tesis fin de master

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Master en Economía Agraria Alimentaria y de los Recursos Naturales Universidad Politécnica de Madrid Potencial de las Sinergias Agrícolas-Bioenergéticas en los Países en desarrollo: Caso Ecuador Tesis Fin de Máster Autor: Cristhian Antonio Vega Quezada Tutora: María Blanco Fonseca Madrid, Junio 2013

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Page 1: Tesis Fin de Master

Master en Economía Agraria Alimentaria y de los Recursos Naturales

Universidad Politécnica de Madrid

Potencial de las Sinergias Agrícolas-Bioenergéticas en los Países en

desarrollo: Caso Ecuador

Tesis Fin de Máster

Autor: Cristhian Antonio Vega Quezada

Tutora: María Blanco Fonseca

Madrid, Junio 2013

Page 2: Tesis Fin de Master

2

Tabla de Contenidos

1. Introducción ......................................................................................................... 5

2. Evolución y Tendencias Futuras ............................................................................. 5

2.1. Energía ........................................................................................................................... 5

2.2. Biogás ............................................................................................................................ 7

2.3. Biodiesel ........................................................................................................................ 9

3. Estado del Arte en el Ecuador .............................................................................. 10

3.1. Plan Nacional para el Buen Vivir 2009 – 2013 ............................................................ 10

3.2. Los biocombustibles en el Ecuador ............................................................................. 11

3.2.1. Cultivo de Caña de Azúcar ................................................................................... 11

3.2.2. Cultivo de Palma Africana ................................................................................... 12

3.3. Marco legal y Demanda potencial de biodiesel en el Ecuador ................................... 12

3.3.1. Marco Legal ......................................................................................................... 12

3.3.2. Demanda Potencial ............................................................................................. 13

4. Propuesta ........................................................................................................... 14

4.1. Tratamiento Agrícola ................................................................................................... 15

4.2. Tratamiento de la Basura ............................................................................................ 16

4.3. Producción de Algas .................................................................................................... 17

4.4. Producción Rural de Algas ........................................................................................... 17

5. Metodología y Resultados ................................................................................... 17

5.1. Las emisiones equiv. de CO2 y el tratamiento agrícola .............................................. 19

5.1.1. Características, proporción estimada de residuos y tratamiento de residuos ... 19

5.1.2. Estimación de la cantidad de ton equiv. CO2 de los residuos sólidos ................ 20

5.2. Potencial de generación eléctrica y emisiones de CO2 como subproducto ............... 24

5.2.1. Conversión de estiércol en energía eléctrica ...................................................... 25

5.2.2. Emisiones de CO2 ................................................................................................ 26

5.3. Alternativas de cultivos energéticos ........................................................................... 28

5.3.1. Biodiesel a partir de Palma Africana ................................................................... 31

5.3.2. Biodiesel a partir de Microalgas cultivadas en estanques abiertos .................... 36

5.3.3. Biodiesel a partir de Microalgas cultivadas en un fotobiorreactor laminar........ 39

5.4. Potencial de pienso vegetal para el sector pecuario y acuícola del Ecuador.............. 44

6. Discusión y Conclusiones ..................................................................................... 47

7. Agradecimientos ................................................................................................. 49

8. Bibliografía ......................................................................................................... 50

Page 3: Tesis Fin de Master

3

9. Anexos ............................................................................................................... 54

Lista de Tablas

Tabla 1. Combustibles usados en la generación eléctrica * ............................................................. 6

Tabla 2. Usos de la producción mundial de biogás por regiones ....................................................... 8

Tabla 3. Composición de los residuos sólidos en el Ecuador .......................................................... 16

Tabla 4. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 1) ................. 33

Tabla 5. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 2) ................. 34

Tabla 6. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 3) ................. 35

Tabla 7. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 4) ................. 35

Tabla 8. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas1 (Escenario 1) ......... 38

Tabla 9. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas1 (Escenario 2) ......... 39

Tabla 10. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 1) ....... 42

Tabla 11. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 2) ....... 43

Tabla 12. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 3) ....... 43

Tabla 13. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 4) ....... 44

Tabla 14. Detalle de ingresos y egresos individuales de las iniciativas propuestas ............................. 49

Tabla 15. Detalle de ingresos y egresos como sistema de las iniciativas propuestas ........................... 49

Lista de Gráficos

Grafico 1. Regiones productoras de energía en el mundo en los años 1973 y 2010 .............................. 6

Grafico 2. Suministro de energía primaria en el mundo al 2035 bajo distintos escenarios ..................... 7

Gráfico 3. Fuentes renovables y desechos en mundial en 2009 ........................................................ 8

Grafico 4. Tendencia de poder de mercado y márgenes de comercio del biodiesel .............................. 9

Grafico 5. Consumo de combustibles, precio mundial del biodiesel y precios del diésel ..................... 14

Grafico 6. Propuesta para la maximización de las sinergias entre Agricultura y Bioenergía .................. 15

Grafico 7. Unidades de animales (1000Kg-peso) existentes y proyectadas al 2025 en el Ecuador ......... 21

Gráfico 8. Emisiones equiv. CO2 e ingresos potenciales x mitigación en el Ecuador al año 2025 ........... 24

Gráfico 9. Ingresos potenciales y potencial energético (KWh) a partir del biogás en el Ecuador ........... 26

Gráfico 10. Emisiones de CO2 por combustión de biogás vs emisiones equiv. CO2 ............................ 27

Gráfico 11. Demanda potencial de biodiesel y superficie disponible para cultivos energéticos ............. 31

Gráfico 12. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de palma al 2025 ..................... 32

Gráfico 13. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a partir de palma africana .......... 32

Gráfico 14. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de microalgas1 al 2025 ............. 36

Page 4: Tesis Fin de Master

4

Gráfico 15. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a partir de microalgas1 .............. 37

Gráfico 16. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de microalgas2 al 2025 ............. 40

Gráfico 17. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a partir de microalgas2 .............. 41

Gráfico 18. Escenario 1 y 2 - Ingresos potenciales y toneladas disponibles de pienso vegetal .............. 45

Gráfico 19. Escenario 3 y 4 - Ingresos potenciales y toneladas disponibles de pienso vegetal .............. 46

Gráfico 20. Disponibilidad potencial de pienso vegetal por unidad animal en el Ecuador .................... 47

Grafico 21. Comparación de beneficios totales e ingresos fiscales por cultivo energético ................... 48

Page 5: Tesis Fin de Master

5

1. Introducción

En la actualidad la relación entre agricultura y bioenergía es abordada como una situación de

causalidad donde la obtención del biocombustible es analizado como el todo, es decir no se

consideran los subproductos sistémicos ni la posible interacción con el entorno.

Es así que el presente trabajo pretende visibilizar el potencial existente entre las sinergias de

agricultura y bioenergía, para ello se tomará el caso del Ecuador y las medidas implementadas

con el fin de desarrollar el sector bioenergético.

Para ejemplificar se establece una propuesta de desarrollo con iniciativas que se cuantificarán y

estimaran los costos y beneficios de cada una por separado para luego realizar la evaluación

como un todo.

Dada las medidas de incentivo a los biocombustibles en el caso del Ecuador, el análisis se

realizará a la producción de biodiesel, la misma que podrá ser a partir de palma africana o de

microalgas. Las herramientas de análisis y evaluación será el criterio del VAN y la relación costo

beneficio.

Se analizará cada componente de la propuesta planteada de forma individual para luego realizar

una evaluación con los elementos como parte de un todo. Los análisis realizados considerarán

potencialidades económicas, sociales y/o ambientales.

2. Evolución y Tendencias Futuras

Hablar de sinergias entre agricultura y bioenergía en la actualidad se reduce a una relación de causalidad en donde la bioenergía es el resultado de la transformación de la biomasa agrícola. Pensar en cómo la bioenergía puede afectar a la agricultura se estudia relacionando el incremento de cultivos energéticos con la seguridad alimentaria, más no se aborda literalmente la sinergia entre agricultura y bioenergía con la finalidad de establecer como el efecto de la influencia o trabajo de estos dos agentes actuando en conjunto es mayor al esperado considerando a la suma de las acciones de los agentes por separado. (RAE, 2005) En la actualidad existe una gran cantidad de evidencia científica que avala procesos y procedimientos para generar bioenergía, de aquellas iniciativas que relacionan a la agricultura y bioenergía destacan el Biogás, Bioetanol y Biodiesel; en el presente estudio se analizarán las sinergias entre agricultura y bioenergía a través del Biogás y Biodiesel.

2.1. Energía

La producción energética primaria mundial desde 1973 al 2010 expresado en millones de

toneladas equivalentes de petróleo (Mtoe) se ha más que duplicado; en el grafico 1 muestra el

cambio desde 1973 al 2010 en la participación del total de producción energética mundial por

regiones destacando el incremento en la producción de China, Asia y el Medio Oriente.

Page 6: Tesis Fin de Master

6

Grafico 1. Regiones productoras de energía primaria en el mundo en los años 1973 y 2010

*Asia no incluye a China. ** Incluye aviación internacional y bunkers de marina internacional Fuente: (IEA, 2012) Elaboración: El autor

En cuanto al consumo mundial de energía primaria entre 1973 y 2010 se estima que el consumo mundial de energía, fue de 4672 Mtoe a 8677 Mtoe respectivamente. En el caso del gas natural su proporción respecto al total varia del 14% en 1973 al 15,2% en el 2010; los biocombustibles y desechos varían en su proporción del 13,2% al 12,7% con respecto al total energético primario para el periodo en mención, más en valores absolutos el consumo de energía primaria en forma de gas natural se incrementa de 654,1 Mtoe en 1973 a 1318,9 Mtoe al 2010 y en el caso de los biocombustibles se incrementa de 616,7 Mtoe a 1101,2 Mtoe para el mismo periodo (IEA, 2012). La tendencia en el consumo energético mundial expresado en una tasa anual equivalente durante el periodo 1973-2010 fue del 1,68% y respecto a esta para el caso del gas natural y los biocombustibles las tasas anuales de crecimiento fueron del 1,91% y 1,58% respectivamente, permitiendo inferir que el consumo de este tipo de energías en el futuro continuará en expansión. Del total de consumo energético primario mundial al 2010 el 17,7% equivalente a 1536 Mtoe se destinan a la generación eléctrica. El porcentaje y cantidad de consumo eléctrico aproximado en Tera vatios hora (TWh) según el combustibles usado para generar electricidad se presentan en la tabla 1 (IEA, 2012).

Tabla 1. Combustibles usados en la generación eléctrica *

Año 1973 2010

Tipo de Combustible TWh Porcentaje TWh Porcentaje

Total 6115,0 100% 21431,0 100%

Hydro 1284,2 21,0% 3429,0 16,0%

Other ** 36,7 0,6% 792,9 3,7%

Coal/peat 2342,0 38,3% 8701,0 40,6%

Oil 1510,4 24,7% 985,8 4,6%

Natural gas 739,9 12,1% 4757,7 22,2%

Nuclear 201,8 3,3% 2764,6 12,9% * Excluye bombas de almacenamiento. ** Otros incluye geotérmica, solar, eólica, biocombustibles y residuos y el calor. Fuente: (IEA, 2012) Elaboración: El autor

5,5%

3,5%

3,4%3,0%

61,4%

0,8%15,4%

7,0% 12,0%

4,6%

5,4%

2,8%

42,4%

4,8%

8,9%

19,1% Asia *

Non-OECD Americas

Africa

Bunkers **

OECD

Middle East

Non-OECD Europe and Eurasia

China

1973: 6107 Mtoe - Circulo Interno 2010: 12717 Mtoe - Circulo Externo

Page 7: Tesis Fin de Master

7

Al analizar el incremento en la generación eléctrica mundial desde 1973 al 2010, se observa que tras 37 años la tasa anual de crecimiento ha sido de un 3,45% mientras que el uso de las energías renovables como solar, eólica, biocombustibles, geotérmica, etc.; ha crecido a tasas del 8,66% anual atribuido en la mayoría de los casos a la preocupación mundial por mitigar el cambio climático, generando favorables expectativas de un mayor desarrollo de tecnologías orientadas a sacar el mayor potencial de las energías renovables. En prospectiva de lo que acontecerá en el suministro energético mundial, la Agencia Internacional de Energía (IEA) prevé dos posibles escenarios para el año 2035. El primero es un escenario denominado de Nuevas Políticas, el mismo que se construyó basado en compromisos y planes de políticas anunciadas por los distintos países y regiones en el mundo; el segundo escenario responde al surgimiento de un marco climático-político después del 2012 que busca estabilizar la concentración de gases de efecto invernadero a 450 ppm ce CO2 equivalente sobre la base de políticas que se están actualmente bajo consideración (IEA, 2012). Lo que se espera ocurra en cada uno de los escenarios al 2035 son representados en el gráfico 2.

Grafico 2. Suministro de energía primaria en el mundo al 2035 bajo distintos escenarios NPS: Nuevas Políticas 450S: Escenario 450

* Incluye aviación internacional y bunkers de marina internacional ** Otros incluye geotérmica, solar, eólica, biocombustibles y residuos y el calor. Fuente: (IEA, 2012) Elaboración: El autor

2.2. Biogás

El biogás es el resultado de procesos de fermentación y digestión anaeróbica de la materia orgánica. La implementación de sistemas de biogás a menudo conduce a mejoras significativas sobre eficiencia de los recursos y el impacto ambiental en comparación con el manejo de los desechos y las prácticas actuales de producción agrícola (Börjesson & Berglund, 2007) (Sundberg, et al., 1997). Además de que conduce a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, los sistemas de biogás pueden llevar entre otras cosas, de la eutrofización, la contaminación del aire y una mejor utilización de los nutrientes de los cultivos. (Lantz, et al., 2007)

2.815

4.120

4.647

977

2.721

3.935

1.502

3.472

4.105

110 292475

55

725

1.204

647

1.386

2.595

1960 1980 2000 2020 2040

Oil *Natural GasCoal/peatHydroNuclearOther 2 **

2.815

4.120

3.673

977

2.7213.212

1.502

3.472

2.320

110292520

55

725

1.665

647

1.386

3.480

19601980200020202040

Oil *Natural GasCoal/peatHydroNuclearOther 2 **

14870 Mtoe 16971 Mtoe

Page 8: Tesis Fin de Master

8

No existe aún una categorización establecida para el comercio de Biogás en los mercados internacionales ya que hasta el 2009 según IEA el 100% de la producción se consume a nivel local. El grafico 3 presenta en miles de Giga vatios por hora (GWh) para la generación eléctrica y Tera joule (TJ) para la producción bruta de calor a nivel mundial y que se generan a través del biogás.

Gráfico 3. Generación eléctrica a base de biogás a nivel mundial en 2009

Fuente: (IEA, 2009) Elaboración: El autor

Pese a que uno de los mayores usos para el biogás es la generación eléctrica existen otros importantes usos para este biocombustible, entre los que destacan para su consumo final la industria y usos residenciales tal y como se muestra en la tabla 2.

Tabla 2. Usos de la producción mundial de biogás por regiones

Resto del Mundo

OECD Américas

OECD Asia Oceanía

OECD Europa

Unidad TJ TJ TJ TJ

Producción 327862 221994 32306 354529

Transformación 2351 115800 29692 313044

Las plantas de electricidad 1690 101350 21236 259121

Las plantas de cogeneración 629 14162 1571 50611

Instalaciones térmicas 32 0 6885 2780

Otros Transformación 0 288 0 532

Consumo Final 325260 106144 2605 39747

Industria 20 104546 328 19136

Transporte 0 0 0 903

Residencial 325027 0 0 2764

Servicios comerciales y públicos 160 1586 2146 13381

Agricultura / Forestal 38 12 0 3463

Uso no energético 15 0 131 100 Fuente: (IEA, 2009) Elaboración: El autor

Destaca en la tabla 2 que la mayor cogeneración se realiza en los países de la OECD de Europa mientras que en los países de la OECD Americanos poco menos de la mitad de la producción se dirige al consumo final orientado hacia la industria; mientras que aquellos países fuera de la

0

5

10

15

20

25

30

35

40World

OECD

OECD Americas

EEUUOECD Asia

Oceanía

OECD Europa

Alemania

Thousands

Biogas

Bruto Elec. Generación (GWh)Producción bruta de calor (TJ)

Page 9: Tesis Fin de Master

9

OECD orientan muy poca de su producción a la cogeneración eléctrica y el 99% de su producción va al consumo final orientado hacia el sector residencial.

2.3. Biodiesel

En el caso del Biodiesel si se encuentra reflejado en los mercados internacionales debido a sus

volúmenes de importaciones y exportaciones. Los principales exportadores netos de biodiesel

son Argentina, Brasil, Indonesia, Malasia y Estados Unidos; siendo Argentina el principal

exportador de biodiesel. El origen agrícola del biodiesel corresponde a Soja y primeras

experiencias en Jatropha para Argentina y Brasil, aceite de soja y colza para Estados Unidos,

Palma para Indonesia y Malasia (CEPAL, 2011).

Según el modelo matemático de análisis de equilibrio parcial de los mercados agrícolas (FAPRI, 2012) la prospectiva de los volúmenes de exportaciones netas de biodiesel a nivel mundial se incrementaran de 626 millones de galones en el 2012 a 936 millones de galones al 2025 siendo Indonesia y Malasia quienes experimentarán un mayor crecimiento en la partición internacional como exportadores netos de biodiesel superando en conjunto a las exportaciones de biodiesel de soja provenientes de Argentina. El gráfico 4 muestra según el modelo (FAPRI, 2012) para el periodo 2010-2025 como se espera se comporten los mercados internacionales, donde se aprecia que el poder de mercado de los países exportadores al 2010 cambia de forma significativa hacia el 2025. Argentina que el 2010 con una relación (% de mercado / % número de países exportadores) de 3,29 alcanzando 3,42 en el 2011 desciende a 2,06 veces en el 2025 indicando un cambio en la distribución de las exportaciones mundiales ocasionado por el crecimiento de países como Indonesia y Malasia que al 2025 en conjunto mantienen una proporción 2,59. El gráfico 4 presenta como dato adicional el margen de beneficio por comercialización del biodiesel desde la planta de producción hasta el precio FOB con el que ingresa a la Unión Europea, margen que en promedio es del 20%; dado que el principal consumidor de biodiesel a nivel mundial es la Unión Europea pasando del 84% de todas las importaciones en el 2012 al 99% del volumen importado al 2025.

Grafico 4. Tendencia de poder de mercado y márgenes de comercio del biodiesel

Fuente: (FAPRI, 2012) Elaboración: El autor

-25%

-15%

-5%

5%

15%

25%

35%

45%

55%

65%

75%

85%

95%

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

2010 2015 2020 2025 Po

rcen

taje

de

ben

efic

io (

P. V

enta

/P. P

lan

ta)

Po

der

de

Mer

cad

o (

% V

enta

s x

pai

s /

%

pro

du

cto

res)

Años

Margen de Beneficio por comercialización Argentina

Brazil Indonesia

Malaysia United States

Page 10: Tesis Fin de Master

10

3. Estado del Arte en el Ecuador

Ecuador, oficialmente República del Ecuador, es un país situado en la región noroccidental de América del Sur. Ecuador limita al norte con Colombia, al sur y este con Perú y al oeste con el Océano Pacífico (Wikipedia_a, 2013). Ecuador es la tercera economía con más rápido crecimiento de Latinoamérica y actualmente es uno de los países con menor tasa de desempleo de América y el resto del mundo. Ecuador es uno de los países con mayor biodiversidad en el mundo y de mayores recursos minerales y el único en el mundo que tiene en su constitución el derecho a la naturaleza. Destaca como uno de los principales productores y exportadores de petróleo en la región además de ser considerado como el principal exportador de banano a nivel mundial así como de un importante volumen de exportaciones de flores, camarón y cacao.

3.1. Plan Nacional para el Buen Vivir 2009 – 2013

Resultado de la continuidad de los grandes lineamientos de una agenda alternativa para el Ecuador presentada como propuesta de cambio por el Movimiento País y de su antecesor el Plan Nacional de Desarrollo 2007-2010 este nuevo plan recogía y buscaba concretar las revoluciones delineadas en el proyecto de cambio de la Revolución Ciudadana. Dichas revoluciones responden al proceso constituyente del 2008 que tuvo como resultado un nuevo pacto social reflejado en la nueva Constitución de la República del Ecuador. “… Tales revoluciones fueron:

1. Revolución constitucional y democrática, para sentar las bases de una comunidad

política incluyente y reflexiva, que apuesta a la capacidad del país para definir otro

rumbo como sociedad justa, diversa, plurinacional, intercultural y soberana. Ello

requiere la consolidación del actual proceso constituyente, a través del desarrollo

normativo, de la implementación de políticas públicas y de la transformación del Estado,

coherentes con el nuevo proyecto de cambio, para que los derechos del Buen Vivir sean

realmente ejercidos. Para esto, es indispensable la construcción de una ciudadanía

radical que fije las bases materiales de un proyecto nacional inspirado por la igualdad

en la diversidad.

2. Revolución ética, para garantizar la transparencia, la rendición de cuentas y el control

social, como pilares para la construcción de relaciones sociales que posibiliten el

reconocimiento mutuo entre las personas y la confianza colectiva, elementos

imprescindibles para impulsar este proceso de cambio en el largo plazo.

3. Revolución económica, productiva y agraria, para superar el modelo de exclusión

heredado y orientar los recursos del Estado a la educación, salud, vialidad, vivienda,

investigación científica y tecnológica, trabajo y reactivación productiva, en armonía y

complementariedad entre zonas rurales y urbanas. Esta revolución debe concretarse a

través de la democratización del acceso al agua, tierra, crédito, tecnologías,

conocimientos e información, y diversificación de las formas de producción y de

propiedad.

Page 11: Tesis Fin de Master

11

4. Revolución social, para que, a través de una política social articulada a una política

económica incluyente y movilizadora, el Estado garantice los derechos fundamentales.

Esta política integral, coherente e integradora es la que ofrece las oportunidades para

la inserción socioeconómica y, a la vez, para fortalecer las capacidades de las personas,

comunidades, pueblos, nacionalidades y grupos de atención prioritaria, con el fin de que

ejerzan libremente sus derechos.

5. Revolución por la dignidad, soberanía e integración latinoamericana, para mantener una

posición clara, digna y soberana en las relaciones internacionales y frente a los

organismos multilaterales. Ello permitirá avanzar hacia una verdadera integración con

América Latina y el Caribe, así como insertar al país de manera estratégica en el

mundo…” (SENPLADES, 2009).

Para cristalizar estas revoluciones el plan establece doce Objetivos nacionales que permitirán

alcanzar el Buen Vivir, los mismos que cuentan con su fundamentación, diagnóstico, políticas,

lineamientos y metas.

Referente para el análisis de las sinergias entre agricultura y bioenergía destaca el Objetivo 4,

“Garantizar los derechos de la naturaleza y promover un ambiente sano y sustentable”, donde

la Política 4.3 hace referencia a “Diversificar la matriz energética nacional”, promoviendo la

eficiencia e incremento en la participación de energías renovables sostenibles; a pesar de que el

plan aborda el periodo 2009-2013, en el mediano y largo plazo se establece un horizonte de

desarrollo que tiene lugar con escenarios proyectados hacia el 2025.

3.2. Los biocombustibles en el Ecuador

El Ecuador cuenta con una superficie de 24.847.640 hectáreas de las cuales el 34,9% corresponde al uso de suelo agropecuario (MAGAP, 2011). En la actualidad existen dos cultivos energéticos que cuentan con gran cantidad de superficie sembrada, estos son: el cultivo de la caña de azúcar y el cultivo de la palma africana.

3.2.1. Cultivo de Caña de Azúcar

El cultivo de caña de azúcar ocupaba una superficie de 137.829 hectáreas en el año 2011 según (INEC, 2008) de las cuales 94.835 hectáreas que representan el 69% se destina a la producción de azúcar y las restantes 42.990 hectáreas equivalentes el 31% de la superficie del cultivo, se destinan a otros usos distintos a la elaboración de azúcar; usos que van desde la producción artesanal de panela, aguardiente y en los últimos años a proyectos a pequeña y mediana escala en la producción de etanol. Según datos del Sistema de Información Nacional de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (SINAGAP) la superficie óptima del cultivo que corresponde aquellas áreas en donde las condiciones naturales de suelos, relieve y lima presentan las mejores características para el establecimiento del cultivo es de 465.131 hectáreas, las mismas que se encuentran georefenciadas y se muestran en el mapa de “zonificación agroecológica del cultivo de caña de azúcar en condiciones naturales” (MAGAP, 2012).

Page 12: Tesis Fin de Master

12

3.2.2. Cultivo de Palma Africana

El segundo cultivo energético de importante superficie agrícola en el Ecuador es la palma africana, la misma que en el año 2006 con el Censo Palmicultor realizado por SINAGAP presentaba una superficie de cultivo de 207.285 hectáreas sembradas de las cuales solo el 42,43% que corresponden a 87.955 hectáreas, indicaron sus volúmenes de producción anual expresado en toneladas métricas(Tm/año) con un total de 709.424 Tm/año, lo que permitió establecer un rendimiento medio de 8 Tm/ha/año. Al igual que en el caso del cultivo de caña de azúcar, SINAGRO ha elaborado un mapa de “zonificación agroecológica del cultivo de palma africana en condiciones naturales” (MAGAP, 2012). La superficie total establecida en este mapa es de 408.938 hectáreas y adicional se dispone de la ubicación de las extractoras de aceite de palma a nivel nacional y desagregado a nivel provincial, de dicha información destaca que las provincias de Esmeraldas y Santo Domingo concentran más del 80% de las 42 plantas de extracción a nivel nacional con el 43% y 38% respectivamente. Para el año 2011 la superficie cultivada de palma africana alcanzo las 244.574 hectáreas, el 98% de la superficie que corresponde a 240.610 hectáreas se cultiva solo la palma y el 2% lo realiza de forma asociada. El total de hectáreas en edad productiva y que se cosecharon en el 2011 fue de 202.650 hectáreas alcanzando una producción anual de 2.907.356 Tm con un rendimiento medio anual de 10,34 Tm/ha/año que comparado con los rendimientos de la producción del año 2006 presenta un incremento en productividad del 29,25% para todo el periodo.

