBA UE WGS

vii

Unidades b bpce C g gal gge Ha hr J K lge m m3r msnm ppm s $ t CO2 t-km tMF tMS toe ton trff tss Barril Barril de petrleo crudo equivalente Grados Celsius Gramo Galn Galn de gasolina equivalente Hectrea Hora Joules Kelvin Litro de gasolina equivalente Libra esterlina Metro Metro cbico de madera en rollo Metros sobre el nivel del mar Partes por milln Segundos Pesos mexicanos Toneladas de CO2 Tonelada-kilmetro Tonelada de materia fresca Tonelada de materia seca Tonelada de aceite equivalente Tonelada Tonelada de racimo de fruta fresca Tonelada de semilla secaix

US$ Wbiocombustible W-h

Dlar estadounidense Watt de biocombustible equivalente Watt-hora

x

Resumen Bajo el panorama actual en el mbito energtico que se vive tanto a nivel global como local, se plantean diferentes alternativas viables para el uso de energas alternas, tal es el caso del biodiesel, que en los ltimos aos ha alcanzado una gran relevancia por sus cualidades que lo posicionan en un nivel de competencia bastante prometedor, por lo que es la opcin principal que aqu se analiza. Para el caso de Mxico es muy importante comenzar a desenvolver escenarios que den opciones energticas sustentables y que a su vez se puedan desarrollar de manera oportuna y sean tangibles. El presente trabajo incluye un panorama actual de la situacin energtica tanto a nivel mundial como en Mxico, las posibilidades y medios que existen para afrontar las problemticas energticas, la situacin de los mercados de biocombustibles y las tendencias de produccin. As como un anlisis de costos de algunas materias primas para biocombustibles, una exposicin de las tecnologas actuales para produccin de diferentes biocombustibles y la viabilidad de hacer uso de estas con la infraestructura que se tiene. Especficamente se hace un anlisis FODA para la evaluacin de la viabilidad de produccin de un biocombustible de segunda generacin en Mxico, a su vez que se realizan algunos otros anlisis FODA para la comparacin de las principales tecnologas de produccin de biodiesel y con estas bases poder hacer una recomendacin sobre cual podra ser la mejor tecnologa para comenzar a invertir en la produccin de un biodiesel de segunda generacin y cuales son las ventajas de estos respecto a los de primera generacin. Como resultado del anlisis se puede dar la recomendacin de que la opcin ms viable para la produccin de un biodiesel de segunda generacin en Mxico es a partir de una tecnologa BTL, debido a que esta presenta varias ventajas a largo plazo, y podra colocar a Mxico en un nivel de competencia tecnolgica en un futuro, a su vez que sera un gran paso en la bsqueda de la independencia energtica sustentable.

xi

Introduccin Actualmente y desde que se dieron los primeros motores de combustin interna como medio de transporte tanto para personas como mercancas, el tema de los combustibles ha sido de gran relevancia y caracteriza parte del desarrollo humano y crecimiento econmico de un pas. La utilizacin de los combustibles en base a productos orgnicos es un tema que se ha continuado estudiando por un largo periodo de tiempo. Con la invencin de los motores de combustin interna, se trataron de investigar diferentes alternativas para producir combustibles provenientes de diversas fuentes y no solo basarse en derivados del petrleo, lamentablemente haba muchos intereses en juego, con lo cual era ms fcil la explotacin del petrleo y por mucho tiempo se abandonaron gran cantidad de investigaciones entorno a combustibles alternos, como el biodiesel. En este momento analizando retrospectivamente es fcil darse cuenta que fue un error muy grave, el tratar solo de asentar una economa mundial en base a los grandes recursos petroleros que se tenan, sin tomar en cuenta una visin sustentable que tal vez en aquel tiempo, era una palabra que an no cobraba el peso debido, ya que no se tenan las implicaciones globales que recientemente se tienen. Existen diversos motivos por los cuales es urgente valorar las diferentes alternativas para produccin de biocombustibles, y en este caso la produccin de biodiesel, desde motivos ecolgicos, hasta climticos y socioeconmicos principalmente. El tema energtico es una de las bases de estudio que ha tomado su relevancia en la actualidad debido a que constituye uno de los campos ms trascendentes en el futuro del desarrollo de cada pas. La disponibilidad actual de combustibles fsiles ha ido disminuyendo de manera notoria a lo largo de los ltimos aos con lo cual se ha visto un alza generalizada en el valor de los mismos. Por otro lado la demanda de combustibles ha ido creciendo al paso del tiempo de una manera exponencial por lo cual es preciso empezar a tomar acciones que podran hacer frente a los desafos futuros en materia energtica. El encarecimiento y volatilidad de los precios de los combustibles fsiles, el aumento de los riesgos geopolticos, el cambio climtico, el acceso seguro a servicios energticos confiables y la evolucin tecnolgica son una preocupacin dominante en el debate energtico (Honty et al., 2010). En Mxico, toda esta situacin es algo que se ha percibido mucho en los ltimos aos, por lo cual una buena opcin para no estar condenados a este subdesarrollo crnico, puede ser el comenzar a invertir en tecnologas alternativas y de vanguardia como la produccin de biodiesel a partir de tecnologas de segunda generacin.

1

Capitulo I. Generalidades I.1. Definicin e importancia de los biocombustibles I.1.1. Definicin Los biocombustibles estn constituidos por alcoholes, teres, steres y otros compuestos qumicos provenientes de una fuente que no es de origen mineral o fsil sino biolgica (Snchez, 2006), y son obtenidos por molienda de productos de origen agrcola y destilacin de lquidos (Clarimn et al., 2005) al combinarse con el oxgeno generan la combustin y liberan energa (Fernndez, 2006). Los biocombustibles son aquellos combustibles producidos a partir de la biomasa y que son considerados, por tanto, una energa renovable. Se pueden presentar tanto en forma slida (residuos vegetales, fraccin biodegradable de los residuos urbanos o industriales), lquida (bioalcoholes, biodiesel) y/o gaseosa (biogs, hidrgeno) (Garca y Garca, 2007). Los biocombustibles se pueden clasificar de acuerdo al tipo de generacin para su produccin y se clasifican en: primera, segunda y tercera generacin, esta clasificacin se explicara en la seccin I.2. Dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por la posibilidad de su aplicacin a los actuales motores de combustin interna (motores Diesel y Otto). Son, en general, de naturaleza lquida. Los biocarburantes en uso proceden de materias primas vegetales, a travs de transformaciones biolgicas y fsico-qumicas. Actualmente se encuentran desarrollados principalmente dos tipos: el biodiesel, obtenido a partir de la transesterificacin de aceites vegetales y grasas animales con un alcohol ligero (produccin a travs de tecnologas de primera generacin), como metanol o etanol; y el bioetanol, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azcares mediante fermentacin. Con la caa de azcar, la remolacha o el sorgo dulce, que contienen azcares simples, se obtiene etanol por fermentacin. Sin embargo, en otros cultivos, como los cereales, la energa est almacenada en forma de carbohidratos ms complejos como el almidn, que tiene que ser hidrolizado antes de su fermentacin a bioetanol. Por su parte, hay que destacar el ETBE producido a partir del bioetanol, ya que su utilizacin en motores presenta menos problemas que el propio bioetanol. En Espaa, por ejemplo, todo el bioetanol se transforma en ETBE en las refineras de petrleo siendo utilizado como aditivo de las gasolinas. La produccin de todos estos combustibles est sujeta a amplias necesidades de terreno en el cultivo de sus materias primas (Garca y Garca, 2007). I.1.2. Importancia Las energas renovables son una alternativa viable, confiable y factible tanto para los pases desarrollados como para aquellos en vas de desarrollo. En el caso de stos ltimos, no solo significa independizarse en materia energtica sino que las energas renovables pueden ayudar a satisfacer la demanda creciente tanto en las redes energticas como en sistemas aislados de las3

redes, adems de disminuir los impactos ambientales negativos que se asocian con la quema de combustibles. Sin embargo, el uso de estas energas no logra introducirse completamente. Por lo general, las polticas en materia de energa suelen favorecer los bajos costos que supone el suministro de energa basado en combustibles fsiles, ms que enfrentar los altos costos iniciales y bajos costos de operacin que implican las inversiones en energas renovables. Adems de la estructura existente en los pases que favorece el uso de combustibles fsiles, los subsidios al combustible, los incentivos fiscales y econmicos para la exploracin petrolera y la ausencia de penalidades por los impactos ambientales producidos constituyen factores adicionales que no colaboran con la generalizacin del uso de las energas renovables (Honty et al., 2010). En este marco, los pases de ALC, a pesar de que disponen de abundantes recursos renovables, no los han destinado al desarrollo de proyectos en energas renovables. Y es aqu donde se plantea el desafo: cmo fomentar, por un lado, el desarrollo de energas alternativas basadas en el uso de estos recursos renovables (en este caso, los biocombustibles de segunda generacin) y, por el otro, el desarrollo y la implementacin de polticas que promuevan su utilizacin (Honty et al., 2010). Una de las alternativas, antigua pero que ha cobrado vigor en los ltimos tiempos, es el biodiesel, un tipo de combustible potencialmente renovable que podra sustituir al menos parcialmente al petrleo para su uso en los motores de combustin interna. Paralelamente los biocombustibles han sido fuente de debate debido una multiplicidad de factores. Si bien son reconocidas sus potencialidades como combustibles sustitutos y como factor de desarrollo local, a la vez presentan una serie de amenazas relacionadas, entre otros, con el ambiente, el uso del suelo y el aumento de los precios de los alimentos (Honty et al., 2010). Sin embargo estos debates han estado concentrados especficamente en los llamados biocombustibles de primera generacin o agrocombustibles, como el etanol y el biodiesel procedentes de cultivos anuales o plurianuales como caa de azcar, remolacha y soja, colza y girasol, respectivamente (Honty et al., 2010). En la actualidad, la sustitucin de los combustibles fsiles por otras alternativas renovables cobra una gran importancia por el hecho de disminuir la dependencia del petrleo, ser un instrumento de lucha contra el deterioro medioambiental y promover el desarrollo de la agricultura e industrias derivadas (Stratta, 2000). Aun cuando se generan diversas polmicas entorno a las ventajas y desventajas de los biocombustibles, se deben reconocer los buenos resultados que se han tenido en su produccin a nivel global y comenzar a cambiar el modelo de desarrollo actual para iniciar una transicin a una etapa post petrolera, con nuevos hbitos de consumo de energa. Con respecto a la dependencia del petrleo, se conoce que actualmente el 80% del petrleo que se consume en el mundo proviene de pozos descubiertos en la dcada de 1970. El consumo de petrleo pas de 2,753 millones de4

