EVALUACIÓN BENEFICIO - Observatorio Ambiental de...

EVALUACIÓN BENEFICIO - COSTO DEL USO DEL BIODIESEL COMO COMPONENTE EN LA FORMULACIÓN DEL DIESEL

DISTRIBUIDO EN COLOMBIA

INFORME DE FINAL

FEDERACIÓN NACIONAL DE BIOCOMBUSTIBLES CÁMARA DE BIODIESEL

Bogotá, noviembre de 2013

EVALUACIÓN BENEFICIO - COSTO DEL USO DEL BIODIESEL COMO COMPONENTE EN LA FORMULACIÓN DEL DIESEL DISTRIBUIDO EN COLOMBIA 2

TABLA DE CONTENIDO

1 RESUMEN EJECUTIVO. ................................................................................................... 4 2 CONCLUSIONES. ............................................................................................................... 8 3 ESTADÍSTICAS Y PROYECCIONES DE LA DEMANDA Y OFERTA DE DIESEL Y SUS MEZCLAS CON BIODIESEL. ........................................................................................ 11 3.1 Participación Energética del Biodiesel ....................................................................... 16 3.2 Ventas Historicas de Diesel y sus Mezclas con Biodiesel ...................................... 19 3.3 Proyección de Ventas de Diesel y Biodiesel al 2025 .............................................. 25 3.4 Oferta Local de Diesel en Colombia, Actual y Futura ............................................. 29 3.5 Balance Oferta Demanda de Diesel .............................................................................. 34 3.6 Politica de Calidad del Diesel y Posible Evolución .................................................. 39 3.7 Politica de Precios del Diesel ......................................................................................... 45 3.8 Impacto Económico de la Sustitución de Importaciones de Diesel por Uso del Biodiesel ...................................................................................................... 50

4 BENEFICIOS TÉCNICOS Y AMBIENTALES QUE OFRECE EL BIODIESEL COMO COMPONENTE DE LA FORMULACIÓN DEL DIESEL. ................................................... 56 4.1 Proceso de Combustión y Emisiones en Motores de Combustión Interna. ..... 56 4.2 Calidad del Diesel y Emisiones Contaminantes de los Motores de Encendido por Compresión. ............................................................................................................................ 59 4.2.1 Contenido de Azufre .................................................................................................................. 59 4.2.2 Contenido de Aromáticos y Poli Aromáticos. .................................................................. 61 4.2.3 Número de Cetano / Índice de Cetano ............................................................................... 64 4.2.4 Destilación: T95 ........................................................................................................................... 67 4.2.5 Densidad / Gravedad API ........................................................................................................ 67

4.3 Emisiones Contaminantes y Calidad de Aire. ............................................................ 69 4.3.1 Material Particulado (MP) ....................................................................................................... 70 4.3.2 Oxidos de Nitrógeno (NOx) ..................................................................................................... 71 4.3.3 Oxidos de Azufre (SO2). ............................................................................................................ 72 4.3.4 Monóxido de Carbono (CO). ................................................................................................... 72 4.3.5 Ozono (O3). ..................................................................................................................................... 73

4.4 Calidad de Aire en sas Grandes Ciudades de Colombia y Costos Asociados. .. 73 4.5 Paralelo de las Características Fisico Químicas del Diesel, el Biodiesel y sus Mezclas. .................................................................................................................................. 75 4.5.1 Beneficios Técnicos y Ambientales del Uso del Biodiesel en las Mezclas con Diesel en Colombia. .................................................................................................................................... 79 4.5.1.1 Lubricidad .............................................................................................................................................. 81 4.5.1.2 Número de Cetano. ............................................................................................................................. 85 4.5.1.3 Contenido de Azufre. ......................................................................................................................... 85 4.5.1.4 Contenido de Aromáticos y Poli aromáticos. .......................................................................... 87 4.5.1.5 Contenido de Metil Esteres. ............................................................................................................ 88

4.5.2 Impactos Negativos del Biodiesel y Alternativas de Mitigación. ............................ 88 4.6 Beneficios Estimados del Uso del Biodiesel por Impacto sobre Calidad de Aire. .................................................................................................................................................. 90


4.6.1 Modelo de Impacto del Uso del Biodiesel en las Emisiones de MP. ...................... 95 4.6.2 Modelo de Estimación de Costos Evitados en Salud Pública por Reducción en Emisiones de Material Particulado. .................................................................................................... 98

5 IMPACTO FISCAL Y SOCIAL DEL PROGRAMA DE BIODIESEL. ...................... 102 5.1 Impacto Fiscal del Programa de Biodiesel ............................................................. 102 5.2 Beneficios socio-‐económicos ligados al programa de biodiesel. .................... 103 5.2.1 Producción y Rendimientos de Aceite en el Sector Palmero Colombiano. ..... 105 5.2.2 Índices de Empleo Generado por el Sector Palmicultor. ......................................... 107 5.2.3 Calidad del Empleo y Calidad de Vida de la Población del Sector Palmicultor. ................................................................................................................................................ 107 5.2.4 Beneficio Económico en Zonas Rurales por la Producción del Aceite de Palma para Biodiesel. ........................................................................................................................................... 108

6 EVALUACIÓN INTEGRAL DEL IMPACTO DEL USO DEL BIODIESEL EN COLOMBIA (ANALÍSIS BENEFICIO/COSTO). ............................................................. 113 7 RETOS PARA LA SOSTENIBILIDAD DEL PROGRAMA DE BIODIESEL Y COMPETENCIA CON EL DIESEL RENOVABLE. ........................................................... 118 7.1 Producción de Diesel Renovable por Procesos de HDT/Isomerización ....... 118 7.2 Diesel Renovable vs Biodiesel. Propiedades Fisico Químicas. ........................ 119 7.3 Reglamentación Nacional e Internacional sobre Diesel Renovable. ............. 121 7.4 Aspectos Económicos de la Producción de Diesel Renovable y el Biodiesel. .................................................................................................................................. 122 7.5 Amenazas y Oportunidades de la Entrada del Diesel Renovable al Mercado Colombiano. ................................................................................................................................. 123


1 RESUMEN EJECUTIVO. Desde el inicio de la implementación del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, en el año 2008, mucho se ha hablado y debatido sobre los costos que ha tenido que asumir el país por el mayor valor del componente Biodiesel en la mezcla con el diesel, y por los incentivos que se le ha dado a los inversionistas y productores del Biodiesel, por la eliminación del IVA para maquinaria y equipos y reducción del impuesto de renta para las empresas instaladas en zonas francas, así como la eliminación del impuesto nacional a la Gasolina y el Diesel, que hasta el 2012 se manejaba en dos rubros tributarios que eran el IVA y el Impuesto Global a los combustibles. Sin embargo, los beneficios y costos que se generan a lo largo de la cadena desde el cultivo de la palma, cosecha del fruto y producción del aceite en las zonas rurales, hasta la utilización del Biodiesel como componente de la formulación del diesel de bajo azufre, nunca han sido evaluados adecuadamente y en forma integral, por ninguna entidad pública ni privada. Este estudio hace una primera evaluación integral del beneficio-costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, donde se tienen en cuenta los principales aspectos involucrado en la cadena entre los que se cuentan: • Costos

1. Costos asociados al mayor valor del Biocombustible frente al diesel de producción nacional e importado y su impacto sobre el precio final del combustible suministrado a los usuarios.