3.3. Marco legal y Demanda potencial de biodiesel en el Ecuador

3.3.1. Marco Legal

Con el decreto presidencial Nro. 1303 del 17 de septiembre de 2012, expedido por Quito considerando el artículo 413 de la Constitución del Ecuador, el Código Orgánico de la Producción, Comercio e Inversiones, el literal d) del artículo 3 de la Ley Orgánica del Régimen de Soberanía Alimentaria, el artículo 11 de la Ley de Hidrocarburos, el objetivo y política 4 del Plan Nacional del Buen Vivir 2009-2013; el desarrollo de normas técnicas que debe cumplir el biodiesel(NTE INEN 2 482:2009) elaborado por el Instituto Ecuatoriano de Normalización y que el desarrollo de los biocombustibles en el país servirá de medio para el impulso del fomento agrícola nacional; así, el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca fomentará la producción de cultivos energéticos de primera, segunda y tercera generación, que se requieran como materia prima para la obtención de biocombustibles para uso en motores diésel dispone: “Artículo 1.- Declárese de interés nacional el desarrollo de biocombustibles en el país como medio para el impulso del fomento agrícola. La producción, el uso y el consumo de los biocombustibles responderán a una estrategia inclusiva de desarrollo rural, precautelando la soberanía alimentaria y sostenibilidad ambiental. Artículo 2.- El combustible diésel Premium que se utilice en el país deberá contener biodiesel de origen vegetal de producción nacional, para uso en motores diésel. Artículo 3.- Contados ocho (8) meses a partir de la suscripción del presente Decreto Ejecutivo, la distribución y comercialización de la mezcla de diésel base con biodiesel de producción nacional, se aplicará en todo el territorio nacional en una proporción del 5% de biodiesel (B5), de acuerdo con los requisitos técnicos que determine la Agencia de Regulación y Control Hidrocarburífero.

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Artículo 4.- La producción, distribución y comercialización de biodiesel estará sometida a la libre competencia, y como tal, podrán participar en estas actividades las personas naturales o jurídicas de carácter público o privado, en igualdad de condiciones, según lo establece la Ley Orgánica del Sistema Nacional de Contratación Pública. Artículo 5.- La transportación de biodiesel desde los centros de producción hasta las terminales de la EP PETROECUADOR, será de responsabilidad de los productores, distribuidores y comercializadores de biodiesel; y, la recepción, almacenamiento, mezcla del biodiesel con diésel base y la comercialización de dicha mezcla, será responsabilidad de EP PETROECUADOR de acuerdo con la normativa que establezca la Agencia de Regulación y Control Hidrocarburífero, para el efecto…” (Presidencia, 2012). La disposición general primera indica que: “El combustible diésel destinado al sector automotriz que se utilice en el país deberá ir incrementando progresivamente el porcentaje de biodiesel de origen vegetal de producción nacional, hasta llegar a un 10% (B10); incremento que se aplicará en función de la oferta nacional de biodiesel y de acuerdo con los requisitos técnicos definidos por la Agencia de Regulación y Control Hidrocarburífero. En caso de déficit de producción nacional de biodiesel, se podrá establecer medidas transitorias de reducción del porcentaje de mezcla…” (Presidencia, 2012).

3.3.2. Demanda Potencial

El Ecuador en el año 2012 consumió 10,287.26 millones de litros de combustibles fósiles, de los cuales 4,568.68 millones de litros corresponden al consumo de diésel el mismo que fue comercializado a un precio interno de 0.26 dólares/litro (BCE, 2012). El gráfico 5 muestra la evolución desde el 2008 al 2012 del consumo de los tres principales combustibles líquidos dentro del Ecuador; en el eje izquierdo se observa el volumen del consumo expresado en millones de litros de combustible de donde se observa que el Gas Licuado de Petróleo (GLP) es el combustible que menor crecimiento en su demanda ha experimentado durante este periodo, dicho incremento asciende a los 65.32 millones de litros de combustible. En el caso del diésel y gasolina el comportamiento de su demanda ha sido más dinámica, siendo el volumen de consumo de la gasolina la que ha experimentado un mayor incremento al pasar de 2,790.20 millones de litros en el 2008 a 3,752.39 millones de litros al 2012 (BCE, 2012). Para efectos del estudio se analiza la evolución del consumo del diésel en el Ecuador y se proyecta en función de la tendencia observada, el potencial volumen de consumo en millones de litros cabría esperar al año 2025, periodo que para este estudio se considerará el horizonte de análisis justificado en que es el horizonte de tiempo para el cual se han planificado las estrategias de desarrollo en el Ecuador. A pesar de que la demanda de combustibles en el mercado depende de diversos factores tales como el número de automóviles, nivel de ingresos así como de los precios internacionales de los combustibles a criterio del autor para simplificar el análisis y proyección de la demanda interna se supone una tasa de crecimiento constante con base de información histórica.

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14

Grafico 5. Consumo de combustibles, precio mundial del biodiesel y precios del diésel

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

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0

500

1,000

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4,000

4,500

5,000

5,500

2008 2009 2010 2011 2012

Pre

cio

en

rale

s p

or li

tro

Mil

lon

es

de

litr

os

Años

IMPORTACION VENTA_INTERNA MUNDIAL DIESEL GASOLINA GLP

Fuente: (FAPRI, 2012), (BCE, 2012) Elaboración: El autor

El eje vertical de la derecha del gráfico 5 muestra el precio expresado en dólares/litro de combustible, aquí se observa la evolución de precios de importación y el precio de venta interna del diésel en el Ecuador, la diferencia de estos indica el subsidio a este combustible por parte del gobierno, subsidio que en el 2012 supuso un monto de 1600 millones de dólares (BCE, 2012). En esta gráfica se puede apreciar el cambio en los precios internacionales del biodiesel, representado por la serie mundial donde destaca que el promedio de precios hasta el año 2012 ha superado el 1.20 $/Lt de biodiesel. Para la proyección de los precios del biodiesel en los mercados internacionales con horizonte de tiempo al año 2025 se ha tomado la información del modelo elaborado por el Instituto de Investigación de la Política Agraria (FAPRI). En el eje izquierdo del gráfico 5 se muestran el consumo de combustibles en el Ecuador durante el periodo 2008 – 2012. Si se consideraran los datos del año 2012 e implementara el decreto Nro. 1303 de fomento a la producción de biocombustibles, la demanda interna de biodiesel en el Ecuador para la mezcla del diésel premiun con 5% de biodiesel (DieselB5) hubiese sido de unos 232.93 millones de litros y si la mezcla requiriese de un 10% de biodiesel (DieselB10) la cantidad de litros de biodiesel hubiese sido de 465.86 millones de litros. Para la proyección al año 2025 de los precios de importación y de venta interna en el Ecuador se aplicará el mismo supuesto de una tasa de comportamiento anual en base a la información histórica, más para el precio mundial del biodiesel se utilizará la proyección del modelo planteado por FAPRI, (FAPRI, 2012). 4. Propuesta

Considerando que las sinergias entre agricultura y bioenergía objeto de estudio son un sistema complejo y como tal se describe como un todo, identificando sus componentes, más se establece que el resultado del sistema no es la simple suma de sus componentes individuales sino el resultado de la interacción de sus partes entre sí para formar el todo. El grafico 5 muestra la propuesta en su conjunto como un sistema, el mismo que está conformado por iniciativas que han sido implementadas en diferentes países tales como Alemania, EE.UU., Japón, etc.; Estas iniciativas se han ejecutado a pequeña, mediana y gran

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escala más de forma individual y no existen estudios referentes a valorar estas iniciativas en su conjunto ni de forma teórica ni experimental en la actualidad.

Grafico 6. Propuesta para la maximización de las sinergias entre Agricultura y Bioenergía

Elaboración: El autor

El objetivo del sistema propuesto es maximizar las sinergias entre agricultura y bioenergía donde el producto final representativo de la bioenergía es el biodiesel como respuesta a iniciativas internas orientadas al fomento de los biocombustibles en el caso del Ecuador e iniciativas globales tales como las directivas de la Unión Europea con un horizonte de tiempo al 2025. A continuación se describen los componentes del sistema propuesto identificando como están funcionando en la actualidad y como se espera que interactúen para maximizar el bienestar del sistema.

4.1. Tratamiento Agrícola

Con las actividades agropecuarias que caracterizan al Ecuador se establece en primera instancia la posibilidad de realizar un tratamiento agrícola a los residuos orgánicos que se generan de los procesos productivos, en este caso los residuos analizados serán el estiércol y purines de la producción ganadera.

Tratamiento

de

Basura

NoConfinamiento

•Ocupación de Suelo

•Contaminación

(suelo, agua, olor)

•Trabajo

(mujeres, niños)

Biodigestor

Si

•Residuos Orgánicos

•Reciclaje (papel,

plástico, vidrio)

•Puestos de trabajo

Tratamiento

Agrícola

Si

Planta de

Reciclaje

No

Residuos

• Emisión de

CO2

•Mayor

consumo agua

•Materia Orgánica

•Puestos de trabajo

•Incentivos crediticios

•Organización-paisaje

•Menor consumo agua

Generadora

Eléctrica

Bio-Gas

Electricidad

•Venta de energía

•Puestos de trabajo

Captura

CO2

Producción de

Algas

Planta de

Biodiesel

Producción

Rural de Algas

Biodiesel

•Transferencia tecnológica

•Puestos de trabajo

•Incentivos crediticios

•Trabajo en casa (Mujer)

Sustrato

de Algas

•Subsidio a combustibles

•Puestos de trabajo

•Pienso ganado ovino y aves

•Importación de Soja

Bioprocesos

Infraestructura Actividades

Insumos Bioproductos

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16

En la actualidad no se cuenta con un manejo estiércol y purines, por lo que estos residuos son excretados por el ganado directamente al pasto y por escorrentía a ríos cercanos a las explotaciones; generando metano (CH4) y óxido de nitrógeno (NO2); gases que contribuyen al deterioro de la calidad del aire y calentamiento global, los mismos que al ser calculados se expresan en toneladas equivalentes de CO2 (ton equiv. CO2) para este estudio. En función de la cantidad de ganado existente en el Ecuador se estimará la cantidad de ton equiv. CO2 que son emitidas anualmente según tipo de ganado, peso y tecnificación de las explotaciones agrícolas según metodología de (EPA, 2013). Para maximizar el bienestar del sistema se prevé realizar un tratamiento de residuos agrícolas que consiste en el almacenamiento del estiércol y purines para su posterior recolección; lo cual permitirá reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y a la vez aprovechar el potencial de estos residuos orgánicos agrícolas (ROA) para convertirse en Biogás. Para establecer el potencial de conversión de la materia orgánica del estiércol y purines del ganado a Biogás se estimará el contenido en billones de BTU/año según el estudio de (Cuéllar & Webber, 2008) .

4.2. Tratamiento de la Basura

Otro de los procesos sinérgicos dentro de la propuesta es el tratamiento de la basura de los centros poblados, para objeto de estudio se excluyen los residuos provenientes de industrias y hospitales y centros de salud y se asume que no existe separación de basura en la fuente. En la actualidad luego de recolectar la basura se acopia y realiza un pre tratamiento de lixiviados en ciertos municipios para su posterior uso como relleno sanitario; generando potenciales emisiones de CH4 y filtración de líquidos lixiviados al subsuelo contaminando los acuíferos subterráneos cercanos. Según el informe del análisis sectorial realizado por la Organización Panamericana de la Salud, Organización Mundial de la Salud con su División de Salud y Ambiente en el año 2002, la tasa de generación de residuos sólidos es de 7423 toneladas por día de basura en el Ecuador, de esta cantidad el 41.7% corresponde a los desechos sólidos generados por las ciudades de Quito y Guayaquil, es decir unas 3097 toneladas por día (OPSyOMS, 2002). La naturaleza de los residuos sólidos en el Ecuador según este informe es la siguiente:

Tabla 3. Composición de los residuos sólidos en el Ecuador

Material Porcentaje (%)

Producción (ton/día)

Materia orgánica 71.4% 5298

Papel y cartón 9.6% 709

Plástico 4.5% 336

Vidrio 3.7% 274

Metales 0.7% 53

No especificado 10.1% 753

TOTAL 100.0% 7423 Fuente: (OPSyOMS, 2002) Elaboración: El autor

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La propuesta contempla el tratamiento de estos residuos a través de la separación en fuente como estrategia en el largo plazo y en el corto plazo una vez que llega la basura al centro de acopio se inicia el proceso de reciclaje de los desechos sólidos y aquellos residuos orgánicos urbanos (ROU) que no pueden ser separados pasan a un Biodigestor en una mezcla del 90% ROU y 10% ROA que permitan generar biogás para su uso en la cogeneración eléctrica. La estimación del potencial de la cogeneración eléctrica será expresada en millones de KWh que estarían disponibles para alimentar el circuito nacional interconectado de energía eléctrica en el Ecuador, además de considerar que resultado de la energía eléctrica a partir de la combustión del biogás se obtienen toneladas de CO2 según estudio de (Cuéllar & Webber, 2008).

4.3. Producción de Algas

Esta actividad es relativamente nueva, más se justifica en que al realizar un balance entre las ton equiv. CO2 que se dejan de emitir por los ROA en el tratamiento agrícola y las ton de CO2 resultantes de la generación eléctrica por la combustión de biogás, el efecto mitigador queda casi anulado, por lo que la propuesta considera que estas emisiones de CO2 causadas por la generación eléctrica puedan ser redistribuidas hacia la producción de biomasa que sea más eficiente en el aprovechamiento del CO2, siendo estas las microalgas. El CO2 emitido por la combustión del biogás es suministrado a los cultivos de microalgas bajo el prototipo de esquema productivo que utiliza el fotobiorreactor laminar diseñado por el Dr. Jesús Fernández, profesor de la Universidad Politécnica de Madrid con patente PCT/ES2011/000104, el mismo que incorpora los gases emitidos por la combustión de motores y permiten disminuir costos de extracción y cosecha de la biomasa de algas.

4.4. Producción Rural de Algas

La actividad rural del Ecuador en cuanto a producción agrícola se caracteriza por la tendencia hacia la ganadería con el 36,3% del territorio y monocultivos como el banano, cacao, café, caña de azúcar y palma africana con el 1,5%, 2%, 1,2%, 1% y 1,2% respectivamente del total del territorio agrícola según (III CNA, 2002). La innovación con este fotobiorreactor permitirá que de manera rural se inicie la producción de microalgas incrementando la oferta de biomasa para su posterior proceso de licuefacción y transesterificación para obtener biodiesel. Se estimará la posible producción de biodiesel así como las toneladas de sustrato potenciales que se orientarían para el alimento del ganado bobino para las épocas de verano donde disminuyen los pastos y hacia la alimentación de aves como sustituto de la soja en el balanceado disminuyendo las importaciones mejorando la balanza comercial, competitividad del sector agrícola al tener insumos económicos y mitigar las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) expresados en ton equiv. CO2 por parte de aquellas explotaciones dentro del proyecto de tratamiento agrícola que a la vez se beneficiarían del sustrato en base a microalgas. 5. Metodología y Resultados

Para determinar el potencial de las sinergias entre agricultura y bioenergía se ha planteado un

esquema que maximice el bienestar del conjunto de iniciativas al que denominamos sistema,

del que tiene como eje fundamental la producción de biodiesel como respuesta a la política de

incentivo al cultivo, extracción y producción de biocombustibles de primera, segunda y/o tercera

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18

generación implementada por el gobierno ecuatoriano en septiembre del 2012 mediante el

decreto ejecutivo Nro. 1303.

Se han considerado tres alternativas para implementar la propuesta que responda a cumplir con

el 5% del biodiesel en el Ecuador para su posterior mezcla con el diésel regular. Para realizar un

análisis comparativo consideraron tres iniciativas como posibles fuentes de biomasa para la

producción de biodiesel; la primera alternativa es la producción de biomasa considerando al

cultivo de palma africana justificado en el hecho de su importante número de hectáreas en el

Ecuador.

La segunda y tercera alternativa como fuente de biomasa para la producción de biodiesel es el

cultivo de microalgas, cultivos que se diferenciaran por el uso de distintos procesos productivos

caracterizados por:

La producción de microalgas en estanques abiertos estudiado ampliamente por

(Benemann & Oswald, 1996) en su proceso técnico y cuantificado en términos

monetarios y eficiencia por (Kovacevic & Wesseler, 2010).

Prototipo de producción de microalgas en un fotobiorreactor laminar “vertical”

patentado por (Fernández González, 2011), el mismo que se encuentra desde su diseño

funcionando en el campus de la Escuela Superior de Ingenieros Agrónomos de la

Universidad Politécnica de Madrid. El estudio de sus variantes en rendimientos ante

distintas condiciones y variedad de microalgas han permitido determinar su costo de

implementación (Durán Altisent, 2013) así como mejoras en sus características

originales (Fernández González, 2013).

Para cada una de las alternativas luego de realizar una revisión bibliográfica se estimará una

cuantificación monetaria de la producción de la biomasa, el proceso de extracción de la biomasa

y el aceite en bruto para finalmente realizar el proceso de transesterificación que dará como

resultado el biodiesel listo para ser mezclado.

Una vez establecida la cuantificación monetaria para cada alternativa se realizará una

comparación entre cada una de las alternativas utilizando el análisis costo-beneficio a través del

criterio del Valor Actual Neto (VAN) y análisis costo beneficio, mediante un modelo matemático

de optimización del cultivo considerando el número de hectáreas necesarias por tipo de cultivo

para cumplir con restricciones de superficie de cultivo, satisfacción de la demanda interna de

biodiesel y la restricción del capital expresada como la disposición de fuentes gubernamentales

de financiamiento; para la elaboración y resolución se utilizarán como herramientas

informáticas el lenguaje de programación matemática General Algebraic Modeling System

(GAMS) y la herramienta SOLVER del utilitario Excel del paquete informático Microsoft Office.

El análisis de las sinergias agrícolas bioenergéticas se realizará comparando el escenario sin

intervención que resulta de la suma de la cuantificación individual de cada alternativa y el

escenario con la cuantificación del sistema propuesto:

La cuantificación de las emisiones equiv. de CO2 por parte de las explotaciones

ganaderas;

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19

El potencial de conversión de los residuos orgánicos urbanos y residuos orgánicos

agrícolas en biogás para generación eléctrica;

Las emisiones de CO2 por la quema de biogás para la generación eléctrica;

Las tres alternativas de producción de biomasa, extracción de lípidos y

transesterificación para obtener biodiesel;

La cuantificación de las toneladas de sustrato de origen vegetal que podrá ser

incorporado al mercado para ser utilizado como pienso por el sector ganadero;

Esta visión del conjunto de iniciativas permitirá tener mayor información acerca del monto de

inversión que requerirá el sector de biocombustibles para su desarrollo y cómo le afectan los

programas de financiamiento gubernamental; convirtiéndose en una herramienta de análisis

para los organismos encargados de formular, ejecutar y evaluar las políticas, programas y/o

proyectos en el Ecuador.

5.1. Las emisiones equiv. de CO2 y el tratamiento agrícola

El primer componente del sistema propuesto para maximizar las sinergias entre agricultura y

bioenergía hace referencia al tratamiento agrícola, el mismo que abarca los desechos orgánicos

de las explotaciones agropecuarias, desechos que se componen de los residuos de las cosechas

en el caso de los cultivos y del estiércol y purines por parte de las explotaciones pecuarias.

La propuesta plantea combinar residuos agropecuarios y residuos orgánicos urbanos con el fin

de generar biogás y posteriormente energía eléctrica. Adicional al beneficio económico por la

venta de energía, se analiza el potencial beneficio ambiental por mitigación de GEI expresado

en Ton equiv. CO2; por ello en esta sección se define qué características y proporción estimada

de residuos que serán usados, que método de producción es el más apropiado y la cantidad de

Ton equiv. CO2 que se dejarían de emitir dado que se someten a un tratamiento agrícola.

5.1.1. Características, proporción estimada de residuos y tratamiento de residuos

Según el documento de la (OPSyOMS, 2002) donde realizan el análisis sectorial de los residuos

sólidos en el Ecuador, se determinó que la cantidad de generación diaria de residuos sólidos era

de 7423 ton, es decir unas 2.71 millones de ton por año; (Ghosh, et al., 1997) indica que la

descomposición incontrolada de los residuos sólidos orgánicos podría dar lugar a una gran

contaminación del suelo, agua y aire, teniendo en cuenta que una tonelada métrica de residuos

sólidos orgánicos potencialmente puede liberar entre 50 – 110 m3 de dióxido de carbono y entre

90 – 140 m3 de metano a la atmosfera.

Los residuos agrícolas, incluido el estiércol animal, es otra fuente de residuos sólidos, como

referente de la cantidad de estiércol producido se considera el caso de Estados Unidos donde el

estiércol producido es 130 veces mayor que la cantidad de desechos humanos (US Senate

Committe on Agriculture Nutrition and Forestry, 1997), (Macias-Corral, et al., 2008).

Ante este escenario adverso se plantea el uso eficiente de los recursos locales, tal es el caso de

convertir los residuos sólidos orgánicos en energía a través de la digestión anaerobia reduciendo

el perjudicial impacto sobre el medio ambiente. La co-digestión de residuos sólidos urbanos y

agropecuarios pueden utilizar los nutrientes y la diversidad de bacterias en los distintos residuos

para optimizar el proceso de digestión, tal es el caso del trabajo de (Macias-Corral, et al., 2008)

Page 20: Tesis Fin de Master

20

justificado por experimentos a escala de laboratorio que realizaron (Hartmann & Ahring, 2005)

en un reactor termofílico de mezcla completa para la co-digestión de la Fuente Orgánica de

Residuos Municipales (FORM) y estiércol de vaca mostrando una mayor producción de biogás y

un proceso más estable.

El trabajo de (Macias-Corral, et al., 2008) demuestra la aplicación de un sistema de digestión

anaeróbica de dos fases donde se evaluó la co-digestión de diversas agrícolas y residuos sólidos

municipales orgánicos. La digestión de los residuos individuales (FORM y estiércol de vaca)

fueron investigados en experimentos separados para evaluar el efecto de co-digestión.

Dentro de las principales conclusiones del trabajo de (Macias-Corral, et al., 2008) y que son de

aporte para el presente trabajo permitiendo establecer las características de los residuos a tratar

y que método de conversión de los residuos sólidos a energía se aplicará, destacan las siguientes:

El uso de un reactor para realizar la digestión anaeróbica de dos fases para cada una de

las muestras sometidas al experimento, presentaron un porcentaje promedio en

contenido de metano CH4 mayor al 70%.

La mezcla del 90% de FORM equivalentes a los ROU y del 10% de estiércol de vaca

equivalente a los ROA presentó la mayor producción de biogás con un rendimiento de

172 m3 CH4/ton de basura seca.

La mezcla del 90% de FORM equivalentes a los ROU y del 10% de estiércol de vaca

equivalente a los ROA al cabo de los 141 días, experimentó una reducción de peso del

78,3% y una reducción en su volumen por el orden del 98% mostrando ser la mezcla de

co-digestión más eficiente.

5.1.2. Estimación de la cantidad de ton equiv. CO2 de los residuos sólidos

Justificación de la propuesta planteada es el potencial beneficio ambiental por realizar el

tratamiento de ROU y ROA, por lo que cuantificar la cantidad de emisiones que se generan

actualmente sin aplicar ningún procedimiento ambiental es de mucha importancia.

En este trabajo se abordará la cuantificación de las emisiones de GEI ocasionadas por el manejo

del estiércol en las explotaciones agropecuarias en el Ecuador, la cuantificación de las emisiones

de GEI generadas por los residuos orgánicos urbanos no se realiza por la limitación en la

información estadística nacional referente a la generación de residuos sólidos en el país.

Para la cuantificación de las emisiones de GEI se aplicara la metodología detallada en el trabajo

de la (EPA, 2013), en la que tomando la información estadística del país referente a la agricultura

por parte del (INEC, 2008) se estableció una serie de datos desde el año 2004 hasta el año 2011,

en la que detallan las existencias ganaderas y su evolución.

Esta serie de datos se proyectan hasta el 2025 considerando una tasa anual equivalente del

comportamiento de dichas existencias ya que al intentar ajustar dichas series con herramientas

estadísticas tales como el @RISK las aproximaciones resultaban de muy mala calidad y diferían

entre si al variar el criterio estadístico para la aproximación (Chi-cuadrado, Anderson-Darling,

Kolmogorov-Smirnov) por lo que se decidió aplicar la tasa anual equivalente durante el periodo

para cada uno de los ítems y tener una aproximación hacia el año 2025.

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Como punto inicial para la estimación de las emisiones GEI a la población ganadera del Ecuador

se la reclasificó en 5 categorías: Ganado de engorde, Vacas de leche, Otra carne y ganado

lechero, Cerdo y Aves de corral siguiendo la clasificación sugerida por (Cuéllar & Webber, 2008)

y (EPA, 2013).

La reclasificación consistió en transformar las unidades físicas de ganado en unidades de

animales considerando cada una con un peso de 1000kg por tipo de ganado, para ello se

utilizaron unos factores de conversión de unidades dadas por (Kellogg, et al., 2000) y

mencionadas en el trabajo de (Cuéllar & Webber, 2008).

El gráfico 7 presenta los resultados de la reclasificación y conversión de las unidades de animales

existentes y las proyectadas expresadas en millones de unidades al 2005; destacan las

cantidades de unidades de ganado de engorde y vacas de leche, seguido por un importante

incremento en las unidades de ganado porcino al 2025 que ya se ha experimentado en estos

años y llegará a consolidarse en el mediano y largo plazo, explicado por el incremento de

inversiones en esta actividad gracias al creciente incremento en consumo y precios de la carne

de cerdo.

Una vez determinado el número de unidades de animales se procede a estimar la cantidad de

estiércol excretado por tipo de ganado utilizando la metodología aplicada por la (EPA, 2013)

considerando que durante el manejo del estiércol de ganado existen dos GEI que son la principal

fuente de emisiones, estos son el CH4 y óxido de nitrógeno (N2O); existen emisiones de CH4 por

parte del ganado distintas al manejo de estiércol y corresponden a las emisiones del ganado

durante el proceso conocido como fermentación entérica la cual constituye otra importante

fuente de emisión, más para los cálculos del presente trabajo el cálculo de las emisiones de CH4

y N2O se realizarán únicamente en el proceso del manejo del estiércol.

Grafico 7. Unidades de animales (1000Kg-peso) existentes al 2011 y proyectadas al 2025 en el Ecuador

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025

Mil

lon

es

de

Un

ida

des

de

An

imal

es

Años

Ganado de engorde Vacas de leche Otra carne y ganado lechero Cerdo Aves de corral

Fuente: (INEC, 2008) Elaboración: El autor

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Para el cálculo de las emisiones de CH4 y N2O se requiere estimar el volumen excretado de

estiércol por tipo de ganado utilizando la siguiente fórmula:

𝑉𝑆 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝑉𝑆 × 𝑊𝑀𝑆 (1)

Donde la población animal representa el número de unidades animales por cada 1000Kg de

peso; VS hace referencia al volumen excretado por tipo de animal en un año expresado en Kg;

WMS indica el tipo de sistema de manejo de estiércol según la explotación agropecuaria durante

su proceso de producción y viene expresado en porcentaje. Los cálculos del valor excretado se

encuentran detallados en el Anexo 1-D.