barriles anuales, en 1973, a 3,767 millones en el 2004, alrededor del mundo (Carrere, 2006). La extraccin diaria de petrleo es del orden de los 75 millones de barriles, y se espera una demanda creciente de 2% anual para los prximos aos; por lo que en 2020, segn esas proyecciones, se necesitar unos 100 millones bpce/da. Para el 2025, segn la AIE, el 82% de la poblacin del planeta consumir el 45% de la energa, mientras que en los pases industrializados, el 14% de la poblacin consumir el 43%. Esto implica que para cumplir con la demanda proyectada, se necesitar hacer nuevos descubrimientos de reservas y/o empezar a sustituir por combustibles alternos, sin perder de vista que la poblacin tiene que concientizarse en lo que respecta al consumo de energa (Carrere, 2006). El calentamiento global y muchos de los problemas ambientales se han debido, en gran medida al uso indiscriminado de combustibles fsiles. Debido a la preocupacin por los problemas antes mencionados, la ONU aprob en 1992 la Convencin Marco sobre el Cambio Climtico, cuyo objetivo declarado fue que los gases causantes del efecto invernadero deban estabilizarse en valores que no supongan un riesgo. En 1997, el Protocolo de Kioto fij obligaciones de reduccin de dichos gases que afectan bsicamente a los pases industrializados (Carrere, 2006). I.1.3. Ventajas y desventajas del uso de biocombustibles I.1.3.1. Ventajas La introduccin de los biocombustibles en lugar de los combustibles fsiles tradicionales, presenta un gran potencial como fuente de abastecimiento para el sector del transporte por lo siguiente (Aguilar et al., 2007): Mejora la posibilidad de autoabastecimiento energtico en un marco regional. Tiene un potencial ambiental beneficioso asociado a la sustitucin de los combustibles minerales o fsiles por biocombustibles. Son de bajo contenido de azufre, cloro, partculas de gases de escape, producen menores emisiones de CO e HC, respecto a los combustibles fsiles. Su emisin de dixido de carbono es considerada como neutra, ya que las plantas, en su etapa de crecimiento, consumen la misma cantidad de CO2 que la emitida por el biocombustible. Reduce la dependencia de los combustibles minerales que adems de producirse de fuentes no renovables tienen un precio muy variable en el mercado. La utilizacin de productos agrarios, muchas veces desperdiciados, en los procesos de fabricacin, puede impulsar la actividad agrcola en muchos pases, diversificando su economa. Aquellos pases que no tienen ventaja competitiva en la produccin de alimentos podran impulsar los cultivos energticos. No requiere de generacin de grandes infraestructuras, ya que emplea materia prima, maquinaria y logstica existentes en la actualidad.

5

Genera empleos, no slo por el proceso de elaboracin propiamente dicho, sino tambin por la generacin de la materia prima para elaborar los mismos. I.1.3.2. Desventajas La introduccin de los biocombustibles ha sido un tema controversial, pues muchos piensan que el modelo a gran escala, caracterizado por monocultivos y el uso masivo de insumos externos, as como los organismos modificados genticamente, dentro de una sociedad que no ha aceptado que vivir en una era post-petrleo y no se ha planteado la creciente necesidad de disminuir el consumo energtico, puede tener una serie de desventajas como las que se mencionan a continuacin (Aguilar et al., 2007): El aumento del uso de fertilizantes nitrogenados, especialmente en los casos en que se trabaje con rboles de rpido crecimiento, liberar ms NOx en la atmsfera, el cual tiene un efecto que es 310 veces ms poderoso que el del CO2 en lo que respecta al calentamiento global. Para cultivar las especies energticas, es necesario limpiar tierras quemando la vegetacin existente. Esto podra generar que el balance neto de carbono en las reas destinadas a la produccin de biocombustibles sea negativo, aumentando as la concentracin de gases de efecto invernadero en la atmsfera, que es precisamente lo que se pretende evitar con este cambio. El uso de tecnologas destinadas a convertir la madera en etanol est impulsando la expansin de monocultivos de rboles de rpido crecimiento en reas boscosas y sabanas, aumentando la deforestacin. Por ejemplo, el cultivo de soja ha sido la causa principal de deforestacin en la Amazonia Brasilea y Paraguay; mientras que el cultivo de palma lo est siendo en Indonesia y Malasia. Debido a eso, la UE no est aceptando proyectos de cultivos energticos en esas reas. Lejos de ser esto una solucin, evita el desarrollo de proyectos que pueden ser tiles. Tecnologa como la antes mencionada est impulsando el uso de materia prima modificada genticamente, de lo cual no se conoce con certeza los efectos negativos. Adems, esto promueve la creacin de patentes, como es el caso de la soja RR en Brasil, cuya patente est a nombre de la empresa Monsanto, que a la larga podra hacer los procesos mucho ms costosos. La promocin y apoyo a proyectos locales de investigacin e hibridacin podra ser la solucin para pases en los cuales la produccin de biodiesel es una alternativa viable y no se queden fuera del mercado. Algunos biocombustibles suponen un incremento de determinado tipo de emisiones, como los aldehdos en el caso del bioetanol, para los que no se dispone an de informacin suficiente para valorar el impacto que supondran emisiones masivas de los mismos. Los cultivos energticos pueden llegar a sustituir en un porcentaje importante los cultivos alimenticios en aquellas naciones que no cuenten como mucha extensin territorial. Si no se cuenta con una poltica6

reguladora, puede generar convulsiones sociales, polticas y econmicas por el alza en los precios de la canasta bsica. I.1.4. Tipos de biocombustibles I.1.4.1. Slidos Son de origen no fsil, procedentes directa o indirectamente de la biomasa, susceptibles a ser utilizados en aplicaciones energticas. Estn formados por materia orgnica de origen vegetal o animal, en su mayora celulosa, hemicelulosa y lignina, o producidos a partir de la misma mediante procesos mecnicos, qumicos o biolgicos. La utilizacin de estos requiere de mucha inversin y esfuerzos en investigacin y desarrollo en conseguir cultivos energticos adecuados, crear sistemas de secado de bajo consumo energtico, procesos de pirlisis, procesos de gasificacin, mejora del control de procesos de combustin, procesos de transformacin de la biomasa y procesos de mejora continua (Garca, sin fecha). Algunos ejemplos de biocombustibles slidos son la lea sin procesar, astillas, aserrn y triturados finos de menos de 2 mm, pelets, briquetas y carbn vegetal, entre otros (Fernndez, 2006). I.1.4.2. Lquidos Ejemplos de estos son los alcoholes, biogasleo, biodiesel, aceites vegetales, aceites de pirlisis y biohidrocarburos, entre otros (Aguilar et al., 2007). El bioetanol es un alcohol etlico deshidratado producido a partir de la fermentacin de elementos de la biomasa ricos en componentes azucarados, amilceos y, ltimamente, lignocelulsicos. Entre los insumos agrarios empleados en la produccin de bioetanol se encuentran la caa de azcar, la remolacha, el maz, el sorgo, el trigo, la cebada, as como tallos de maz y residuos celulsicos. Se utiliza como sustituto de la gasolina, o en mezcla con sta, en los motores de combustin interna. Como subproducto se puede obtener fertilizantes y alimento balanceado para el ganado. El biodiesel es un ster metlico o etlico que se obtiene principalmente a partir de aceites vegetales como el de colza, girasol, palma, soja; aceites de fritura usados y las grasas animales a los que se aplican operaciones de esterificacin y refino. Puede utilizarse como un sustituto del diesel convencional, reduciendo la contaminacin y alargando la vida del motor en los vehculos. Como subproducto se puede obtener glicerina y fertilizantes. El biometanol obtenido a partir de la biomasa o residuos. El bioDME, producido para uso como biocarburante, a partir de la biomasa. Aceite vegetal, es posible la utilizacin de este en determinados motores, en un porcentaje variable junto con diesel o biodiesel. El bioETBE y el bioMTBE son aditivos obtenidos a partir del bioetanol o biometanol y el isobutileno utilizados en la formulacin de las gasolinas. Han tenido una importante expansin en la sustitucin de los aditivos con plomo. Al obtenerse de la combinacin de un carburante biolgico y un hidrocarburo, la fraccin volumtrica de bioETBE que se calcula7

