ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA COMPARATIVO DEL BIODIESEL...

ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA COMPARATIVODEL BIODIESEL Y DEL DIESEL.Energía y cambio climático

Directiva 2003/30/CE sobre el fomento de la utilización de losbiocarburantes: sustitución de los carburantes convencionales porbiocarburantes, 2% en 2005 y 5,75 en 2010

Directiva 2003/96/CE. Permite a los Estados miembros aplicar exencionesa los biocarburantes

Directiva 2003/17/CE relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo enla que se propone la revisión de sus especificaciones técnicas y lanecesidad de estimular la introducción de los biocarburantes.

Estrategia de la UE para los biocarburantes (2006) propone medidasconcretas para estimular la demanda de biocarburantes y señala lanecesidad de estudiar la contribución de éstos a los objetivos dereducción de emisiones de gases de efecto invernadero

Biocarburantes como instrumento para elcumplimiento de políticas comunitarias

Normativa en España

Plan de Energías Renovables (PER). Objetivo 2,2 Mtep

Ley 53/2002. Exención fiscal de 5 años a plantas piloto yexención fiscal modulable a plantas industriales hasta 2012

Real Decreto 61/2006. Adapta las especificaciones técnicas demezclas al 5% de biocarburantes con gasolina y gasóleo.

Motivos para la realización de este estudio

Conocer a fondo los beneficios medioambientales de losbiocarburantes

Cumplir las Directivas comunitarias

Objetivos

Evaluar, cuantificar y comparar los impactosmedioambientales de tres combustibles con funcionesequivalentes:

• el biodiesel obtenido a partir de aceites vegetales crudos• el biodiesel obtenido a partir de aceites vegetales usados• el diesel de 50 ppm de S (EN-590 año 2005)

a lo largo de todo su ciclo de vida

Identificar las oportunidades para reducir dichos impactosambientales

Metodología

Análisis de Ciclo de Vida (UNE-EN-ISO 14040-43)

“El ACV es una técnica para evaluar los aspectosmedioambientales y los potenciales impactos asociados conun producto mediante:• la recopilación de un inventario de las entradas y salidasde materia, energía y emisiones.• la evaluación de los potenciales impactosmedioambientales asociados• la interpretación de los resultados.”

Todo ello a lo largo de la vida del producto “DE LA CUNA ALA TUMBA”

Análisis de Ciclo de Vida

Otros Vertidos

ENTRADAS

Materias Primas

Energía

SALIDAS

EmisionesAtmosféricas

EfluentesLíquidos

ResiduosSólidosCoproductos

Adquisición de materias primas

Producción

Uso/Reuso/Mantenimiento

RecicladoGestión del Residuo

Sistemas estudiados Sistema BD5A1: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales crudos, mezclado con diésel al 5% . Sistema BD10A1: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales crudos, mezclado con diésel al 10% . Sistema BD100A1: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales crudos, al 100% . Sistema BD5A2: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales usados con diésel mezclado al 5% . Sistema BD10A2: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales usados mezclado con diésel al 10% . Sistema BD100A2: Producción y uso de biodiésel obtenido de aceites

vegetales usados al 100%. Sistema Diésel EN-590: Producción y uso de diésel EN-590 obtenido a

partir del refino de petróleo,

en un vehículo diesel siguiendo el ciclo de conducción definido en laDirectiva 98/69/CE

Unidad funcional. Base de comparación

La cantidad de combustible expresada en MJ decada tipo de combustible que es necesaria pararecorrer un km en un vehículo diesel (Ford Focus1.8Tddi 90CV) en un ciclo de conducción determinado(Directiva 98/69/CE).