La fórmula (1) calcula el volumen excretado por el ganado bobino más para realizar el cálculo

del volumen excretado para el resto de animales se plantea la fórmula siguiente:

𝑉𝑆 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝑉𝑆 × 𝑊𝑀𝑆 × 365.25 (2)

Donde la población animal representa el número de unidades animales por cada 1000Kg de

peso; VS hace referencia al volumen excretado por tipo de animal por día expresado en Kg; WMS

indica el tipo de sistema de manejo de estiércol según la explotación agropecuaria durante su

proceso de producción y viene dado en porcentaje; el factor de 365.25 se aplica para anualizar

VS que viene dado en Kg al día y el factor lo corrige a Kg por año. Para mayor detalle los cálculos

estos se encuentran en el Anexo 1-D.

Una vez calculado el volumen excretado expresado en millones de Kg por año para cada tipo de

animal se procede a estimar la cantidad de CH4 emitida a la atmosfera durante el manejo del

estiércol de ganado, dicha cantidad se expresará en Giga gramos (Gg); para ello se aplica la

siguiente fórmula de cálculo:

𝐶𝐻4 = ∑ (𝑉𝑆 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 × 𝐵0 × 𝑀𝐶𝐹 × 0.662)𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 (3)

Donde 𝐵0 representa la cantidad de 𝑚3 de CH4 por Kg de estiércol excretado por tipo de animal;

el factor de conversión en metano por tipo se sistema de manejo de estiércol viene dado por

MCF y el factor 0.662 corresponde a la densidad del metano a una temperatura de 25𝑜𝐶 (Kg

CH4 / 𝑚3 CH4). Los cálculos detallados se encuentran en el Anexo 1-F.

Al estar expresada Gg la cantidad de CH4 es necesario convertirla en Tg equiv. CO2 que también

podrán ser expresadas como millones de ton equiv. CO2; para lograr dicha conversión se aplica

la fórmula:

𝑇𝑔 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣. 𝐶𝑂2 =(𝐺𝑔 𝐶𝐻4 ×𝑃𝐶𝐺)

1000 (4)

Donde PCG hace referencia al potencial de calentamiento global que tiene el CH4, lo que permite

realizar la conversión a Tg equiv. CO2; los cálculos realizados de detallan en el Anexo 1-F.

Para la estimación de las emisiones de N2O hay que considerar que existen dos tipos de

emisiones, las directas e indirecta; para el cálculo de estas es necesario estimar la cantidad de

Nitrógeno (N) excretado por tipo de animal utilizando la fórmula siguiente:

𝑁 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝑊𝑀𝑆 × 𝑁𝑒𝑥 (5)

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23

Donde la población animal representa el número de unidades animales por cada 1000Kg de

peso; WMS indica el tipo de sistema de manejo de estiércol según la explotación agropecuaria

durante su proceso de producción y viene expresado en porcentaje; Nex hace referencia al

volumen excretado de N por tipo de animal en un año expresado en Kg. Los cálculos del valor

excretado se encuentran detallados en el Anexo 1-G.

La fórmula (5) calcula el volumen de N excretado por el ganado bobino más para realizar el

cálculo del volumen de N excretado para el resto de animales se plantea la fórmula siguiente:

𝑁 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝑊𝑀𝑆 × 𝑁𝑒𝑥 × 365.25 (6)

Donde la población animal representa el número de unidades animales por cada 1000Kg de

peso; WMS indica el tipo de sistema de manejo de estiércol según la explotación agropecuaria

durante su proceso de producción y viene expresado en porcentaje; Nex hace referencia al

volumen excretado de N por tipo de animal en un día expresado en Kg; el factor de 365.25 se

aplica para anualizar Nex que viene dado en Kg al día y el factor lo corrige a Kg por año. Para

mayor detalle los cálculos estos se encuentran en el Anexo 1-G.

Con la cantidad de N excretado por tipo de animal se procede a calcular las emisiones directas

de N2O que van a ser expresadas en Gg, para ello se utiliza la fórmula:

𝑁2𝑂 𝐷𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑜 = ∑ (𝑁 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 × 𝐸𝐹𝑊𝑀𝑆 ×44

28)𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 (7)

Donde 𝐸𝐹𝑊𝑀𝑆 hace referencia al factor de emisiones directas de N2O por tipo de sistema de

manejo de estiércol según los lineamientos del IPCC y viene dado por la relación (Kg N2O-N / Kg

N); La constante 44/28 hace referencia al factor de conversión del N2O-N a N2O. El Anexo 1-H

contiene a detalle los cálculos realizados.

Adicional a las emisiones directas de N2O también existen emisiones indirectas que deben

considerarse por lo que para su cuantificación se aplica la siguiente fórmula:

𝑁2𝑂 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑜 = ∑ ([𝑁 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆×

𝐹𝑟𝑎𝑐𝑔𝑎𝑠,𝑊𝑀𝑆

100×𝐸𝐹𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛×

44

28]+

[𝑁 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑜𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆×𝐹𝑟𝑎𝑐𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑑𝑜𝑠,𝑊𝑀𝑆

100×𝐸𝐹𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑑𝑜𝑠×

44

28])𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙,𝑊𝑀𝑆 (8)

Donde 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑔𝑎𝑠,𝑊𝑀𝑆 indica el N que se pierde en la volatilización por cada WMS;

𝐸𝐹𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛indica el factor de emisión para la volatilización (0.010 Kg N2O / Kg N);

𝐹𝑟𝑎𝑐𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑑𝑜𝑠,𝑊𝑀𝑆 indica el N que se pierde por escurrimiento y lixiviación por cada WMS;

𝐸𝐹𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑑𝑜𝑠 indica el factor de emisión para el escurrimiento y lixiviación (0.0075Kg N2O-N / Kg

N); La constante 44/28 hace referencia al factor de conversión del N2O-N a N2O. El Anexo 1-I

contiene a detalle los cálculos realizados.

Una vez que se han cuantificado las emisiones directas e indirectas de N2O generadas por el

manejo del estiércol en el Ecuador, estas que están expresadas en Gg de N2O se deben

transformar a Tg equiv CO2 o millones de ton equiv de CO2 utilizando la fórmula siguiente:

𝑇𝑔 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣. 𝐶𝑂2 =(𝐺𝑔 𝑁2𝑂 ×𝑃𝐶𝐺)

1000 (9)

Page 24: Tesis Fin de Master

24

Donde PCG hace referencia al potencial de calentamiento global que tiene el N2O, lo que

permite realizar la conversión a Tg equiv. CO2; los cálculos realizados de detallan en el Anexo 1-

J.

Una vez realizada la cuantificación de las emisiones equiv. CO2 se presentan los resultados

totales en el gráfico 8, donde en el eje izquierdo se muestran en millones de ton equiv. CO2 las

emisiones de CH4 y de N2O así como el total de emisiones equiv. CO2 generados por el manejo

del estiércol en el sector ganadero en el Ecuador.

Como dato adicional en correspondencia al eje derecho describiendo valores en millones de

dólares se muestra la serie “Ingresos Potenciales”, los mismos que resultan de multiplicar las

ton equiv. CO2 totales por el precio de los Certificados de Emisiones Reducidas (CER) que en el

2013 que se han fijado por el orden de los 7 €/ton CO2.

Gráfico 8. Emisiones equiv. CO2 e ingresos potenciales x mitigación en el Ecuador al año 2025

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025

Mil

lon

es

de

lare

s

Mil

lon

es

de

Ton

eq

uiv.

CO

2

Años

Emisiones de CH4 Emisiones de N2O Emisiones Totales equiv. CO2 Ingresos Potenciales

Fuente: Datos 2004-2011 (INEC, 2008); Proyección al 2025 por el autor; Metodología y fórmulas de cálculo (EPA, 2013) Elaboración: El autor

Para el caso del Ecuador considerando que dentro del mercado de créditos de carbono es

posible realizar inversiones en países en desarrollo que son canjeables en CER hasta un máximo

del 6% del total de emisiones de la cuota total de emisiones el país o bloque de países.

España como parte del régimen comunitario de derechos de emisión con objetivos de

mitigación de más 2000 millones de ton de CO2 con empresas requiriendo CER se convierte en

un potencial socio estratégico para atraer posible inversiones en el sector bioenergético, por

ello cuantificar en términos monetarios las emisiones del sector ganadero permite evidenciar el

potencial de la propuesta sistémica propuesta.

5.2. Potencial de generación eléctrica y emisiones de CO2 como subproducto

El potencial de generación eléctrica será determinado según la metodología aplicada en el

trabajo de (Cuéllar & Webber, 2008) teniendo en cuenta que el objetivo de su análisis fue

realizar una evaluación de alto nivel de la posibilidad de convertir el estiércol en biogás como un

enfoque para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos y que

Page 25: Tesis Fin de Master

25

la política, normativa técnica, transporte o barreras económicas en su enfoque no fueron

considerados.

En el presente trabajo la cuantificación del potencial de conversión del biogás en energía y las

emisiones generadas durante el proceso constituyen un componente dentro del sistema

propuesto por lo que el complemento de los cálculos realizados estará plasmado en la

incorporación de series monetaria referentes al potencial económico de mitigar estas emisiones

a través de la propuesta generando CER atractivos que potencialicen la inversión en el sector

bioenergético.

5.2.1. Conversión de estiércol en energía eléctrica

Para establecer que cantidad de energía puede ser generada por el estiércol de ganado en el

Ecuador es necesario reclasificar y convertir las existencia del ganado en unidades animales

equivalente de 1000 kg de peso; los datos generados en punto 5.1.2 del presente trabajo, que

se muestran en el gráfico 6 y en sus cálculos detallados en el Anexo 1-B, servirán como base para

los cálculos a realizar en este apartado.

Con el número de animales por tipo de ganado expresada en millones de unidades animales es

necesario estimar el potencial energético el estiércol de ganado 𝐸𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠[𝐵𝑇𝑈] expresado en

Billones de BTU por año, por lo que será necesario aplicar la siguiente fórmula:

𝐸𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠[𝐵𝑇𝑈] = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝐹𝐸𝐵𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 × 365.25 (10)

Donde 𝐹𝐸𝐵𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 indica el factor energético bruto sin convertir en biogás por tipo de animal

expresado en miles de BTU/animal por día según estudio de (Chastain, et al., 1999); el factor

365.25 hace referencia al ajuste del FEB expresado en días, a un resultado anual. Los cálculos

realizados se encuentran desarrollados en el Anexo 2-A.

Con los datos del potencial energético bruto sin convertir en biogás podemos determinar la

electricidad a partir de biogás teniendo en cuenta que este dependerá de la eficiencia del

generador en la conversión de biogás a electricidad.

La energía de biogás puede ser convertida en electricidad con una eficiencia típica de 34-40%

para turbinas grandes y con una eficiencia del 25% para los generadores más pequeños (Nielsen,

et al., 2004) (Tafdrup, 1995) (Cuéllar & Webber, 2008).

Para determinar el potencial eléctrico a partir de biogás 𝑒𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠[𝑘𝑊ℎ] en el Ecuador se

considerará al igual que en el trabajo de (Cuéllar & Webber, 2008) un rango de eficiencia (η)

entre 25% y 40% para lo que aplicaremos la siguiente fórmula:

𝑒𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠[𝑘𝑊ℎ] = 𝐸𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠 × 0.000293 [𝑘𝑊ℎ

𝐵𝑇𝑈] × 𝜂 (11)

Donde el coeficiente 0.000293 permite transformar las unidades BTU en kWh, el resultado del

cálculo vendrá dado en millones de kWh al año de generación eléctrica a partir de biogás, el

detalle de los cálculos realizados constan en el Anexo 2-B.

El gráfico 9 presenta las cantidades estimadas en millones de kWh potenciales a partir del biogás

generado por el estiércol de ganado, existen dos posible series de generación eléctrica

Page 26: Tesis Fin de Master

26

dependiendo del coeficiente de eficiencia (25% y 40%); En el gráfico 8 se han incluidos dos series

complementarias que describen los datos estimados de los ingresos que podrían percibirse por

concepto de generación eléctrica, dicho cálculo corresponde a la multiplicación de la cantidad

en millones de kWh generados por tipo de eficiencia y el precio de generación del kWh en el

Ecuador según (CONELEC, 2012) cuya serie de datos esta entre el 2002 y 2011 por lo que para la

proyección al 2025 se aplica una tasa anual equivalente del comportamiento de los precios

utilizando los datos del 2004 al 2011.

Gráfico 9. Ingresos potenciales y potencial energético (KWh) a partir del biogás en el Ecuador

0

50

100

150

200

250

300

350

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025

Mil

lon

es

de

lare

s

Mil

lon

es

de

kWh

Años

kWh totales con n=25% kWh totales con n=40% Ingresos con n=25% Ingresos con n=40%

Fuente: Datos 2004-2011 (INEC, 2008); Proyección al 2025 por el autor; Metodología y fórmulas de cálculo (Cuéllar & Webber,

2008) Elaboración: El autor

5.2.2. Emisiones de CO2

Los beneficios ambientales globales de la utilización del biogás son por lo general más altos

cuando el biogás se utiliza como sustitución combustible para vehículos de gasolina o diésel

debiéndose a las importantes reducciones adicionales en las emisiones de otros contaminantes

atmosféricos tales como hidrocarburos, óxidos de nitrógeno, partículas, etc.; más cuando el

biogás está reemplazando el fuel oil o gas natural en la producción a gran escala de calor y

energía eléctrica, las reducciones en estos contaminantes son más pequeños o insignificantes

(Börjesson & Berglund, 2007) (Sundberg, et al., 1997) (Lantz, et al., 2007).

Por ello adicional a la cuantificación del potencial energético del biogás a partir de estiércol de

ganado, es de importancia cuantificar la cantidad de CO2 emitido durante el proceso de

combustión del biogás en la generación eléctrica; para ello considerando el método aplicado en

el estudio (Cuéllar & Webber, 2008) donde cuantifica las emisiones de CO2 por la combustión

del biogás, se aplicará la formula siguiente:

𝑘𝑔𝐶𝑂2𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1𝑚𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠3 (𝑋%𝐶𝐻4 × 𝜌𝐶𝐻4 × 2.75 + 𝜌𝐶𝑂2(1 − 𝑋%𝐶𝐻4)) (12)

Donde 𝑘𝑔𝐶𝑂2𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 muestra las emisiones de dióxido de carbono totales procedentes de la

combustión de un metro cúbico de biogás es la suma del contenido de dióxido de carbono en el

biogás y la cantidad de dióxido de carbono resultante de la combustión de metano; X%CH4

indica el porcentaje de CH4 en un metro cúbico de biogás; 𝜌𝐶𝐻4 es la densidad del metano bajo

Page 27: Tesis Fin de Master

27

condiciones normales; 2.75 es la constante que indica que por la combustión de 1kg de metano

puro se genera 2.75kg de CO2; 𝜌𝐶𝑂2 es la densidad del CO2 bajo condiciones normales y

multiplica al factor que indicaría el % de CO2 dentro de ese metro cúbico de biogás, el detalle

de los cálculos realizados se encuentran en el Anexo 2-C.

Una vez conocido la cantidad de CO2 emitido por la combustión de un metro cúbico de biogás

es necesario determinar qué cantidad de kg de CO2 se emite por cada kWh de energía eléctrica

generado durante su combustión y para ello se realizarán los cálculos de siguiente fórmula:

𝑍𝐶𝑂2=

1𝑚𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠3 (𝑋%𝐶𝐻4×𝜌𝐶𝐻4×2.75+𝜌𝐶𝑂2(1−𝑋%𝐶𝐻4))

𝐸%𝐶𝐻4𝜂 (13)

El numerador de esta fórmula hace referencia a 𝑘𝑔𝐶𝑂2𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 calculado al aplicar la formula (12),

más el denominador hace referencia al contenido energético según el porcentaje de CH4 en el

biogás multiplicado por el factor de eficiencia; mayores detalles del cálculo realizado constan en

el Anexo 2-C.

Al haber estimado la cantidad de Kg de CO2 emitidos por cada kWh generado por combustión

de biogás podemos calcular la cantidad de ton de CO2 emitidas por la potencial generación

eléctrica con un contenido de CH4 del 60% y 𝜂=25% y la cantidad de ton de CO2 emitidas por la

potencial generación eléctrica con un contenido de CH4 del 70% y 𝜂=40% multiplicando 𝑍𝐶𝑂2

que es la cantidad de CO2 emitido por kWh generado, por 𝑒𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠[𝑘𝑊ℎ] que es la cantidad de

kWh generados a partir del biogás del estiércol de ganado.

El gráfico 10 presenta las cantidades de CO2 emitido por la combustión del biogás con diferentes

porcentajes de eficiencia energética, estos datos se expresan en millones de ton CO2; este

gráfico incluye la serie de datos que corresponde a las emisiones equiv. CO2 generadas por el

tratamiento del estiércol de ganado, con la finalidad de observar la posible reducción neta de

emisiones de GHI, la misma que resultaría de la diferencia entre las ton equiv. CO2 reducidas

por el tratamiento agrícola y las emisiones generadas por la combustión del biogás.

Gráfico 10. Emisiones de CO2 por combustión de biogás vs emisiones equiv. CO2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025

Mil

lon

es

de

ton

CO

2

Años

Emisiones de CO2 con n=25% Emisiones de CO2 con n=40% Emisiones de ton equiv. CO2

Fuente: Metodología y fórmulas de cálculo (Cuéllar & Webber, 2008) Elaboración: El autor

Page 28: Tesis Fin de Master

28

5.3. Alternativas de cultivos energéticos

Como parte de la propuesta planteada en el gráfico 6 y luego de identificar los potenciales de

contaminación de los ROA, el potencial energético expresado en kWh del biogás generado a

partir del tratamiento de los ROA y la cantidad de CO2 generado a partir de la combustión de

del biogás durante el proceso de su conversión a energía, es necesario identificar que cultivo

energético permitirá obtener el mayor VAN y la mejor relación costo-beneficio público y privado

del sector bioenergético en su conjunto considerando tres grandes etapas (producción de

biomasa, extracción de lípidos de la biomasa y transterificación de los lípidos para convertirlos

en biodiesel) en la producción de biodiesel.

“El valor actual neto, también conocido como valor actualizado neto (en inglés net present

value), cuyo acrónimo es VAN (en inglés, NPV), es un procedimiento que permite calcular el valor

presente de un determinado número de flujos de caja futuros, originados por una inversión. La

metodología consiste en descontar al momento actual (es decir, actualizar mediante una tasa)

todos los flujos de caja futuros del proyecto. A este valor se le resta la inversión inicial, de tal

modo que el valor obtenido es el valor actual neto del proyecto” (Wikipedia-b, 2013). Para

calcular el VAN es necesario aplicar la fórmula siguiente:

VAN= ∑𝑉𝑡

(1+𝑘)𝑡𝑛𝑡=1 − 𝐼0 (14)

Donde:

𝑉𝑡 : representa los flujos de caja en cada periodo t, para este trabajo se identificaron los ingresos

y egresos para cada tipo de cultivo energético expresados en dólares por hectárea ($/ha). Se

consideran los egresos operativos por cada etapa del proceso de producción del biocombustible

considerando una variación anual equivalente al IPC del Ecuador. Para aquellos valores

expresados en euros (€) se procedió a realizarla conversión a dórales considerando un tipo de

cambio promedio anual (BCE, 2013) en el año base de la información de costos. Los ingresos son

el producto del rendimiento en litros de biocombustible por hectárea (Lt/ha) por el precio

mundial del litro de biodiesel para cada periodo t y por el número de hectáreas cultivadas (ha).

Se considera que los flujos de caja serán el resultado de:

La diferencia entre los ingresos menos egresos totales para cada periodo t menos la

depreciación el año t conocido como beneficio antes de impuestos.

Se calcula el 25% que es la tasa impositiva correspondiente al impuesto a la renta en el

Ecuador y se restan del beneficio antes de impuestos para obtener el beneficio del

ejercicio en el periodo t.

El flujo de caja resultará de la suma del beneficio del ejercicio en el periodo t y la

depreciación del periodo t justificado en que la depreciación no constituye una salida

efectiva de dinero por lo tanto debe ser considerado como parte del flujo de caja.

Page 29: Tesis Fin de Master

29

𝐼0 : indica el valor del desembolso inicial de la inversión, el cálculo vendrá dado por los costos

de capital para cada etapa del proceso de producción de biodiesel expresados en dólares por

hectárea y multiplicados por el número de hectáreas en el periodo 𝑡0 que para este estudio será

el año 2014 puesto que actualmente nos encontramos en el segundo semestre del año.

La depreciación estará dada por la división de la inversión inicial en el periodo 𝑡0 sobre el número

de periodos pendientes hasta el horizonte de la inversión cuanto t=n, que para este trabajo se

ha fijado en el año 2025.

𝑛 : es el número de periodos considerados que para efectos de análisis será de 11 años

correspondientes al periodo comprendido entre el año de las inversiones que será el 2014 y el

año donde confluyen los escenarios de planificación establecidos en los documentos

gubernamentales en el Ecuador (SENPLADES, 2009).

𝑘 : indica la tasa de interés o tasa de descuento a al que se actualizarán los flujos de caja, para

ello se realizará un análisis bajo dos tipos de interés, en primera instancia se aplicara la última

tasa pasiva referencial según (BCE, 2013) que corresponde al 6.48% y como segundo tipo se

utilizará la tasa activa efectiva en el sector financiero del Ecuador correspondiente al grupo

productivo corporativo (BCE, 2013) que corresponde al 8.84%.

“El análisis de costo-beneficio es una técnica importante dentro del ámbito de la teoría de la

decisión donde se pretende determinar la conveniencia de proyecto mediante la enumeración

y valoración posterior en términos monetarios de todos los costos y beneficios

derivados directa e indirectamente de dicho proyecto. Este método se aplica a obras sociales,

proyectos colectivos o individuales, empresas privadas, planes de negocios, etc., prestando

atención a la importancia y cuantificación de sus consecuencias sociales y/o económicas.”

(Wikipedia-c, 2013). Para estimar la relación coste beneficio se aplicará la siguiente fórmula:

𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜−𝑏𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 =𝐵𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 (14)

Donde los beneficios totales directos e indirectos serán anualizados y descontados durante el

horizonte de tiempo del análisis al igual que los costes totales. Con el objetivo de tener una

visión de los resultados privados y públicos del sector se considerarán como costos públicos a la

inversión gubernamental en incentivos crediticios para el desarrollo del sector, como ingresos

públicos se considerará el retorno de los impuestos recaudados por parte del gobierno del sector

bioenergético durante el periodo de análisis. En los siguientes apartados del presente trabajo se

realizan los cálculos del VAN y relación costo-beneficio para cada una de las posibles alternativas

de cultivo con fines energéticos, se considerarán en todos los casos la siguiente función objetivo

sus tres restricciones:

Función Objetivo: Maximizar el VAN de la producción de biodiesel con horizonte 2015.

Restricción de superficie: haciendo referencia a que la superficie del cultivo energético

debe ser menor o igual al número de hectáreas disponibles en el Ecuador.

Restricción de demanda de biodiesel: corresponde a la cantidad de litros demandados

en el Ecuador por cada periodo, la cual debe ser cubierta por el cultivo.

Restricción de capital: se considera que la cantidad de recursos se limita a un nivel de

financiamiento gubernamental.

Page 30: Tesis Fin de Master

30

Para cada uno de las alternativas de cultivos energéticos integrándolos al conjunto del sector

durante el proceso de producción de biodiesel se consideran tres etapas tales como:

Producción de Biomasa: Considera el rendimiento expresado en toneladas por cada

cultivo, rendimientos propios del proceso productivo de la biomasa. Se establecen

costos aproximados en dólares por hectárea para los costos de capital así como los

costos operativos propios del cultivo, el procedimiento agronómico del cultivo no será

profundizado en este trabajo más el detalle de los cálculos realizados están disponibles

en el Anexo 3.

Extracción de Lípidos: Establece los costos de capital y operativos relativos al proceso

de extraer el contenido de aceite (lípidos) de la biomasa una vez que se ha cosechado,

existen distintos tratamientos y costos para cada uno tipo de biomasa, los mismos que

son tomados publicaciones científicas permitiendo establecer un mayor nivel de

confianza en los resultados del cálculos realizados, rendimiento, y costos se expresan en

función de cada hectárea. El procedimiento técnico del proceso de extracción será

descrito brevemente o referido a fuentes de consulta de mayor detalle al no ser el

objeto de estudio una descripción técnica, más todos los cálculos relacionados en

detalle se encontraran en el Anexo 3.

Transterificación y obtención del Biodiesel: Indica los costos de capital y operativos

expresados en dólares por hectárea necesarios para transformar el aceite de la biomasa

en biodiesel considerando que durante el proceso se generan subproductos que son

considerados dentro de los otros ingresos por alternativa de cultivo en el cálculo del

flujo de caja por periodo. Los rendimientos y detalle de cálculos se encuentran en el

Anexo 3.

Como parte de los datos comunes para la cuantificación del VAN y relación costo-beneficio para

cada alternativa de cultivo tenemos los posibles precios para el biodiesel en el Ecuador; existen

tres posibles alternativas de precios para el biocombustible en el Ecuador tal y como se muestran

en el gráfico 5, así como la demanda interna de combustibles.

El gráfico 11 complementa la información referente a la superficie disponible en el Ecuador para

los cultivos energético el mismo que se expresa consta en el eje derecho en miles de hectáreas

observándose una tendencia a la baja en la cantidad de superficie disponible, la misma que

corresponde al uso de suelo que se encuentra en descanso durante el periodo ya que representa

aquella superficie que no supondrá competencia con cultivos destinados al alimento humano ni

será de esperarse que el costo de oportunidad de arrendar esta superficie sea de precios

elevados; en el eje izquierdo se observa la leyenda del eje en millones de litros representando

la demanda de biodiesel requerida en el Ecuador según la mezcla del biodiesel (5% o 10%).

Page 31: Tesis Fin de Master

31

Gráfico 11. Demanda potencial de biodiesel y superficie disponible para cultivos energéticos

0

50

100

150

200

250

0

100

200

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400

500

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800

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Mile

s d

e H

ectá

reas

Mill

on

es d

e lit

ros

Años

DIESELB10 DIESELB5 SUP_DISP

Fuente: Datos serie 2004-2011 (BCE, 2012) (INEC, 2008), Proyección al 2025 elaboración propia. Elaboración: El autor

5.3.1. Biodiesel a partir de Palma Africana

La información considerada para obtener los costos de capital y operativos del cultivo para

obtener la biomasa fueron tomados de la guía técnica del (IICA, 2006).

Los datos referentes a los costos de capital y costos operativos para los procesos de extracción

de lípidos y transesterificación se tomaron del trabajo de (Kovacevic & Wesseler, 2010) donde

aborda un análisis coste eficacia para los cultivos de microalgas cultivados en estanques abiertos

y el cultivo de colza.

