Biocombustibles a partir de residuos: Ventajas vs ... · 2. Legislación. Producción nacional y...
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Prof. Rafael Luque [email protected] Biocombustibles a partir de residuos: Ventajas vs inconvenientes; Caso práctico Andalucia
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Prof. Rafael [email protected]
Biocombustibles a partir de residuos: Ventajas vs inconvenientes; Caso práctico Andalucia
INDICE1. Introducción . El concepto de valorización
2. Tipos y aplicaciones de biocombustibles1. Generalidades2. Legislación. Producción nacional y Andaluza3. El biodiesel. Producción y principios
3. Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel1. Generalidades2. Ventajas vs inconvenientes3. Ejemplos y potencial
4. Conclusiones
Qué les dicen estas imágenes?
http://www.uco.es/~q62alsor/http://www.cbme.ust.hk/rafaluque.html
http://www.uco.es/~q62alsor/http://www.cbme.ust.hk/rafaluque.html
Producir Usar Tirar
Es siempre lo mismo………
Produce Use Dispose
Reduce
Re-use
Recycle
Hay que cambiar el chip!!!
Economía circular….
El concepto de valorización
VALORISATION!
Recycle / Re-use
Reduce: Chemical usageEnergy usage
Replace: Hazardous materials, processesInefficient processesNon-sustainable components
GRUPO PAIDI FQM-383
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
RESEARCH TOPICS
These include novel protocols for materials engineering, flow chemical processes, and biomass & waste valorization.
Project leader: Mª Dolores Márquez &
Layla Filiciotto
Project leader: Weiyi Ouyang & Alessio Zuliani
Project leader: Ana Franco & Daily Rodríguez Padrón
Project leader: Alfonso Yepez & Pepijn Prinsen
INDICE1. Introducción . El concepto de valorización
2. Tipos y aplicaciones de biocombustibles1. Generalidades2. Legislación. Producción nacional y Andaluza3. El biodiesel. Producción y principios
3. Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel1. Generalidades2. Ventajas vs inconvenientes3. Ejemplos y potencial
4. Conclusiones
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
Biocombustibles
1º, 2º, 3º y hasta 4º generación???
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
LegislaciónA nivel nacional
Limitaciones y problemas! El caso alemán del B5
A nivel Andaluz Decreto 169/2011, de 31 de mayo, por el que se apru eba el Reglamento de Fomento de las Energías Renovables, e l Ahorro y la Eficiencia Energética en Andalucía .
Real Decreto 1085/2015, de 4 de diciembre, de fomen to de los Biocarburantes.
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
Producción de Biocombustibles (2015)
INDICE1. Introducción . El concepto de valorización
2. Tipos y aplicaciones de biocombustibles1. Generalidades2. Legislación. Producción nacional y Andaluza3. El biodiesel. Producción y generalidades
3. Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel1. Generalidades2. Ventajas vs inconvenientes3. Ejemplos y potencial
4. Conclusiones
BIODIESEL – 1 st generation -Production
O C R1
O
O C R2
O
O C R2
O
3 MeOH
OH
OH
OH
O C R1
O
O C R2
O
O C R3
O
H3C
H3C
H3C
triglyceride methanol methyl ester glycerol
+ +
Conventional (base catalysed) process:
• NaOH, KOH most commonly used catalysts
• MeOH most commonly used alcohol
• T= 30-60ºC, P=1-5 bar
• Methanol excess to increase product yield (≤6:1)
• Reaction time 1-4 hours (initial slow mass transfer)
99 kg + 14 kg 100 kg + 13 kg
Materias primas
Materias primas
MostazaEtíope
Baja rentabilidad Económica???
1st generation BIOFUEL – issues
• 1st generation technologies now becoming established
• Currently only available renewable liquid fuels
• Usable in current cars and with existing infrastructure
• Relatively inexpensive
BUT• Not best possible greenhouse gas saving
• Potentially, not ultimately optimum use of limited land resources (UK)
• Food vs fuel issue
Not so cheap these days..
Deforestation in developing countries
“If we want to save the planet, we need a five year freeze on biofuels”George Monbiot, March 2007,The Guardian
Source: Rhett Butler, www.mongabay.com
DEFORESTATION IN MALAYSIA
Tropìcal rainforest
Palm oil area
Tropìcal rainforest
Palm oil area
Source: Rhett Butler,
Materias primas
Materias primas
MostazaEtíope
Baja rentabilidad Económica???