como biocarburante es del 47%, esto es, el volumen de etanol contenido en el producto final ETBE, mientras que para el bioMTBE es del 36%. Los biocarburantes sintticos son hidrocarburos sintticos o sus mezclas, producidos a partir de la biomasa. I.1.4.3. Gaseosos Ejemplos de estos son: gas de gasgeno, biogs y biohidrgeno (Aguilar et al., 2007). El biogs es un combustible gaseoso producido a partir de la biomasa y/o a partir de la fraccin biodegradable de los residuos por descomposicin bacteriana en condiciones anaerbicas y que puede ser purificado hasta alcanzar una calidad similar a la del gas natural, para uso como biocarburante, o gas de madera. Como materia prima se puede utilizar el bagazo de caa de azcar, los residuos provenientes de mataderos, destileras y fbricas de levaduras, pulpa y cscara de caf, materia seca vegetal y aserrn, entre otros. Como subproducto se puede obtener fertilizante/composta. El biohidrgeno consiste en la separacin, mediante diversos procesos biolgicos, del oxgeno e hidrgeno del agua. Actualmente, su grado de desarrollo se sita en fases iniciales, con rendimientos energticos muy reducidos, siendo ste el principal reto para su utilizacin operativa, de forma que permita reducir la dimensin de las instalaciones. I.2. Principales formas de generacin de biocombustibles Los biocombustibles se pueden dividir esencialmente en tres: primera, segunda y tercera generacin. Esta clasificacin est basada en el tipo de tecnologa usada, aunque cabe sealar que anteriormente la clasificacin se haca de acuerdo con el tipo de materia prima usada, es decir si era comestible o no comestible, era lo que determinaba la generacin del biocombustible, sin embargo con el avance de las tecnologas usadas se pudo tener la viabilidad de usar tanto materias comestibles, como no comestibles por las diversas tecnologas de produccin, lo cual genero ambigedad, por lo que la clasificacin actual solo es basada en la tecnologa a usar. I.2.1. Primera generacin Los biocombustibles de primera generacin son tpicamente aquellos producidos de biomasa comestible, aunque en la actualidad existe una tendencia hacia nuevos cultivos energticos no comestibles como la Jatropha. Algunos ejemplos de materias primas utilizadas para producir biodiesel son el aceite de soja, el aceite de colza (usado en la UE) y aceite de palma (usado en Colombia y Malasia). Tambin se consideran de primera generacin las grasas animales y aceites vegetales reciclados. Entre los ejemplos de materias primas utilizadas para la produccin de etanol estn la caa de azcar (Brasil es el mayor exponente), el maz (como en EUA), o la remolacha (usada en algunos pases de Europa). La tecnologa utilizada para transesterificar aceites

8

vegetales a biodiesel, o fermentar y destilar azcares a etanol, es relativamente sencilla y existe hace dcadas (James, 2009). El aceite extrado de la materia prima es refinado y luego sometido a la transesterificacin, proceso en el que los aceites vegetales se mezclan con un catalizador bsico (NaOH o KOH) en presencia de exceso de alcohol, ya sea etanol o metanol, y son qumicamente alterados para formar steres grasos, como etil o metil ster, respectivamente. Debido a ello, se define al biodiesel como una mezcla de cidos grasos esterificados con cadenas lineales alifticas. La composicin final de estos steres grasos y sus propiedades depende de la fuente de materia prima (Musmanni, 2005). Un subproducto del proceso es la glicerina que puede ser purificada para ser comercializada como otro producto industrial. Dependiendo del mtodo empleado, se puede recuperar parte del catalizador, as como el alcohol para ser reciclado en sucesivas reacciones (Snchez, 2006). Fundamentalmente, el proceso de transesterificacin se basa en la reaccin de molculas de triglicridos que cuentan con una cantidad de tomos que vara entre 15 y 23, siendo el ms comn 18, con alcoholes de bajo peso molecular, entre los cuales se puede mencionar al metanol, etanol, propanol y butanol, para producir steres y glicerina (Aguilar et al., 2007). La reaccin de transesterificacin se lleva a cabo en una proporcin molar de alcohol a triglicrido de 3:1, es decir reacciona un mol de triglicrido con 3 moles de alcohol, aunque se aade alcohol en exceso con el fin de desplazar la reaccin hacia la formacin del ster alcohlico. Adems, la formacin de la glicerina, inmiscible con los steres alcohlicos acenta el desplazamiento de la reaccin hacia la derecha, permitiendo conversiones cercanas al 100% (Garca y Garca, 2007). La Figura 1.1 presenta la reaccin general de transesterificacin, utilizando metanol y obteniendo ster metlico (Naik et al., 2010).

Figura 1.1. Reaccin de transesterificacin (Naik et al., 2010).

Son tres reacciones reversibles de forma consecutiva las que se dan en este proceso, las cuales se muestran en la Figura 1.2. Tal y como se observa, el triglicrido es convertido en diglicrido, monoglicrido y glicerina, liberndose en cada caso un mol de ster metlico (Garca y Garca, 2007). En esta reaccin se utiliza un catalizador que mejora la velocidad de reaccin y el rendimiento final (Garca y Garca, 2007). Las reacciones secundarias en el proceso de transesterificacin son la saponificacin y la neutralizacin de cidos grasos libres.

9

La saponificacin es favorecida cuando se utiliza NaOH o KOH, ya que sus molculas contienen los grupos hidroxilo, que permiten dicha reaccin. La produccin de jabones por saponificacin se da en presencia de agua, por lo que los glicridos y el alcohol deben ser anhidros y se debe eliminar el agua en los aceites con altos contenidos de humedad antes de llevar a cabo este proceso. Adems, al utilizar estos catalizadores se deben controlar otras condiciones de reaccin, como la temperatura y la cantidad de catalizador bsico, con el fin de reducir al mximo esta reaccin indeseada (Garca y Garca, 2007).

Figura 1.2. Reacciones implicadas en la transesterificacin (Aguilar et al., 2007).

La Figura 1.3 muestra la reaccin secundaria de saponificacin y la Figura 1.4 muestra la reaccin secundaria de neutralizacin de cidos grasos libres, respectivamente (Aguilar et al., 2007):

Figura 1.3. Reaccin de saponificacin (Aguilar et al., 2007).

10

Figura 1.4. Reaccin neutralizacin de cidos grasos libres (Aguilar et al., 2007).

El conflicto inherente en los biocombustibles de primera generacin es que ocasionalmente su materia prima es tambin alimento y su utilizacin en alguna medida afecta el precio de la comida. Segn la teora, al competir en dos mercados (como alimento y como energa) estas materias primas tienen un valor comercial mayor al de biomasa no comestible, lo cual tendera a incrementar su precio. Adems, la biomasa comestible normalmente requiere de suelos ricos en nutrientes y con abundancia de agua (James, 2009). Por el contrario, para los biocombustibles de segunda y tercera generacin existen cultivos energticos basados en la lignocelulosa, que tpicamente crecen en suelos marginales. Mxico tiene una gran ventaja comparativa en el mundo agropecuario gracias a la calidad de sus suelos productores de alimento. I.2.2. Segunda generacin Los biocombustibles de segunda generacin son producidos en su mayora por reacciones termoqumicas y se basan principalmente en materias primas lignocelulsicas. Las algas y las microalgas tambin generan mucho debate y escepticismo, a veces simplemente porque sus supuestos potenciales rendimientos de aceite son mucho mayores a los de cualquier biomasa comestible: segn un estudio de la Universidad de New Hampshire en EUA, las algas marinas rendiran no menos de 7,660 litros/Ha, comparado con 446 litros/Ha de la soja (y 1,892 litros/Ha de la Jatropha) (James, 2009). Mientras los biocombustibles de primera generacin utilizan solo ciertas partes de la planta, los de segunda generacin la utilizan toda, por lo que requieren menos rea cultivada por unidad producida (Aguilar et al., 2007). Son dos rutas principales las que se utilizan: conversin termoqumica, como la gasificacin; y el proceso de F-T (Fischer-Tropsch). La combinacin de estas tecnologas, con sus variedades de sistemas y opciones, hace que su desarrollo econmico y ambiental sea mucho ms complejo. En la Figura 1.5 se muestran las alternativas. Cabe mencionar que tambin existen rutas biolgicas y fsicas (Figura 1.5), las cuales no se abordaran en este trabajo (Aguilar et al., 2007). Estas rutas termoqumicas permiten la obtencin de una variedad de biocombustibles muy amplia, como por ejemplo: hidrgeno, metanol, etanol, DME y combustibles de F-T. Estos ltimos son conocidos como BTL (Biomass to liquid) y son los que se espera adquieran ms importancia en el mundo en los prximos aos, especialmente el biodiesel (Aguilar et al., 2007).

11

Figura 1.5. Rutas de Conversin de la Biomasa (Aguilar et al., 2007).

La gasificacin de la biomasa produce un gas de sntesis formado por CO e hidrgeno, que en presencia de un catalizador es transformado en hidrocarburos (sntesis de Fischer-Tropsch), los cuales se tratan para obtener una mezcla de biogasolina, bioturbosina y biodiesel (Aguilar et al., 2007), lo cual depender de las condiciones de reaccin de la sntesis. Aunque el proceso es econmicamente viable, tanto el gasleo como la gasolina y los otros productos de la sntesis pueden obtenerse de forma ms sencilla y barata mediante la refinacin de petrleo en la actualidad, ya que se requiere de una elevada inversin para montar una planta de F-T, aunque hay muchas optimizaciones pendientes respecto a la gasificacin de diferentes materias primas y purificacin del gas de sntesis, lo cual se cree que podra ayudar a disminuir costos (Aguilar et al., 2007). Para producir biocombustibles de segunda generacin, es importante (Aguilar et al., 2007): Decidir la ruta termoqumica y la tecnologa apropiada. De ello dependen los requerimientos de oxgeno y temperaturas. Operaciones requeridas por el hecho de usar biomasa en un gasificador, como por ejemplo, forma de alimentacin y pretratamiento de las corrientes. Flexibilidad del combustible, de esto depender el mercado al que se podr dirigir el producto obtenido. Optimizacin de la calidad del gas de sntesis, es decir tener mucho cuidado en el pretratamiento de este para poder usarlo en algn proceso posterior, como una sntesis de F-T. I.2.2.1. Ventajas (Aguilar et al., 2007). La tecnologa de segunda generacin permite utilizar cualquier material orgnico, como por ejemplo desechos forestales, cultivos agrcolas alimenticios y no alimenticios, y desechos urbanos, para obtener un diesel de alta calidad que puede ser utilizado puro o mezclado con diesel proveniente del petrleo. Esto permite abaratar costos en materia prima. Se pueden utilizar hbridos de primera y segunda generacin. Por12