Para efectos de este trabajo los datos referentes a los procesos de extracción de lípidos y

transesterificación aplicados a la colza son equiparables al tratarse de procesos similares

(triturado para colza y prensado para palma) por lo que se ha tomado los valores referenciales

al año 2008 como consta en el estudio y para la proyección al 2025 de los costes se consideran

las variaciones en el índice de precios al consumidor (IPC) del Ecuador según él (INEC, 2013).

El gráfico 12 presenta la serie de datos proyectados de los costos de capital y costos operativos

durante el proceso productivo del biodiesel a base de palma africana, en el eje izquierdo se

detalla el costo de capital por hectárea de cultivo para cada periodo y por etapa (biomasa,

extracción aceite, transesterificación); en el eje derecho expresado en dólares por hectárea se

detallan las series referentes a los costos operativos observando que los costos operativos de

extracción del aceite son los más altos mientras que los costos operativos de la etapa de

transesterificación es la menos costosos. Todos los cálculos en detalle se muestran en el Anexo

3 del presente trabajo.

Page 32: Tesis Fin de Master

32

Gráfico 12. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de palma al 2025

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0

2000

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12000

14000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Co

sto

s O

per

ativ

os

($/h

a).

Co

sto

de

Cap

ital

($/h

a.)

Años

PALMA BIOM COST_K PALMA REGIA COST_K PALMA TRANS COST_K

PALMA BIOM COST_OPER PALMA REGIA COST_OPER PALMA TRANS COST_OPER

Fuente: (IICA, 2006), (Kovacevic & Wesseler, 2010), Proyección al 2025 en base al (INEC, 2013). Elaboración: El autor

Adicional a los costos de capital y costos operativos para la producción de biodiesel a partir de

palma africana, en el presente estudio se han considerado los ingresos por concepto de

subproductos para cada alternativa de cultivo energético así como los rendimientos esperados

en toneladas por hectárea durante cada etapa del proceso de producción del biodiesel, el gráfico

13 presenta los rendimientos del cultivo y el ingreso por hectárea por subproducto para la palma

africana.

Gráfico 13. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a base de palma africana

0

5

10

15

20

25

0

500

1000

1500

2000

2500

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Re

nd

imie

nto

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cult

ivo

(ton

/ha.

)

Ingr

eso

s Su

bpr

odu

cto

s ($

/ha.

)

Años

PALMA BIOMASA PALMA LIPIDOS PALMA GLICERINA

PALMA BIODIESEL PALMA TORTA PALMA GLICEROL

Fuente: (IICA, 2006), (Kovacevic & Wesseler, 2010), Proyección al 2025 en base al (INEC, 2013). Elaboración: El autor

Para el análisis del potencial de producir biodiesel a partir de palma africana se realizó el cálculo

del VAN y la relación costo-beneficio para cuatro posibles escenarios en los que tomaron las

siguientes consideraciones:

Page 33: Tesis Fin de Master

33

1. El periodo de 𝐼0 será el año 2014 considerando el principio de la matemática financiera

para el cálculo del VAN las inversiones se realizan al inicio del año y la producción es

ingresos al final del año por lo que el primer año de producción se considerará a precios

y costos del año 2014.

2. El periodo de crecimiento del cultivo hasta el inicio de la primera cosecha será de 4 años

por lo que el primer año productivo será el 2018.

3. Se asume una única inversión dada en el año 2014 por lo que el número de hectáreas

que se programen en este año debe considerar la demanda de biodiesel (5% y 10%) para

todo el periodo de análisis, es decir considerar la proyección de la demanda al 2025.

Escenario 1: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de palma africana sujeto a la limitante de uso de suelo para el año 2014 y la

demanda de biodiesel según la consideración 3 de este apartado. Los cálculos realizados se

encuentran detallados en el Anexo 3, más a continuación el resumen de los resultados de este

escenario considerando la demanda del biodiesel con una mezcla del 5% se muestran en la tabla

4.

Tabla 4. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 1)

*- K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN PALMA 2025 1,782,698,162.25 1,285,980,952.89

100% 181% Costo/Beneficio

Privado 2.51 2.09

Ingresos Fiscales 755,007,996.29 880,629,528.09

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Los resultados de la tabla 4 indican que el sector obtendría un beneficio potencial de entre

1,285-1,782 millones de dólares, alcanzando una relación costo-beneficio superior a 2 en ambos

casos, para ello requerirá ocupar el 100% de las 161855 hectáreas produciendo cantidad

suficiente de biodiesel para satisfacer en un 181% en promedio de la demanda interna,

necesitando inversiones por el orden de los 1,183.7 millones de dólares, inversiones que durante

el periodo de análisis tributaran impuesto a la renta, que descontado al mismo tipo de interés

que para los flujos de caja se convertirán en ingresos fiscales por montos de entre 755 y 880.6

millones de dólares.

Al realizar los cálculos considerando una demanda del 10% del biodiesel mezclado los resultados

obtenidos correspondieron a los alcanzados en la tabla 4 con la única diferencia en la satisfacción

de la demanda interna debido a que con la limitante del número de hectáreas y habiendo

utilizado el 100% de la superficie disponible, la producción de biodiesel a partir de palma africana

permitiría abastecer en promedio al 90% del total de litros requeridos por el mercado.

Escenario 2: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de palma africana sujeto a la limitante de uso de suelo para el año 2014 y la

demanda de biodiesel según la consideración 3 de este apartado, más según el catálogo de

inversión para proyectos estratégicos en el Ecuador (MCSE, 2012), la producción de biodiesel a

Page 34: Tesis Fin de Master

34

partir de palma africana puede acogerse al incentivo de inversiones que consta en el código de

la producción del Ecuador y mencionado en el catálogo nombrado, es posible beneficiarse de

una exoneración del 100% del impuesto a la renta durante los primeros 5 años del proyecto una

vez que este inicie producción.

La tabla 5 presenta los resultados de los cálculos realizados para el segundo escenario y teniendo

en cuenta una demanda de biodiesel al 5%. El VAN se incrementa con respecto al escenario 1

gracias al incentivo tributario del código de la producción, los montos alcanzados se encuentran

entre 1,691.8 y 2,255.7 millones de dólares.

Mejora la relación costo-beneficio siendo superior a 2.4 en ambos casos requiriendo el total de

la superficie disponible y produciendo biodiesel en un 181% en promedio más de la demanda

interna con requerimientos de capital similar al del escenario 1 y reduciendo los ingresos fiscales

a montos de 282.1 y 311.1 millones de dólares respectivamente a consecuencia del incentivo

tributario otorgado por ser considerado un proyecto estratégico para el Ecuador.

Tabla 5. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 2)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN PALMA 2025 2,255,657,323.99 1,691,844,630.58

100% 181% Costo/Beneficio

Privado 2.91 2.43

Ingresos Fiscales 282,048,834.55 311,076,298.53

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Los resultados de correr el modelo con una demanda con mezcla de biodiesel al 10% presentan

similares resultados que los mencionados en la tabla 5 con la diferencia en la reducción en la

satisfacción de la demanda a un 90% dado que ya ha ocupado el 100% de la superficie disponible

para cultivos energéticos.

Escenario 3: No existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del

sector bioenergético por lo que se procede a establecer una línea de financiamiento

gubernamental con tipo de interés al 8% anual con 4 años de gracia para el pago del capital, para

incentivar la inversión interna considerando que el financiamiento ascenderá hasta el 80% de la

inversión total necesaria para satisfacer al menos el 5% de la demanda interna de biodiesel tal

según lo estipulado por (Presidencia, 2012).

Se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de biodiesel a partir de palma

africana sujeto a la limitante de uso de suelo para el año 2014, el límite del capital y la demanda

de biodiesel según la consideración 3 de este apartado.

La tabla 6 presenta el resumen de los resultados del VAN y relación costo-beneficio para el

escenario 3 con tipos de interés del 6.48% y 8.84% para una demanda de biodiesel con mezcla

al 5%.

Page 35: Tesis Fin de Master

35

Tabla 6. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 3)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN PALMA 2025 996,458,076.19 788,545,499.87

57% 103%

Costo/Beneficio Privado

8.38 6.84

VAN FISCAL 2025 564,061,853.69 435,468,730.89

Costo/Beneficio Pública

2.04 1.81

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

El VAN del sector disminuye con respecto a los resultados obtenidos en los escenarios 1 y 2

alcanzando cantidades de entre 788.1 a 996.5 millones de dólares pero con un importante

incremento en la relación costo-beneficio ubicado ahora entre 6.84 y 8.38 dólares de

rendimiento por cada dólar invertido en el sector.

La cantidad de hectáreas necesarias para satisfacer la demanda de biodiesel es del 57% del total

de superficie disponible con requerimiento de inversión total de 675 millones de dólares de los

cuales 540 millones responden al 80% de financiamiento propuesto por la línea de crédito

gubernamental, los mismos que se recuperan y junto al impuesto a la renta generan ingresos

fiscales del orden de 435.1 y 564.1 millones de dólares relaciones costo-beneficio de entre el

1.81 y 2.04 sobre los fondos públicos.

Los resultados de evaluación del escenario 3 considerando una demanda de biodiesel al 10%

dieron resultados similares a los obtenidos en la tabla 6 con la diferencia en la limitación de

satisfacción de la demanda de biodiesel por el orden del 51% del total requerido.

Escenario 4: Considera las características del escenario 3 incluyendo la condición de acogerse

al incentivo tributario otorgado por el código de la producción. Se procede a realizar la

maximización del VAN del sector productor de biodiesel a partir de palma africana sujeto a la

limitante de uso de suelo para el año 2014, el límite del capital y la demanda de biodiesel según

la consideración 3 de este apartado. La tabla 7 indica el resumen de los resultados obtenidos

para el escenario 4.

Tabla 7. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de palma (Escenario 4)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN PALMA 2025 1,237,882,755.94 995,515,750.81

57% 103%

Costo/Beneficio Privado

10.17 8.37

VAN FISCAL 2025 253,710,364.35 145,024,965.34

Costo/Beneficio Pública

1.47 1.27

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

El VAN se incrementa con respecto a la tabla 6 alcanzando montos entre 995.5 y 1,238 millones

de dólares gracias al incentivo tributario, se eleva la relación costo-beneficio por encima de 8.3

Page 36: Tesis Fin de Master

36

para ambos casos se mantiene una satisfacción promedio de la demanda de un 103% durante

todo el periodo de análisis ocupando el 57% de la superficie disponible. La inversión realizada

por el sector continua en los 675 millones de dólares de los cuales el 20% constituye la inversión

privada, los réditos fiscales disminuyen con respecto a la tabla anterior ubicándose en

cantidades entre los 145 y 253.7 millones de dólares con una relación coste-beneficio entre 1.24

y 1.47.

La evaluación de este escenario bajo los requerimientos de una demanda del 10% de mezcla de

biodiesel no modifica los resultados alcanzados en la tabla 7 con excepción de la disminución en

la satisfacción de la demanda ubicada en un 51% del total de litros de biodiesel requerido.

5.3.2. Biodiesel a partir de Microalgas cultivadas en estanques abiertos

La datos considerados para obtener los costos de capital y operativos del cultivo en las etapas

de producción de biomasa, extracción de lípidos y transesterificación se tomaron del trabajo de

(Kovacevic & Wesseler, 2010) descrito anteriormente quien justifica valores asignados a los

costes de capital y operativos basado en el trabajo de (Benemann & Oswald, 1996) con probada

experiencia en el estudio de explotaciones de microalgas en estanques abiertos, de aquí se

tomaron los valores referenciales al año 2008 y para la proyección de los costes al 2025 se

consideran las variaciones en el IPC del Ecuador según él (INEC, 2013).

El gráfico 14 presenta la serie de datos proyectados de los costos de capital y costos operativos

durante el proceso productivo del biodiesel a base de microalgas cultivada en estanques

abiertos, en el eje izquierdo se detalla el costo de capital por hectárea de cultivo para cada

periodo y por etapa (biomasa, extracción aceite, transesterificación) observando que la

producción de la biomasa es aquella que mayores costos de capital representa seguido por los

costos de extracción del aceite; en el eje derecho expresado en dólares por hectárea se detallan

las series referentes a los costos operativos observando que los costos operativos más altos igual

que en el caso de los costos de capital se generan durante la producción de biomasa. Todos los

cálculos en detalle se muestran en el Anexo 3 del presente trabajo.

Gráfico 14. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de microalgas1 al 2025

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Co

sto

s O

per

ativ

os

($/h

a.)

Co

sto

de

Cap

ital

($/h

a.)

Años

ALGAS1 BIOM COST_K ALGAS1 REGIA COST_K ALGAS1 TRANS COST_K

ALGAS1 BIOM COST_OPER ALGAS1 REGIA COST_OPER ALGAS1 TRANS COST_OPER

Fuente: (Kovacevic & Wesseler, 2010), Proyección al 2025 en base al (INEC, 2013). Elaboración: El autor

Page 37: Tesis Fin de Master

37

Al continuar con el desarrollo de la alternativa de cultivo energético a base de microalgas en

estanques abiertos es necesario identificar diversos subproductos generados durante el proceso

de producción de biodiesel. El gráfico 15 muestra el rendimiento expresado en toneladas por

hectárea de cada uno de los productos generados de la biomasa de algas, tales como el

rendimiento de la biomasa del cultivo detallada en el eje derecho del gráfico, de la que

obtenemos un porcentaje de lípidos y el resto un compuesto de carbohidratos y proteínas

aplicable como pienso para la producción ganadera, avícola o camaronera. Del porcentaje de

lípidos de la biomasa durante el proceso de transesterificación en el que utiliza metanol como

solvente para extraer el biodiesel en una proporción uno a uno genera como sub producto una

transformación del metanol en glicerol que es un producto comercializable.

Gráfico 15. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a partir de microalgas1

0

50

100

150

200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Re

nd

imie

nto

de

cult

ico

(to

n/h

a.)

Ingr

eso

s Su

bpr

odu

cto

s ($

/ha.

)

Años

ALGAS1 BIOMASA ALGAS1 LIPIDOS ALGAS1 GLICERINA

ALGAS1 BIODIESEL ALGAS1 TORTA ALGAS1 GLICEROL

Fuente: (Kovacevic & Wesseler, 2010), Proyección al 2025 en base al (INEC, 2013). Elaboración: El autor

El eje izquierdo del gráfico 15 muestra en dólares por hectárea los ingresos por cada

subproducto que resultan de la multiplicación del rendimiento del subproducto por hectárea y

el precio por tonelada de cada subproducto destacando la importancia de los ingresos

adicionales para el cultivo por la venta de la torta de algas resultante del proceso de extracción

de lípidos y su comercio en el sector agropecuario y acuícola.

Para el análisis del potencial de producir biodiesel a partir de microalgas en sistema de

producción de estanques abiertos se realizó el cálculo del VAN y la relación costo-beneficio para

cuatro posibles escenarios en los que tomaron las siguientes consideraciones:

El periodo de 𝐼0 será el año 2014 considerando el principio de la matemática financiera para el

cálculo del VAN las inversiones se realizan al inicio del año y los ingresos por lo producido se

generan como anualidad vencida al final del año por lo que el primer año de producción se

considerará a precios y costos del año 2014.

El periodo de crecimiento del cultivo es en sistema continuo por lo que los ingresos por cosecha

o primer año productivo será el 2014.

Se asume una única inversión dada en el año 2014 por lo que el número de hectáreas que se

programen en este año debe considerar la demanda de biodiesel (5% y 10%) para todo el

periodo de análisis, es decir considerar la proyección de la demanda al 2025.

Page 38: Tesis Fin de Master

38

Escenario 1: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de microalgas en sistemas de cultivo en estanques abiertos sujeto a la limitante

de uso de suelo para el año 2014 y la demanda de biodiesel según la consideración 3 de este

apartado.

Los cálculos realizados se encuentran detallados en el Anexo 3, más a continuación el resumen

de los resultados de este escenario considerando la demanda del biodiesel con una mezcla del

5% se muestran en la tabla 8.

Tabla 8. VAN y relación costo/beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas1 (Escenario 1)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS1 2025 323,592,865.05 -

100% 1073% Costo/Beneficio

Privado 1.02 -

Ingresos Fiscales 2,031,388,629.04 -

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

El realizar la maximización del VAN para el escenario 1, se identificó que solo se generan flujos

positivos para la evaluación del flujo de caja a un tipo de interés del 6,48% con un VAN de 323.6

millones de dólares con una relación coste beneficio de 1.02 dólares por cada dólar invertido

ocupando el 100% de la superficie disponible para el cultivo con producción de biodiesel capaz

de satisfacer el 1073% de la demanda interna de biodiesel en el Ecuador, más para ello se

requieren inversiones en el sector por el orden de los 17,676.1 millones de dólares que

aportarían ingresos fiscales por un monto de 2031.4 millones de dólares.

Al cambiar la restricción de satisfacción de la demanda de biodiesel al 5% por el 10% los

resultados alcanzados coinciden con los observados en la tabla 8 con la única diferencia en el

porcentaje de satisfacción de la cantidad demandada de biodiesel que se ubica en un 536% del

total de litros de biodiesel requerido en el Ecuador.

Escenario 2: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de microalgas cultivadas en sistemas de estanques abiertos sujeto a la

limitante de uso de suelo para el año 2014 y la demanda de biodiesel según la consideración 3

de este apartado, más según el catálogo de inversión para proyectos estratégicos en el Ecuador

(MCSE, 2012), la producción de biodiesel a partir de microalgas cultivadas en sistemas de

estanques abiertos puede acogerse al incentivo de inversiones que consta en el código de la

producción del Ecuador y mencionado en el catálogo nombrado, siendo posible beneficiarse de

una exoneración del 100% del impuesto a la renta durante los primeros 5 años del proyecto una

vez que este inicie producción.

El resultado de la evaluación del escenario 2 con la alternativa de cultivo energético de

microalgas en sistemas de producción de estanques abiertos se presenta en la tabla 9. Al igual

que lo ocurrido en el escenario 1, el VAN evaluado a tipos de interés del 8.84% no genera

Page 39: Tesis Fin de Master

39

resultados positivos; en cuanto a la evaluación del escenario 2 a un tipo de interés del 6.48%

proporcionó un incremento con respecto al caso anterior en el VAN, ascendiendo al monto de

566.6 millones de dólares mejorando la relación costo-beneficio a 1.13, con ocupación del 100%

de la superficie y satisfacción de los litros de biodiesel demandados por el orden de 1073% de

su requerimiento.

Se mantiene el requerimiento de inversión en el sector por montos superiores a los 17,600

millones de dólares, pero los ingresos fiscales descienden al orden de los 1,788.4 millones de

dólares a consecuencia del traspaso de beneficios como incentivo a la inversión según lo

estipulado para el código de la producción.

Tabla 9. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas1 (Escenario 2)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS1 2025 566,638,082.78 -

100% 1073% Costo/Beneficio

Privado 1.13 -

Ingresos Fiscales 1,788,343,411.31 -

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Al realizar el análisis del VAN en el escenario 2 bajo la restricción de una demanda con el 10%

de mezcla de biodiesel los resultados son idénticos salvo en la satisfacción de la demanda, donde

pasa del 1073% a 536%.

Escenario 3 y Escenario 4: Que incorporan una restricción de capital en ambos casos y un

incentivo tributario para el escenario 4 mostraron ser incompatibles con las características del

cultivo de microalgas ya que el VAN de los flujos es negativo.

5.3.3. Biodiesel a partir de Microalgas cultivadas en un fotobiorreactor laminar

En lo referente a la producción de biodiesel a partir de microalgas cultivadas en un

fotobiorreactor laminar hay que destacar que el sistema es de reciente creación, patentado por

(Fernández González, 2011) profesor de la UPM con más de un año de pruebas, actualización de

materiales para la construcción del fotobiorreactor y ser probado con distintas especies de

microalgas serán la fuente principal de información junto a las entrevistas realizadas e (Durán

Altisent, 2013) (Fernández González, 2013), para la estimación de los costos de capital y

operativos del cultivo en la etapa de producción de biomasa.

Para las etapas de extracción de lípidos y transesterificación se tomaron datos del trabajo de

(Kovacevic & Wesseler, 2010) descrito anteriormente quien justifica valores asignados a los

costes de capital y operativos basado en el trabajo de (Benemann & Oswald, 1996),

considerando marcadas diferencias en ítems como costos de centrifugación y mano de obra

dado que este fotobiorreactor elimina el proceso de centrifugación y reduce la mano de obra

dado que junto al fotobiorreactor se han desarrollado prototipos robotizados para la cosecha

del cultivo.

Page 40: Tesis Fin de Master

40

Los datos suministrados datan del año 2012 por lo que los datos de costos y rendimiento se

proyectan en función de las experiencias previas en el uso de este equipamiento, para la

proyección de los costes al 2025 se consideran las variaciones en el IPC del Ecuador según él

(INEC, 2013).

El gráfico 16 presenta la serie de datos proyectados de los costos de capital y costos operativos

durante el proceso productivo del biodiesel a base de microalgas cultivada en fotobiorreactores

laminares, en el eje izquierdo se detalla el costo de capital por hectárea de cultivo para cada

periodo y por etapa (biomasa, extracción aceite, transesterificación) observando que la

producción de la biomasa es aquella que mayores costos de capital representa.

En el eje derecho expresado en dólares por hectárea se detallan las series referentes a los costos

operativos observando que los costos operativos más altos igual que en el caso de los costos de

capital se generan durante la producción de biomasa. Todos los cálculos en detalle se muestran

en el Anexo 3 del presente trabajo.

Gráfico 16. Costos de capital y costos operativos del biodiesel a base de microalgas2 al 2025

Fuente: (Kovacevic & Wesseler, 2010), (Durán Altisent, 2013), (Fernández González, 2011), Proyección al 2025 en base al (INEC,

2013). Elaboración: El autor

En lo referente a la alternativa de cultivo energético a base de microalgas cultivadas en

fotobiorreactores laminares es necesario identificar diversos subproductos generados durante

el proceso de producción de biodiesel.

El gráfico 17 muestra el rendimiento expresado en toneladas por hectárea de cada uno de los

productos generados de la biomasa de algas, tales como el rendimiento de la biomasa del cultivo

detallada en el eje derecho del gráfico, de la que obtenemos como se explicó en el apartado

anterior para el cultivo de microalgas en estanques abiertos, un porcentaje de lípidos y el resto

un compuesto de carbohidratos y proteínas aplicable como pienso para la producción ganadera,

avícola o camaronera.

Del porcentaje de lípidos de la biomasa durante el proceso de transesterificación en el que utiliza

metanol como solvente para extraer el biodiesel en una proporción uno a uno genera como sub

producto una transformación del metanol en glicerol que es un producto comercializable.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Co

sto

s O

per

ativ

os

($/h

a.)

Co

sto

de

Cap

ital

($

/ha.

)

Años

ALGAS2 BIOM COST_OPER ALGAS2 REGIA COST_OPER ALGAS2 TRANS COST_OPER

ALGAS2 BIOM COST_K ALGAS2 REGIA COST_K ALGAS2 TRANS COST_K

Page 41: Tesis Fin de Master

41

Gráfico 17. Rendimientos e ingresos por subproductos del biodiesel a partir de microalgas2

0

20

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120

140

160

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

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)

Ingr

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s Su

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odu

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s ($

/ha.

)

Años

ALGAS2 BIOMASA ALGAS2 LIPIDOS ALGAS2 GLICERINA

ALGAS2 BIODIESEL ALGAS2 TORTA ALGAS2 GLICEROL

Fuente: (Durán Altisent, 2013), (Fernández González, 2011), Proyección al 2025 en base al (INEC, 2013). Elaboración: El autor

El eje izquierdo del gráfico 17 muestra en dólares por hectárea los ingresos por cada

subproducto que son producto del rendimiento del subproducto por hectárea multiplicado por

el precio por tonelada de cada subproducto, destacando la importancia de los ingresos

adicionales para el cultivo que resultan de la venta de la torta de algas resultante del proceso de

extracción de lípidos y su comercio en el sector agropecuario y acuícola.

Para el análisis del potencial de producir biodiesel a partir de microalgas cultivadas en

fotobiorreactores laminares se realizó el cálculo del VAN y la relación costo-beneficio para

cuatro posibles escenarios en los que tomaron las siguientes consideraciones:

El periodo de 𝐼0 será el año 2014 considerando el principio de la matemática financiera para el

cálculo del VAN las inversiones se realizan al inicio del año y los ingresos resultantes de lo

producido, se generan como anualidad vencida al final del año por lo que el primer año de

producción se considerará a precios y costos del año 2014.

El periodo de crecimiento del cultivo es en sistema continuo por lo que los ingresos por cosecha

o primer año productivo será el 2014.

Se asume una única inversión dada en el año 2014 por lo que el número de hectáreas que se

programen en este año debe considerar la demanda de biodiesel (5% y 10%) para todo el

periodo de análisis, es decir considerar la proyección de la demanda al 2025.

Escenario 1: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de microalgas en sistemas de cultivo en estanques abiertos sujeto a la limitante

de uso de suelo para el año 2014 y la demanda de biodiesel según la consideración 3 de este

apartado.

Los cálculos realizados se encuentran detallados en el Anexo 3, más a continuación el resumen

de los resultados de este escenario considerando la demanda del biodiesel con una mezcla del

5% se muestran en la tabla 10.

Page 42: Tesis Fin de Master

42

Tabla 10. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 1)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS2 2025 18,979,626,982.31 14,115,016,765.53

100% 1391% Costo/Beneficio

Privado 2.17 1.87

Ingresos Fiscales 8,059,497,231.40 6,866,964,325.20

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

El VAN para los distintos tipos de interés evaluados en el escenario 1 para la alternativa de

cultivo energético a base de microalgas cultivadas en fotobiorreactores laminares presenta

montos de 14,115.1 y 18,979.6 millones de dólares ocupando el 100% de la superficie disponible

de cultivo con producciones que satisfacen el 1391% de los requerimientos de biodiesel.

Para alcanzar dichos beneficios el requerimiento de capital del sector es de 16,278.5 millones

de dólares que logran una relación costo-beneficio ubicada entre 2.17 y 1.87, resultado de la

actividad del sector le permiten al estado recibir recaudaciones tributarias directas por el orden

de 6,867 y 8,059.5 millones de dólares.

La evaluación del escenario 1 bajo la restricción de un incremento en la demanda de biodiesel

al 10% genera valores idénticos a los obtenidos en la tabla 10 con la diferencia de disminuir en

la cobertura de la satisfacción de la demanda pasando del 1391% al 695%.

Escenario 2: Existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del sector

bioenergético por lo que se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de

biodiesel a partir de microalgas cultivadas fotobiorreactores laminares sujeto a la limitante de

uso de suelo para el año 2014 y la demanda de biodiesel según la consideración 3 de este

apartado; más según el catálogo de inversión para proyectos estratégicos en el Ecuador (MCSE,

2012), la producción de biodiesel a partir de microalgas cultivadas fotobiorreactores laminares

puede acogerse al incentivo de inversiones que consta en el código de la producción del Ecuador

y mencionado en el catálogo nombrado, siendo posible beneficiarse de una exoneración del

100% del impuesto a la renta durante los primeros 5 años del proyecto una vez que este inicie

producción.