2. El costo generado para el gobierno nacional, por los impuestos que se dejan de recibir por la exención al Biodiesel del Impuesto Nacional a la Gasolina y el Diesel, que hasta el año 2012 se recolectaba a través del IVA y el Impuesto Global a los combustibles.

• Beneficios

1. Beneficios por reducción de costos logísticos que se tienen por la disponibilidad del Biocombustible localmente, frente a los costos de tener que importar el diesel del mercado del Golfo de México o transferir excedentes de la Refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja, desde el momento en que entre en operación la nueva refinería que se viene construyendo en Cartagena (estimado 2015).

2. Beneficios asociados al costo que se evita el país y Ecopetrol por la no utilización de aditivos mejoradores de lubricidad para el diesel de bajo y ultra bajo azufre (LSD y ULSD), gracias a las excelentes propiedades lubricantes que tiene el biodiesel, que permiten que la mezcla con el LSD


y ULSD mantengan la especificación de Lubricidad por debajo de lo exigido por la regulación nacional (máx. 450 µm norma ASTM D6079 HFRR).

3. Beneficios por la reducción de costos asociados a mortalidad prematura (niños y adultos mayores principalmente) y morbilidad (enfermedades respiratorias crónicas), generados por la reducción y menor toxicidad de las emisiones de material particulado (PM10, PM2,5) de las fuentes móviles (vehículos), por efectos de la reducción de azufre, aromáticos, poli aromáticos y la mejora del número de cetano que presenta el diesel al ser mezclado con el biodiesel de palma.

4. Beneficio para la población de las zonas rurales donde se cultiva la palma, se cosecha el fruto y se extrae el aceite de palma, por efecto de la remuneración al empleo formal generado y los efectos que esto tiene sobre la reactivación comercial de estas zonas, por la demanda de bienes de consumo y servicios de la población (alimentos, ropa, calzado, elementos de aseo, electrodomésticos, servicios públicos básicos, etc.), que indirectamente generan alternativas de empleo y/o ingresos a otros sectores de la población.

Este estudio, por falta de información, no tiene en cuenta los siguientes aspectos, que inciden en la relación beneficio-costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel: • Costos

1. Costo generado para el gobierno nacional por los impuestos que se dejan de recibir por las exenciones de IVA a equipos y maquinaria y la reducción del impuesto de renta para las empresas productoras de biodiesel cuyas plantas se encuentren ubicadas en zonas francas.

• Beneficios

1. Beneficio a la población en zonas rurales por temas de salud, educación, vivienda, recreación, infraestructura, medioambiente, seguridad, entre otros, por los recursos que el sector palmicultor debe colocar en los sistemas de seguridad social a nivel nacional por el empleo formal contratado (salud y pensiones principalmente), los recursos que invierten las empresas palmicultoras como parte de los programas de Responsabilidad Social y Empresarial (RSE) y las inversiones en infraestructura que se deben hacer para mantener una operación técnica y ambientalmente eficiente en los cultivos y alrededor de las plantas de beneficio.

2. Beneficios para el país a lo largo de la cadena de valor del biodiesel de palma, por los procesos de desarrollo y transferencia de tecnología que se generan alrededor tanto del cultivo de la palma, cosecha del fruto y


beneficio del aceite, como de la transformación del aceite en Biodiesel, que generan desarrollo tecnológico, requerimientos de mano de obra calificada, creación de programas de formación técnica y profesional en institutos, universidades o centros especializados, generación de empresas para servicio y desarrollo tecnológico e innovación, etc., lo cual redunda en la generación de oportunidades educativas y laborales de mayor nivel, que mejoran las condiciones y la calidad de vida en las regiones y la competitividad del país.

3. Aporte a la mitigación del calentamiento global, por la reducción de Gases de Efectos de Invernadero (GEI) obtenida por la sustitución de diesel fósil por biodiesel, que de acuerdo con los estudios contratos por el BID dentro del convenio BID-MME en los años 2010 a 2012, con un consorcio internacional liderado por la empresa EMPA de Suiza, es de alrededor del 83%.

Con el fin de tomar una base de comparación consistente, tanto para los beneficios como para los costos evaluados, se tomaron históricos de información desde el año 2007, para los aspectos que pudieron ser evaluados, y se proyectaron hasta el año 2025, de tal manera que al final se pudieran integrar y llegar a un valor único de beneficio/costo asociado al Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel en el periodo 2007-2025. Esto permite reducir el error y la incertidumbre que se tiene por el cambio en condiciones económicas, reglamentarias, logísticas, comerciales, de mercados, etc., en periodos cortos de tiempo, para sectores como los que están involucrados en este análisis. Las condiciones definidas para la proyección del mercado del Biodiesel en el país hasta el año 2025, se asumieron que se mantienen inalterables con respecto a las que se tienen en el año 2013, proyectando en algunos casos escenarios de aumento de mezclas al 10% (B10), en las zonas del país donde en estos momentos están en 8% (B8) y en sectores que, como en el caso de la gran minería del Cesar y la Guajira, no consumen Biodiesel. Además, los aspectos del análisis que están relacionados con los volúmenes de producción y comercialización del biocombustible, fueron primero relacionados a la producción de 1.000 barriles por día (BPD) y luego se llevaron a los requerimientos totales del mercado en el periodo 2007 a 2025, por lo cual la corrección para cambios en las condiciones del mercado pueden ser realizadas rápidamente. Las fuentes de información que se tomaron para elaborar los modelos y realizar los análisis, en cada uno de los aspectos tomados en cuenta en este estudio, son en su totalidad de consulta pública y las fuentes están referenciadas a lo largo del texto. El estudio inicia por un análisis de la oferta/demanda de combustible diesel y Biodiesel, con base en los históricos de ventas de los dos