ejemplo, Fortum (Finlandia) planea expandir su refinera Porvoo para utilizar aceite vegetal y grasa animal como materia prima en un proceso convencional de hidrotratamiento, permitiendo obtener un combustible BTL de alta calidad pero con una inversin ms baja, aunque con mayores costos de materia prima que la que utilizara un proceso de segunda generacin no hbrido. El proceso de cultivo, de ser necesario, sera menos intensivo que los cultivos agrcolas ordinarios, lo cual contribuira a disminuir las emisiones de gases invernadero. El proceso de conversin de biomasa a lquido, por ejemplo, aumenta la produccin agrcola en un factor de 3, sin afectar la produccin destinada a la alimentacin y a otros productos. Las emisiones de CO2 dependen de si la fuente de energa de conversin es biomasa o si se utiliza una fuente externa; as como de la naturaleza de la biomasa (cultivo, o desperdicio, como por ejemplo, la paja). En el caso que la materia prima cuando es biomasa, las emisiones se ven notablemente reducidas. Pueden coproducirse con electricidad, es decir a la vez que se producen este tipo de biocombustibles es viable tambin producir electricidad en la misma planta. El biodiesel de segunda generacin es bsicamente libre de sulfuros y compuestos aromticos. Los sulfuros en los combustibles fsiles son quemados y convertidos a xidos de azufre los cuales son contaminantes que contribuyen a una baja calidad del aire y provocan el problema de la lluvia acida. El azufre provee lubricacin, reduciendo el desgaste de las partes del motor. Este biodiesel de segunda generacin es bajo en azufre pero de alta lubricacin. Por lo que, mezclndose puede ser utilizado como aditivo de biocombustible sinttico o reducir la cantidad de azufre en el diesel proveniente del petrleo. Adems, los biocombustibles resultantes por esta tecnologa de segunda generacin son de alta calidad y limpios, con perfiles de emisiones de CO 2 mucho menores que los de otros combustibles. I.2.3. Tercera generacin Los biocombustibles de tercera generacin utilizan tecnologas de produccin y procesos termoqumicos de sntesis, similares a los biocombustibles de segunda generacin pero aplicados a cultivos bioenergticos especficamente diseados mediante procedimientos biotecnolgicos con el objetivo de incrementar la eficiencia de conversin de biomasa en energa. Es el caso de los productos forestales bajos en lignina, que reducen los costos y las etapas del pretratamiento, que no son materiales alimentarios y en muchos casos son considerados residuos (Honty et al., 2010). El hidrgeno generalmente es referido como combustible de tercera generacin. Las tecnologas del hidrgeno abarcan diversas etapas, desde la produccin, el almacenamiento y la distribucin de uso final en distintos campos de aplicacin (Aguilar et al., 2007).

13

I.3. Biodiesel y sus propiedades El biodiesel es un biocarburante lquido producido a partir de los aceites vegetales y grasas animales, siendo la colza, el girasol y la soja las materias primas que han sido las ms utilizadas para este fin. Las propiedades del biodiesel son prcticamente las mismas que las del gasleo fsil en cuanto a densidad y nmero de cetano y presenta un punto de inflamacin superior. Por lo que el biodiesel puede mezclarse con el gasleo para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si se adaptan stos convenientemente debido a que las propiedades mencionadas anteriormente son algunas de las ms importantes en motores de combustin interna (Garca y Garca, 2007). La definicin de biodiesel propuesta por la ASTM lo describe como steres monoalqulicos de cidos grasos de cadena larga derivados de lpidos renovables tales como aceites vegetales o grasas de animales, y que se emplean en motores de ignicin de compresin. Los steres ms utilizados, son los de metanol y etanol (obtenidos a partir de la transesterificacin de cualquier tipo de aceites vegetales o grasas animales o de la esterificacin de los cidos grasos) debido a su bajo costo y sus ventajas qumicas y fsicas (Garca y Garca, 2007).Tabla 1.1. Especificaciones ASTM del biodiesel (Garca y Garca, 2007). Propiedad Contenido en ster Densidad a 15C Viscosidad a 40C Punto de inflamacin Contenido de azufre Residuo de carbn (en 10% de residuo destilado) ndice de cetano Contenido de cenizas sulfatadas Contenido en agua Contaminacin total Corrosin de la tira de cobre (3h a 50C) Estabilidad a la oxidacin 110C ndice de cido ndice de yodo ster de metilo de cido linolico steres de metilo poli-insaturados (> = a 4 dobles enlaces) Contenido de metanol Contenido en monoglicridos Contenido en diglicridos Contenido en triglicridos Glicerol libre Glicerol total Metales del grupo I (Na+K) Metales del grupo II (Ca+Mg) Contenido de fsforo Unidad % (m/m) 2 kg/m 2 mm /g C mg/kg % (m/m) Mnimo 96.5 860 3.50 120 51.0 Clase 1 6.0 0.5 120 12.0 1 0.2 0.8 0.2 0.2 0.02 0.25 5.0 5.0 10.0 Lmites Mximo 900 5.00 10.0 0.3

% (m/m) mg/kg mg/kg Clasificacin hr mg KOH/g g de yodo/100g % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) mg/kg mg/kg mg/kg

0.02 500 24

14

En la Tabla 1.1 se presentan las caractersticas del biodiesel segn la especificacin de la ASTM y algunos de los lmites permisibles para cada propiedad. Las caractersticas de los steres que componen el biodiesel son ms parecidas a las del gasleo que a las del aceite vegetal sin modificar. El ndice de cetano de estos steres es superior al diesel, teniendo los valores adecuados para su uso como combustible. La ASTM ha especificado distintas pruebas que se deben realizar a los combustibles para asegurar su correcto funcionamiento (Garca y Garca, 2007). I.4. Tendencia de produccin de biocombustibles en el mundo El biodiesel ha recibido un impulso adicional gracias a factores como las variaciones en los precios del petrleo, la crisis en la agricultura y las bajas en los precios internacionales de los aceites naturales. En este marco, el biodiesel se perfila como una opcin agroindustrial con capacidad de estimular la produccin agrcola, crear nuevas actividades industriales y generar nuevos puestos de trabajo e ingresos adicionales para el Estado (Merello et al., 2003). El sector agropecuario tiene un amplio potencial como proveedor de materias primas para la generacin de energa a partir de productos y de residuos resultantes de dicha actividad sectorial. Estas materias primas, aptas para la produccin de biodiesel, pueden ser obtenidas del procesamiento de productos agropecuarios como aceites vegetales y sebo vacuno (Methol y Souto, 2006). Los impactos ms favorables para el sector agropecuario podran ser (Aguilar et al., 2007): La posibilidad de ampliar el mercado domstico de los aceites, dando lugar a mayores niveles de ocupacin de las plantas instaladas y eventualmente, la ampliacin de las capacidades de las plantas. Todo esto podra causar reducciones en los costos. La ampliacin del nivel de molienda oleaginosa, la cual derivara en un aumento de la oferta de harinas proteicas, bajando los altos precios, usualmente de escasez, favoreciendo a las agroindustrias de productos de origen animal. Aumento del empleo en el medio rural, debido a una expansin de la actividad a nivel primario. El fortalecimiento de los precios agrcolas. La revista Oil World relaciona cada vez ms el precio de los aceites vegetales (materia prima del biodiesel) con el del gasleo. El biodiesel da la posibilidad al agro de sumar un nuevo rol, pues aparte de ser el proveedor de alimentos a la poblacin y el sostn de la balanza comercial, tendr la posibilidad de contribuir a mejorar el aire, al ser la futura fuente de insumos para la produccin de combustibles ecolgicos provenientes de recursos renovables (Stratta, 2000). Sin embargo es indiscutible que la activacin de zonas agrcolas para un mercado de energa debe realizarse con

15

una buena planificacin para evitar los efectos del monocultivo (Musmanni, 2005). En pases centroamericanos y del Caribe, cuya dieta est basada en el maz, la disponibilidad de ste podra ser afectada por la falta de tierras aprovechables y aptas para dedicarlas a los cultivos energticos (EFE, 2007). Estudios realizados por la CEPAL y la FAO sealan que es importante que los pases diseen polticas que promuevan y aseguren la rentabilidad de la bioenerga, as como tambin que los beneficios de la produccin alcancen a las zonas rurales y garanticen y promuevan el acceso a alimentos a los sectores ms desposedos econmicamente hablando (EFE, 2007). I.4.1. Uso de biodiesel a nivel mundial En la actualidad, existen muchos artculos e investigaciones sobre la utilizacin de aceites vegetales como combustibles alrededor del mundo. stos han pasado de ser experimentales a formar parte de los combustibles habituales (FRAMES, 2002). En los ltimos 10 aos muchos pases se han enfocado en acciones y legislaciones que permitan la expansin del biodiesel en todo el mundo. Ejemplo de esto es que a nivel Europeo el biodiesel est experimentando un crecimiento sostenido del 35% anual (Hilbert, 2006). En Francia, todos los combustibles diesel poseen un mnimo del 1% de biodiesel. En Alemania, el biocombustible se comercializa en un gran nmero de estaciones de servicio y su empleo es comn en los cruceros tursticos que navegan en sus lagos (Aguilar et al., 2007). Actualmente la UE ejecuta un proyecto denominado Local and Innovative Biodiesel, cuyo objetivo es contribuir al cumplimiento de que la cuota del mercado del biodiesel en la regin sea del 5.75%. Este porcentaje pretende ser alcanzado a travs de la eliminacin de barreras por la escasez de materia prima y el alto costo de la misma, ampliando el suministro a los aceites vrgenes y usados. Adems de demostrar la importancia del uso del biodiesel en los mercados de transporte pblico y comercial, donde los beneficios medioambientales son ms necesarios. El Proyecto consta de distintas fases, en las que estn incluidas muchas experiencias piloto recaudadas, definicin de estrategias, estudios potenciales y difusin del proyecto. La duracin del mismo es de 26 meses (Carlstein, 2006). La evolucin de la produccin de biodiesel en la UE a travs de la dcada de los aos 90 se muestra en la Figura 1.6 (Aguilar et al., 2007). La evolucin de la produccin de biodiesel en Europa queda ejemplificada con dos de las plantas industriales de gran tamao que se encuentran en produccin continua desde mediados de los 90s, sobre la base del aceite de girasol: una en Livorno, Italia, con una capacidad instalada de 80,000 ton/ao, y

16

la otra en Rouen, Francia, cuya produccin de 120,000 ton/ao que la convierte en la mayor del mundo (Aguilar et al., 2007).