La tabla 11 presenta los resultados de la evaluación del escenario 2 de donde destaca un

incremento del VAN con respecto del escenario anterior ubicándose en cantidades de 16,387.9

y 21,417.7 millones de dólares incrementando la relación costo beneficio obteniendo valores

superiores a en ambos tipos de interés.

Se mantiene el requerimiento de inversión de más de 16200 millones así como la ocupación

total de la superficie disponible para cultivo así como la cobertura de la satisfacción de las

cantidades demandadas de biodiesel. Consecuencia del incentivo tributario los ingresos fiscales

disminuyen a niveles de entre 4,594.1 y 5,621.4 millones de dólares.

Page 43: Tesis Fin de Master

43

Tabla 11. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 2)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS2 2025 21,417,735,364.44 16,387,884,663.46

100% 1391% Costo/Beneficio

Privado 2.32 2.01

Ingresos Fiscales 5,621,388,849.27 4,594,096,427.27

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

La evaluación del escenario incrementando la demanda de biocombustible a una mezcla del 10%

no modifica la superficie ocupada ya que está el 100% utilizada por lo que los resultados son los

mismos que se muestran en la tabla 11 con la única diferencia de disminuir la cobertura en la

satisfacción de la demanda para ubicarse en una razón del 695%.

Escenario 3: No existe suficiente disponibilidad de capital por parte de los inversionistas del

sector bioenergético por lo que se procede a establecer una línea de financiamiento

gubernamental con tipo de interés al 8% anual a 12 años plazo con 2 años de gracia para el pago

del capital, con el fin de incentivar la inversión interna se considera que el financiamiento

ascenderá hasta el 80% de la inversión total necesaria para satisfacer al menos el 5% de la

demanda interna de biodiesel tal como está estipulado por (Presidencia, 2012).

Se procede a realizar la maximización del VAN del sector productor de biodiesel a partir de

microalgas cultivado en fotobiorreactores laminares sujeto a la limitante de uso de suelo para

el año 2014, el límite del capital y la demanda de biodiesel según la consideración 3 de este

apartado.

Tabla 12. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 3)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS2 2025 1,575,489,542.76 1,313,327,573.68

8% 113%

Costo/Beneficio Privado

6.95 5.96

VAN FISCAL 2025 625,383,207.61 394,518,807.22

Costo/Beneficio Pública

1.59 1.37

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Los resultados de la evaluación del escenario 3 se pueden observar en la tabla 12 en la que el

VAN está en el orden de entre 1,313.3 y 1,575.5 millones de dólares incrementando la relación

costo beneficio a valores entre 5.96 y 6.95 consecuencia de la fuente del 80% de financiamiento;

la inversión total necesaria para alcanzar a cubrir la demanda de biocombustibles a un 5% de

mezcla asciende a los 1,325.0 millones de dólares de los cuales el monto de la línea de crédito

gubernamental deberá ser de unos 1,060.0 millones de dólares, los mismos que junto al

impuesto a la renta del sector durante el periodo alcanza un VAN fiscal del orden de entre 394.5

y 625.4 millones de dólares con una relación costo-beneficio de entre 1.59 y 1.37; para alcanzar

Page 44: Tesis Fin de Master

44

estos resultados se requiere una ocupación del 8% de la superficie disponible para cultivos y una

cobertura promedio de la demanda de biodiesel durante el periodo del 113%.

Al evaluar el escenario con la modificación en la demanda de biodiesel ahora del 10% de mezcla,

se obtienen idénticos resultados que los descritos en la tabla 12 con la diferencia de una

disminución en la cobertura de la satisfacción de la demanda alcanzando cubrir en promedio un

57% del total del biodiesel requerido.

Escenario 4: Considera las características del escenario 3 incluyendo la condición de acogerse al

incentivo tributario otorgado por el código de la producción. Se procede a realizar la

maximización del VAN del sector productor de biodiesel a partir de microalgas cultivadas en

fotobiorreactores laminares sujeto a la limitante de uso de suelo para el año 2014, el límite del

capital y la demanda de biodiesel según la consideración 3 de este apartado. La tabla 13 indica

el resumen de los resultados obtenidos para el escenario 4.

Tabla 13. VAN y relación costo-beneficio con biodiesel al 5% a base de microalgas2 (Escenario 4)

Tipo de interés (k) K=6.48% K=8.84% Ocupación de

Superficie Disponible Satisfacción de

la demanda

VAN ALGAS2 2025 1,689,155,689.72 1,418,561,290.70

8% 113%

Costo/Beneficio Privado

7.37 6.35

VAN FISCAL 2025 511,717,060.65 289,285,090.21

Costo/Beneficio Pública

1.48 1.27

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Al incorporar el incentivo tributario en este escenario resulta tal y como lo indica la tabla 13 un

incremento en el VAN con respecto al escenario 3, alcanzando valores de entre 1,418.6 y 1,689.2

millones de dólares incrementando la relación costo-beneficio para ubicarse entre 6.35 y 7.37

dólares de beneficio por cada invertido manteniendo una ocupación del 8% de la superficie

disponible y una cobertura de la satisfacción de la demanda en promedio un 113%. En los

ingresos fiscales se observa una disminución consecuencia de la medida de incentivo tributario

llegando a valores de entre 289.3 y 511.7 millones de dólares con una relación costo-beneficio

de fondos públicos de entre 1.27 y 1.48.

El análisis del escenario 4 bajo el criterio de incrementar la demanda de biodiesel a una

composición del 10% ocasiona resultados idénticos a los obtenidos en la tabla 13 con la

diferencia en la cobertura de la satisfacción de la demanda que con estas características es del

57% en promedio.

5.4. Potencial de pienso vegetal para el sector pecuario y acuícola del Ecuador

Como parte final del análisis de la propuesta planteada con el fin de maximizar las sinergias

agrícolas bioenergéticas, es necesario determinar qué efectos sobre el sector ganadero puede

tener el contar con importantes volúmenes de sustrato de origen vegetal, para ello en el gráfico

18 se muestra la proyección de los ingresos generados durante el periodo de análisis expresado

en millones de dólares y la cantidad de toneladas disponibles considerando los resultados de

Page 45: Tesis Fin de Master

45

superficie ocupada para los cultivos energéticos de la palma africana y las microalgas cultivadas

en fotobiorreactores verticales obtenidos en los escenario 1 y 2.

Gráfico 18. Escenario 1 y 2 - Ingresos potenciales y toneladas disponibles de pienso vegetal

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Mil

lon

es

de

lare

s

Mil

lon

es

de

ton

ela

das

Años

Palma ($) Algas2 ($)

Palma (Ton) Algas2 (Ton)

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel, Proyección al 2025 en base al (INEC, 2008). Elaboración: El autor

El grafico 18 permite apreciar la diferencia en millones de toneladas de pienso que el sector

bioenergético puede aportar al sector pecuario y acuícola en especial a producciones específicas

tales como el ganado bovino de leche, los pollos y gallinas de planteles avícolas así como para

las producciones de camarón en cautiverio.

Con resultados como los obtenidos en los escenarios 1 y 2 permiten observar la considerable

diferencia existente entre la disponibilidad de pienso vegetal entre los cultivos de palma africana

y el cultivo de microalgas cultivado en fotobiorreactores laminares cuando comparamos igual

número de hectáreas cultivadas.

La disponibilidad potencial implicaría alrededor de 6 millones de toneladas equivalentes a una

relación de 5.75 ton por unidad de ganado lechero más pensar en alcanzar esa superficie del

cultivo de microalgas es poco probable debido a la importante restricción del cultivo en términos

de inversión inicial requerida por hectárea de cultivo.

Con la finalidad de identificar tener una visión del comportamiento de los ingresos por venta de

pienso de origen vegetal para las alternativas de cultivo energético en las que se reportó un VAN

positivo en los escenarios 3 y 4 se presenta el gráfico 19 que contiene al igual que el gráfico

anterior la evolución durante el periodo de análisis de los posibles ingresos y toneladas

disponibles de pienso vegetal según el tipo de cultivo energético para las condiciones

establecidas en los escenarios antes mencionados.

Page 46: Tesis Fin de Master

46

Gráfico 19. Escenario 3 y 4 - Ingresos potenciales y toneladas disponibles de pienso vegetal

0

100

200

300

400

500

600

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Mil

lon

es

de

lare

s

Mil

lon

es

de

ton

ela

das

Años

Palma ($) Algas2 ($)

Palma (Ton) Algas2 (Ton)

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel, Proyección al 2025 en base al (INEC, 2008).

Elaboración: El autor

Ha diferencia de los resultados y tendencias observados en el gráfico anterior que describía el

comportamiento de las series bajo los criterios de los escenarios 1 y 2, el gráfico 19 muestra una

tendencia distinta. Los ingresos generados por la comercialización de piensos vegetales

muestran una mayor recaudación por parte del cultivo de microalgas consecuencia de mejores

precios por el mayor contenido nutricional más en términos de cantidades producidas los

resultados mostrados en términos monetarios se invierte al realizar la comparación en unidades

de peso ya que el pienso de palma africana genera cerca de 1 millón de toneladas mientras que

el proveniente de microalgas supera levemente el medio millón de toneladas.

La importancia de identificar la cantidad en toneladas disponible de pienso vegetal radica en

poder estimar la disponibilidad perca pita de pienso para el ganado vacuno de leche en el

Ecuador dado que la propuesta planteada requiere de un suministro permanente de estiércol

de ganado. Dentro de los potenciales incentivos al sector ganadero de leche está el poder

entregar el pienso vegetal proveniente de la producción de cultivos energéticos permitiendo

continuar con el ciclo sistémico descrito en la figura 6 que permita maximizar las sinergias y sea

sostenible y sustentable en el tiempo.

El sector ganadero de interés para iniciar el ciclo sistémico de las sinergias planteadas es el

ganado de leche ya que cuenta con infraestructura que con pocas adecuaciones pueda procesar

el estiércol.

De los resultados que se presentan en el gráfico 20 es importante considerar que el rendimiento

per cápita entre el pienso de palma y el de microalgas se debe a que se están comparando

valores distintos de producción, esto se debe a que la superficie cultivada en los escenarios 3 y

4 para el cultivo de palma es casi nueve veces mayor que la de las microalgas, una diferencia

entre 92298 hectáreas de cultivo de palma vs 13174 hectáreas del cultivo de microalgas en

fotobiorreactores laminares, la diferencia de mayor relevancia entre ambas es la limitante del

capital.

Page 47: Tesis Fin de Master

47

Gráfico 20. Disponibilidad potencial de pienso vegetal por unidad animal en el Ecuador

0

2

4

6

8

10

12

14

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Esce

na

rio

1y2

-(t

on

/an

imal

)

Esce

na

rio

3y4

-(t

on

/an

imal

)

Años

Esc_1y2_Palma (Ton/animal)Esc_1y2_Algas2 (Ton/animal)Esc_3y4_Algas2 (Ton/animal)Esc_3y4_Palma (Ton/animal)

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel, Proyección al 2025 en base al (INEC, 2008).

Elaboración: El autor

6. Discusión y Conclusiones

En el presente estudio se ha realizado la cuantificación de los beneficios potenciales de

iniciativas tales como el tratamiento agrícola, tratamiento de la basura y producción de biodiesel

a partir de distintos cultivos energéticos con el objetivo de establecer que la suma de los

beneficios potenciales individuales de cada iniciativa será inferior a la suma de beneficios

potenciales de las iniciativas actuando como un todo dentro de un sistema. El análisis del

potencial de las sinergias entre agricultura y bioenergía se estableció como objeto de estudio,

justificado en que hasta la actualidad no existen trabajos referentes que aborden iniciativas

productivas, sociales y/o ambientales como un todo, existe amplia bibliografía científica en la

que enuncian las potencialidades de dos o más iniciativas pero no ha realizado una

cuantificación de estas iniciativas interactuando entre sí como parte de un todo.

La producción de biocombustibles es el mejor esquema para construir una propuesta sistémica

en la que forme parte de un todo y no se considere a producción de biocombustibles en sí como

el todo. El entorno de estudio elegido fue el Ecuador para el que se identificó condiciones para

la producción de biodiesel requiriendo identificar que cultivo energético permite maximizar los

beneficios del sistema.

Dentro de los componentes del sistema propuesto son parte el tratamiento agrícola y

tratamiento de la basura, estos por su naturaleza son generadores de costos económicos,

ambientales, sociales pero estableciendo protocolos y procesos así como incentivos y

compensaciones pueden generar beneficios tal es el caso de su potencial generador energía en

forma de biogás. Al formar parte de la propuesta se evalúa en que costos ambientales se incurre

por no usar eficientemente los recursos.

Este estudio permitió identificar que los costos ambientales estimados por el manejo de

estiércol en el Ecuador expresados en emisiones de CO2 para la serie de análisis de los datos

2014-2025 serán de 155.52 millones de ton equiv. CO2, además se determinó que esos millones

de ton equiv. CO2 tienen un potencial de convertirse entre 44.28 y 70.84 MWh de electricidad

en el mismo periodo dependiendo de la eficiencia de los generadores eléctricos.

Page 48: Tesis Fin de Master

48

Además este estudio permitió identificar que de las tres alternativas de cultivos energéticos bajo

los distintos escenarios de política pública considerando los criterios del Valor Actual Neto y la

relación costo-beneficio, el cultivo de palma africana tendería a ser el adecuado, más cuando se

incorporan criterios del uso eficiente de los recursos locales analizando los resultados obtenidos

no como un dado absoluto sino como parte de un todo, ahí es cuando se pueden llegar a los

siguientes resultados:

De los tres escenarios planteados en el presente estudio el escenario 4 es el que mayores

probabilidades tiene de ocurrir a efectos de buscar la inversión interna pues las

inversiones extranjeras aún se encuentran a la expectativa de la evolución del país.

Tras la consideración del escenario con mayores posibilidades de ocurrencia y realizar tres

comparaciones con líneas de financiamiento de 540, 1060 y 2100 millones de dólares para

incentivar el desarrollo del sector bioenergético tenemos el gráfico 21 con los siguientes

datos.

Grafico 21. Comparación de beneficios totales e ingresos fiscales por cultivo energético

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

540 M 1060 M 2100 M

Ingr

eso

s Fi

scal

es

(mill

on

es d

e d

ola

res)

Be

ne

fici

os (P

riva

dos+

Pu

blic

os) e

n m

illo

nes

de

do

lare

s

Montos de Financiamiento Gubernamental

PALMA ALGAS PALMA ALGAS

Fuente: Modelo matemático en GAMS y Resultados del Solver en Excel. Elaboración: El autor

Tras incluir el comportamiento de los ingresos fiscales se puede observar que para los fines de

maximizar las sinergias energéticas entre agricultura y bioenergía la decisión debería orientarse

hacia la producción de biodiesel a partir de microalgas cultivado en fotobiorreactores verticales.

Ya con el criterio definido acerca del cultivo agro energético se presentan a continuación los

siguientes datos comparativos entre los costos y beneficios individuales de las iniciativas parte

de la propuesta planteada frente a lo que significaría los costos y beneficios de la propuesta

como sistema que maximice las sinergias entre agricultura y bioenergía.

Page 49: Tesis Fin de Master

49

Tabla 14. Detalle de ingresos y egresos individuales de las iniciativas propuestas

Actividad Cuantificación Costos/Beneficios

Residuos Orgánicos Urbanos

Emisiones de CO2 y lixiviados al subsuelo

N/d (-) N/d (-)

Residuos Orgánicos Agrícolas

Estiércol de Ganado, emisiones equiv. CO2

155.52 millones de ton equiv. CO2 810 a 928 millones de dólares (-)

Producción de Biodiesel

Cultivo de Palma Africana uso de 161855.81 y satisfacción máxima del 90% de demanda de Biocombustibles

2616 millones (+)

Elaboración: El autor

Tabla 15. Detalle de ingresos y egresos como sistema de las iniciativas propuestas

Actividad Cuantificación Costos/Beneficios

Sector Agropecuario Costo por almacenamiento de estiércol

N/d

Sinergia de ROU + ROA Mitigación de emisiones equivalentes de CO2

Reducen 155.52 millones de ton equiv. CO2

810 a 928 millones de dólares (+) Obtención de CER

Generación de Electricidad

Digestión anaerobia de ROU+ROA

44.28 a 70.84 millones de Mwh brutos

2394.26 millones de dólares(+) Inversión Planta (-)

Combustión del biogás 52.91 millones de ton CO2 x combustión de biogás

246 - 279 millones de dólares (-)

Producción de Biodiesel

Cultivo de algas en fotobiorreactores laminares

uso de 26100 hectáreas y satisfacción del 112% de demanda de Biocombustibles 4360 millones de dólares (+)

absorción de CO2 de combustión de biogás

52.91 millones de ton CO2 x combustión de biogás

246 - 279 millones de dólares (+)

Producción rural de algas N/d N/d

Pienso para ganado 8420 millones de ton

Elaboración: El autor

Las tablas 14 y 15 permiten observar que la suma del resultado individual para cada una de las

iniciativas es inferior a la suma del conjunto de beneficios que se generan por en conjunto como

un todo.

El presente estudio se limita a una valoración teórica de las potencialidades, ha permitido

aseverar que el análisis de los elementos en su conjunto aporta mayores beneficios que la suma

de los beneficios individuales. El alcance del trabajo ha sido ejemplificar a través de las iniciativas

de fomento de biocombustibles existentes en el Ecuador, el beneficio potencial de las sinergias

entre agricultura y bioenergía.

La continuación del trabajo buscará establecer un modelo de evaluación de todas las iniciativas

en su conjunto y no de forma individual así como vincular los mercados internacionales a fin de

valorar el impacto local de los mercados globales.

7. Agradecimientos

El autor del presente trabajo agradece a la Secretaria Nacional de Ciencia Investigación y

Tecnología por el apoyo brindado durante el transcurso de este programa de Master así como a

cada uno de los docentes que participaron en el programa por su valiosa contribución en el

transcurso de mi formación así como de mi investigación.

Page 50: Tesis Fin de Master

50

8. Bibliografía

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54

9. Anexos

Anexo 1-A: Existencias Ganaderas en el Ecuador (2004-2011) y su proyección al 2025

2004 2005 2006 2007 2008

GANADO BOVINO

De menos de 1 año de edad (Terneras) 645,737.00 618,685.00 629,833.00 605,437.00 608,932.00

De menos de 1 año de edad (Terneros) 617,171.00 601,047.00 564,694.00 544,406.00 601,448.00

De 1 año a menos de 2 años de edad (Toretes) 592,050.00 566,030.00 604,942.00 521,104.00 530,977.00

De 1 año a menos de 2 años de edad (Vaconas) 890,476.00 921,613.00 940,419.00 858,062.00 884,492.00

De 2 o más años de edad (Toros) 345,097.00 300,914.00 350,107.00 321,451.00 313,414.00

De 2 o más años de edad (Vacas) 1,991,560.00 1,962,545.00 1,944,655.00 1,876,640.00 1,952,952.00

Vacas Ordeñadas 1,013,282.00 934,383.00 991,143.00 936,886.00 991,500.00

GANADO PORCINO

Menores de 2 meses de edad 318,909.00 315,443.00 567,048.00 329,557.00 324,857.00

Mayores de 2 meses de edad 962,852.00 965,555.00 1,344,985.00 993,512.00 772,381.00

AVES PLANTELES AVICOLAS

Avestruces 4,303.00 8.00 715.00 1,963.00 1,901.00

Codornices 10,242.00 338.00 6,476.00 35,521.00 521,043.00

Gallinas Ponedoras 8,790,476.00 7,686,856.00 6,506,407.00 8,736,764.00 9,400,747.00

Gallinas Reproductoras 615,691.00 3,229,952.00 1,345,938.00 314,806.00

Pavos 1,541,488.00 87,905.00 68,129.00 136,705.00 259,734.00

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 30,003,686.00 24,781,576.00 28,571,426.00 22,741,394.00 28,629,072.00

AVES DE CAMPO

Gallos y gallinas 5,272,453.00 5,056,348.00 4,800,546.00 4,744,138.00 4,480,885.00

Patos 536,724.00 548,259.00 513,643.00 514,976.00 438,714.00

Pavos 121,740.00 127,330.00 128,187.00 106,814.00 94,639.00

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 4,409,074.00 4,581,990.00 4,876,106.00 4,779,810.00 4,330,046.00

Unidades de Animales

Ganado de engorde 2,461,316.67 2,470,806.14 2,499,105.26 2,316,114.91 2,359,942.98

Vacas de leche 1,369,300.00 1,262,679.73 1,339,382.43 1,266,062.16 1,339,864.86

Otra carne y ganado lechero 315,727.00 304,933.00 298,631.75 287,460.75 302,595.00

Cerdo 225,365.89 224,365.12 360,340.67 232,726.84 206,639.70

Aves de corral 164,719.26 126,903.56 129,335.27 125,730.59 139,801.27

2009 2010 2011 2012 2013

GANADO BOVINO 1.00 2.00

De menos de 1 año de edad (Terneras) 670,281.00 680,682.00 689,199.00 695,642.20 702,145.64

De menos de 1 año de edad (Terneros) 617,717.00 642,478.00 660,179.00 666,350.90 672,580.49

De 1 año a menos de 2 años de edad (Toretes) 636,832.00 611,674.00 660,952.00 667,131.12 673,368.01

De 1 año a menos de 2 años de edad (Vaconas) 944,522.00 952,452.00 973,722.00 982,825.15 992,013.41

De 2 o más años de edad (Toros) 306,059.00 339,528.00 352,415.00 355,709.67 359,035.13

De 2 o más años de edad (Vacas) 2,019,311.00 2,026,718.00 2,022,440.00 2,041,347.43 2,060,431.63

Vacas Ordeñadas 1,021,069.00 1,088,862.00 1,127,364.00 1,137,903.53 1,148,541.59

GANADO PORCINO

Menores de 2 meses de edad 416,094.00 343,244.00 765,320.00 772,474.84 779,696.57

Mayores de 2 meses de edad 990,158.00 1,146,517.00 1,065,744.00 1,075,707.45 1,085,764.05

AVES PLANTELES AVICOLAS

Avestruces 3,733.00 1,314.00 1,973.00 1,991.45 2,010.06

Codornices 507,146.00 817,695.00 1,014,450.00 1,023,933.91 1,033,506.49

Gallinas Ponedoras 8,131,398.00 9,777,235.00 5,127,672.00 5,175,609.70 5,223,995.56

Gallinas Reproductoras 2,120,713.00 3,412,054.00 3,570,264.00 3,603,641.77 3,637,331.58

Pavos 257,276.00 203,168.00 175,217.00 176,855.07 178,508.46

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 22,707,256.00 23,085,292.00 30,385,640.00 30,669,709.97 30,956,435.67

AVES DE CAMPO

Gallos y gallinas 4,735,046.00 5,103,324.00 4,751,547.00 4,795,968.37 4,840,805.03

Page 55: Tesis Fin de Master

55

Patos 501,326.00 553,006.00 574,376.00 579,745.74 585,165.68

Pavos 91,502.00 83,914.00 92,062.00 92,922.67 93,791.39

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 4,681,490.00 4,749,979.00 4,726,974.00 4,771,165.64 4,815,770.43

Unidades de Animales

Ganado de engorde 2,531,276.32 2,492,552.63 2,528,214.91 2,551,850.75 2,575,707.55

Vacas de leche 1,379,822.97 1,471,435.14 1,523,464.86 1,537,707.47 1,552,083.22

Otra carne y ganado lechero 321,999.50 330,790.00 337,344.50 340,498.27 343,681.53

Cerdo 264,768.72 254,685.29 403,880.27 407,656.07 411,467.18

Aves de corral 124,348.94 133,237.28 129,249.47 130,457.80 131,677.43

2014 2015 2016 2017 2018

GANADO BOVINO 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

De menos de 1 año de edad (Terneras) 708,709.87 715,335.47 722,023.02 728,773.08 735,586.26

De menos de 1 año de edad (Terneros) 678,868.33 685,214.95 691,620.90 698,086.74 704,613.03

De 1 año a menos de 2 años de edad (Toretes) 679,663.21 686,017.26 692,430.72 698,904.13 705,438.06

De 1 año a menos de 2 años de edad (Vaconas) 1,001,287.57 1,010,648.43 1,020,096.81 1,029,633.51 1,039,259.37

De 2 o más años de edad (Toros) 362,391.69 365,779.62 369,199.23 372,650.81 376,134.66

De 2 o más años de edad (Vacas) 2,079,694.24 2,099,136.93 2,118,761.39 2,138,569.32 2,158,562.43

Vacas Ordeñadas 1,159,279.10 1,170,116.99 1,181,056.21 1,192,097.70 1,203,242.41

GANADO PORCINO

Menores de 2 meses de edad 786,985.82 794,343.21 801,769.38 809,264.98 816,830.66

Mayores de 2 meses de edad 1,095,914.67 1,106,160.18 1,116,501.48 1,126,939.45 1,137,475.01

AVES PLANTELES AVICOLAS

Avestruces 2,028.85 2,047.82 2,066.97 2,086.29 2,105.79

Codornices 1,043,168.56 1,052,920.96 1,062,764.53 1,072,700.13 1,082,728.61

Gallinas Ponedoras 5,272,833.77 5,322,128.56 5,371,884.20 5,422,104.99 5,472,795.29

Gallinas Reproductoras 3,671,336.35 3,705,659.02 3,740,302.57 3,775,270.00 3,810,564.33

Pavos 180,177.30 181,861.75 183,561.94 185,278.03 187,010.16

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 31,245,841.91 31,537,953.76 31,832,796.51 32,130,395.70 32,430,777.08

AVES DE CAMPO

Gallos y gallinas 4,886,060.86 4,931,739.78 4,977,845.74 5,024,382.74 5,071,354.81

Patos 590,636.29 596,158.04 601,731.42 607,356.90 613,034.97

Pavos 94,668.23 95,553.26 96,446.58 97,348.24 98,258.33

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 4,860,792.21 4,906,234.90 4,952,102.42 4,998,398.75 5,045,127.90

Unidades de Animales

Ganado de engorde 2,599,787.38 2,624,092.33 2,648,624.51 2,673,386.03 2,698,379.04

Vacas de leche 1,566,593.38 1,581,239.18 1,596,021.91 1,610,942.83 1,626,003.25

Otra carne y ganado lechero 346,894.55 350,137.61 353,410.98 356,714.96 360,049.82

Cerdo 415,313.91 419,196.61 423,115.60 427,071.24 431,063.85

Aves de corral 132,908.46 134,151.00 135,405.15 136,671.03 137,948.74

2018 2019 2020 2021 2022

GANADO BOVINO 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00

De menos de 1 año de edad (Terneras) 735,586.26 742,463.12 749,404.28 756,410.33 763,481.87