Unidad funcional: 1,89 MJ

Procesos implicados. Biodiesel aceites crudosSistemas BD100A1 y BD10A1 Sistema DIESEL EN -590Sistema de referencia

Cultivo oleaginosascolza, soja,

girasol y palma

Producción herbicidas

Producción fertilizantes

Producción semilla

Semilla

Transporte

Extracci ón del aceite

Transporte y distribuci ón

Uso final

Aceite

Harinas

Lecitina de soja

1 km recorrido

Tierra en retirada

Producci ón de harina de soja

Harina de soja

Extracci óncrudo

Crudo

Gasnatural

Transporte

Refino

Diesel


Uso final

Otros Productos de

refiner ía

Exploraci ón

BD10A1: 1.89 MJBD100A1: 1.89 MJ

Diesel: 1.89MJ

Aceitede soja

Transporte

Producción biodiesel

BiodieselGlicerina

Producciónde glicerina

sintética

Glicerina sintética

Aceite de palmiste

Aceitede colza

Producci ón de aceite de colza

Harina de colza

Cáscara de palma

Producci ón de gasoil

Sistemas BD100A1 y BD10A1 Sistema DIESEL EN -590Sistema de referencia

Cultivo oleaginosascolza, soja,

girasol y palma

Producción herbicidas

Producción fertilizantes

Producción semilla

SemillaSemilla

Transporte

Extracci ón del aceite


Uso final

AceiteAceite

HarinasHarinas

Lecitina de sojaLecitina de soja

1 km recorrido

Tierra en retirada

Producci ón de harina de soja

Harina de sojaHarina de soja

Extracci óncrudo

CrudoCrudo

Gasnatural

Gasnatural

Transporte

Refino

DieselDiesel


Uso final

Otros Productos de

refiner ía

Otros Productos de

refiner ía

Exploraci ón

BD10A1: 1.89 MJBD100A1: 1.89 MJ

Diesel: 1.89MJ

Aceitede sojaAceitede soja

Transporte


BiodieselBiodieselGlicerinaGlicerina


sintética

Glicerina sintéticaGlicerina sintética

Aceite de palmisteAceite de palmiste

Aceitede colzaAceitede colza

Producci ón de aceite de colza

Harina de colzaHarina de colza

Cáscara de palmaCáscara de palma

Producci ón de gasoil

Procesos implicados. Biodiesel aceites usadosSistemas BD100A2 y BD10A2 Sistema DIESEL EN -590Sistema de referencia

Almacenamiento in situ del aceite

usado

Reciclaje del aceite usado


Uso final

1 km recorrido

Gesti ón del residuo

Extracci óncrudo

Crudo

Gasnatural

Transporte

Refino

Diesel


Uso final

Otros Productos de refiner ía

Exploraci ón

Diesel: 1.89 MJ

Transporte


Biodiesel

Glicerina Glicerina

Recogida del aceite usado

Aceite usado


sintética

BD10A2: 1.89 MJBD100A2: 1.89 MJ



usado



Uso final

1 km recorrido


Extracci óncrudo

Crudo

Gasnatural

Transporte

Refino

Diesel


Uso final


Exploraci ón

Diesel: 1.89 MJ

Transporte


Biodiesel

Glicerina Glicerina


Aceite usado



usado



Uso final

1 km recorrido


Extracci óncrudo

Crudo

Gasnatural

Transporte

Refino

Diesel


Uso final


Exploraci ón

Diesel: 1.89 MJ

Transporte


Biodiesel

Glicerina Glicerina



usado



Uso final

1 km recorrido


Extracci óncrudo

CrudoCrudo

Gasnatural

Gasnatural

Transporte

Refino

DieselDiesel


Uso final



Exploraci ón

Diesel: 1.89 MJ

Transporte


BiodieselBiodiesel

GlicerinaGlicerina GlicerinaGlicerina


Aceite usadoAceite usado


sintética

BD10A2: 1.89 MJBD100A2: 1.89 MJ

Fuente de los datosBunge-MOYRESA. Datos referidos a la obtención de aceite

vegetal de semillas de oleaginosas.

BIONOR, BIONET EUROPA y ACCIONA Biocombustibles.Datos relativos al proceso de transformación del aceite a biodiésel.

ECOGRAS RECUPERACIÓN Y RECICLADO S.L.. Datos relativosal proceso de recogida y reciclaje de aceite vegetal usado.