Figura 1.6. Evolucin de la produccin de biodiesel en la UE (Aguilar et al., 2007).

Estados Unidos es el principal productor de biodiesel, con 25 millones de galones producidos y vendidos en el ao 2003. Desde entonces, la produccin y venta aumenta gradualmente, sobre todo porque el combustible est siendo usado y recomendado para los vehculos con motores TDI. En Kentucky, Griffin Industries, ha montado la ms moderna planta actual de biodiesel de primera generacin, que emplea aceite de soja como materia prima (Aguilar et al., 2007). I.4.2. Uso de biodiesel a nivel Latinoamericano Colombia, Uruguay y Argentina se ubican a la vanguardia en el uso y produccin de biodiesel en Latinoamrica. Sin embargo, los pases de esta regin, Argentina principalmente, se han enfrentado a una devaluacin sumada a la constante inestabilidad jurdica respecto a las medidas de fomento que se haba dictado para este tipo de combustibles en su expansin inicial en el ao 2000. Hoy en da se vive una nueva etapa de expansin. Se estima que existe en Argentina una capacidad instalada de produccin de 50,000 ton/ao de biodiesel. Los diferentes gobiernos de este pas han tomado iniciativas para el impulso de la actividad relacionada al biodiesel y en los ltimos aos se ha trabajado sobre un marco regulado por una ley nacional, aprobada en el ao 2005. Esta ley establece como meta la inclusin de biodiesel en proporciones del 5% en todo el gasleo comercializado en ese territorio. Existen entre 30 y 50 plantas de pequea escala, cuyas capacidades alcanzan los 200,000 gal/ao (Aguilar et al., 2007). En Per la empresa Heaven Petroleum Operators inici su produccin en una planta en Lurin, a principios del ao 2006 con una capacidad de 20 millones de gal/ao. Adems, hay planes de construir una refinera de biodiesel cerca del Puerto Callao en Lima, con una capacidad de produccin de 16.8 millones de gal/ao (Aguilar et al., 2007).

17

I.5. Comportamiento del mercado de los combustibles en Mxico Desde el ao de 1976, tras de la grave crisis econmica durante el perodo de Luis Echeverra, el costo de la gasolina en Mxico, resultaba bastante ms elevado en Mxico que en EUA, antes de ese ao la gasolina fue significativamente ms barata en Mxico (Aguirre, 2011). Algo que es imposible de negar, es el hecho de que tras las severas crisis econmicas (1947-48, 1954, 1976, 1982 y 1994-95) que ha tenido Mxico, los diferentes gobiernos en turno, utilizaron el precio de la gasolina, como medio de eleccin preferente, que les ayudara a equilibrar las finanzas pblicas (Aguirre, 2011). En los aos indicados se aprecian las devaluaciones del peso y el incremento correspondiente en los precios de la gasolina: en 1949 subi de 30 a 40 centavos (viejos), 33%; en 1954 de 40 a 55 centavos, 37.5%; en 1976 despus de 22 aos de precio estable, subi de 55 centavos a $3.00, 445% y en 1983 subi de $3.00 a $4.10, 32.5%, apenas el primer escaln de un ascenso en los precios al ritmo incontenible de la inflacin de la poca. El ltimo salto brusco se dio en 1995 al pasar de $1.35 a $2.24 pesos (nuevos), un salto del 73%. Es evidente que estos aumentos de precios siempre fueron muy por arriba del crecimiento inflacionario y los ciudadanos se vieron obligados a pagar durante muchos aos precios significativamente ms altos que los que regan a nivel internacional (Aguirre, 2011). En la Figura 1.7 se muestra como ha sido la tendencia de los precios de las gasolinas ($/litro) Magna y Premium y el diesel de petrleo en el periodo de 2007 a 2011 en Mxico, y es visible el comportamiento de crecimiento sostenido de precios que se ha tenido.

Figura 1.7. Evolucin de los precios de las gasolinas y el diesel en Mxico (Fiscalito, 20072011).

18

An durante 2004, 2005 y 2006, que los precios del petrleo subieron de manera alarmante, la gasolina sigui teniendo mayor precio en Mxico (Aguirre, 2011). Durante el ao 2007 la tendencia se revirti resultando por primera vez en 17 aos, la gasolina ms barata en Mxico que en EUA (Aguirre, 2011). Poco dur el gusto dado que la crisis mundial provocada por EUA en 2008, trajo consigo una grave desaceleracin econmica que condujo los precios del petrleo a niveles muy bajos, cerrando el precio de la gasolina en EUA, en precios cercanos a 45 centavos de dlar por litro (Aguirre, 2011). Sin embargo, en Mxico para 2008 se decret, de todas formas, un aumento de 2 centavos mensuales que representara que a fin de ao costara $7.25, con un aumento de slo 3.4%. Pero no fue as, la gasolina Magna cerr el ao 2008 con un aumento de 71 centavos, que equivali prcticamente a un 10.1%, mientras que la inflacin para el mismo perodo fue de 6.53%. Como puede observarse, una vez ms, el gobierno en turno subi los precios de la gasolina por arriba de la inflacin, a pesar de la crisis y la coloco ms de 20% arriba que en EUA a fines de 2008. Esto fue grave, pues 2008 fue un ao crtico, con sueldos bajos y prdida de empleo y como se vio, las finanzas de los gobiernos se mantuvieron sanas a costa de los contribuyentes cautivos, que deben comprar los combustibles provenientes del monopolio oficial, al precio que lo fijen. En EUA de acuerdo a la economa de mercado que rige los precios de los combustibles, la gasolina baj y en Mxico en medio de la crisis, la gasolina subi por arriba de la inflacin (Aguirre, 2011). El razonamiento del Gobierno Federal que relaciona los incrementos de precio de la gasolina con el subsidio que aplica a las gasolinas importadas no es vlido. Tan solo basta con ver un anlisis de los totales de importaciones y exportaciones de productos petrolferos desde 1938 y se puede encontrar que en 2008, el supervit fue de casi US$27,000 millones. El segundo ms alto de toda la historia (Aguirre, 2011). La poltica de precios del Gobierno Federal, actualmente no tiene pies ni cabeza y los aumentos se estn determinando de acuerdo con las expectativas del mercado, situacin que causa desazn entre los consumidores. Curiosamente en aos anteriores el precio de la gasolina en Mxico se vino ajustando mes a mes de acuerdo a la inflacin, sin excederla, mientras tanto actualmente, no se sabe hasta qu precio habr de llegar (Aguirre, 2011). Para el mes de abril de 2011, la gasolina Magna tuvo 4 aumentos de 8 centavos. Equivalen a 32 centavos en 4 meses o sea 96 centavos anuales. El incremento anualizado a este paso sera de casi el 11%, cuando las expectativas de inflacin anualizada son menores del 4%, ms del doble de la inflacin (Aguirre, 2011). En 2010 el incremento anualizado fue de los mismos 96 centavos, esto es el 12.3%. La inflacin fue del 4.4%, por lo tanto el porcentaje de incremento de la gasolina subi 2.75 veces el de la inflacin de 2010. Ya no se trata de que la19

gasolina sea ms cara o barata que en EUA, se trata de que el poder adquisitivo en general, no puede ser comparable en ambas economas (Aguirre, 2011). En teora y por ser un pas productor, Mxico debiera conservar precios bajos de los combustibles y cuando mucho ajustarlos de acuerdo a la inflacin anual. Esto no sucede as y dando como excusa que se tiene que importar gasolina cara (lo cual no es culpa de los ciudadanos sino de los gobiernos actuales y pasados), se traslada el subsidio a los consumidores finales y se establece una poltica de precios creciente, de acuerdo a un programa establecido para ello (Aguirre, 2011). I.5.1. Caso diesel en Mxico El autotransporte terrestre de carga y pasajeros son el tipo de transporte con mayor consumo de diesel; teniendo un consumo creciente que se elev de 261,900 b/da en 2005 a 300,100 b/da en 2007. En cambio, los consumos de diesel para los transportes martimo y ferroviario se mantienen en niveles muy bajos, como manifestacin de su desarrollo estancado (Sarmiento, 2009).

Figura 1.8. Importaciones y exportaciones de diesel, 1997-2007 en Mxico (Sarmiento, 2009).

Segn la ms reciente prospectiva de petrolferos de la SENER, la demanda de diesel en el autotransporte se increment 36.2% de 2002 a 2007, lapso en el cual el parque vehicular a diesel en el pas se increment de 576,700 a 885,800 unidades. La prospectiva seala que el ritmo de crecimiento de estos automotores fue mayor que los vehculos a gasolina, como reflejo de las ventajas que ofrecen esos motores ya que dada la potencia de los motores a diesel respecto a los de gasolina, su capacidad les permite mayores escalas tanto en el transporte de carga como en el de pasajeros a un menor costo, lo que les otorga una importante alternativa de seleccin respecto a los motores de gasolina y sustituyendo en forma importante al parque vehicular a gas LP,20

ocasionando as que este segmento de automotores a diesel adquiera cada vez mayor relevancia (Sarmiento, 2009). A pesar de ser Mxico un pas productor de petrleo, debido a que no se ha incrementado la capacidad de refinacin en la misma relacin en que se ha elevado la demanda de combustibles, ha sido necesario importar cada vez mayores cantidades para satisfacer los requerimientos de gasolinas y diesel (ver Figura 1.8). La importacin de diesel fue de 52,700 b/da en el 2007, cifra que equivale al 17.5% del consumo nacional (Sarmiento, 2009).