De menos de 1 año de edad (Terneros) 704,613.03 711,200.34 717,849.22 724,560.27 731,334.05

De 1 año a menos de 2 años de edad (Toretes) 705,438.06 712,033.08 718,689.75 725,408.65 732,190.37

De 1 año a menos de 2 años de edad (Vaconas) 1,039,259.37 1,048,975.22 1,058,781.91 1,068,680.27 1,078,671.17

De 2 o más años de edad (Toros) 376,134.66 379,651.07 383,200.37 386,782.84 390,398.80

De 2 o más años de edad (Vacas) 2,158,562.43 2,178,742.44 2,199,111.12 2,219,670.22 2,240,421.53

Vacas Ordeñadas 1,203,242.41 1,214,491.31 1,225,845.37 1,237,305.58 1,248,872.93

GANADO PORCINO

Menores de 2 meses de edad 816,830.66 824,467.06 832,174.86 839,954.72 847,807.30

Mayores de 2 meses de edad 1,137,475.01 1,148,109.06 1,158,842.53 1,169,676.34 1,180,611.44

AVES PLANTELES AVICOLAS

Page 56: Tesis Fin de Master

56

Avestruces 2,105.79 2,125.48 2,145.35 2,165.41 2,185.65

Codornices 1,082,728.61 1,092,850.85 1,103,067.72 1,113,380.10 1,123,788.90

Gallinas Ponedoras 5,472,795.29 5,523,959.49 5,575,602.01 5,627,727.33 5,680,339.95

Gallinas Reproductoras 3,810,564.33 3,846,188.62 3,882,145.96 3,918,439.45 3,955,072.25

Pavos 187,010.16 188,758.49 190,523.16 192,304.32 194,102.14

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 32,430,777.08 32,733,966.68 33,039,990.75 33,348,875.78 33,660,648.52

AVES DE CAMPO

Gallos y gallinas 5,071,354.81 5,118,766.01 5,166,620.45 5,214,922.27 5,263,675.65

Patos 613,034.97 618,766.13 624,550.86 630,389.68 636,283.08

Pavos 98,258.33 99,176.93 100,104.12 101,039.97 101,984.58

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 5,045,127.90 5,092,293.91 5,139,900.86 5,187,952.89 5,236,454.14

Unidades de Animales

Ganado de engorde 2,698,379.04 2,723,605.71 2,749,068.22 2,774,768.77 2,800,709.60

Vacas de leche 1,626,003.25 1,641,204.47 1,656,547.80 1,672,034.57 1,687,666.13

Otra carne y ganado lechero 360,049.82 363,415.86 366,813.37 370,242.65 373,703.98

Cerdo 431,063.85 435,093.79 439,161.40 443,267.05 447,411.07

Aves de corral 137,948.74 139,238.40 140,540.11 141,854.00 143,180.17

2023 2024 2025

GANADO BOVINO 12.00 13.00 14.00

De menos de 1 año de edad (Terneras) 770,619.53 777,823.91 785,095.65

De menos de 1 año de edad (Terneros) 738,171.17 745,072.20 752,037.75

De 1 año a menos de 2 años de edad (Toretes) 739,035.49 745,944.60 752,918.30

De 1 año a menos de 2 años de edad (Vaconas) 1,088,755.48 1,098,934.06 1,109,207.80

De 2 o más años de edad (Toros) 394,048.57 397,732.46 401,450.79

De 2 o más años de edad (Vacas) 2,261,366.83 2,282,507.95 2,303,846.71

Vacas Ordeñadas 1,260,548.43 1,272,333.07 1,284,227.89

GANADO PORCINO

Menores de 2 meses de edad 855,733.30 863,733.40 871,808.29

Mayores de 2 meses de edad 1,191,648.77 1,202,789.28 1,214,033.95

AVES PLANTELES AVICOLAS

Avestruces 2,206.09 2,226.71 2,247.53

Codornices 1,134,295.00 1,144,899.33 1,155,602.79

Gallinas Ponedoras 5,733,444.45 5,787,045.41 5,841,147.47

Gallinas Reproductoras 3,992,047.52 4,029,368.47 4,067,038.32

Pavos 195,916.77 197,748.36 199,597.08

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 33,975,335.97 34,292,965.38 34,613,564.25

AVES DE CAMPO

Gallos y gallinas 5,312,884.83 5,362,554.05 5,412,687.62

Patos 642,231.58 648,235.69 654,295.93

Pavos 102,938.01 103,900.36 104,871.71

Pollitos, Pollitas, Pollos, Pollas 5,285,408.82 5,334,821.18 5,384,695.48

Unidades de Animales

Ganado de engorde 2,826,892.94 2,853,321.06 2,879,996.25

Vacas de leche 1,703,443.82 1,719,369.01 1,735,443.09

Otra carne y ganado lechero 377,197.67 380,724.03 384,283.35

Cerdo 451,593.84 455,815.71 460,077.05

Aves de corral 144,518.73 145,869.81 147,233.52

Page 57: Tesis Fin de Master

57

Anexo 1-B: Equivalencia en unidades de animales (1000 kg peso) de las existencias ganaderas

del Ecuador

Unidades de Animales (millones) 2004 2005 2006 2007 2008

Ganado de engorde 2.46 2.47 2.50 2.32 2.36

Vacas de leche 1.37 1.26 1.34 1.27 1.34

Otra carne y ganado lechero 0.32 0.30 0.30 0.29 0.30

Cerdo 0.23 0.22 0.36 0.23 0.21

Aves de corral 0.16 0.13 0.13 0.13 0.14

Total 4.54 4.39 4.63 4.23 4.35

Unidades de Animales (millones) 2009 2010 2011 2012 2013

Ganado de engorde 2.53 2.49 2.53 2.55 2.58

Vacas de leche 1.38 1.47 1.52 1.54 1.55

Otra carne y ganado lechero 0.32 0.33 0.34 0.34 0.34

Cerdo 0.26 0.25 0.40 0.41 0.41

Aves de corral 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13

Total 4.62 4.68 4.92 4.97 5.01

Unidades de Animales (millones) 2014 2015 2016 2017 2018

Ganado de engorde 2.60 2.62 2.65 2.67 2.70

Vacas de leche 1.57 1.58 1.60 1.61 1.63

Otra carne y ganado lechero 0.35 0.35 0.35 0.36 0.36

Cerdo 0.42 0.42 0.42 0.43 0.43

Aves de corral 0.13 0.13 0.14 0.14 0.14

Total 5.06 5.11 5.16 5.20 5.25

Unidades de Animales (millones) 2019 2020 2021 2022 2023

Ganado de engorde 2.72 2.75 2.77 2.80 2.83

Vacas de leche 1.64 1.66 1.67 1.69 1.70

Otra carne y ganado lechero 0.36 0.37 0.37 0.37 0.38

Cerdo 0.44 0.44 0.44 0.45 0.45

Aves de corral 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14

Total 5.30 5.35 5.40 5.45 5.50

Unidades de Animales (millones) 2024 2025

Ganado de engorde 2.85 2.88

Vacas de leche 1.72 1.74

Otra carne y ganado lechero 0.38 0.38

Cerdo 0.46 0.46

Aves de corral 0.15 0.15

Total 5.56 5.61

Page 58: Tesis Fin de Master

58

Anexo 1-C: Cantidad total de Estiércol excretado al año por tipo de ganado en el Ecuador

VS excretado (millones Kg / año) VS

(Kg/animal/año) 2004 2005 2006 2007 2008

Ganado de engorde 1,689.33 4,157.98 4,174.02 4,221.82 3,912.69 3,986.73

Pature 0.50 2,078.99 2,087.01 2,110.91 1,956.35 1,993.37

liquid/slurry and deep pit 0.50 2,078.99 2,087.01 2,110.91 1,956.35 1,993.37

Vacas de leche 2,581.33 3,534.62 3,259.40 3,457.39 3,268.13 3,458.64

liquid/slurry and deep pit 1.00 3,534.62 3,259.40 3,457.39 3,268.13 3,458.64

Otra carne y ganado lechero 1,100.67 347.51 335.63 328.69 316.40 333.06

Pature 0.50 173.76 167.81 164.35 158.20 166.53

liquid/slurry and deep pit 0.50 173.76 167.81 164.35 158.20 166.53

Cerdo 5.52 1.24 1.24 1.99 1.28 1.14

liquid/slurry and deep pit 1.00 1.24 1.24 1.99 1.28 1.14

Aves de corral 11.05 1.82 1.40 1.43 1.39 1.54

Poultry with litter 1.00 1.82 1.40 1.43 1.39 1.54

Total 8,043.18 7,771.68 8,011.33 7,499.89 7,781.11

VS excretado (millones Kg / año) VS

(Kg/animal/año) 2009 2010 2011 2012 2013

Ganado de engorde 1,689.33 4,276.17 4,210.75 4,271.00 4,287.57 4,304.25

Pature 0.50 2,138.08 2,105.38 2,135.50 2,143.78 2,152.13

liquid/slurry and deep pit 0.50 2,138.08 2,105.38 2,135.50 2,143.78 2,152.13

Vacas de leche 2,581.33 3,561.78 3,798.26 3,932.57 3,992.97 4,054.29

liquid/slurry and deep pit 1.00 3,561.78 3,798.26 3,932.57 3,992.97 4,054.29

Otra carne y ganado lechero 1,100.67 354.41 364.09 371.30 374.83 378.40

Pature 0.50 177.21 182.04 185.65 187.42 189.20

liquid/slurry and deep pit 0.50 177.21 182.04 185.65 187.42 189.20

Cerdo 5.52 1.46 1.41 2.23 2.45 2.70

liquid/slurry and deep pit 1.00 1.46 1.41 2.23 2.45 2.70

Aves de corral 11.05 1.37 1.47 1.43 1.40 1.38

Poultry with litter 1.00 1.37 1.47 1.43 1.40 1.38

Total 8,195.20 8,375.98 8,578.53 8,659.22 8,741.02

VS excretado (millones Kg / año) VS

(Kg/animal/año) 2014 2015 2016 2017 2018

Ganado de engorde 1,689.33 4,321.04 4,337.94 4,354.96 4,372.09 4,389.33

Pature 0.50 2,160.52 2,168.97 2,177.48 2,186.04 2,194.67

liquid/slurry and deep pit 0.50 2,160.52 2,168.97 2,177.48 2,186.04 2,194.67

Vacas de leche 2,581.33 4,116.55 4,179.78 4,243.97 4,309.15 4,375.33

liquid/slurry and deep pit 1.00 4,116.55 4,179.78 4,243.97 4,309.15 4,375.33

Otra carne y ganado lechero 1,100.67 381.99 385.62 389.29 392.99 396.73

Pature 0.50 191.00 192.81 194.65 196.50 198.36

liquid/slurry and deep pit 0.50 191.00 192.81 194.65 196.50 198.36

Cerdo 5.52 2.98 3.29 3.65 4.05 4.51

liquid/slurry and deep pit 1.00 2.98 3.29 3.65 4.05 4.51

Aves de corral 11.05 1.36 1.35 1.33 1.32 1.31

Poultry with litter 1.00 1.36 1.35 1.33 1.32 1.31

Total 8,823.93 8,907.99 8,993.20 9,079.60 9,167.20

Page 59: Tesis Fin de Master

59

VS excretado (millones Kg / año) VS

(Kg/animal/año) 2019 2020 2021 2022 2023

Ganado de engorde 1,689.33 4,406.69 4,424.17 4,441.76 4,459.47 4,477.30

Pature 0.50 2,203.35 2,212.08 2,220.88 2,229.73 2,238.65

liquid/slurry and deep pit 0.50 2,203.35 2,212.08 2,220.88 2,229.73 2,238.65

Vacas de leche 2,581.33 4,442.52 4,510.75 4,580.02 4,650.36 4,721.78

liquid/slurry and deep pit 1.00 4,442.52 4,510.75 4,580.02 4,650.36 4,721.78

Otra carne y ganado lechero 1,100.67 400.50 404.31 408.15 412.03 415.95

Pature 0.50 200.25 202.15 204.07 206.01 207.97

liquid/slurry and deep pit 0.50 200.25 202.15 204.07 206.01 207.97

Cerdo 5.52 5.03 5.61 6.27 7.02 7.86

liquid/slurry and deep pit 1.00 5.03 5.61 6.27 7.02 7.86

Aves de corral 11.05 1.30 1.29 1.28 1.27 1.27

Poultry with litter 1.00 1.30 1.29 1.28 1.27 1.27

Total 9,256.03 9,346.12 9,437.48 9,530.15 9,624.15

VS excretado (millones Kg / año) VS

(Kg/animal/año) 2024 2025

Ganado de engorde 1,689.33 4,495.25 4,513.32

Pature 0.50 2,247.62 2,256.66

liquid/slurry and deep pit 0.50 2,247.62 2,256.66

Vacas de leche 2,581.33 4,794.30 4,867.93

liquid/slurry and deep pit 1.00 4,794.30 4,867.93

Otra carne y ganado lechero 1,100.67 419.90 423.89

Pature 0.50 209.95 211.95

liquid/slurry and deep pit 0.50 209.95 211.95

Cerdo 5.52 8.82 9.90

liquid/slurry and deep pit 1.00 8.82 9.90

Aves de corral 11.05 1.26 1.25

Poultry with litter 1.00 1.26 1.25

Total 9,719.53 9,816.30

Anexo 1-D: Cantidad total de Estiércol excretado al año por tipo de ganado en el Ecuador

VS excretado (millones Kg / año)

VS (Kg/animal/año)

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Ganado de engorde 1689.333333 4,157.98 4,174.02 4,221.82 3,912.69 3,986.73 4,276.17

Pature 0.5 2,078.99 2,087.01 2,110.91 1,956.35 1,993.37 2,138.08

liquid/slurry and deep pit 0.5 2,078.99 2,087.01 2,110.91 1,956.35 1,993.37 2,138.08

Vacas de leche 2581.333333 3,534.62 3,259.40 3,457.39 3,268.13 3,458.64 3,561.78

liquid/slurry and deep pit 1 3,534.62 3,259.40 3,457.39 3,268.13 3,458.64 3,561.78

Otra carne y ganado lechero 1100.666667 347.51 335.63 328.69 316.40 333.06 354.41

Pature 0.5 173.76 167.81 164.35 158.20 166.53 177.21

liquid/slurry and deep pit 0.5 173.76 167.81 164.35 158.20 166.53 177.21

Cerdo 5.516666667 454.10 452.09 726.07 468.94 416.37 533.50

liquid/slurry and deep pit 1 454.10 452.09 726.07 468.94 416.37 533.50

Aves de corral 11.05 664.81 512.18 522.00 507.45 564.24 501.87

Poultry with litter 1 664.81 512.18 522.00 507.45 564.24 501.87

Total 9,159.03 8,733.31 9,255.98 8,473.60 8,759.04 9,227.74

Page 60: Tesis Fin de Master

60

VS excretado (millones Kg / año)

VS (Kg/animal/año)

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Ganado de engorde 1689.333333 4,210.75 4,271.00 4,287.57 4,304.25 4,321.04 4,337.94

Pature 0.5 2,105.38 2,135.50 2,143.78 2,152.13 2,160.52 2,168.97

liquid/slurry and deep pit 0.5 2,105.38 2,135.50 2,143.78 2,152.13 2,160.52 2,168.97

Vacas de leche 2581.333333 3,798.26 3,932.57 3,992.97 4,054.29 4,116.55 4,179.78

liquid/slurry and deep pit 1 3,798.26 3,932.57 3,992.97 4,054.29 4,116.55 4,179.78

Otra carne y ganado lechero 1100.666667 364.09 371.30 374.83 378.40 381.99 385.62

Pature 0.5 182.04 185.65 187.42 189.20 191.00 192.81

liquid/slurry and deep pit 0.5 182.04 185.65 187.42 189.20 191.00 192.81

Cerdo 5.516666667 513.18 813.80 894.19 984.88 1,087.24 1,202.80

liquid/slurry and deep pit 1 513.18 813.80 894.19 984.88 1,087.24 1,202.80

Aves de corral 11.05 537.75 521.65 512.59 504.78 497.96 491.98

Poultry with litter 1 537.75 521.65 512.59 504.78 497.96 491.98

Total 9,424.03 9,910.33 10,062.16 10,226.59 10,404.79 10,598.13

VS excretado (millones Kg / año)

VS (Kg/animal/año)

2016 2017 2018 2019 2020 2021

Ganado de engorde 1689.333333 4,354.96 4,372.09 4,389.33 4,406.69 4,424.17 4,441.76

Pature 0.5 2,177.48 2,186.04 2,194.67 2,203.35 2,212.08 2,220.88

liquid/slurry and deep pit 0.5 2,177.48 2,186.04 2,194.67 2,203.35 2,212.08 2,220.88

Vacas de leche 2581.333333 4,243.97 4,309.15 4,375.33 4,442.52 4,510.75 4,580.02

liquid/slurry and deep pit 1 4,243.97 4,309.15 4,375.33 4,442.52 4,510.75 4,580.02

Otra carne y ganado lechero 1100.666667 389.29 392.99 396.73 400.50 404.31 408.15

Pature 0.5 194.65 196.50 198.36 200.25 202.15 204.07

liquid/slurry and deep pit 0.5 194.65 196.50 198.36 200.25 202.15 204.07

Cerdo 5.516666667 1,333.34 1,480.83 1,647.52 1,835.98 2,049.09 2,290.12

liquid/slurry and deep pit 1 1,333.34 1,480.83 1,647.52 1,835.98 2,049.09 2,290.12

Aves de corral 11.05 486.68 481.97 477.76 473.98 470.58 467.52

Poultry with litter 1 486.68 481.97 477.76 473.98 470.58 467.52

Total 10,808.24 11,037.02 11,286.66 11,559.67 11,858.89 12,187.57

VS excretado (millones Kg / año)

VS (Kg/animal/año)

2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 1689.333333 4,459.47 4,477.30 4,495.25 4,513.32

Pature 0.5 2,229.73 2,238.65 2,247.62 2,256.66

liquid/slurry and deep pit 0.5 2,229.73 2,238.65 2,247.62 2,256.66

Vacas de leche 2581.333333 4,650.36 4,721.78 4,794.30 4,867.93

liquid/slurry and deep pit 1 4,650.36 4,721.78 4,794.30 4,867.93

Otra carne y ganado lechero 1100.666667 412.03 415.95 419.90 423.89

Pature 0.5 206.01 207.97 209.95 211.95

liquid/slurry and deep pit 0.5 206.01 207.97 209.95 211.95

Cerdo 5.516666667 2,562.80 2,871.33 3,220.48 3,615.65

liquid/slurry and deep pit 1 2,562.80 2,871.33 3,220.48 3,615.65

Aves de corral 11.05 464.76 462.28 460.04 458.03

Poultry with litter 1 464.76 462.28 460.04 458.03

Total 12,549.42 12,948.64 13,389.97 13,878.83

Page 61: Tesis Fin de Master

61

Anexo 1-E: Cantidad de Metano generado por el manejo del estiércol en el Ecuador

CH4 expresado en (Gg) Bo (m3 CH4

/ Kg VS added)

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Ganado de engorde 0.17 70.58 70.85 71.66 66.42 67.67 72.59

Pature 0.02 4.68 4.70 4.75 4.40 4.49 4.81

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 65.90 66.16 66.91 62.01 63.19 67.77

Vacas de leche 0.24 158.18 145.86 154.72 146.25 154.78 159.39

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 158.18 145.86 154.72 146.25 154.78 159.39

Otra carne y ganado lechero 0.17 5.90 5.70 5.58 5.37 5.65 6.02

Pature 0.02 0.39 0.38 0.37 0.36 0.37 0.40

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 5.51 5.32 5.21 5.01 5.28 5.62

Cerdo 0.48 40.59 40.41 64.89 41.91 37.21 47.68

liquid/slurry and deep pit 0.28 40.59 40.41 64.89 41.91 37.21 47.68

Aves de corral 0.39 2.57 1.98 2.02 1.97 2.19 1.94

Poultry with litter 0.015 2.57 1.98 2.02 1.97 2.19 1.94

Total 277.82 264.80 298.88 261.92 267.50 287.62

CH4 expresado en (Gg) Bo (m3 CH4

/ Kg VS added)

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Ganado de engorde 0.17 71.48 72.50 72.78 73.06 73.35 73.64

Pature 0.02 4.74 4.81 4.83 4.84 4.86 4.88

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 66.74 67.69 67.96 68.22 68.49 68.75

Vacas de leche 0.24 169.98 175.99 178.69 181.43 184.22 187.05

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 169.98 175.99 178.69 181.43 184.22 187.05

Otra carne y ganado lechero 0.17 6.18 6.30 6.36 6.42 6.48 6.55

Pature 0.02 0.41 0.42 0.42 0.43 0.43 0.43

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 5.77 5.88 5.94 6.00 6.05 6.11

Cerdo 0.48 45.87 72.73 79.92 88.02 97.17 107.50

liquid/slurry and deep pit 0.28 45.87 72.73 79.92 88.02 97.17 107.50

Aves de corral 0.39 2.08 2.02 1.99 1.95 1.93 1.91

Poultry with litter 0.015 2.08 2.02 1.99 1.95 1.93 1.91

Total 295.58 329.54 339.74 350.90 363.16 376.64

CH4 expresado en (Gg) Bo (m3 CH4

/ Kg VS added)

2016 2017 2018 2019 2020 2021

Ganado de engorde 0.17 73.92 74.22 74.51 74.80 75.10 75.40

Pature 0.02 4.90 4.92 4.94 4.96 4.98 5.00

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 69.02 69.29 69.57 69.84 70.12 70.40

Vacas de leche 0.24 189.92 192.84 195.80 198.81 201.86 204.96

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 189.92 192.84 195.80 198.81 201.86 204.96

Otra carne y ganado lechero 0.17 6.61 6.67 6.73 6.80 6.86 6.93

Pature 0.02 0.44 0.44 0.45 0.45 0.46 0.46

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 6.17 6.23 6.29 6.35 6.41 6.47

Cerdo 0.48 119.17 132.35 147.25 164.09 183.14 204.68

liquid/slurry and deep pit 0.28 119.17 132.35 147.25 164.09 183.14 204.68

Aves de corral 0.39 1.88 1.87 1.85 1.84 1.82 1.81

Poultry with litter 0.015 1.88 1.87 1.85 1.84 1.82 1.81

Total 391.51 407.94 426.14 446.34 468.79 493.78

Page 62: Tesis Fin de Master

62

CH4 expresado en (Gg) Bo (m3 CH4

/ Kg VS added)

2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 0.17 75.70 76.00 76.31 76.61

Pature 0.02 5.02 5.04 5.06 5.08

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 70.68 70.96 71.25 71.53

Vacas de leche 0.24 208.11 211.31 214.55 217.85

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 208.11 211.31 214.55 217.85

Otra carne y ganado lechero 0.17 6.99 7.06 7.13 7.20

Pature 0.02 0.46 0.47 0.47 0.48

liquid/slurry and deep pit 0.281666667 6.53 6.59 6.66 6.72

Cerdo 0.48 229.05 256.63 287.83 323.15

liquid/slurry and deep pit 0.28 229.05 256.63 287.83 323.15

Aves de corral 0.39 1.80 1.79 1.78 1.77

Poultry with litter 0.015 1.80 1.79 1.78 1.77

Total 521.65 552.79 587.60 626.58

Anexo 1-F: Emisiones Equivalentes de CO2 del Metano generado por el manejo del estiércol

en el Ecuador

Emisiones de CH4 expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Ganado de engorde 23 1.62 1.63 1.65 1.53 1.56 1.67

Vacas de leche 3.64 3.35 3.56 3.36 3.56 3.67

Otra carne y ganado lechero 0.14 0.13 0.13 0.12 0.13 0.14

Cerdo 0.93 0.93 1.49 0.96 0.86 1.10

Aves de corral 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04

Total 6.39 6.09 6.87 6.02 6.15 6.62

Emisiones de CH4 expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Ganado de engorde 23 1.64 1.67 1.67 1.68 1.69 1.69

Vacas de leche 3.91 4.05 4.11 4.17 4.24 4.30

Otra carne y ganado lechero 0.14 0.14 0.15 0.15 0.15 0.15

Cerdo 1.05 1.67 1.84 2.02 2.23 2.47

Aves de corral 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04

Total 6.80 7.58 7.81 8.07 8.35 8.66

Emisiones de CH4 expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2016 2017 2018 2019 2020 2021

Ganado de engorde 23 1.70 1.71 1.71 1.72 1.73 1.73

Vacas de leche 4.37 4.44 4.50 4.57 4.64 4.71

Otra carne y ganado lechero 0.15 0.15 0.15 0.16 0.16 0.16

Cerdo 2.74 3.04 3.39 3.77 4.21 4.71

Aves de corral 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04

Total 9.00 9.38 9.80 10.27 10.78 11.36

Page 63: Tesis Fin de Master

63

Emisiones de CH4 expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 23 1.74 1.75 1.76 1.76

Vacas de leche 4.79 4.86 4.93 5.01

Otra carne y ganado lechero 0.16 0.16 0.16 0.17

Cerdo 5.27 5.90 6.62 7.43

Aves de corral 0.04 0.04 0.04 0.04

Total 12.00 12.71 13.51 14.41

Anexo 1-G: Cantidad de Nitrógeno generado por el manejo del estiércol en el Ecuador

N excretado (millones Kg / año)

N excretado Kg / dia / 1000 kg animal mass)

2004 2005 2006 2007 2008

Ganado de engorde 79.7 196.17 196.92 199.18 184.59 188.09

Pature 0.5 98.08 98.46 99.59 92.30 94.04

liquid/slurry and deep pit 0.5 98.08 98.46 99.59 92.30 94.04

Vacas de leche 147.6666667 202.20 186.46 197.78 186.96 197.85

liquid/slurry and deep pit 1 202.20 186.46 197.78 186.96 197.85

Otra carne y ganado lechero 54.23333333 17.12 16.54 16.20 15.59 16.41

Pature 0.5 8.56 8.27 8.10 7.79 8.21

liquid/slurry and deep pit 0.5 8.56 8.27 8.10 7.79 8.21

Cerdo 0.546666667 45.00 44.80 71.95 46.47 41.26

liquid/slurry and deep pit 1 45.00 44.80 71.95 46.47 41.26

Aves de corral 0.815 49.03 37.78 38.50 37.43 41.62

Poultry with litter 1 49.03 37.78 38.50 37.43 41.62

Total 509.52 482.49 523.61 471.04 485.23

N excretado (millones Kg / año)

N excretado Kg / dia / 1000 kg animal mass)