componentes, y se proyecta utilizando modelos econométricos de la UPME, para el escenario medio de demanda. Esta es la información base para la cuantificación de muchos de los costos y beneficios del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel. Para el aditivo de lubricidad, con base en la experiencia del consultor, se realizó un análisis de los posibles proveedores del aditivo en Colombia, se solicitaron ofertas que incluyeron los costos y dosificaciones requeridas y con base en los análisis de oferta/demanda de combustible diesel total se cuantifico el aditivo que se requeriría y los costos evitados por la mezcla del Biodiesel al LSD y el ULSD. Para la estimación del beneficio económico por mejora en calidad de aire y reducción de costos por mortalidad y morbilidad de la población de las grandes ciudades, se tomó como base estudios sobre el tema que en los últimos años han realizado entidades como: el Banco Mundial para Colombia, el Clean Air Institute (CAI) de Washington para America Latina y la Universidad de los Andes para Bogotá. El modelo de reducción de emisiones de material particulado (PM10, PM2,5), por la mezcla del Biodiesel al diesel, fue basado en correlaciones desarrolladas por entidades como Chevron Research Co, el EPEFE (European Program on Emissions, Fuels and Engines) y el CONCAWE-Automotive Emissions Management Group. Para la estimación de beneficios por la calidad del empleo generado por el sector palmicultor en zonas rurales, se tomaron estudios desarrollados por FEDESARROLLO y el Centro de Estudios Regionales Cafeteros y Empresariales – CRECE, entre los años 2003 y 2012. Además, para las estadísticas de productividad y volúmenes de aceite producidos en el país y dedicados a la producción de biodiesel, se tomo la información del anuarios estadísticos de la agroindustria de la palma de aceite en Colombia y el mundo del 2012 publicado por Fedepalma. Para los temas de precios de los combustibles y biocombustibles, incluidos los rubros de impuestos y las exenciones asociadas, se tomaron los lineamiento dados en la reglamentación y política nacional de precios de los mimos. Para el periodo 2014 a 2025 se mantuvieron los lineamientos definidos para el año 2013. En la parte final del estudio (Capitulo 7), se hace un análisis de los retos que tiene el Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel para garantizar su sostenibilidad y crecimiento y de las oportunidades y/o amenazas que puede representar la inclusión del Diesel Renovable, como nuevo biocombustible para motores diesel dentro del programa nacional.


2 CONCLUSIONES. El análisis llevado a cabo en el presente estudio, alrededor de los costos y beneficios del programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, llevaron a las siguientes conclusiones, tomando como base de análisis el periodo 2007-2025: • Los costos asociados al mayor valor del Biocombustible frente al diesel de

producción nacional e importado y su impacto sobre el precio final del combustible suministrado a los usuarios son de alrededor de Tres Mil Seiscientos Cuarenta Millones de Dólares (M US$3.640,0).

• Los costo generado para el gobierno nacional, por los impuestos que se dejan de recibir por la exención al Biodiesel del IVA, el Impuesto Global y, desde el año 2013, del Impuesto Nacional a la Gasolina y el Diesel son de alrededor de Mil Ochocientos Diez y Siete Millones de Dólares (M US$1.817).

• La reducción de costos logísticos por la disponibilidad del Biocombustible localmente, frente a los costos de tener que importar el diesel del mercado del Golfo de México o transferir excedentes de la Refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja (a partir de 2015) son de alrededor de Ciento Cuarenta y Ocho Millones de Dólares (M US$148.0).

• Los costos que se evita el país y Ecopetrol por la no utilización de aditivos mejoradores de lubricidad para el diesel de bajo y ultra bajo azufre (LSD ULSD), gracias a las excelentes propiedades lubricantes que tiene el biodiesel son de alrededor de Ochenta Millones de Dólares (M US$80.0).

• La reducción estimada de costos asociados a mortalidad prematura (niños y adultos mayores principalmente) y morbilidad (enfermedades respiratorias crónicas), generados por la reducción y menor toxicidad de las emisiones de material particulado (PM10, PM2,5) de las fuentes móviles (vehículos), por efectos de la reducción de azufre, aromáticos, poli aromáticos y la mejora del número de cetano que presenta el diesel al ser mezclado con el biodiesel de palma son de alrededor de Ochocientos Ochenta y Cinco Millones de Dólares (M US$885.0).

• Los beneficios económicos estimados que se genera para la población de las zonas rurales donde se cultiva la palma, se cosecha el fruto y se produce el aceite de palma, por efecto de la remuneración al empleo formal generado y los efectos que esto tiene sobre la reactivación comercial de estas zonas son de alrededor de Siete Mil Seis Cientos Cuarenta y Cuatro Millones de Dólares (M US$7.644.0).

• El balance consolidado del análisis beneficio-costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, presenta un beneficio para el país estimado de Tres Mil Trecientos Millones de Dólares (M US$ 3.300.0), el cual se puede ver representado en la gráfica siguiente:


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Ahora, para realizar el análisis beneficio-costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, fue necesario primero hacer un estudio y análisis detallado de oferta/demanda del combustible diesel y el Biodiesel en Colombia. De este estudio se puede concluir: • Durante el año 2012 se vendieron en el país 112.656 barriles/día de diesel

fósil, más 9.662 barriles/día de Biodiesel, para un mercado total de 122.317 barriles de combustibles para motores diesel (mezclas diesel–Biodiesel). Estas cifras no incluyen el combustible que consume la empresa Cerrejón, que importa directamente el diesel que consume.

• Al cierre del primer semestre del 2013, la demanda de combustible para motores diesel totalizó cerca de 122 mil barriles día, de los cuales aproximadamente 9.800 barriles por día fueron a Biodiesel de palma.

• Esto muestra un incremento en el consumo de combustibles para motores diesel para el país del 5,2% en el periodo 2007-2012. Para el periodo de 1997 a 2012 el crecimiento promedio fue de 4,8%.

• En el periodo 2010-2012, las importaciones de Diesel de Ultra Bajo Azufre (ULSD sigla en Ingles) fueron en promedio de 53.000 barriles/día, situación que se espera se mantenga en el año 2013. En el año 2012, el programa de Biodiesel evitó la importación adicional de 9.600 barriles/día de ULSD.

• De las ventas totales de diesel en el país, el Biodiesel representó el 8,7%. Si se resta de las ventas totales de diesel fósil, el diesel del sector de gran minería y el diesel marino, el porcentaje de Biodiesel llega al 9,4%.

• Considerando el escenario actual de porcentajes de mezcla; 9,4% de las ventas de diesel sin incluir diesel marino y del sector minero, se tiene que en el año 2020 las ventas de Biodiesel contabilizarán 11.440 barriles/día y para el año 2025 las ventas serán del orden de 12.960 barriles/día.

• Considerando la capacidad instalada actual de producción de Biodiesel


reportada por la FedeBiocombustibles (10.084 barriles/día) y suponiendo que la capacidad no se incrementara a futuro, se estima que en el año 2025 el déficit de Biodiesel para el escenario actual de mezcla (9,4%) sería del orden de 2.875 barriles/día. Si el porcentaje de mezcla fuera del 10% para todo el país, el déficit de Biodiesel sería de aproximadamente 3.690 barriles/día. Un 1% adicional de mezcla de Biodiesel significaría una demanda adicional de 1.220 y 1.380 barriles/día en los años 2020 y 2025 respectivamente.

• Los proyectos de modernización de las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, incrementarán entre el año 2015 y 2020 la oferta de diesel en casi 100.000 barriles/día, permitiendo doblar la producción actual del combustible y que el país pase de ser importador a exportador de ULSD.