Aceites usados!!
INDICE1. Introducción . El concepto de valorización
2. Tipos y aplicaciones de biocombustibles1. Generalidades2. Legislación. Producción nacional y Andaluza3. El biodiesel. Producción y principios
3. Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel1. Generalidades2. Ventajas vs inconvenientes3. Ejemplos y potencial
4. Conclusiones
Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel (I)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
26 gestores, ca. 14,000 toneladas anuales (HORECA)
Materia prima necesita pre-tratamientos!
Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel (II)
EN14214
Ventajas vs inconvenientesBalance energéticoEmisionesUso en motores diéselConsideraciones económicas (conclusiones!)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017
Potencial de los aceites usados en producción de bi odiesel (III)
Balance energético
Biodiesel 1º gen � 45% ahorro energía primaria (diésel EN590)
Biodiesel residuos � 75% ahorro energía primaria (diésel EN590)
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017; LCA para transporte (fase II)
Potencial de los aceites usados en producción de bi odiesel (IV)
Emisiones
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017; LCA para transporte (fase II)
Biodiesel 1º gen � red. 120 g CO2 Km (84%) vs Biodiesel residuos � red. 144 g CO2 Km (91%)
Sin información sobre NOx!!
Potencial de los aceites usados en producción de bi odiesel (V)
Uso en motores diesel
Fuente: Agencia Andaluza de la Energía, informe biocombustibles 2017; LCA para transporte (fase II)
- Reducción ruido y mejora emisiones y partículas susp (NOx!!)- (pérdida potencia máxima, incremento consumo B100)
- No desgaste del motor, mejor lubricidad- (corrosión!!)-- PE y POFF inferiores al diésel (problemas!!.. Aditivos?)- Compatibilidad con materiales (oxidación biodiesel Cu, Zn, Sn, corrosión??)- Afinidad por el agua vs diésel (flitros decantadores?)- Estabilidad biodiesel!
INDICE1. Introducción . El concepto de valorización
2. Tipos y aplicaciones de biocombustibles1. Generalidades2. Legislación. Producción nacional y Andaluza3. El biodiesel. Producción y principios
3. Potencial de los aceites usados en producción de biodiesel1. Generalidades2. Ventajas vs inconvenientes3. Ejemplos y potencial
4. Conclusiones
http://www.uco.es/~q62alsor/
Green Chem. 2011, 13, 3162
ADVANCED BIOFUELS FROM FOOD WASTE VALORISATION
2 FOOD WASTE RESIDUES:CORNCOBS, WASTE BREAD, OTHERS
+WASTE COOKING OILS
2 VALUABLE PRODUCTS:CARBONACEOUS MATERIAL (CATALYST)
+BIODIESEL
Gasification residue
J. Natural Gas Chem. 2012, 21, 246
ERGONOMIC CHEMISTRY EXAMPLES
PROBLEM?
POOR SOIL AND DRAUGHT IN SPAIN (E.G. ANDALUCIA)
BIODIESEL PRODUCTION
SOLVED!
SEPIOLITE SUPPORTED LIPASE
Partial 1,3-regiospecific transesterification of waste oils,
use of sorbent
FAEE/MG 2/1 ratio
Process Biochem. 2009, Biores. Technol. 2009, 2010
No glycerol!
RELATED EXAMPLES OF ERGONOMIC CHEMISTRY
Oil/fats +
ethanol(1:2)
Tank reactor(immobilized
Lipases)ECODIESEL
TRIGLYCERIDE
+ 2 CH3-CH20H
MONOGLYCERIDE
+ 2 RCOOCH2CH3FATTY ACID ETHYL ESTER (FAEE)
PPLH2C-OOCR
HC-OOCR
H2C-OOCR
HC-OOCR
H2C-OH
H2C-OH
ECODIESEL
“Ecodiesel”, is a biofuel patented by the UCO containing twomoles of FAEE and one mole of Monoglycerides (MG), alsoincorporating the glycerine into the biofuels composition , andcan only be obtained using enzymatic technology.
Biodiesel
Adsorbant
Glycerol cleaning with a novel developed adsorbant in the absence of water
Conclusiones y perspectivas