2009 2010 2011 2012 2013

Ganado de engorde 79.7 201.74 198.66 201.50 202.28 203.07

Pature 0.5 100.87 99.33 100.75 101.14 101.53

liquid/slurry and deep pit 0.5 100.87 99.33 100.75 101.14 101.53

Vacas de leche 147.6666667 203.75 217.28 224.96 228.42 231.93

liquid/slurry and deep pit 1 203.75 217.28 224.96 228.42 231.93

Otra carne y ganado lechero 54.23333333 17.46 17.94 18.30 18.47 18.64

Pature 0.5 8.73 8.97 9.15 9.23 9.32

liquid/slurry and deep pit 0.5 8.73 8.97 9.15 9.23 9.32

Cerdo 0.546666667 52.87 50.85 80.64 88.61 97.60

liquid/slurry and deep pit 1 52.87 50.85 80.64 88.61 97.60

Aves de corral 0.815 37.02 39.66 38.47 37.81 37.23

Poultry with litter 1 37.02 39.66 38.47 37.81 37.23

Total 512.84 524.39 563.88 575.59 588.47

N excretado (millones Kg / año)

N excretado Kg / dia / 1000 kg animal mass)

2014 2015 2016 2017 2018

Ganado de engorde 79.7 203.86 204.66 205.46 206.27 207.08

Pature 0.5 101.93 102.33 102.73 103.13 103.54

liquid/slurry and deep pit 0.5 101.93 102.33 102.73 103.13 103.54

Vacas de leche 147.6666667 235.49 239.11 242.78 246.51 250.29

liquid/slurry and deep pit 1 235.49 239.11 242.78 246.51 250.29

Otra carne y ganado lechero 54.23333333 18.82 19.00 19.18 19.36 19.55

Pature 0.5 9.41 9.50 9.59 9.68 9.77

liquid/slurry and deep pit 0.5 9.41 9.50 9.59 9.68 9.77

Cerdo 0.546666667 107.74 119.19 132.13 146.74 163.26

Page 64: Tesis Fin de Master

64

liquid/slurry and deep pit 1 107.74 119.19 132.13 146.74 163.26

Aves de corral 0.815 36.73 36.29 35.90 35.55 35.24

Poultry with litter 1 36.73 36.29 35.90 35.55 35.24

Total 602.64 618.24 635.44 654.43 675.42

N excretado (millones Kg / año)

N excretado Kg / dia / 1000 kg animal mass)

2019 2020 2021 2022 2023

Ganado de engorde 79.7 207.90 208.72 209.55 210.39 211.23

Pature 0.5 103.95 104.36 104.78 105.20 105.62

liquid/slurry and deep pit 0.5 103.95 104.36 104.78 105.20 105.62

Vacas de leche 147.6666667 254.14 258.04 262.00 266.03 270.11

liquid/slurry and deep pit 1 254.14 258.04 262.00 266.03 270.11

Otra carne y ganado lechero 54.23333333 19.73 19.92 20.11 20.30 20.49

Pature 0.5 9.87 9.96 10.06 10.15 10.25

liquid/slurry and deep pit 0.5 9.87 9.96 10.06 10.15 10.25

Cerdo 0.546666667 181.93 203.05 226.94 253.96 284.53

liquid/slurry and deep pit 1 181.93 203.05 226.94 253.96 284.53

Aves de corral 0.815 34.96 34.71 34.48 34.28 34.10

Poultry with litter 1 34.96 34.71 34.48 34.28 34.10

Total 698.66 724.45 753.09 784.96 820.47

N excretado (millones Kg / año)

N excretado Kg / dia / 1000 kg animal mass)

2024 2025

Ganado de engorde 79.7 212.08 212.93

Pature 0.5 106.04 106.47

liquid/slurry and deep pit 0.5 106.04 106.47

Vacas de leche 147.6666667 274.26 278.47

liquid/slurry and deep pit 1 274.26 278.47

Otra carne y ganado lechero 54.23333333 20.69 20.89

Pature 0.5 10.34 10.44

liquid/slurry and deep pit 0.5 10.34 10.44

Cerdo 0.546666667 319.13 358.29

liquid/slurry and deep pit 1 319.13 358.29

Aves de corral 0.815 33.93 33.78

Poultry with litter 1 33.93 33.78

Total 860.09 904.36

Anexo 1-H: Cantidad de Óxido de Nitrógeno generado directamente por el manejo del

estiércol en el Ecuador

N2O Directo (Gg) Direct N2O Emission Factor (Kg N2O-N/Kg

Kjdl N) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Ganado de engorde 0.77 0.77 0.78 0.73 0.74 0.79 0.78 0.79

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.77 0.77 0.78 0.73 0.74 0.79 0.78 0.79

Vacas de leche 1.59 1.47 1.55 1.47 1.55 1.60 1.71 1.77

liquid/slurry and deep pit 0.005 1.59 1.47 1.55 1.47 1.55 1.60 1.71 1.77

Otra carne y ganado lechero 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07

Cerdo 0.35 0.35 0.57 0.37 0.32 0.42 0.40 0.63

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.35 0.35 0.57 0.37 0.32 0.42 0.40 0.63

Aves de corral 0.08 0.06 0.06 0.06 0.07 0.06 0.06 0.06

Poultry with litter 0.001 0.08 0.06 0.06 0.06 0.07 0.06 0.06 0.06

Page 65: Tesis Fin de Master

65

Total 2.86 2.71 3.03 2.68 2.75 2.94 3.02 3.33

N2O Directo (Gg) Direct N2O Emission Factor (Kg N2O-N/Kg

Kjdl N) 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Ganado de engorde 0.79 0.80 0.80 0.80 0.81 0.81 0.81 0.82

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.79 0.80 0.80 0.80 0.81 0.81 0.81 0.82

Vacas de leche 1.79 1.82 1.85 1.88 1.91 1.94 1.97 2.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 1.79 1.82 1.85 1.88 1.91 1.94 1.97 2.00

Otra carne y ganado lechero 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08

Cerdo 0.70 0.77 0.85 0.94 1.04 1.15 1.28 1.43

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.70 0.77 0.85 0.94 1.04 1.15 1.28 1.43

Aves de corral 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05

Poultry with litter 0.001 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05

Total 3.42 3.52 3.63 3.75 3.88 4.03 4.20 4.38

N2O Directo (Gg) Direct N2O Emission Factor (Kg N2O-N/Kg

Kjdl N) 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 0.82 0.82 0.83 0.83 0.83 0.84

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.82 0.82 0.83 0.83 0.83 0.84

Vacas de leche 2.03 2.06 2.09 2.12 2.15 2.19

liquid/slurry and deep pit 0.005 2.03 2.06 2.09 2.12 2.15 2.19

Otra carne y ganado lechero 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0.005 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08

Cerdo 1.60 1.78 2.00 2.24 2.51 2.82

liquid/slurry and deep pit 0.005 1.60 1.78 2.00 2.24 2.51 2.82

Aves de corral 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

Poultry with litter 0.001 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

Total 4.58 4.80 5.05 5.32 5.63 5.97

Anexo 1-I: Cantidad de Óxido de Nitrógeno generado indirectamente por el manejo del

estiércol en el Ecuador

N2O Indirecto (Gg) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Ganado de engorde 0.40 0.40 0.41 0.38 0.38 0.41 0.41 0.41 0.41

Volatilization Nitrogen Loss 0.40 0.40 0.41 0.38 0.38 0.41 0.41 0.41 0.41

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 26 0.40 0.40 0.41 0.38 0.38 0.41 0.41 0.41 0.41

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Vacas de leche 0.85 0.78 0.83 0.78 0.83 0.85 0.91 0.94 0.95

Volatilization Nitrogen Loss 0.83 0.76 0.81 0.76 0.81 0.83 0.89 0.92 0.93

liquid/slurry and deep pit 26 0.83 0.76 0.81 0.76 0.81 0.83 0.89 0.92 0.93

Page 66: Tesis Fin de Master

66

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

Otra carne y ganado lechero 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Volatilization Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Cerdo 0.19 0.19 0.30 0.19 0.17 0.22 0.21 0.34 0.37

Volatilization Nitrogen Loss 0.18 0.18 0.29 0.19 0.17 0.22 0.21 0.33 0.36

liquid/slurry and deep pit 26 0.18 0.18 0.29 0.19 0.17 0.22 0.21 0.33 0.36

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01

Aves de corral 0.20 0.16 0.16 0.16 0.17 0.15 0.17 0.16 0.16

Volatilization Nitrogen Loss 0.20 0.15 0.16 0.15 0.17 0.15 0.16 0.16 0.15

Poultry with litter 26 0.20 0.15 0.16 0.15 0.17 0.15 0.16 0.16 0.15

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Poultry with litter 0.8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Total 1.64 1.53 1.70 1.51 1.56 1.64 1.69 1.85 1.90

N2O Indirecto (Gg) 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Ganado de engorde 0.41 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.43 0.43

Volatilization Nitrogen Loss 0.41 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.43 0.43

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 26 0.41 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.43 0.43

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Vacas de leche 0.97 0.98 1.00 1.01 1.03 1.05 1.06 1.08 1.10

Volatilization Nitrogen Loss 0.95 0.96 0.98 0.99 1.01 1.02 1.04 1.05 1.07

liquid/slurry and deep pit 26 0.95 0.96 0.98 0.99 1.01 1.02 1.04 1.05 1.07

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

Otra carne y ganado lechero 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Volatilization Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Page 67: Tesis Fin de Master

67

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Cerdo 0.41 0.45 0.50 0.55 0.61 0.68 0.76 0.85 0.95

Volatilization Nitrogen Loss 0.40 0.44 0.49 0.54 0.60 0.67 0.74 0.83 0.93

liquid/slurry and deep pit 26 0.40 0.44 0.49 0.54 0.60 0.67 0.74 0.83 0.93

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02

Aves de corral 0.16 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.14

Volatilization Nitrogen Loss 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.14 0.14 0.14 0.14

Poultry with litter 26 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.14 0.14 0.14 0.14

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Poultry with litter 0.8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Total 1.95 2.00 2.07 2.14 2.21 2.30 2.39 2.50 2.62

N2O Indirecto (Gg) 2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 0.43 0.43 0.43 0.43

Volatilization Nitrogen Loss 0.43 0.43 0.43 0.43

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 26 0.43 0.43 0.43 0.43

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00

Vacas de leche 1.11 1.13 1.15 1.16

Volatilization Nitrogen Loss 1.09 1.10 1.12 1.14

liquid/slurry and deep pit 26 1.09 1.10 1.12 1.14

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.03 0.03 0.03 0.03

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.03 0.03 0.03 0.03

Otra carne y ganado lechero 0.00 0.00 0.00 0.00

Volatilization Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00

Pature 0 0.00 0.00 0.00 0.00

liquid/slurry and deep pit 0 0.00 0.00 0.00 0.00

Cerdo 1.06 1.19 1.33 1.50

Volatilization Nitrogen Loss 1.04 1.16 1.30 1.46

liquid/slurry and deep pit 26 1.04 1.16 1.30 1.46

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.02 0.03 0.03 0.03

liquid/slurry and deep pit 0.8 0.02 0.03 0.03 0.03

Aves de corral 0.14 0.14 0.14 0.14

Volatilization Nitrogen Loss 0.14 0.14 0.14 0.14

Poultry with litter 26 0.14 0.14 0.14 0.14

Page 68: Tesis Fin de Master

68

Runoff/Leaching Nitrogen Loss 0.00 0.00 0.00 0.00

Poultry with litter 0.8 0.00 0.00 0.00 0.00

Total 2.75 2.89 3.06 3.24

Anexo 1-J: Cantidad de Emisiones Equivalentes de CO2 generadas por el Óxido de Nitrógeno

en el manejo del estiércol en el Ecuador

Emisiones de N2O expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Ganado de engorde 296 0.35 0.35 0.35 0.33 0.33 0.36 0.35 0.36 0.36

Vacas de leche 0.72 0.66 0.70 0.67 0.70 0.73 0.77 0.80 0.81

Otra carne y ganado lechero 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

Cerdo 0.16 0.16 0.26 0.17 0.15 0.19 0.18 0.29 0.32

Aves de corral 0.08 0.06 0.07 0.06 0.07 0.06 0.07 0.07 0.06

Total 1.33 1.26 1.40 1.24 1.27 1.35 1.39 1.53 1.57

Emisiones de N2O expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Ganado de engorde 296 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.37 0.37 0.37 0.37

Vacas de leche 0.83 0.84 0.85 0.87 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93

Otra carne y ganado lechero 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

Cerdo 0.35 0.38 0.42 0.47 0.52 0.58 0.65 0.72 0.81

Aves de corral 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06

Total 1.62 1.67 1.72 1.78 1.85 1.92 2.00 2.09 2.19

Emisiones de N2O expresado en Tg equiv. CO2

Potencial de calentamiento Global, PCG

2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 296 0.37 0.37 0.37 0.38

Vacas de leche 0.95 0.96 0.98 0.99

Otra carne y ganado lechero 0.02 0.02 0.02 0.02

Cerdo 0.90 1.01 1.14 1.28

Aves de corral 0.06 0.06 0.06 0.06

Total 2.31 2.43 2.57 2.73

Anexo 2-A: Cantidad de Energía (BTU) potencial del estiércol de ganado en el Ecuador

Biogás / año (billones BTU)

Biogás por unidad de animal/día

(miles BTU) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Ganado de engorde 25.70 23.09 23.18 23.44 21.73 22.14 23.74 23.38 23.72

Vacas de leche 20.60 10.30 9.49 10.07 9.52 10.07 10.37 11.06 11.45

Otra carne y ganado lechero 23.20 2.67 2.58 2.53 2.43 2.56 2.73 2.80 2.86

Cerdo 39.80 3.27 3.26 5.23 3.38 3.00 3.85 3.70 5.87

Aves de corral 56.00 3.37 2.59 2.64 2.57 2.86 2.54 2.72 2.64

Total 42.70 41.11 43.92 39.63 40.63 43.23 43.67 46.54

Biogás / año (billones BTU)

Biogás por unidad de animal/día

(miles BTU) 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Ganado de engorde 25.70 23.94 24.16 24.39 24.62 24.85 25.08 25.31 25.55

Page 69: Tesis Fin de Master

69

Vacas de leche 20.60 11.56 11.67 11.78 11.89 12.00 12.11 12.23 12.34

Otra carne y ganado lechero 23.20 2.88 2.91 2.94 2.96 2.99 3.02 3.05 3.08

Cerdo 39.80 5.92 5.98 6.03 6.09 6.15 6.20 6.26 6.32

Aves de corral 56.00 2.67 2.69 2.72 2.74 2.77 2.79 2.82 2.85

Total 46.97 47.41 47.85 48.30 48.75 49.21 49.67 50.13

Biogás / año (billones BTU)

Biogás por unidad de animal/día

(miles BTU) 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Ganado de engorde 25.70 25.79 26.03 26.27 26.52 26.77 27.02

Vacas de leche 20.60 12.46 12.57 12.69 12.81 12.93 13.05

Otra carne y ganado lechero 23.20 3.11 3.14 3.16 3.19 3.22 3.25

Cerdo 39.80 6.38 6.44 6.50 6.56 6.62 6.68

Aves de corral 56.00 2.87 2.90 2.93 2.95 2.98 3.01

Total 50.60 51.07 51.55 52.03 52.52 53.01

Anexo 2-B: Cantidad potencial de kWh de electricidad a partir del biogás generado por el

estiércol de ganado en el Ecuador

Electricidad a partir de biogás posible (millones de kWh)

Eficiencia del Generador (n=25%-40%)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ganado de engorde 0.25 1,690.50 1,697.02 1,716.46 1,590.77 1,620.88 1,738.55 1,711.96

Vacas de leche 0.25 753.84 695.15 737.37 697.01 737.64 759.64 810.07

Otra carne y ganado lechero 0.25 195.76 189.06 185.16 178.23 187.61 199.64 205.10

Cerdo 0.25 239.71 238.65 383.28 247.54 219.79 281.62 270.90

Aves de corral 0.25 246.52 189.92 193.56 188.17 209.23 186.10 199.40

kWh totales con n=25% 0.25 3,126.33 3,009.80 3,215.82 2,901.72 2,975.15 3,165.55 3,197.42

Ganado de engorde 0.40 2,704.80 2,715.23 2,746.33 2,545.24 2,593.40 2,781.68 2,739.13

Vacas de leche 0.40 1,206.15 1,112.23 1,179.80 1,115.21 1,180.22 1,215.42 1,296.11

Otra carne y ganado lechero 0.40 313.21 302.50 296.25 285.17 300.18 319.43 328.15

Cerdo 0.40 383.54 381.83 613.24 396.06 351.67 450.59 433.43

Aves de corral 0.40 394.43 303.88 309.70 301.07 334.76 297.76 319.04

kWh totales con n=40% 0.40 5,002.13 4,815.68 5,145.32 4,642.75 4,760.23 5,064.89 5,115.87

Ingresos Potenciales (millones de dólares)

Precio kWh -2.93% 0.0500 0.0572 0.0493 0.0474 0.0456 0.0475 0.0472

Ingresos con n=25% 156.32 150.49 160.79 145.09 148.76 158.28 159.87

Ingresos con n=40% 250.11 240.78 257.27 232.14 238.01 253.24 255.79

Electricidad a partir de biogás posible (millones de kWh)

Eficiencia del Generador (n=25%-40%)

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Ganado de engorde 0.25 1,736.45 1,752.68 1,769.07 1,785.61 1,802.30 1,819.15 1,836.16

Vacas de leche 0.25 838.72 846.56 854.47 862.46 870.52 878.66 886.88

Otra carne y ganado lechero 0.25 209.16 211.11 213.09 215.08 217.09 219.12 221.17

Cerdo 0.25 429.59 433.60 437.66 441.75 445.88 450.05 454.25

Aves de corral 0.25 193.43 195.24 197.07 198.91 200.77 202.65 204.54

kWh totales con n=25% 0.25 3,407.35 3,439.20 3,471.35 3,503.81 3,536.56 3,569.62 3,603.00

Ganado de engorde 0.40 2,778.32 2,804.29 2,830.51 2,856.97 2,883.68 2,910.64 2,937.85

Vacas de leche 0.40 1,341.95 1,354.49 1,367.15 1,379.94 1,392.84 1,405.86 1,419.00

Otra carne y ganado lechero 0.40 334.65 337.78 340.94 344.13 347.35 350.59 353.87

Cerdo 0.40 687.34 693.76 700.25 706.80 713.40 720.07 726.81

Aves de corral 0.40 309.49 312.39 315.31 318.26 321.23 324.23 327.27

kWh totales con n=40% 0.40 5,451.75 5,502.72 5,554.16 5,606.09 5,658.50 5,711.40 5,764.79

Ingresos Potenciales (millones de dólares)

Precio kWh -2.93% 0.0406 0.0394 0.0383 0.0371 0.0360 0.0350 0.0340

Page 70: Tesis Fin de Master

70

Ingresos con n=25% 170.37 171.96 173.57 175.19 176.83 178.48 180.15

Ingresos con n=40% 272.59 275.14 277.71 280.30 282.92 285.57 288.24

Electricidad a partir de biogás posible (millones de kWh)

Eficiencia del Generador (n=25%-40%)

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

Ganado de engorde 0.25 1,853.32 1,870.65 1,888.14 1,905.79 1,923.61 1,941.59 1,959.74

Vacas de leche 0.25 895.17 903.54 911.98 920.51 929.11 937.80 946.57

Otra carne y ganado lechero 0.25 223.24 225.32 227.43 229.56 231.70 233.87 236.06

Cerdo 0.25 458.50 462.79 467.11 471.48 475.89 480.34 484.83

Aves de corral 0.25 206.45 208.38 210.33 212.30 214.28 216.29 218.31

kWh totales con n=25% 0.25 3,636.68 3,670.68 3,705.00 3,739.63 3,774.59 3,809.88 3,845.50

Ganado de engorde 0.40 2,965.32 2,993.04 3,021.02 3,049.26 3,077.77 3,106.54 3,135.59

Vacas de leche 0.40 1,432.27 1,445.66 1,459.17 1,472.81 1,486.58 1,500.48 1,514.51

Otra carne y ganado lechero 0.40 357.18 360.52 363.89 367.29 370.72 374.19 377.69

Cerdo 0.40 733.60 740.46 747.38 754.37 761.42 768.54 775.72

Aves de corral 0.40 330.32 333.41 336.53 339.68 342.85 346.06 349.29

kWh totales con n=40% 0.40 5,818.69 5,873.09 5,927.99 5,983.41 6,039.35 6,095.81 6,152.80

Ingresos Potenciales (millones de dólares)

Precio kWh -2.93% 0.0330 0.0320 0.0311 0.0302 0.0293 0.0284 0.0276

Ingresos con n=25% 181.83 183.53 185.25 186.98 188.73 190.49 192.27

Ingresos con n=40% 290.93 293.65 296.40 299.17 301.97 304.79 307.64

Electricidad a partir de biogás posible (millones de kWh)

Eficiencia del Generador (n=25%-40%)

2025

Ganado de engorde 0.25 1,978.06

Vacas de leche 0.25 955.42

Otra carne y ganado lechero 0.25 238.26

Cerdo 0.25 489.36

Aves de corral 0.25 220.35

kWh totales con n=25% 0.25 3,881.45

Ganado de engorde 0.40 3,164.90

Vacas de leche 0.40 1,528.67

Otra carne y ganado lechero 0.40 381.22

Cerdo 0.40 782.98

Aves de corral 0.40 352.56

kWh totales con n=40% 0.40 6,210.32

Ingresos Potenciales (millones de dólares)

Precio kWh -2.93% 0.0268

Ingresos con n=25% 194.07

Ingresos con n=40% 310.52

Anexo 2-C: Cantidad de emisiones de CO2 generadas por la combustión del biogás a partir

del estiércol de ganado en el Ecuador

Las emisiones de CO2 procedentes de la generación eléctrica de biogás como combustible (miles de toneladas métricas)

Combinaciones de CH4= 60%-70% y n=25%-

40%

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ganado de engorde 0.60 2,020.15 2,027.94 2,051.17 1,900.97 1,936.95 2,077.57 2,045.79

Vacas de leche 0.25 900.84 830.70 881.16 832.92 881.48 907.77 968.04

Otra carne y ganado lechero 1.79 233.93 225.93 221.26 212.99 224.20 238.58 245.09

Cerdo 1.20 286.45 285.18 458.01 295.81 262.65 336.54 323.72

Aves de corral 294.59 226.96 231.31 224.86 250.02 222.39 238.29

Total 3,735.96 3,596.71 3,842.91 3,467.55 3,555.30 3,782.84 3,820.92

Ganado de engorde 0.70 1,730.35 1,737.02 1,756.92 1,628.27 1,659.08 1,779.53 1,752.31

Vacas de leche 0.40 771.61 711.53 754.75 713.44 755.03 777.54 829.17

Page 71: Tesis Fin de Master

71

Otra carne y ganado lechero 1.79 200.37 193.52 189.52 182.43 192.04 204.35 209.93

Cerdo 0.64 245.36 244.27 392.31 253.37 224.97 288.26 277.28

Aves de corral 252.33 194.40 198.12 192.60 214.16 190.49 204.10

Total 3,200.02 3,080.74 3,291.63 2,970.12 3,045.27 3,240.17 3,272.79

Las emisiones de CO2 procedentes de la generación eléctrica de biogás como combustible (miles de toneladas métricas)

Combinaciones de CH4= 60%-70% y n=25%-

40%

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Ganado de engorde 0.60 2,075.06 2,094.46 2,114.04 2,133.80 2,153.75 2,173.89 2,194.21

Vacas de leche 0.25 1,002.27 1,011.64 1,021.09 1,030.64 1,040.27 1,050.00 1,059.82

Otra carne y ganado lechero 1.79 249.95 252.28 254.64 257.02 259.42 261.85 264.30

Cerdo 1.20 513.36 518.16 523.00 527.89 532.82 537.81 542.83

Aves de corral 231.15 233.31 235.50 237.70 239.92 242.16 244.43

Total 4,071.78 4,109.84 4,148.27 4,187.05 4,226.19 4,265.70 4,305.58

Ganado de engorde 0.70 1,777.38 1,794.00 1,810.77 1,827.70 1,844.78 1,862.03 1,879.44

Vacas de leche 0.40 858.49 866.51 874.61 882.79 891.04 899.37 907.78

Otra carne y ganado lechero 1.79 214.09 216.09 218.11 220.15 222.21 224.29 226.38

Cerdo 0.64 439.71 443.82 447.97 452.16 456.39 460.65 464.96

Aves de corral 197.99 199.84 201.71 203.60 205.50 207.42 209.36

Total 3,487.66 3,520.27 3,553.18 3,586.40 3,619.92 3,653.77 3,687.92

Las emisiones de CO2 procedentes de la generación eléctrica de biogás como combustible (miles de toneladas métricas)

Combinaciones de CH4= 60%-70% y n=25%-

40%

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

Ganado de engorde 0.60 2,214.72 2,235.43 2,256.33 2,277.42 2,298.71 2,320.20 2,341.89

Vacas de leche 0.25 1,069.72 1,079.72 1,089.82 1,100.01 1,110.29 1,120.67 1,131.15

Otra carne y ganado lechero 1.79 266.77 269.26 271.78 274.32 276.88 279.47 282.09

Cerdo 1.20 547.91 553.03 558.20 563.42 568.69 574.00 579.37

Aves de corral 246.71 249.02 251.35 253.70 256.07 258.46 260.88

Total 4,345.83 4,386.46 4,427.47 4,468.86 4,510.64 4,552.81 4,595.37

Ganado de engorde 0.70 1,897.01 1,914.74 1,932.64 1,950.71 1,968.95 1,987.36 2,005.94

Vacas de leche 0.40 916.27 924.83 933.48 942.21 951.01 959.91 968.88

Otra carne y ganado lechero 1.79 228.50 230.63 232.79 234.97 237.16 239.38 241.62

Cerdo 0.64 469.31 473.70 478.12 482.59 487.11 491.66 496.26

Aves de corral 211.32 213.29 215.29 217.30 219.33 221.38 223.45

Total 3,722.40 3,757.20 3,792.33 3,827.78 3,863.57 3,899.69 3,936.14

Las emisiones de CO2 procedentes de la generación eléctrica de biogás como combustible (miles de toneladas métricas)

Combinaciones de CH4= 60%-70% y n=25%-

40%

2025

Ganado de engorde 0.60 2,363.79

Vacas de leche 0.25 1,141.72

Otra carne y ganado lechero 1.79 284.72

Cerdo 1.20 584.79

Aves de corral 263.32

Total 4,638.33

Ganado de engorde 0.70 2,024.69

Vacas de leche 0.40 977.94

Otra carne y ganado lechero 1.79 243.88

Cerdo 0.64 500.90

Aves de corral 225.54

Total 3,972.94

Page 72: Tesis Fin de Master

72

Anexo 2-D: Resumen del total de emisiones de CO2 generadas por el manejo del estiércol en

el Ecuador y por la combustión del biogás utilizado en la generación eléctrica.