Por otro lado, desde el punto de vista de calidad del combustible diesel comercializado en el país y el aporte que el Biodiesel hace al mismo, tenemos las siguientes conclusiones: • De acuerdo con lo definido por la Ley 1205 de 2008 y la Resolución 182087

de 2007, desde el 1ro de enero de 2013 todo el diesel que el productor/importador distribuye en el país debe contener menos de 50 ppm (partes por millón) de azufre. Esto no tiene en cuenta la reducción adicional que se logra por la mezcla posterior con Biodiesel, que es un componente de cero azufre.

• Por otro lado, el Biodiesel es y será factor fundamental para mejorar aún más el producto entregado desde las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, ya que el biodiesel aporta también en la reducción aromáticos y los poli aromáticos, componentes no deseados en el combustible por su toxicidad, y en la mejora del número del cetano, parámetro de gran importancia en el desempeño técnico y ambiental de los motores y vehículos.

• Las señales reglamentarias que se vienen dando de parte de los entes reguladores, muestran que a futuro el diesel tiene que buscar reducciones de azufre a niveles de 10 a 15 ppm, reduciendo simultáneamente el contenido de aromáticos y poli aromáticos y aumentando el cetano.

• Bajo esta perspectiva, el biodiesel se convierte en un componente básico en la mejora del diesel actual, por ser un componente de cero azufre, cero aromáticos/poli aromáticos y alto número de cetano.


3 ESTADÍSTICAS Y PROYECCIONES DE LA DEMANDA Y OFERTA DE DIESEL Y SUS MEZCLAS CON BIODIESEL.

El mercado del diesel en Colombia se ha caracterizado desde hace más de diez años por ser deficitario en cantidad y más recientemente en calidad, lo que ha obligado a la realización de importaciones del combustible, a precios internacionales, para satisfacer la demanda interna del producto e igualmente para dar cumplimiento a los requerimientos de calidad exigidos por la legislación y la regulación nacional (Ley 1205 de 2008). Estos desbalances surgieron inicialmente por la tendencia hacia la dieselización que se dio en el país durante la primera década del siglo XXI (volumen) y posteriormente por las metas establecidas por Gobierno Nacional en cuanto al mejoramiento de la calidad de los combustibles, presionados por aspectos de calidad de aire y salud pública. Esta evolución en la exigencia de mejoras e la calidad no han sido coincidentes con los planes de modernización o ampliación de las refinerías del país, lo cual ha obligado a incrementar notablemente las importaciones. El fenómeno de dieselización que se dio en Colombia, tuvo su origen en los años noventa, especialmente desde mediados de la mencionada década, cuando se dio una importante entrada de vehículos tracto camiones al parque nacional, tecnología vehicular demandante en diesel. Lo anterior se motivó por el modelo de apertura económica adoptado por el Gobierno Nacional en la primeros años de los noventas. Posteriormente y por un efecto combinado entre la política de precios y el fenómeno del contrabando de combustibles, principalmente gasolina, se observaron tendencias decrecientes en las ventas de gasolina, a diferencia de las tasas crecientes en las de diesel. En la actualidad, esta tendencia preferente por el combustible diesel ha menguado y prácticamente desaparecido, especialmente por la eliminación de los importantes diferenciales que se observaban en los precios del diesel y de la gasolina. Hoy en día, no se esperan sustituciones de segmentos del parque automotor hacia diesel, como sucedió a finales de los noventa y primeros años del presente siglo, por lo cual el mercado responde de manera natural al tipo de uso y tecnología, en donde el diesel se orienta principalmente al transporte público y de carga. En la década de los años noventa, Colombia consumía principalmente gasolina motor, la cual representó entre 2,2 y 3,1 veces el consumo de diesel en el país. De acuerdo con estadísticas de Ecopetrol S.A., en el año 1997 se vendieron 131.030 barriles por día (BPD) de gasolina, mientras que en diesel las ventas


fueron de 60.300 BPD. Con posteridad al año 1999, la composición del consumo de combustibles comenzó a revertirse: notables tasas de crecimiento en el consumo de diesel y una marcada tendencia decreciente en gasolina. En el año 2007 se observó el punto mínimo de consumo de gasolina en la historia reciente del país: 71.079 BPD. De esta cifra, 66.200 BPD correspondieron a gasolina y 4.880 BPD a Etanol. Para este mismo año las ventas de diesel fueron de 94.900 BPD, que correspondieron básicamente a diesel de petróleo. Considerando las ventas de Ecopetrol S.A. y de los productores de biocombustibles en el país, en el año 2012 se registró en Colombia un total de ventas de mezcla diesel – biodiesel de 122.317 BPD y de mezcla gasolina - etanol del orden de 81.690 BDC. Esto significa que las ventas de combustible para motores diesel crecieron anualmente en 4,8% durante el periodo 1997 – 2012, mientras que las del combustible para motores a gasolina presentaron una tasa anual del -3,1%.

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Grafica 3.1. Ventas Históricas de Combustibles en Colombia 1979 – I Semestre de 2013


Tabla 3.1. Ventas Históricas de Combustibles en Colombia 1979 – I Semestre de 2013

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I Sem 2013 77247::$ 9469:$ 72749:;$ 664555$ ;4687$ :34687$ Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibles.

No obstante lo ya mencionado, resulta imposible definir una única razón para explicar este comportamiento en la demanda de combustibles del país. Las causas se han estudiado ampliamente y entre las principales se encuentran: 1 Recesión Económica de finales del siglo XX. 2 Dieselización del parque automotor. 3 Implementación de sistemas de transporte masivo. 4 Implementación y posterior aumento de la medida de restricción vehicular en Bogotá; “Pico y Placa”. 5 Crecimiento del gas natural vehicular. 6 Contrabando de combustibles líquidos. 7 Mejoras tecnológicas en el parque automotor entrante. Dieselización del Parque Automotor: La dieselización del parque automotor es un fenómeno que se viene observando desde comienzos de la década de los noventas y que ha sido


motivado por dos razones principales: i) el aspecto tecnológico-económico de las tecnologías diesel, especialmente en el subsector del transporte de carga y en el de pasajeros; y ii) el menor precio de venta al público del diesel vs la gasolina corriente.