AOP. Datos relativos a la extracción, transporte y refino delpetróleo para producir diésel en las refinerías españolas.

ETSIAgrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid.Datos relativos a las etapas de producción agrícola de semillas deoleaginosas en España.

Ford. Datos relativos a las emisiones del vehículo de referenciacon los distintos combustibles considerados.

Resultados. Consumo de energía fósil

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Diesel BD5A1 BD10A1 BD100A1 BD5A2 BD10A2 BD100A2

MJ/

kmjk

nh

Distribución mezclas

Transesterificación usados

Transporte aceites reciclados

Reciclado

Recogida aceites usados

Refino

Transporte crudo

Extracción crudo

Transesterificacion

Refino aceites

Transporte aceites

Extraccion de aceite

Transporte semilla

Producción semilla

1,949 1,883 1,817

0,489

1,862 1,772

0,086

Resultados. Ahorro de energía fósil

3% 4% 7% 9%

75%

96%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

BD5A1 BD5A2 BD10A1 BD10A2 BD100A1 BD100A2

% e

nerg

ía fó

sil jk

fdg

Resultados. Ratio de energía fósil

Ratio de energía fósil =

Energía contenida en el combustible (PCI)

Energía consumida para producirlo y distribuirlo

21,861BD100A2

1,065BD10A2

1,014BD5A2

3,856BD100A1

1,038BD10A1

1,002BD5A1

0,968Diésel En-590

Resultados. Emisiones de gases de efectoinvernadero

-40.00

-20.00

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

Diesel EN-590


g C

O2

equi

v/km

Uso final

Transesterificación usados

Transporte aceites reciclados

Reciclado

Recogida aceites usados

Distribución mezclas

Refino

Transporte crudo

Extracción crudo

Transesterificacion

Refino aceites

Transporte aceites

Extraccion de aceite

Transporte semilla

Producción semilla

163 158 154

71

156149

19

Resultados. Emisiones evitadas

-6 -8 -12 -15

-120

-144

1 2

25

3

-5 -8 -10 -15

-92

-144

-1

-160.0

-140.0

-120.0

-100.0

-80.0

-60.0

-40.0

-20.0

0.0

20.0

40.0


g C

O2

equi

v/km

h

CO2 N2O CH4 CO2 equiv

Resultados. Análisis de sensibilidad

AS1. Origen de la semilla de colza.AS2. Consumo energético del proceso de extracción de aceite.AS3. Origen de los aceites para producción de biodieselAS4. Reglas de asignación entre los distintos co-productos.AS5. Saturación del mercado de glicerina.


Consumo de energía fósil.

• Método de asignación. Asignación por precio.

• Saturación del mercado de glicerina.

• Porcentaje de aceite de palma en la producción de biodiesel

• Semilla de colza nacional

Emisiones evitadas de gases de efecto invernadero

• Porcentaje de aceite de palma en la producción de biodiesel

• Método de asignación. Asignación por precio

• Saturación del mercado de glicerina

• Semilla de colza nacional


Resultados. Rangos de variación

Consumo de energía fósil

Diesel EN-590: 1,95 (1,95-2,20)BD5A1: 1,88 (1,88-2,17)BD10A1: 1,82 (1,87-2,13)BD100A1: 0,49 (0,35-1,41)BD5A2: 1,86 (1,86-2,12)BD10A2: 1,77 (1,77-2,04)BD100A2: 0,09 (0,09-0,49) Ratio de energía fósil

Diesel EN-590: 0,97 (0,86-0,97)BD5A1: 1,00 (0,87-1,01)BD10A1: 1,04 (0,88-1,05)BD100A1: 3,86 (1,34-5,44)BD5A2: 1,01 (0,89-1,01)BD10A2: 1,06 (0,92-1,06)BD100A2: 21,86 (3,86-21,86)

Consumos energéticos

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Diesel BD5A1 BD5A2 BD10A1 BD10A2 BD100A1 BD100A2