Resumen de Emisiones

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Emisiones de CO2 por combustión de biogás con n=25% 3.74 3.60 3.84 3.47 3.56 3.78 3.82 4.07 4.11 4.15 4.19

Emisiones de CO2 por combustión de biogás con n=40% 3.20 3.08 3.29 2.97 3.05 3.24 3.27 3.49 3.52 3.55 3.59

Emisiones equiv. CO2 por manejo de estiércol 7.72 7.35 8.27 7.26 7.43 7.97 8.19 9.11 9.39 9.69 10.02

Resumen de Emisiones

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Emisiones de CO2 por combustión de biogás con n=25% 4.23 4.27 4.31 4.35 4.39 4.43 4.47 4.51 4.55 4.60 4.64

Emisiones de CO2 por combustión de biogás con n=40% 3.62 3.65 3.69 3.72 3.76 3.79 3.83 3.86 3.90 3.94 3.97

Emisiones equiv. CO2 por manejo de estiércol 10.38 10.79 11.23 11.72 12.27 12.88 13.55 14.30 15.15 16.09 17.14

Anexo 3-A: Uso de suelo en el Ecuador

USO DE SUELO EN EL ECUADOR - HECTAREAS

T08 T09 T10 T11 T12 T13

CULT_TRANSIT 1001307.00 1028615.00 992370.00 982313.00 969977.31 957796.52

CULT_PERMAN 1242343.00 1349251.00 1391379.00 1379473.00 1399639.83 1420101.49

PASTO_NATURAL 1264129.00 1423937.00 1509971.00 1385547.00 1379678.97 1373835.79

DESCANSO 235091.00 170769.00 193956.00 173442.00 169490.60 165629.22

OTROS_USOS 235285.00 232593.00 217055.00 210584.00 209460.23 208342.46

MONTES_BOSQUES 3579240.00 3548732.00 3504126.00 3536454.00 3537380.54 3538307.33

PASTO_CULTIVADO 3703010.00 3561943.00 3409952.00 3425412.00 3404226.15 3383171.33

PARAMO 563280.00 498431.00 539473.00 565857.00 566736.01 567616.38

USO DE SUELO EN EL ECUADOR - HECTAREAS T14 T15 T16 T17 T18 T19

CULT_TRANSIT 945768.70 933891.92 922164.29 910583.93 899149.00 887857.66

CULT_PERMAN 1440862.28 1461926.58 1483298.82 1504983.50 1526985.20 1549308.55

PASTO_NATURAL 1368017.36 1362223.57 1356454.32 1350709.51 1344989.02 1339292.76

DESCANSO 161855.82 158168.38 154564.95 151043.61 147602.50 144239.78

OTROS_USOS 207230.66 206124.79 205024.82 203930.72 202842.46 201760.00

MONTES_BOSQUES 3539234.35 3540161.62 3541089.14 3542016.89 3542944.89 3543873.13

Page 73: Tesis Fin de Master

73

PASTO_CULTIVADO 3362246.74 3341451.56 3320785.00 3300246.26 3279834.54 3259549.08

PARAMO 568498.12 569381.23 570265.72 571151.57 572038.80 572927.42

USO DE SUELO EN EL ECUADOR - HECTAREAS T20 T21 T22 T23 T24 T25

CULT_TRANSIT 876708.12 865698.59 854827.32 844092.56 833492.61 823025.78

CULT_PERMAN 1571958.25 1594939.07 1618255.85 1641913.50 1665917.01 1690271.44

PASTO_NATURAL 1333620.63 1327972.51 1322348.32 1316747.95 1311171.30 1305618.26

DESCANSO 140953.68 137742.44 134604.35 131537.76 128541.04 125612.58

OTROS_USOS 200683.33 199612.39 198547.18 197487.65 196433.77 195385.51

MONTES_BOSQUES 3544801.62 3545730.35 3546659.32 3547588.54 3548517.99 3549447.70

PASTO_CULTIVADO 3239389.07 3219353.76 3199442.36 3179654.11 3159988.25 3140444.02

PARAMO 573817.41 574708.78 575601.54 576495.68 577391.22 578288.14

Anexo 3-B: Demanda de Combustibles en el Ecuador

DEMANDA DE DERIVADOS - MILLONES DE LITROS T08 T09 T10 T11 T12 T13 T14 T15

DIESEL 3747.90 4244.78 4762.54 4531.48 4658.68 4832.74 5013.30 5200.61

GASOLINA 2790.20 2987.77 3102.65 3561.59 3752.39 4047.39 4365.59 4708.80

GLP 1810.88 1785.02 1802.94 1876.19 1876.19 1908.87 1942.12 1975.94

DEMANDA DE DERIVADOS - MILLONES DE LITROS T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23

DIESEL 5394.91 5596.47 5805.57 6022.48 6247.49 6480.91 6723.04 6974.23

GASOLINA 5079.00 5478.30 5908.99 6373.55 6874.62 7415.09 7998.05 8626.84

GLP 2010.36 2045.37 2080.99 2117.24 2154.11 2191.63 2229.80 2268.64

DEMANDA DE DERIVADOS - MILLONES DE LITROS T24 T25

DIESEL 7234.80 7505.11

GASOLINA 9305.07 10036.61

GLP 2308.15 2348.35

Anexo 3-C: Precio mundial del Biodiesel y precios del diésel en el Ecuador

PRECIO EN DOLARES POR LITRO DE COMBUSTIBLE T08 T09 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

DIESEL IMPORTACION 0.79 0.49 0.61 0.82 0.86 0.93 1.00 1.09 1.18

DIESEL VENTA_INTERNA 0.26 0.25 0.25 0.27 0.26 0.27 0.27 0.27 0.28

BIODIESEL MUNDIAL 1.41 1.05 1.11 1.26 1.26 1.28 1.30 1.32 1.34

PRECIO EN DOLARES POR LITRO DE COMBUSTIBLE T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25

DIESEL IMPORTACION 1.28 1.38 1.50 1.62 1.75 1.90 2.06 2.23 2.41

Page 74: Tesis Fin de Master

74

DIESEL VENTA_INTERNA 0.28 0.28 0.28 0.29 0.29 0.29 0.29 0.30 0.30

BIODIESEL MUNDIAL 1.37 1.40 1.43 1.45 1.48 1.51 1.53 1.56 1.58

Anexo 3-D: Rendimiento de Cultivos energéticos

RENDIMIENTO DE CULTIVOS ENERGÉTICOS - TONELADAS POR HECTAREA T08 T09 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

PALMA BIOMASA 10.34 10.88 11.46 12.06 12.70 13.36 14.07 14.81 15.59

PALMA LIPIDOS 2.07 2.19 2.32 2.45 2.60 2.75 2.91 3.08 3.26

PALMA GLICERINA 2.07 1.95 1.84 1.74 1.64 1.54 1.46 1.37 1.30

PALMA BIODIESEL 2.07 2.14 2.21 2.28 2.36 2.44 2.52 2.61 2.69

ALGAS1 BIOMASA 46.75 48.98 51.32 53.77 56.34 59.03 61.85 64.80 67.89

ALGAS1 LIPIDOS 7.01 7.78 8.64 9.59 10.65 11.82 13.12 14.56 16.17

ALGAS1 GLICERINA 7.01 6.94 6.86 6.78 6.71 6.63 6.56 6.49 6.42

ALGAS1 BIODIESEL 7.01 7.60 8.24 8.93 9.67 10.48 11.36 12.31 13.34

ALGAS2 BIOMASA 50.00 54.26 58.88 63.89 69.34

ALGAS2 LIPIDOS 15.00 16.28 17.66 19.17 20.80

ALGAS2 GLICERINA 15.00 14.50 14.02 13.55 13.10

ALGAS2 BIODIESEL 15.00 15.89 16.84 17.84 18.90

RENDIMIENTO DE CULTIVOS ENERGÉTICOS - TONELADAS POR HECTAREA T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25

PALMA BIOMASA 16.41 17.27 18.18 19.14 20.15 21.21 22.33 23.50 24.74

PALMA LIPIDOS 3.46 3.66 3.87 4.10 4.34 4.60 4.87 5.15 5.45

PALMA GLICERINA 1.22 1.15 1.09 1.03 0.97 0.91 0.86 0.81 0.77

PALMA BIODIESEL 2.78 2.88 2.98 3.08 3.18 3.29 3.40 3.51 3.63

ALGAS1 BIOMASA 71.13 74.53 78.09 81.82 85.72 89.81 94.10 98.59 103.30

ALGAS1 LIPIDOS 17.94 19.92 22.11 24.54 27.25 30.24 33.57 37.27 41.37

ALGAS1 GLICERINA 6.34 6.27 6.20 6.14 6.07 6.00 5.93 5.87 5.80

ALGAS1 BIODIESEL 14.46 15.67 16.99 18.41 19.95 21.62 23.43 25.39 27.52

ALGAS2 BIOMASA 75.24 81.65 88.60 96.15 104.34 113.23 122.87 133.33 144.69

ALGAS2 LIPIDOS 22.57 24.49 26.58 28.84 31.30 33.97 36.86 40.00 43.41

ALGAS2 GLICERINA 12.67 12.25 11.84 11.45 11.07 10.70 10.34 10.00 9.67

ALGAS2 BIODIESEL 20.02 21.21 22.47 23.81 25.23 26.73 28.32 30.00 31.78

Anexo 3-E: Ingresos por venta de los subproductos de los cultivos energéticos

INGRESOS POR VENTA DE SUBPRODUCTOS EN DOLARES POR HECTAREA T08 T09 T10 T11 T12 T13 T14 T15

PALMA TORTA 818.93 860.81 904.83 951.09 999.70 1050.79 1104.48 1160.89

PALMA GLICEROL 248.16 234.06 220.76 208.22 196.39 185.23 174.71 164.78

ALGAS1 TORTA 15895.68 16479.76 17072.50 17672.18 18276.80 18883.97 19490.93 20094.46

ALGAS1 GLICEROL 841.54 832.22 823.01 813.91 804.90 795.99 787.18 778.47

ALGAS2 TORTA 14000.00 15192.37 16486.29 17890.41

ALGAS2 GLICEROL 1800.00 1740.20 1682.38 1626.48

Page 75: Tesis Fin de Master

75

INGRESOS POR VENTA DE SUBPRODUCTOS EN DOLARES POR HECTAREA T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23

PALMA TORTA 1220.18 1282.47 1347.94 1416.73 1489.01 1564.97 1644.78 1728.64

PALMA GLICEROL 155.42 146.59 138.26 130.41 123.00 116.01 109.42 103.20

ALGAS1 TORTA 20690.82 21275.71 21844.20 22390.61 22908.48 23390.44 23828.09 24211.93

ALGAS1 GLICEROL 769.86 761.34 752.92 744.58 736.34 728.20 720.14 712.17

ALGAS2 TORTA 19414.12 21067.60 22861.90 24809.03 26921.99 29214.91 31703.12 34403.24

ALGAS2 GLICEROL 1572.44 1520.20 1469.69 1420.86 1373.66 1328.02 1283.90 1241.24

INGRESOS POR VENTA DE SUBPRODUCTOS EN DOLARES POR HECTAREA T24 T25

PALMA TORTA 1816.75 1909.33

PALMA GLICEROL 97.34 91.81

ALGAS1 TORTA 24531.15 24773.54

ALGAS1 GLICEROL 704.29 696.49

ALGAS2 TORTA 37333.33 40512.98

ALGAS2 GLICEROL 1200.00 1160.13

Anexo 3-F: Costos de Capital y de Operación por tipo de cultivo energético

COSTOS EN DOLARES POR HECTAREA T08 T09 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

PALMA BIOM COST_K 2255 2359 2467 2580 2699 2823 2953 3088 3230

PALMA BIOM COST_OPER 443 464 485 507 530 555 580 607 635

PALMA REGIA COST_K 2816 2945 3080 3222 3370 3525 3687 3856 4033

PALMA REGIA COST_OPER 664 694 726 759 794 831 869 909 950

PALMA TRANS COST_K 515 538 563 589 616 644 674 705 737

PALMA TRANS COST_OPER 145 152 159 166 174 182 190 199 208

PALMA TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

PALMA TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS1 BIOM COST_K 56284 58870 61574 64403 67361 70456 73692 77078 80619

ALGAS1 BIOM COST_OPER 21365 22346 23373 24447 25570 26744 27973 29258 30602

ALGAS1 REGIA COST_K 23834 24928 26074 27271 28524 29835 31205 32639 34138

ALGAS1 REGIA COST_OPER 33 35 36 38 40 42 44 46 48

ALGAS1 TRANS COST_K 3293 3444 3602 3768 3941 4122 4311 4509 4716

ALGAS1 TRANS COST_OPER 605 632 661 692 724 757 792 828 866

ALGAS1 TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS1 TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS2 BIOM COST_K 85846 89790 93914 98229 102741

ALGAS2 BIOM COST_OPER 21461 22447 23478 24557 25685

ALGAS2 REGIA COST_K 1675 1752 1832 1917 2005

ALGAS2 REGIA COST_OPER 67 70 73 77 80

ALGAS2 TRANS COST_K 4412 4615 4827 5049 5281

ALGAS2 TRANS COST_OPER 1020 1067 1116 1167 1221

ALGAS2 TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0

Page 76: Tesis Fin de Master

76

ALGAS2 TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0

COSTOS EN DOLARES POR HECTAREA T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25

PALMA BIOM COST_K 3378 3534 3696 3866 4043 4229 4423 4627 4839

PALMA BIOM COST_OPER 664 694 726 760 795 831 869 909 951

PALMA REGIA COST_K 4218 4412 4615 4827 5049 5281 5523 5777 6042

PALMA REGIA COST_OPER 994 1040 1088 1138 1190 1244 1302 1361 1424

PALMA TRANS COST_K 771 807 844 882 923 965 1010 1056 1105

PALMA TRANS COST_OPER 217 227 238 249 260 272 285 298 311

PALMA TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

PALMA TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS1 BIOM COST_K 84322 88196 92247 96485 100917 105553 110402 115474 120778

ALGAS1 BIOM COST_OPER 32008 33478 35016 36625 38307 40067 41907 43833 45846

ALGAS1 REGIA COST_K 35706 37347 39062 40857 42734 44697 46750 48898 51144

ALGAS1 REGIA COST_OPER 50 52 55 57 60 62 65 68 72

ALGAS1 TRANS COST_K 4933 5160 5397 5645 5904 6175 6459 6756 7066

ALGAS1 TRANS COST_OPER 906 947 991 1036 1084 1134 1186 1240 1297

ALGAS1 TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS1 TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS2 BIOM COST_K 107461 112397 117561 122961 128610 134518 140698 147161 153921

ALGAS2 BIOM COST_OPER 26865 28099 29390 30740 32152 33629 35174 36790 38480

ALGAS2 REGIA COST_K 2097 2193 2294 2399 2509 2625 2745 2871 3003

ALGAS2 REGIA COST_OPER 84 88 92 96 100 105 110 115 120

ALGAS2 TRANS COST_K 5523 5777 6042 6320 6610 6914 7232 7564 7911

ALGAS2 TRANS COST_OPER 1277 1336 1397 1461 1528 1599 1672 1749 1829

ALGAS2 TRANS DISTRIB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ALGAS2 TRANS EXTERNALIDAD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Anexo 3-G

PRODUCCION DE BIOMASA

PRODUCCION EN ESTANQUES ABIERTOS

Table A1-1 Los costos de producción de biomasa del biodiesel de algas (fuente: Benemann y Oswald, 1996).

Costos $ ha-1 $ ha-1

2008 2020

Costos de capital 56284.154 57855.974

1 La preparación del terreno, nivelación, compactación 3408.96 3408.96

2 Pond leeves, geotextiles 4790.5 4790.5

3 Mezcla (ruedas de paletas) 6844.72 6844.72

4 Sumideros de CO2, difusores de 5475.24 5475.24

5 Suministro de CO2, la distribución de 410.04 410.04

6 La cosecha (asentamiento) 1 ° 9582.34 9582.34

Page 77: Tesis Fin de Master

77

7 Floculación, DAF 2282.02 2965.42

8 Edificios, carreteras, drenajes 2509.82 2851.52

9 Suministro y distribución eléctrica 2509.82 2851.52

10 Instrumentación y maquinaria 684.74 684.74

11 Suministro de nutrientes 1369.48 1369.48

12 Purga de tratamiento de residuos 1369.48 1369.48

13 Ingeniería y contingencia 6185.574 6390.594

14 Red de abastecimiento de aguaa 8861.42 8861.42

Costos de Operación 21364.826 29462.446

1 Mantenimiento 2061.858 2130.198

2 Costo del mantenimiento de la red de suministro de aguaa 33.5 33.5

3 Costo de oportunidad de la tierraa 873.948 873.948

4 Eliminación de residuos 1369.48 1369.48

5 Nutrients (N,P, Fe)

N at 718 € t-1 b

1183.22 2070.3 P at 527 € t-1 b

Fe at 252 € t-1 c

6 Pure CO2 43 € t-1 4739.58 10209.46

7 Flocculant Floculante 4,658 € t-1 911.2 1594.6

8 Labour and overheads 108 h ha-1 y-1

5168.38 6127.82

17.84 € h-1 b

9 Potencia total 0.0985 € kWh-1 b 5023.66 5053.14

a Véase el texto del apéndice para la explicación CK_BIOM 4.59%

b Eurostat (2008) COPE_BIOM 4.59%

c Innovation Group (2008) TASA DE VARIACION ANUAL

PRODUCCION AGRICOLA DE PALMA AFRICANA

Table A1-3 Los costos de producción de biomasa de Palma Africana (fuente: IICA Cultivo de Palma Africana, Guía Técnica, Nicaragua 2006).

Costos $ ha-1 $ ha-1 $ ha-1

2006 2008 2020

Costos de Capital 2034.00 2255.06 3865.72

Infraestructura 251.00 278.28 477.04

Maquinaria y Equipo 106.00 117.52 201.46

Preparación de suelo y siembra 896.00 993.38 1702.89

Desarrollo de Plantación 697.00 772.75 1324.68

Seguro 84.00 93.13 159.65

Costo de Operativos 399.76 443.21 759.76

Mantenimiento 255.00 282.71 484.64

Cosecha 144.76 160.49 275.12

Page 78: Tesis Fin de Master

78

PRODUCCION EN FOTOBIOREACTOR VERTICAL - UPM

Table A1-1 Los costos de producción de biomasa del biodiesel de algas (fuente: Entrevista Dr. José María Duran, Fotobioreactor Laminar UPM).

Costos € ha-1 € ha-1 $ ha-1 $ ha-1

2012 2020 2012 2020

Costos de capital 85846.00 99447.09 115033.64 133259.10

Panel Laminar 79233.00 92834.09 106172.22 124397.68

14 Red de abastecimiento de aguaa 6613.00 6613.00 8861.42 8861.42

Costos de Operación 21461.20 21749.31 28758.01 29144.08

2 Costo del mantenimiento de la red de suministro de aguaa 25.00 25.00 33.50 33.50

3 Costo de oportunidad de la tierraa 652.20 652.20 873.95 873.95

4 Eliminación de residuos

5 Nutrients (N,P, Fe)

N at 718 € t-1 b

11664.00 11664.00 15629.76 15629.76 P at 527 € t-1 b

Fe at 252 € t-1 c

6 Pure CO2 43 € t-1 CO2 de combustión de motores generadores eléctricos

7 Flocculant Floculante 4,658 € t-1

8 Labour and overheads

108 h ha-1 y-1 1080.00 1368.11 1447.20 1833.27

10 € h-1 b

9 Potencia total 12000 kWh 0.067 € kWh-1 b 8040.00 8040.00 10773.60 10773.60

EXTRACCION DE ACEITE Y TRANSESTERIFICACION

PRODUCCION EN ESTANQUES ABIERTOS

Table A1-2 Conversión de biomasa y los costos de distribución de combustibles del biodiesel de algas (valores negativos denotan beneficios).

Costos € GJ-1 € GJ-1 € ha-1 € ha-1 $ ha-1 $ ha-1

2008 2020 2008 2020 2008 2020

392 1372 GJ/ha-1 GJ/ha-1

Extracción de petróleo y la

recuperación de energía a

Costos de Capital 60.80 27.10 23833.60 37181.20 31937.02 49822.81

1 Centrifugation, extracción 21.70 10.90 8506.40 14954.80 11398.58 20039.43

2 Laguna de digestión anaeróbica 9.60 4.00 3763.20 5488.00 5042.69 7353.92

3 Gen-conjunto 29.50 12.20 11564.00 16738.40 15495.76 22429.46

Costos de Operación 0.08 0.21 33.32 288.12 44.65 386.08

1 Ingeniería y contingencia 9.12 4.07 3575.04 5577.18 4790.55 7473.42

2 Gen-set O&M 2.80 1.10 1097.60 1509.20 1470.78 2022.33

3 Centrifugación, extracción de O&M 1.09 0.55 425.32 747.74 569.93 1001.97

4 Digestor anaeróbico de O&M 0.48 0.20 188.16 274.40 252.13 367.70

Page 79: Tesis Fin de Master

79

5 La centrifugación poder

0.0985 € kWh-1 d

1.40 0.40 548.80 548.80 735.39 735.39

6 Electricidad generada a 950 kWh t-1 de la torta de algas

0.0985 € kWh-1 d

-14.80 -6.10 -5801.60 -8369.20 -7774.14 -11214.73

Transesterificationb

Costos de Capital 8.40 8.40 3292.80 11524.80

4412.35 15443.23

4 Planta de Transesterification 2.80 2.80 1097.60 3841.60 1470.78 5147.74

5 Site, obras, infraestructura 5.60 5.60 2195.20 7683.20 2941.57 10295.49

Costos Operativos 1.54 1.54 604.54 2115.90 1020.20 3570.70

6 Trabajo 17.84 € h-1 d 0.30 0.30 117.60 411.60 157.58 551.54

7 Consumibles 0.80 0.80 313.60 1097.60 420.22 1470.78

8 Potencia 0.0985 € kWh-1 d 0.10 0.10 39.20 137.20 52.53 183.85

9 Mantenimiento 0.29 0.29 115.25 403.37 154.43 540.51

Los gastos generales 0.45 0.45 175.69 614.93 235.43 824.01

Crédito por Glicerol 120 € t-1 e -0.40 -0.40 -156.80 -548.80

a Benemann and Oswald (1996) CK_REGIA 4.59%

b Booth et al. (2002)

COPE_REGIA 4.59%

c Hamelinck and Faaij (2006) TASA DE VARIACION ANUAL

d Eurostat (2008) CK_TRANS 4.59%

e Deurwaarder et al. (2007) COPE_TRANS 4.59%

PRODUCCION AGRICOLA DEPALMA AFRICANA

Table A1-4 Conversión de biomasa y los costos de distribución de combustibles del biodiesel de colza (valores negativos denotan beneficios).

Costs € GJ-1 € GJ-1 € ha-1 € ha-1 $ ha-1 $ ha-1

2008 2020 2008 2020 2008 2020

39 51 GJ/ha-1 GJ/ha-1

Trituración y transesterificación

a

Costos de Capital 13.2 13.2 514.80 673.20 689.83 902.09

1 Prensa de Trituración 1.60 1.60 62.40 81.60 83.62 109.34

2 Planta de transesterificación 2.80 2.80 109.20 142.80 146.33 191.35

3 sitios, obras e infraestructuras 8.80 8.80 343.20 448.80 459.89 601.39

Costos operativos -1.48 -1.48 145.10 189.75 194.44 254.27

1 Labores de trituración + transesterificación

Germany 28.2 € h-1

0.90 0.90 35.10 45.90 47.03 61.51 France 30.9 € h-1

Poland 6.1 € h-1

UK 25.6 € h-1

2 Transesterificación - consumibles 0.80 0.80 31.20 40.80 41.81 54.67

3 Potencia de trituración

0.0985 € kWh-1 0.60 0.60 23.40 30.60 31.36 41.00

Page 80: Tesis Fin de Master

80

4 Potencia de transesterificación 0.0985 € kWh-1

0.10 0.10 3.90 5.10 5.23 6.83

5 Total de Mantenimiento 0.46 0.46 18.02 23.56 24.14 31.57

6 Total de Gastos Generales 0.86 0.86 33.49 43.79 44.87 58.68

7 Credito por la torta de colza b

99.8 € t-1 (2008) -4.80 -4.80

56 € t-1 (2020)

8 Glycerol credito 120 € t-1 c -0.40 -0.40

Recuperación de la energía d

Costos de Capital 72.20 72.20 2815.80 3682.20 3773.17 4934.15

1 Gen - Set costos de capital 54.50 54.50 2125.50 2779.50 2848.17 3724.53

2 capital de la laguna de digestión anaeróbica 17.70 17.70 690.30 902.70 925.00 1209.62

Costos operativos 13.42 13.42 663.59 867.77 889.20 1162.81

1 Ingeniería y contingencia 10.83 10.83 422.37 552.33 565.98 740.12

2 Gen-set O&M 5.30 5.30 206.70 270.30 276.98 362.20

3 Laguna de digestión Anaerobica O&M 0.89 0.89 34.52 45.14 46.25 60.48

4 Generado electricidad a 950 kWh t-1 de la torta de colza

0.0985 € kWh-1 -3.60 -3.60

PRODUCCION EN FOTOBIOREACTOR VERTICAL - UPM

Table A1-2 Conversión de biomasa y los costos de distribución de combustibles del biodiesel de algas (valores negativos denotan beneficios).

Costs € ha-1 € ha-1 $ ha-1 $ ha-1

2012 2020 2012 2020

GJ/ha-1 GJ/ha-1 GJ/ha-1 GJ/ha-1

Extracción de petróleo y la

recuperación de energía a

Costos de Capital 1250.00 1642.76 1675.00 2201.29

Robot más aspiradora 1250.00 1642.76 1675.00 2201.29

Costos de Operación 50.00 65.71 67.00 88.05

1 Mantenimiento Robot 50.00 65.71 67.00 88.05

Transesterificationb

Costos de Capital 3292.80 11524.80 4412.35 15443.23

4 Planta de Transesterification 1097.60 3841.60 1470.78 5147.74

5 Site, obras, infraestructura 2195.20 7683.20 2941.57 10295.49

Costos Operativos 761.34 1509.20 1020.20 3570.70

6 Trabajo 17.84 € h-1 d 117.60 411.60 157.58 551.54

7 Consumibles 313.60 1097.60 420.22 1470.78

8 Potencia

0.0985 € kWh-

1 d 39.20 137.20 52.53 183.85

9 Mantenimiento 115.25 403.37 154.43 540.51

Los gastos generales 175.69 614.93 235.43 824.01

Crédito por Glicerol 120 € t-1 e