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Grafica 3.2. Precios de Gasolina y Diesel – Ingreso al Productor

Precio Regulado de la Estructura de Precios de Venta al Público en Colombia y Paridad de Importación desde la Costa del Golfo de Estados

Unidos a Colombia 1998 – 2008 De la gráfica 3.2. se observa como a inicios del año 2000 el ingreso al productor1 del diesel comienza a ser menor que el de la gasolina, generándose un diferencial que obedeció principalmente a la intervención del precio por parte del regulador (MME), no obstante contar desde 1998 con una fórmula claramente establecida y que obedecía a un paridad de importación. La escalada en los precios internacionales del crudo y de los combustibles en el año 2000, motivó a que los precios regulados nacionales se empezarán a alejar de la fórmula, interviniéndose el mercado de manera diferente a la propuesta inicialmente en las formulas de fijación de precios de diciembre del año 1998. Es notable como durante el periodo 2004 – 2006, los diferenciales de precios

1 El Ingreso al Productor corresponde al precio que el Ministerio de Minas y Energía le permite cobrar al refinador o importador por el producto que vende en puerta de refinería. 2 BTU, unidad energética: British Thermal Unit. GBTU/día corresponde a miles de millones de BTU al


llegan a ser aproximadamente del 20%. A la situación anterior, se le sumó las tasas impositivas diferenciales para el diesel y la gasolina, siendo más altas las de esta última. Todo esto inclinó la balanza de las preferencias hacia el combustible diesel. Se muestra igualmente en la gráfica como en el año 2007, como la política de precios comienza a sincerar el precio del diesel, cerrando a partir de ese año el diferencial entre el precio del diesel y la gasolina. Es importante mencionar que a partir de ese año, el regulador decide establecer una política de precios basada en una señal de paridad de exportación y no de importación. Más adelante se retomará el tema de precios de los combustibles. En cuanto al tema tecnológico, entre 1992 y 1998 el fenómeno obedece específicamente a una señal de eficiencia, en donde las economías de escala en el transporte de carga, representadas especialmente en los tracto camiones, asociadas a una mayor eficiencia de la tecnología diesel, lo cual motivó crecimientos en los consumos de diesel del país. Implementación de sistemas de transporte masivo: La implementación de sistemas de transporte masivo como Transmilenio y el Metro de Medellín, han permitido la chatarrización y reemplazo de buses menos eficientes, muchos de los cuales consumían gasolina y que han incentivado una menor utilización de vehículos particulares en ciudades como Bogotá y Medellín. En un estudio contratado por la Secretaría de Hacienda del Distrito Capital a finales de 2003, se estima una reducción en el consumo de gasolina de 1.300 BPD por cuenta de la entrada en operación de Transmilenio. Implementación y posterior aumento del Pico y Placa en Bogotá: Otra medida que busca optimizar los recursos de Bogotá en pro del bienestar de los habitantes es la medida de Pico y Placa, la cual fue implementada por el Gobierno Distrital desde 1999, y ampliada en el año 2004. Se estima que a la fecha la medida ha originado una reducción en las ventas de gasolina motor del orden de 1,300 BPD. Contrabando de combustibles líquidos: Este fenómeno se viene presentando desde hace ya más de una década y ha obedecido principalmente al bajo nivel de precios de los combustibles en Venezuela. De acuerdo con estudios de la UPME se estima que el contrabando de combustibles en 1996 fue de 7,762 BPD, de los cuales un gran porcentaje correspondió a gasolina corriente. De acuerdo con análisis realizados por la Unidad de Planeación Minero Energética - UPME y por ECOPETROL en el año 2004, se estimó que el contrabando de gasolina procedente de Venezuela era de alrededor de 9.000 barriles por día. El total de contrabando se estimó en


16,000 BPD, del cual el diesel era de alrededor de 6.000 BPD Crecimiento del gas natural vehicular - GNV: Al 30 de junio del año 2013 se han sustituido en el país 456.000 vehículos a GNV, los cuales representaron un consumo equivalente a 87 GBTU2/día (87 MPCD aproximadamente). Si este consumo hubiese sustituido exclusivamente vehículos de gasolina, se habrían sustituido a la fecha 17.3853 barriles día del combustible líquido. Si hubiesen sido únicamente vehículos diesel, corresponderían a un consumo de 14.900 barriles día. Aspectos como el cambio en los hábitos de utilización de los vehículos, motivados entre otras cosas por la evolución económica y del ingreso medio en el país y las mejoras tecnológicas en el parque automotor entrante (el cual se traduce en un menor consumo de combustible por Km. recorrido), no son consideradas en las cuentas que se hacen en el párrafo anterior. El crecimiento en las ventas de gasolina (incluido el etanol) a partir del año 2010 obedece principalmente a la importante recuperación económica observada a partir del mencionado año, lo que sumado a la revaluación del peso colombiano han incentivado de manera importante la compra de vehículos particulares que consumen de manera principal gasolina motor. No hay que olvidar la disminución del diferencial del precio entre el diesel y la gasolina.

3.1 PARTICIPACIÓN ENERGÉTICA DEL BIODIESEL Al analizar las cifras de ventas de combustibles en términos de su contenido energético, BTU/día por ejemplo, el diesel y el biodiesel en conjunto concentran cerca del 60% del mercado energético de los sectores demandantes de gasolina, diesel y Gas Natural Vehicular (GNV). El biodiesel participa actualmente con el 4,0% de ese total, 48 GBTU/día, equivalente al consumo de gas natural del sector residencial de las ciudades de Bogotá y Barranquilla en conjunto, o al 34% del consumo de gas natural del sector residencial del país. El etanol y el GNV participan con el 2,0% y el 7,3% respectivamente. Lo anterior significa que de las fuentes combustibles más limpias empleadas principalmente para transporte terrestre, el biodiesel es la segunda de mayor participación en la canasta energética nacional, aportando de manera significativa en el abastecimiento nacional y en el cumplimiento del objetivo de autosuficiencia energética del país.

2 BTU, unidad energética: British Thermal Unit. GBTU/día corresponde a miles de millones de BTU al día. 1*109 BTU al día. 3 Los contenidos calóricos que se han empleado son: 1 barril de gasolina contiene 5,04 MBTU. 1 barril de diesel contiene 5,88 MBTU. 1 Barril de Biodiesel contiene 4,87 MBTU.


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Grafica 3.3. Ventas Históricas de Energía Final de Diesel, Biodiesel, Gasolina, Etanol y GNV en Colombia 1979 – I Semestre de 2013


Tabla 3.2. Ventas Históricas de Energía Final de Diesel, Biodiesel, Gasolina, Etanol y GNV en Colombia 1979 – I Semestre de 2013

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I Sem 2013 =6>7===$ 9;7;46$ ;:;75<4$ 5<<7:<:$ 857;>6$ 9447<;6$ <;7=8:$ Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibles.

Se puede observar en la gráfica 3.3 como las ventas legales de energía destinadas principalmente a atender la demanda del sector de transporte terrestre, presenta una notable caída durante el periodo 1999 – 2001, situación motivada por la fuerte recesión económica de fin del siglo XX y por el surgimiento de un contrabando de combustibles que no se ve reflejado en las estadísticas presentadas en este documento. Solo hasta el año 2008 las ventas legales de energía al sector transporte alcanzaron los niveles observados en 1998, año en el cual se vendieron en el país 1.012 GBTU/día. Esta recuperación responde al buen desempeño económico del país y al control del mercado ilegal de combustibles representado en los hurtos y en el contrabando. En cuanto al hurto, en el año 2001 se registraban cerca de 7.000 barriles por día de hurto en los sistemas de transporte por poliductos, mientras en el año 2012 esta cifra difícilmente alcanza los 90 barriles por día. Al graficar estas ventas legales de energía final en términos porcentuales, siendo el 100% la suma del total de las ventas, se puede observar claramente el desplazamiento del consumo de gasolina a expensas del diesel (ver Grafica 3.4), lo cual obedece entre otros al crecimiento y desarrollo de los sectores


productivos del país que demandan principalmente diesel, a un acentuado mejoramiento en la eficiencia tecnológica de los vehículos y a los planes de ordenamiento del transporte en las ciudades principales. Si bien podría pensarse que existe actualmente un mayor número de vehículos en comparación con el parque vehicular de finales de la década de los noventas, no hay que olvidar que la tecnología diesel es más eficiente que la de gasolina y que el avance en los rendimientos de las tecnologías vehiculares ha sido notable en los últimos años.