21

Capitulo II. Costos de biodiesel, mercados viables y disponibilidad de materias primas a nivel Nacional II.1. Estado actual de los mercados de biodiesel A diferencia de otros combustibles, los biocarburantes presentan la particularidad de utilizar productos vegetales como materia prima. Esto es la causa de que sea preciso tener en cuenta las caractersticas de los mercados agrcolas, junto a la complejidad que ya de por s presentan los mercados energticos. En este sentido, hay que destacar que el desarrollo de la industria de los biocarburantes no depende principalmente de la disponibilidad local de materia prima, sino de la existencia de una demanda suficiente. Al asegurar la existencia de una demanda de biocarburantes, el desarrollo de su mercado puede aprovecharse para potenciar otras polticas como la agrcola, favoreciendo la creacin de empleo en el sector primario, la fijacin de poblacin en el mbito rural, el desarrollo industrial y de actividades agrcolas, y reduciendo a la vez los efectos de la desertizacin gracias a la plantacin de cultivos energticos (Garca y Garca, 2007). II.1.1. Temas clave para los pases de ALC EUA es el principal productor global de bioetanol seguido por Brasil, pases que en conjunto concentran el 85% de la produccin global. En el caso del biodiesel, el lder global indiscutido es la UE. As en los pases de la regin, ms all de Brasil que posee una larga experiencia en la produccin de bioetanol y cada vez ms en biodiesel, slo Colombia (bioetanol y biodiesel) y Argentina (biodiesel) poseen hoy en da desarrollos significativos en su industria de biocombustibles. La participacin del resto de los pases de ALC prevalece muy modesta. Al igual que a nivel global, el desarrollo del mercado del biodiesel en los pases de ALC se encuentra en una etapa an ms inmadura que la del bioetanol, y el desarrollo de los combustibles de segunda generacin, se encuentra de momento relegado a los pases industrializados (Duffey, 2011). II.1.2. Oportunidades de exportacin El mercado global actual ofrece oportunidades de exportacin ya que los grandes pases consumidores (EUA, UE, China e India) no poseen la capacidad para abastecer la totalidad de su demanda local, tendencia que se acentuar en el futuro. Actualmente slo Brasil posee capacidad de abastecer la demanda interna y externa de bioetanol, situacin que se mantendra en el futuro. En cuanto al biodiesel, slo Argentina y en menor medida Colombia, han sido capaces de desarrollar una industria exportadora. Sin embargo, el desarrollo de una industria exitosa orientada a la exportacin en el futuro depender crucialmente de la capacidad efectiva de los pases para expandir su oferta en forma eficiente. Ello implica ser capaces de producir en concordancia con los estndares tcnicos relevantes en los mercados importadores. Asimismo, requiere del desarrollo de la infraestructura de transporte terrestre y vial adecuada para alcanzar los mercados exportadores. Ms an, la existencia de barreras arancelarias, especialmente a las22

exportaciones de Brasil, y las especificaciones tcnicas y ambientales seguirn actuando como barreras a las exportaciones mermando las oportunidades subyacentes en el mercado externo. Los pases de la regin se pueden beneficiar de la experiencia de pases como Brasil, que es el lder indiscutible en la produccin y comercializacin de bioetanol. En efecto, la estrategia de Brasil, en forma paralela a expandir su propia capacidad de oferta, ha sido ofrecer bienes y servicios a otros pases para que desarrollen su capacidad productiva, lo cual, ms all de asegurar una futura oferta a la demanda internacional, le ha reportado una importante fuente de nuevos negocios tanto o ms importante que las exportaciones mismas de bioetanol (Duffey, 2011). La firma de acuerdos comerciales de pases de la regin en la medida que hagan las preferencias permanentes o bien establezcan nuevas preferencias, podran dar mayor seguridad en el acceso al mercado (Duffey, 2011). II.1.3. Situacin de los costos y capacidad de produccin Los costos de produccin surgen como un tema crtico. Si bien las tecnologas de primera generacin se encuentran bien establecidas, la competitividad de los biocombustibles es hoy fuertemente cuestionada y slo la produccin de bioetanol en base a caa de azcar en Brasil es competitivo frente a la gasolina. En el resto de los pases, su viabilidad actual, y su continuidad en el futuro, depende de los precios del petrleo y de la existencia de subsidio fiscal. Ms all de lo que ocurre en el mercado del petrleo, el mercado de los biocombustibles se ve tambin fuertemente influenciado por los acontecimientos que ocurren en el mercado agrcola, ya que los costos de los cultivos energticos son el punto de costos ms importante. Ambos mercados, el del petrleo (y energtico en general) y el agrcola, constituyen mercados altamente distorsionados, por lo que al vincularlos se adicionan riesgos adicionales. Entre ms aumente el precio del petrleo mayor es el vnculo entre ambos mercados. Adicionalmente, la capacidad de producir coproductos y establecer una industria en base al concepto de biorefinera, tambin surge como tema clave para dar viabilidad econmica al mercado (Duffey, 2011). II.1.4. Estado de los mercados de biocombustibles de segunda generacin Las proyecciones indican un rol muy importante para los biocombustibles de segunda generacin y los pases de la regin de ALC deben irse preparando para poder participar de este desarrollo. Ello no es trivial, ni posiblemente una opcin inmediata para todos los pases, debido a los grandes montos de inversin de capital requeridos, el bajo nivel de madurez de la tecnologa y las fuertes diferencias existentes en las capacidades de innovacin a nivel de los pases de ALC. Nuevamente la cooperacin regional entre aquellos pases ms adelantados como es Brasil (o bien con otros pases en otras regiones) y aquellos menos adelantados aparece como un elemento importante (Duffey, 2011).

23

II.1.5. Desarrollo del mercado global de los biocombustibles Los primeros esfuerzos en la produccin de biocombustibles se remontan al comienzo de la industria automotriz. Sin embargo, estos impulsos fueron rpidamente reemplazados por la gasolina como el combustible de preferencia debido a sus bajos precios, situacin que continu hasta la crisis del petrleo en la dcada del 70s, la cual incentiv a los gobiernos a explorar fuentes alternativas de combustible (Duffey, 2011). En 1975 el gobierno brasileo lanz el PROALCOOL que es un programa para reemplazar la gasolina importada por bioetanol producido en base a caa de azcar cultivada localmente. Fue slo entonces que los biocombustibles comenzaron a ser vistos como una alternativa seria para competir con la gasolina en el transporte. Sin embargo, con el fin de la crisis del petrleo (entre fines de los 70s y comienzos de los 80s) y la consecuente cada en su precio (ver Figura 2.1), el inters en los biocombustibles tambin disminuy (Duffey, 2006). Desde inicios de la presente dcada los biocombustibles han adquirido un renovado inters a nivel mundial, lo cual se ha reflejado en una rpida expansin de su mercado. Entre las principales y quizs ms tradicionales razones de los gobiernos en dar este nuevo impulso al desarrollo de los biocombustibles, se encuentra una mayor seguridad energtica con una disminucin de las importaciones de combustibles fsiles y el consecuente ahorro en divisas; ello especialmente, bajo el contexto del aumento sostenido del precio del petrleo experimentado hasta mediados de 2008, previo a la crisis financiera y econmica mundial, tendencia que se ha retomado en el ltimo ao (ver Figura 2.1). Otro objetivo estratgico tradicional tras su promocin son las posibilidades que surgen para capturar oportunidades de desarrollo rural, las cuales se desprenden a partir de las primeras experiencias con biocombustibles en Brasil, la UE y EUA. Sin embargo, lo que hoy marca la diferencia con respecto a los impulsos anteriores, es la promocin de los biocombustibles como una alternativa para la mitigacin de GEI frente al uso de los combustibles fsiles, permitiendo a los pases cumplir con los compromisos de reduccin de GEI adquiridos bajo el Protocolo de Kioto, compromisos que seran profundizados bajo un nuevo acuerdo post-Kioto (Duffey, 2011). Actualmente los biocombustibles constituyen una opcin sera para competir con el petrleo en el sistema de transportes debido a que las tecnologas para producir biocombustibles de primera generacin estn bien desarrolladas y disponibles en muchos pases. El bioetanol y el biodiesel pueden ser mezclados con los derivados del petrleo (gasolina y diesel) a los que sustituyen y pueden usarse en motores de combustin tradicionales con mezclas que contengan hasta un 10% de biocombustible sin la necesidad de modificar el motor. La tecnologa de los FFV est lo suficientemente desarrollada como para permitir una introduccin gradual de biocombustibles en cualquier pas del mundo (Coelho, 2005), considerando que estos pueden funcionar con cualquier mezcla de biocombustible, desde petrleo puro hasta aquellas que contengan un 85% de biocombustible. Por ejemplo, al ao 2008

24

un 89% de los autos vendidos en Brasil eran FFV explicando en gran medida el fuerte crecimiento de la demanda interna (Biotop, 2009b).

Figura 2.1. Precio histrico del petrleo, 1970-2010 (en Estados Unidos) (Duffey, 2011).

El alto nivel alcanzado por los precios del petrleo durante aos recientes, tendencia que se vio temporalmente estancada debido a la crisis financiera global de 2008, han dado un nuevo impulso a la produccin. Los ambiciosos objetivos de poltica reflejados en metas de penetracin para los biocombustibles en el transporte en numerosos pases, entre otros instrumentos, reflejan un nuevo optimismo acerca de su potencial (Duffey, 2011). II.1.6. Tendencias en la produccin global de biodiesel y bioetanol Los biocombustibles lquidos de primera generacin poseen una tecnologa madura y estn hoy disponibles comercialmente. Como muestra la Figura 2.2, desde el ao 2000 su produccin ha crecido a un ritmo anual de 10% y durante el ao 2009 se estim que la produccin de biocombustibles alcanz un total de 90,187 millones de litros, de donde el 82% y 18% corresponden a bioetanol y biodiesel, respectivamente. Se estima que durante el ao 2008 los biocombustibles representaron el 1.5% de los combustibles en el sector transporte mundial (Duffey, 2011). La leve desaceleracin que se aprecia en la tasa de crecimiento durante 2008 y 2009 (ver Figura 2.2), se explica, principalmente, en las menores inversiones en plantas de biocombustibles debido a restricciones en el acceso a los subsidios fiscales, producto de la crisis global, fuertes aumentos en el precio de las materias primas experimentados entre 2006 y 2008, bajas en el precio del petrleo y una menor demanda, todo lo cual se combin afectando negativamente la competitividad de los biocombustibles frente a los combustibles fsiles. Asimismo, han surgido preocupaciones respecto de su posible impacto sobre la seguridad alimentaria y sobre el medio ambiente, los que son tambin factores clave que afectan negativamente las decisiones de25

inversin en el sector. Por lo mismo, esta baja en las inversiones y en la produccin fue ms marcada para el biodiesel (especialmente en base a canola o colza) que para el bioetanol. Y para este ltimo, se dio ms fuertemente para el bioetanol en base a maz. Ello debido a que son los tipos de materias primas que se han vinculado ms fuertemente con impactos ambientales y alimentarios negativos. Numerosos proyectos de biodiesel en base a Jatropha curcas, especialmente en frica, tambin se vieron pospuestos a causa de la cada en el precio del petrleo (Duffey, 2011).