MJ/km

Energía primaria Energía fósil

Eficiencias energéticas

0

5

10

15

20

25

BD5A1 BD5A2 BD10A1 BD10A2 Diesel BD100A1 BD100A2

Eficiencia energética Ratio de energía fósil

Resultados. Rangos de variaciónEmisiones evitadas

CO2 (g/km)BD5A1: 6 (4-7)BD10A1: 12 (8-13)BD100A1: 120 (80-130)BD5A2: 8 (7-8)BD10A2: 15 (14-15)BD100A2: 144 (136-144)

GEI (g CO2 equiv/km)BD5A1: 5 (3-6)BD10A1: 10 (5-11)BD100A1: 92 (49-107)BD5A2: 8 (7-8)BD10A2: 15 (14-15)BD100A2: 144 (136-144)

Emisiones evitadas

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0


g/km

CO2 evitado GEI evitados

Áreas de mejora.

Consumos energéticos

Instalación de sistemas de cogeneración

Utilización de biomasa residual como fuente de energía

Reducción del consumo de fertilizantes y número de laboresen la etapa de cultivo.

Nuevos cultivos

Minimizar el contenido de aceite de palma

Optimización del sistema de recogida

Áreas de mejora.

Cambio climático

Instalación de sistemas de cogeneración

Utilización de biomasa residual como fuente de energía

Reducción del consumo de fertilizantes y número de laboresen la etapa de cultivo.

Optimizar el momento de aplicación de la fertilizaciónnitrogenada para reducir las emisiones de óxido nitroso

Nuevos cultivos

Minimizar el contenido de aceite de palma

Optimización del sistema de recogida

Consumos energéticos (1/2)

El balance energético de la producción de las mezclas estudiadas estanto mejor cuanto mayor es el contenido de biodiesel en la mezcla.

La producción y uso de biodiesel de aceites vegetales crudos puro(BD100A1) permite ahorrar un 75 % de energía fósil encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 10 %(BD10A1) con diesel permite ahorrar un 7 % de energía fósil encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 5 % (BD5A1)con diesel permite ahorrar un 3 % de energía fósil en comparacióncon la producción y uso de diesel

Conclusiones

Conclusiones

Consumos energéticos (2/2)

La producción y uso de biodiesel de aceites vegetales usados puro(BD100A2) permite ahorrar un 96 % de energía fósil encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 10 %(BD10A2) con diesel permite ahorrar un 9 % de energía fósil encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 5 % (BD5A2)con diesel permite ahorrar un 4 % de energía fósil en comparacióncon la producción y uso de diesel

Conclusiones

Cambio climático (1/2)

Las emisiones de CO2 y gases de efecto invernadero de la producción yuso de las mezclas estudiadas son tanto menores cuanto mayor es elcontenido de biodiesel en la mezcla.

La producción y uso de biodiesel de aceites vegetales crudos puro(BD100A1) permite ahorrar un 92 g de GEI por km recorrido encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 10 %(BD10A1) con diesel permite ahorrar un 10 g de GEI por kmrecorrido en comparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 5 % (BD5A1)con diesel permite ahorrar un 5 g de GEI por km recorrido encomparación con la producción y uso de diesel

Conclusiones

Cambio climático (2/2)

La producción y uso de biodiesel de aceites vegetales usados puro(BD100A2) permite ahorrar un 144 g de GEI por km recorrido encomparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 10 %(BD10A2) con diesel permite ahorrar un 15 g de GEI por kmrecorrido en comparación con la producción y uso de diesel

La producción y uso de la mezcla de este biodiesel al 5 % (BD5A2)con diesel permite ahorrar un 8 g de GEI por km recorrido encomparación con la producción y uso de diesel

Grupo revisor

Ministerio de Medio Ambiente.Dirección General de Calidad yEvaluación Ambiental

MoyresaEcograssBionorAcciona biocombustiblesBionet

AOPRepsol YPFETSIAANFACFordUnidad de Biomasa CIEMAT

Autores

Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos CIEMAT

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