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Grafica 3.4. Composición porcentual de las Ventas Históricas de Energía Final de Diesel, Biodiesel, Gasolina, Etanol y GNV en Colombia

1979 – I Semestre de 2013 Esta tendencia principal en el consumo interno hacia diesel ha ocasionado un desbalance entre la oferta local y la demanda del combustible que significan importaciones actuales del orden de 50.000 barriles por día de diesel. Esto, en conjunto con la tendencia a crudos pesados en el país, han motivado el desarrollo de proyectos de modernización y ampliación de las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, con orientación a un mayor volumen de destilados medios, teniendo al diesel como el principal producto.

3.2 VENTAS HISTORICAS DE DIESEL Y SUS MEZCLAS CON BIODIESEL En el año 2007, año en el que se vieron las primeras entregas de biodiesel para mezclar con diesel en el país, se presentaba ya un desbalance del orden de


15.000 barriles día de diesel, lo anterior considerando que la oferta de las refinerías de Barrancabermeja y Cartagena entregaban en promedio entre 75.000 y 80.000 barriles por día frente a una demanda de 94.900 barriles por día. Esta misma capacidad se mantiene actualmente, sin embargo los planes de modernización de las refinerías permitirán incrementar la oferta de destilados medios, principalmente diesel, como se describe más adelante. Durante el año 2012 se vendieron en el país 112.656 Barriles por día de diesel de petróleo, más 9.662 barriles día de Biodiesel, para un mercado total de 122.317 barriles de combustible para motores diesel (mezclas diesel–Biodiesel). Estas cifras no incluyen el combustible que consume la empresa Cerrejón, ya que esta minera importa directamente todo el diesel que consume, el cual se estima aproximadamente en 8.000 Barriles por día. Contabilizando el consumo de Cerrejón, se estima un mercado total nacional de combustible para motores diesel de 130 mil barriles día para el año 2012. Al cierre del primer semestre del 2013, la demanda de combustible para motores diesel totalizó cerca de 122 mil barriles día, de los cuales aproximadamente 9.800 barriles correspondieron a biodiesel de palma.

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Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibels.

Grafica 3.5. Ventas de Combustible para motores diesel

Diesel + Biodiesel 2007 – I Semestre de 2013 Se observa un crecimiento promedio anual del orden del 5,2% para las ventas de combustible para motores diesel en el país durante el periodo 2007 – 2012 (diesel + biodiesel). De las cifras anteriores se encuentra que para el primer semestre de 2013, el biodesel representó el 8,7% de las ventas totales de


diesel fósil. Este porcentaje se explica porque estas ventas totales de diesel incluyen las ventas a las minas de carbón del departamento del Cesar y las ventas de diesel marino de la refinería de Cartagena. Si se resta de las ventas totales de diesel fósil, el diesel de las minas y el diesel marino, el porcentaje de biodiesel en el diesel llega a 9,4%. Con respecto al consumo de diesel por parte de las minas, históricamente no presentaba mezclas con biodiesel puesto que el producto es importado por el puerto de Pozos Colorados, en donde no se contaba con facilidades para mezclar biodiesel al diesel. Recientemente se incorporó facilidades para la mezcla, por lo que las minas de Prodeco y Drummond es posible que actualmente estén consumiendo B2 en su flota terrestre4. Aunque estas minas consumen B2, los remolcadores empleados en la operación consumen diesel marino sin mezcla con biodiesel, condición característica del diesel marino que se vende en la Costa Atlántica. La refinería de Cartagena concentró en el año 2012 el 95% de las ventas nacionales de diesel marino, las cuales contabilizaron 3.886 barriles día. Esta condición de no mezcla con biodiesel responde a la solicitud hecha por los consumidores, en consideración del desempeño de la mezcla en la embarcación. Si bien no existe una regulación que explícitamente determine la exclusión del diesel marino de la mezcla con biodiesel, la Resolución 8 0195 de 1999, que determina la calidad del diesel marino, establece para este producto las mismas características del combustible DMA (diesel marino) descritas en la norma ISO 8217. La norma referenciada en la resolución es la versión de 1994, sin embargo la versión 2010 establece que existen complicaciones potenciales con respecto al almacenamiento y manejo del producto en un entorno marino, tales como:

• Tendencia a la oxidación y problemas de almacenamiento a largo plazo; • Afinidad con el agua y riesgo de crecimiento microbiano; • Propiedades de flujo degradadas a baja temperatura; • Degradación del FAME en las superficies expuestas, incluidos los

elementos filtrantes.

En términos preventivos, la Norma Internacional recomienda en el caso de combustibles destilados como el diesel marino, que no contengan más del 0,1% en volumen de FAME. Estas razones técnicas han guiado a los consumidores del diesel marino producido en Colombia, exigiéndole al productor la entrega de

4 La mina de Cerrejón importa directamente la totalidad del diesel que consume, la reglamentación no lo obliga a mezclar biodiesel y no cuenta con facilidades para realizar la mezcla,.


un diesel marino sin contenido de biocombustible. A esto se le suma que el 60% de las ventas de diesel marino de la refinería de Cartagena son concentradas por naves en rutas internacionales, las cuales no se encuentran obligadas a consumir mezclas diesel – biodiesel, que aunado a la imposibilidad actual de la refinería de poder realizar más de una preparación de diesel marino, se decide preparar solamente diesel marino sin mezcla. Además, las naves en rutas internacionales no están dispuestas a pagar un mayor precio al que encontrarían en otras fuentes de suministro como Panamá. La refinería de Barrancabermeja no tiene una preparación específica de diesel marino puesto que el mercado que atiende es muy pequeño (Buenaventura), el cual demanda en promedio 200 barriles día aproximadamente, por lo que se atiende con B2 que sale de la refinería de Barrancabermeja. No existe opción para tener una oferta diferente. El tamaño de este mercado esta relacionado con esta condición, por lo que las naves de tamaño mayor prefieren abastecerse en otros puertos como Cartagena. En consideración del análisis anterior y teniendo en cuenta la entrada de las plantas de producción de biodiesel en el país, así como la mezcla en refinerías, se presenta a continuación las ventas legales de combustible para motores diesel, para el periodo 2007 – I semestre de 2013, de acuerdo con la siguiente clasificación:

• Diesel que incluye el consumo de las minas de carbón del departamento del Cesar,

• Diesel marino, • Biodiesel mezclado en refinerías y • Biodiesel mezclado en plantas de abasto mayorista.