Figura 2.2. Produccin anual de biocombustibles, 1975-2010 (Duffey, 2011).

II.1.7. Produccin de biodiesel Si bien la tecnologa para la produccin de biodiesel est bien establecida desde hace tiempo, su produccin a gran escala comenz slo durante los 90s, especialmente en la UE. Desde entonces la produccin ha aumentado fuertemente, especialmente desde el ao 2000, alcanzando un rcord estimado en 20 mil millones de litros en el 2010 (ver Figura 2.3) (Duffey, 2011). La produccin de biodiesel a nivel global, es relativamente pequea comparndola con la del bioetanol y su mercado se centra en unos pocos pases. Del total proyectado para el 2010, casi dos tercios del biodiesel se produjo slo en cinco pases: EUA (14.3%), Argentina (13.1%), Alemania (12.6%), Francia (12%) y Brasil (9.7%), tal y como se presenta en la Figura 2.4. Entre otros productores importantes de biodiesel se encuentran Tailandia, Malasia y Colombia. Adems, existen numerosos pases en el mundo que cuentan con programas para fomentar la produccin y uso del biodiesel, entre los cuales existen algunos que se encuentran en inicios de su comercializacin o an en fases de desarrollo (Duffey, 2011).

26

Figura 2.3. Produccin anual de biodiesel, 1991-2010 (Duffey, 2011).

Figura 2.4. Principales pases productores de biodiesel, estimacin para 2010 (Duffey, 2011).

Tradicionalmente la produccin de biodiesel de la UE se realizaba en base a canola (50%) y aceite de soya (40%). No obstante, la fuerte competencia que el uso del aceite de canola para fines energticos signific para el sector de alimentos se reflej en un dramtico aumento en su precio y comenz a ser reemplazado por aceite de soya, de girasol y aceite de palma, aunque en pequeas cantidades. Por otro lado, el aceite de soya es la carga que se prefiere para la produccin de biodiesel en pases como EUA, en donde el 40% de la produccin de biodiesel proviene de este tipo de cultivo, Brasil (cultivo que abarca el 80% de la produccin) y Argentina (el 100% del biodiesel argentino proviene de soya). El aceite de palma es la carga de mayor contenido energtico y es la primera opcin en pases donde se cultiva palma aceitera como Indonesia, Malasia y Tailandia en Asia y Colombia en Amrica Latina. En su totalidad, el biodiesel corresponde aproximadamente a un 2% de la produccin mundial de aceite vegetal (Johnston y Holloway, 2006). En cuanto a Latinoamrica y el Caribe, adems de Brasil, los pases que producen cantidades importantes de biodiesel respecto del mercado mundial son Argentina, Colombia y Per como se presenta en la Tabla 2.1. No27

obstante, en todos estos pases la produccin es bastante reciente (Duffey, 2011). Mxico, produce una cantidad limitada de biodiesel debido a restricciones en el uso de los cultivos (Duffey, 2011).Tabla 2.1. Pases productores de biodiesel Amrica Latina y el Caribe, 2009 (Duffey, 2011). Pas Materia Prima Produccin (millones de litros) 1,340.46 Consumo (millones de litros) 29.01

Argentina

Bolivia Brasil

Chile

Colombia Costa Rica Ecuador Guatemala Honduras Paraguay

Per Uruguay

Soya, Girasol, Colza, Crtamo, Man, Ricino, Jatropha, Coco mbocay, Grasa Animal, Aceites vegetales reciclados Soya Soya, Girasol, Colza, Algodn, Ricino, Jatropha, Palma aceitera, Babas, Nabo forrajero, Grasa animal, Aceites vegetales reciclados Girasol, Colza, Crtamo, Ricino, Jatropha, Grasa animal, Aceites vegetales reciclados, Algas Palma africana, Maz Palma africana Palma africana Palma africana Palma africana Soya, Girasol, Colza, Man, Algodn, Ssamo, Ricino, Jatropha, Coco mbocay, Tung, Grasa animal, Aceites vegetales, reciclados Palma africana Soya, Girasol, Colza, Algodn, Ricino, Grasa animal, Aceites vegetales reciclados

0 1,608.00

0 1,564.88

0

0

330.76 0 0 0.58 1.16 5.80

319.16 0 0 0.58 0.58 5.80

69.63 5.22

104.45 5.22

Total

3,361.61

2,029.68

II.1.8. Comercio de biodiesel El comercio de cultivos energticos clave para su produccin es donde se evidenciaron los signos ms tempranos de su impacto. La comercializacin de los aceites vegetales en todos sus usos, ha crecido significativamente, especialmente para dos tipos de aceite: el aceite de soya y el aceite de palma (Zarrilli, 2006). Sin embargo, mientras que acontecimientos recientes en el mercado del biodiesel no han tenido un impacto en la comercializacin del aceite de soya, hay signos de mayor impacto en la comercializacin del aceite de palma. Por ejemplo, la UE, actualmente el mayor consumidor de biodiesel, importa aceite de colza de la zona del Mar Negro, aceite de soya desde Argentina, Brasil y EUA, y aceite de palma desde Malasia (Jank et al., 2007). La Figura 2.5 presenta los principales exportadores netos, donde se aprecia el rol primordial de Argentina (con biodiesel en base a aceite de soya) participando con el 58% de las exportaciones. Cabe sealar que Argentina se28

convirti en un productor y exportador de biodiesel importante slo en el ao 2008, aprovechando las ventajas globales que posee en la produccin de soya y aceite de soya (tercer exportador despus de EUA y Brasil). Argentina posee un total de 28 plantas comerciales totalmente orientadas a la exportacin de biodiesel al 2011, con ventas externas por US$1,900 millones. Adems de Argentina, surgen los EUA, Malasia e Indonesia como otros de los principales pases exportadores (Duffey, 2011). En el caso de ALC, ms all de Argentina, slo destaca Colombia, que produce y exporta biodiesel en base a aceite de palma. Brasil, pese a su fuerte posicin exportadora en el mercado de la soya, destina la totalidad de la produccin de biodiesel al consumo interno (Duffey, 2011).

Figura 2.5 Exportadores netos de biodiesel, 2009 (Duffey, 2011).

En relacin a los principales importadores de biodiesel, la Figura 2.6 establece que la UE es, por mucho, el principal importador neto de biodiesel junto a Japn (Duffey, 2011).

Figura 2.6. Importadores netos de biodiesel, 2009 (Duffey, 2011).

29

El comercio de biodiesel tambin se ve afectado por barreras comerciales. Ms all de la existencia de tarifas, es la existencia de subsidios y barreras tcnicas, que surgen como las principales barreras comerciales. Al igual que con el bioetanol, la proliferacin de diversos estndares para asegurar la sustentabilidad de los biocombustibles, arriesga la aparicin de nuevas barreras al comercio (Duffey, 2011). II.1.9. Tendencias en polticas y regulacin a nivel general En la Tabla 2.2 se muestran las principales caractersticas de las polticas de biocombustibles y que tipo de poltica son (de requerimientos cuantitativos, cualitativos o incentivos financieros).Tabla 2.2. Principales caractersticas de las polticas de biocombustibles, 2007 (OECD, 2007). Tipo de poltica Agente econmico o actividad afectada directamente por la poltica Produccin de Produccin de Uso de Comercializacin de biomasa biocombustibles biocombustibles biocombustibles Obligaciones de Cuota de mezclas importacin Obligaciones de Estndares de Estndares de tierras retiradas combustibles (ej. combustibles de produccin contenido de con autorizacin oxgeno) para la produccin de biocombustibles Pago de cultivos Ayuda a la Concesiones Tarifas de energticos inversin / tributarias para importacin crditos combustibles fiscales para plantas de produccin Medidas Subsidios para Concesiones generales de prstamos tributarias para la apoyo agrcola venta de vehculos compatibles con biocombustibles Investigacin Investigacin pblica en pblica en procesos desarrollo de de conversin motores