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Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibles.

Grafica 3.6. Ventas de Diesel y Biodiesel por tipo de combustible 2007 – I Semestre de 2013

En resumen, las ventas legales de diesel para el año 2012 se puede discriminar de la siguiente manera:

Diesel5: 108.769 Barriles por día (incluye minas del Cesar). Diesel Marino: 3.886 Barriles por día (no se le mezcla biodiesel). Biodiesel: 9.662 Barriles por día. Total: 122.317 barriles día.

Vale la pena resaltar la caída en las ventas de diesel marino en el primer semestre del año 2013, como se puede observar en la Gráfica 3.6. Esta reducción en las ventas tiene su explicación en la actual reforma tributaria (Ley 1607 de 2012), la cual determinó que las ventas de diesel marino a comercializadoras internacionales (naves en rutas internacionales) deben pagar el impuesto nacional a los combustibles, cuando con anterioridad a la reforma, todo el diesel marino con destino a exportación no pagaba impuestos. Como ya se mencionó, el porcentaje de mezcla de biodiesel depende del volumen de ventas de diesel que se considere, es decir, incluyendo o no las ventas de diesel marino y las ventas de diesel a las minas. Por ejemplo, para el

5 Principalmente consumido por el sector transporte.


año 2010 los porcentajes de mezcla oscilan entre 6,5% y 7,3%, para el año 2011, los porcentajes oscilan entre 7,9% y 8,8%. La gráfica 3.7 presenta estos rangos de mezcla para el periodo comprendido entre el 2007 y el primer semestre de 2013.

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Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibles.

Grafica 3.7. Evolución del Porcentaje de Mezcla de Biodiesel

Teniendo en cuenta las fechas de inicio de las mezclas en refinerías; mayo de 2008 refinería de Cartagena y agosto de 2010 refinería de Barrancabermeja, se presenta en la Grafica 3.8 la distribución histórica del consumo de biodiesel por centro de mezcla: refinería y planta de abasto mayorista.


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Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME y Fedebiocombustibles

Grafica 3.8. Consumo de Biodiesel en Colombia por Centro de Mezcla

3.3 PROYECCION DE VENTAS DE DIESEL Y BIODIESEL AL 2025 Con base en las ventas actuales de diesel y biodiesel y las tasas de crecimiento de la demanda de diesel proyectadas por la Unidad de Planeación Minero Energética – UPME, en su documento “Proyección de la Demanda de Combustibles Líquidos en Colombia, revisión 2012”, se proyectaron las ventas totales de diesel año 2025. Para efectos de identificar los volúmenes de venta de biodiesel, se supuso una demanda de diesel marino y de minas constante a lo largo del periodo de proyección y un porcentaje de mezcla igual al que se tiene actualmente, 9,4%. El ejercicio de proyección arroja unas ventas totales diesel más biodiesel del orden de 142 mil barriles día en el año 2020 y de 160 mil barriles día en el año 2025. Considerando el escenario actual de porcentajes de mezcla; 9,4% de las ventas de diesel sin incluir diesel marino y minas, se tiene que en el año 2020 las ventas de biodiesel contabilizarán 11.440 barriles día. Para el año 2025 las ventas serán del orden de 12.960 barriles día. Es importante anotar que este escenario de proyección considera el mismo porcentaje de mezcla actual de las plantas de abasto del área de influencia de la ciudad de Bogotá: 40% del mercado del interior mezclando al 8% y el 60% restante al 10%. Para el mercado de la Costa Atlántica se mantiene la mezcla al 10%.


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Grafica 3.9. Proyección de las Ventas de Diesel y Biodiesel al 2025 Manteniendo los porcentajes actuales de mezcla en las refinerías de Barrancabermeja (2%) y Cartagena (4%), las proyecciones de ventas de diesel y de biodiesel presentan la siguiente distribución por tipo de producto y por centro de mezcla.

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Grafica 3.10. Proyección de las Ventas de Diesel y Biodiesel al 2025 por

tipo de combustible y centro de mezcla


Con respecto a los consumos de biodiesel en refinería, estos pasan de 2.500 barriles día en el año 2013 a 3.300 barriles en el 2025. Los consumos de biodiesel en las plantas de abasto pasan de 7.200 barriles a 9.600 barriles.

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Grafica 3.11. Proyección de las Ventas de Biodiesel al 2025

por centro de mezcla Considerando la capacidad instalada actual de producción de biodiesel reportada por la Federación Nacional de Biocombustibles, 10.084 barriles día, y suponiendo que la capacidad no se incrementará a futuro, se estima que en el año 2025 el déficit de biodiesel para el escenario actual de mezcla (9,4%) sería del orden de 2.875 barriles día. Si el porcentaje de mezcla fuera del 10% para todo el país, el déficit de biodiesel sería de aproximadamente 3.690 barriles día. La diferencia entre el porcentaje de mezcla actual (9,4%) y el 10% es de 610 barriles por día actualmente. Para los años 2020 y 2025, se estima que esta diferencia sería del orden de 720 y 810 barriles día respectivamente. Estos cálculos consideran la utilización al 100% de la capacidad instalada, lo que puede significar una subestimación del orden del 5% de los requerimientos adicionales. Querría decir esto que el déficit de biodiesel en el año 2025 sería del orden de 3.875 barriles día, en un escenario con mezcla al 10%. Esto significaría la instalación de 200 mil toneladas más de producción de biodiesel. Un 1% adicional de mezcla de biodiesel significaría una demanda adicional 1.220 y 1.380 barriles día en los años 2020 y 2025 respectivamente.


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Grafica 3.12. Proyección de las Ventas de Biodiesel al 2025 considerando

el porcentaje de mezcla actual (9.4%) y del 10%

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Grafica 3.13. Capacidad instalada requerida para atender la demanda de Biodiesel


3.4 OFERTA LOCAL DE DIESEL EN COLOMBIA, ACTUAL Y FUTURA Colombia es atípica en el contexto Latino Americano, con los centros de producción y consumo de combustibles al interior del país. Debido a esto, se ha requerido construir y mantener una infraestructura de trasporte por poliductos que permita abastecer los mercados de combustibles de manera segura y eficiente. Por esto, Colombia tiene hoy más de 7.000 kilómetros de poliductos que transportan crudos y productos refinados a lo largo de la geografía nacional. La gráfica 3.14. presenta el mapa de Colombia con la infraestructura de suministro de combustibles existente, incluidas las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, el sistema nacional de poliductos, los terminales de distribución de combustibles y los puertos.