Requerimientos cuantitativos Requerimientos cualitativos

Incentivos financieros

II.1.10. Tendencias en polticas y regulacin en ALC A excepcin de la experiencia de Brasil y algunos casos puntuales y a menor escala de los pases de la Iniciativa de la Cuenca del Caribe, el desarrollo de los biocombustibles en los pases de ALC es muy reciente. En efecto, considerando la exitosa experiencia brasilea y el alza en los precios del petrleo desde comienzos de la presente dcada, la regin ha comenzado a promover agresivamente el desarrollo endgeno de industrias de biocombustibles con el fin de satisfacer objetivos de polticas claves, tales como seguridad energtica, reduccin de importaciones de combustibles fsiles y promocin del desarrollo rural. Ello se ha reflejado en la fijacin de30

metas, sean obligatorias e indicativas para los biocombustibles en las mezclas de combustibles fsiles para el transporte, as como otros instrumentos de incentivo (Duffey, 2011). En la Tabla 2.3 se describen brevemente las polticas ms destacadas para la promocin de los biocombustibles en los principales pases de ALC.Tabla 2.3. Resumen de los principales instrumentos de apoyo a los biocombustibles en ALC (Biotop, 2009a). Pas Argentina Bolivia Brasil Chile Colombia Instrumento Amortizacin acelerada; Devolucin anticipada de IVA; Exencin de la Tasa de infraestructura Hdrica. No aplica a exportaciones. Exoneracin Impuesto especfico; Exoneracin del 50% del total de la carga impositiva. Exenciones tributarias diferenciadas; Sello "Combustible Social"; Exclusin del impuesto a los Productos Industriales. Exencin Impuesto Especfico a Combustibles; Financiamiento Consorcios de I&D. Exencin tributaria produccin y uso final; Creacin de zonas francas para produccin de diferentes insumos; Crditos blandos a la inversin; Subsidios FFV. Proyectos piloto; Fondo FEISEH para impulsar proyectos de inversin en hidrocarburos. Exenciones de impuestos. Exencin de impuestos y exoneracin. Desarrollo de normas y procedimientos de produccin y consumo. Promueve produccin de insumos (agropecuarios, forestales, algas, procesos biotecnolgicos y enzimticos); Exencin del IVA. Programa de Produccin de Biocombustibles. Beneficios impositivos en la produccin de biocombustibles. Promocin de inversiones a la produccin y comercializacin. Incentivos a I&D en proyectos de fuentes de energa renovable; Exencin del 100% de los impuestos. Exoneracin total o parcial de impuestos a combustibles fsiles.

Ecuador El Salvador Guatemala Honduras Mxico Nicaragua Paraguay Per Rep. Dominicana Uruguay

El marco normativo mexicano para la promocin de biocombustibles es muy reciente y est an en desarrollo. Viene principalmente dado por la Ley DOF 01-02-2008, que busca promocionar y desarrollar los bioenergticos para ayudar a la diversificacin energtica y el desarrollo sustentable. Asimismo, promueve la produccin de insumos para los biocombustibles que provengan del sector agropecuario, del sector forestal, mediante algas, o procesos biotecnolgicos y enzimticos. Adems, otorga incentivos como la exencin del IVA (Duffey, 2011). II.2. Costos del biodiesel en el mercado II.2.1. Consideraciones generales La produccin mundial de biodiesel en el lapso de 1993-2003 creci a una impresionante tasa del 28.5% anual, de 38 a 467 millones de galones, mientras la produccin de bioetanol creci a una tasa del 6.7% anual en el mismo periodo, alcanzando en el ao de 2003, los 5,770 millones de galones (SENER, 2006).

31

II.2.2. Seleccin de cultivos para materia prima (evaluacin para Mxico) La primera especie seleccionada por su gran eficiencia y productividad en el trpico hmedo y subhmedo, as como la gran superficie que la puede alojar en nuestro pas y que hoy no necesariamente es tierra de cultivo, lo es la Palma Africana. La segunda, es la Jatropha curcas L. pioncillo, seleccionada por su adaptacin a condiciones difciles de suelo y clima, su rusticidad y capacidad de mejorar los suelos. Como tercer cultivo, el Frijol de Soya (que aunque es un cultivo comestible en Mxico, con la ayuda de las polticas adecuadas se tendra una produccin en tierras marginales y se podra usar como un cultivo de reserva para alguna crisis energtica futura) porque en su produccin de temporal, se podran en un futuro prximo, cultivar amplias superficies, hoy prcticamente marginales (SENER, 2006). Para el desarrollo de la palma africana con propsitos de biodiesel, la regin seleccionada es: Pacfico sur, especficamente reas como el Soconusco en los municipios de Acapetahua, Acocoyahua y Mapastepec (SENER, 2006). Para el caso de la Jatropha, se considera la regin Peninsular, especficamente en lo que fue la Zona Henequenera de Yucatn (SENER, 2006). En lo que se refiere a la soya, se analiza su cultivo en la regin Huasteca, de los estados de Tamaulipas, Veracruz y San Luis Potos (SENER, 2006). II.2.2.1. Palma Africana Es una planta del trpico hmedo, que se considera la mejor opcin para las tierras bajas de las regiones tropicales y ayuda a prevenir la erosin (SENER, 2006). Existen en el pas, alrededor de 2.5 millones de Ha con buen potencial para su cultivo, localizadas en los estados de Chiapas, Campeche, Guerrero, Michoacn, Oaxaca, Quintana Roo, Tabasco y Veracruz (SENER, 2006). En el ao 2004, se encontraban bajo cultivo en Mxico, 36,374 Ha, en Chiapas, Veracruz, Campeche y Tabasco, de las cuales 30,603 Ha son de temporal, destacando los rendimientos de Chiapas con un poco ms de 18 trff/Ha y un precio medio rural de $628/trff (SENER, 2006). Es oportuno mencionar que en otros pases de Amrica como en Costa Rica, con nuevas variedades y desde luego mejor tecnologa de produccin que la nuestra, se cosechan de 38 a 40 trff/Ha por ao, que se traducen en 9.8 ton de aceite con los que se pueden producir 12,302 litros/Ha de biodiesel (SENER, 2006). La produccin mundial de aceite de Palma en el ciclo 2003-04, se pronostic en 28.77 millones de toneladas. Este pronstico para 2004-05 fue de 30.4 millones de toneladas, siendo los principales productores Malasia e Indonesia (SENER, 2006).

32

En la Tabla 2.4 se muestra el resumen de la produccin de aceite en algunos pases de Amrica en el periodo 2004-05.Tabla 2.4. Pases en Amrica que destacan por su produccin de 2004-05 (SENER, 2006). Pas Ecuador Costa Rica Brasil Honduras Guatemala Venezuela Aceite (ton) 262,000 189,000 149,000 144,000 92,000 85,000

Se proyect un precio para el aceite crudo en el ciclo 2004-05 de $5,428/ton. En Mxico en el ao de 2003, la superficie sembrada era de 29,167 Ha y la superficie cosechada produjo 217 mil trff. El precio medio rural por tonelada fue de $731, es decir $103 ms que el pagado a los agricultores del Soconusco en el ao de 2004 (SENER, 2006). II.2.2.1.1. Condiciones ambientales Suelo: este cultivo requiere que existan suelos profundos y bien drenados, con pH de 4 a 7, como son los cambisoles, vertisoles y acrisoles. En cuanto a los suelos, estos tambin presentan una variacin muy fuerte, as tenemos que en el estado de Campeche, podemos encontrar desde rendzinas de texturas arcillosas con topografa plana y escarpada en la zona Sabancuy-Escrcega hasta suelos planos y profundos de textura arcillosa y franca como son los luvisoles y gleysoles de la regin Aguacatal y Palizada. En cuanto al estado de Chiapas, podemos encontrar suelos de las series luvisoles y regosoloes con texturas francas y franca arenosa, de topografa plana y ligeramente inclinada; finalmente en los estados de Tabasco y Veracruz, tenemos suelos tanto luvisoles como acrisoles de texturas francas y topografa plana (SENER, 2006). Clima: debido a la temperatura y humedad que requiere este cultivo el clima propicio para su desarrollo es el clido hmedo y clido subhmedo (SENER, 2006). Precipitacin: es un cultivo que requiere de grandes cantidades de agua por lo que la precipitacin pluvial idnea es de 1800 mm bien distribuidos durante todo el ao. El cultivo de palma de aceite se encuentra establecido en la regin climtica del trpico hmedo, en donde los volmenes de precipitacin son muy importantes y varan ampliamente de una zona a otra, as tenemos que en el estado de Campeche, esta va desde los 1200 mm en la parte centro-sur, mientras que en el sursureste esta es de 1800 mm anuales, por otro lado en el estado de Chiapas, esta vara de 2000 mm en la parte del Soconusco en la zona costera hasta ms de 2400 mm en la zona Selva en la regin de Palenque. Una de las regiones de mayor precipitacin, es la zona del

33

Golfo, que comprende a los estados de Tabasco y Veracruz, en donde pueden llegar a ser mayores a los 2400 mm anuales (SENER, 2006). Temperatura: lo ideal para este cultivo es una temperatura media de 22C a 28C (SENER, 2006). Altitud: la altitud requerida por el cultivo es de hasta los 400 m sobre el nivel del mar (SENER, 2006). II.2.2.1.2. Tipologa de productores A principios del ao 2003, de acuerdo al padrn nacional de productores, existan un total de 7,325, de los que el 96 % correspondan al sector social y el 4 % al sector privado. Del total de productores, el estado de Chiapas tiene el mayor nmero, con 3,246 que corresponde al 44 %; el estado de Veracruz con 2,469 con el 34 %; Campeche con 900 que corresponden al 12 % y finalmente se encuentra Tabasco con 710 productores que equivale al 10 % (SENER, 2006). La mayora de los productores estn organizados en diferentes formas jurdicas entre las que se pueden mencionar, Sociedades de produccin Rural, Sociedades de Solidaridad Social, Asociacin Agrcola de productores de Palma y Sectores de Produccin Rural, finalmente, existe una pequea proporcin de productores libres, los cuales estn en proceso de incorporacin a alguna de estas organizaciones. En Campeche existe una organizacin llamada Unin de Palmicultores del Milenio, formada por 15 SPR. En Tabasco, se encuentran las Asociaciones Agrcolas Locales de Productores de Palma de Aceite de Tenosique, Balancn y Jalapa. En Veracruz, estn las Uniones Estatal de Palma de Aceite de Veracruz y Regional de Productores de Aceite de Palma (SENER, 2006). II.2.2.1.3. Generacin de empleos De acuerdo a las estimaciones hechas en las zonas de produccin, se considera que se pueden generar hasta 50 empleos/Ha por ao, por lo que si se considera que la superficie establecida al 2003 fue de 29,167 Ha, se estaran generando un total 1,458,335 empleos, esto sin considerar las maniobras de acarreo, labor que corre por cuenta de la empresa extractora, en la may