Galán

Baranoa

Pozos Colorados

Cartagena

B/manga

Medellín

Yumbo

Cartago

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Gualanday

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MulalóBuga

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Refinery - Barrancabermeja

Refinery - Cartagena

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Fuente: Ecopetrol S.A Grafica 3.14. Infraestructura de Suministro de Combustibles Líquidos

La Refinería de Cartagena, filial de Ecopetrol S.A., abastece la demanda de combustibles de la región de la Costa Atlántica. En la actualidad, la demanda de diesel se atiende con importaciones debido a que la calidad de la actual configuración de la refinería no permite cumplir con la calidad (contenido de


azufre) establecida en la legislación (Ley 1205 de 2008) y en la regulación nacional vigente (Resolución 182087 de 2007). Es por esto que un alto porcentaje de la producción de diesel de la refinería de Cartagena, de alto azufre, se exporta a los mercados del Caribe. Esta situación cambiará con la entrada en operación del proyecto de ampliación y modernización de esta refinería. Se estima que todas las nuevas unidades entren en operación a más tardar el primero de enero de 2015. A continuación se presentan los rendimientos de producción de la refinería de Cartagena bajo la configuración actual y bajo la configuración ampliada y modernizada.

Tabla 3.3. Oferta actual de la Refinería de Cartagena Producto Barriles/Día

Gasolina 24.300

Diesel 19.700

Jet A1 7.600

GLP 4.700

Fuel Oil 18.400

Tabla 3.4. Oferta de la Refinería de Cartagena Modernizada y Ampliada Producto Barriles/Día

Gasolina 35.000

Diesel 89.000

Jet A1 10.000

GLP 1.500

Coke (Ton/día) 1.922 Con el proyecto se incrementa la carga de crudo a la refinería de 78.000 a 165.000 barriles día, mejorando la calidad de los combustibles y convirtiendo fracciones pesadas de crudo en productos valiosos. La calidad de la gasolina y del diesel será la requerida por el mercado internacional; 10 partes por millón de azufre. Como resultado de la modernización, la producción de combustóleo (fuel oil) desaparecerá y será reemplazada por productos de alto valor y una


producción de coke de petróleo. Es notable el crecimiento en la producción de diesel en la Refinería de Cartagena, pasándose de 19.700 a 89.000 barriles día: 69.300 BPD adicionales del producto. La refinería de Barrancabermeja abastece con productos el interior del país y los faltantes los importa (principalmente diesel) a través del puerto de Pozos Colorados, transportándolos por poliducto hasta la refinería. Además maneja, con producción propia y producto importado, las necesidades de diluyente para el transporte de crudos pesados desde los campos de producción hasta el puerto de exportación en la costa norte colombiana. Los excedentes se exportan a través de las instalaciones portuarias de Ecopetrol S.A., ubicadas igualmente en la costa norte. En la siguiente tabla se presenta la oferta actual de productos de la refinería de Barrancabermeja, entre ellos el diesel:

Tabla 3.5. Oferta actual de la Refinería de Barrancabermeja Producto Barriles/Día

Gasolina 69.480

Diesel 56.120

Jet A1 19.790

GLP 10.270

Fuel Oil 46.120 El diesel que produce la refinería de Barrancabermeja cumple totalmente con la especificación actual de calidad, la cual establece un contenido de azufre de máximo 50 partes por millón –ppm. Para esto fue necesario adelantar el proyecto de hidrotratamiento, que con un costo de 1.050 millones de dólares le permite entregar en especificación el diesel y la gasolina en las cantidades que se muestran en la tabla 3.5. Se estima que a más tardar en el año 2020 entre en operación la modernización de la refinería de Barrancabermeja, la cual consiste en la instalación de unidades de conversión de fracciones pesadas a productos valiosos (coker) y la conversión de gasóleo a ACPM (Hydrocraking). Con la modernización se dejará de producir combustóleo (fuel oil), el cual será reemplazado por la producción de coque de petróleo, lo que significará un mayor volumen de producción de Diesel y de Nafta.


En resumen, con el Plan de Modernización de la Refinería de Barrancabermeja se pretende obtener un mayor volumen de productos valiosos, especialmente destilados medios (diesel y Jet A1) y reducir la producción de fondos de barril, como el combustóleo (fuel oil), los cuales no agregan el mismo valor. Esta modernización de igual manera responde a la calidad de la oferta de crudos pesados, que empieza a ser predominante en nuestro país. Una vez entre en operación la refinería de Barrancabermeja modernizada, su oferta de productos sera la que se presenta en la siguiente tabla:

Tabla 3.6. Oferta Refinería de Barrancabermeja Modernizada

Producto Barriles/Día

Gasolina 52.500

Diesel 83.000

Jet A1 36.000

GLP 10.500

Fuel Oil 1.080

Nafta 48.320

Coke (Ton/día) 2.715 Como se puede observar, la oferta de diesel pasa de 56.000 barriles día a 83.000 BPD, significando un crecimiento de 27.000 barriles. Es notable la reducción en la producción de combustóleo (fuel oil). En resumen, la oferta de combustibles líquidos en Colombia, representada por la oferta de las refinerías de Barrancabermeja y Cartagena, presentara la siguiente evolución mostrada en la siguiente Tabla 3.7 y la Gráfica 3.15.


Tabla 3.7. Evolución de la Oferta local de Combustibles Líquidos [BPD***] 2012 2015 2020

Producto Bca* Ctgna** Total Bca* Ctgna** Total Bca* Ctgna** Total

Gasolina 69.480 24.300 93.780 69.480 35.000 104.480 52.500 35.000 87.500

Diesel 56.120 19.700 75.820 56.120 89.000 145.120 83.000 89.000 172.000

Jet A1 19.790 7.600 27.390 19.790 10.000 29.790 36.000 10.000 46.000

GLP 10.270 4.700 14.970 10.270 1.500 11.770 10.500 1.500 12.000

Fuel Oil 46.120 18.400 64.520 46.120 N.D. 46.120 1.080 N.D. 1.080

Nafta 10.750 N.D. 10.750 10.750 N.D. 10.750 48.320 N.D. 48.320

Coke (Ton/día) 1.922 1.922 2.715 1.922 4.637 *: Refinería de Barrancabermeja. **: Refinería de Cartagena. ***: Barriles Por Día. N.D.: No disponible.

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Grafica 3.15. Evolución de la Oferta local de Combustibles Líquidos Es notable la tendencia hacia la producción de destilados medios; Diesel y Jet A1. En cuanto a la producción de gasolina, entre el año 2015 y el 2020 se alcanza un pico de producción equivalente a 104.480 barriles por día. A partir del año 2020 la oferta de gasolina disminuye a 87.500 barriles día, debido a la orientación hacia destilados medios por efectos de la modernización de la


refinería de Barrancabermeja. En conclusión, los proyectos de modernización de las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, incrementarán al año 2020 la oferta de diesel en casi 100.000 barriles día. El primer incremento en la oferta de diesel se dará con la entrada de Cartagena en el 2015, permitiendo doblar la producción actual del combustible. En cuanto a calidad, la modernización de Cartagena permitirá entregar diesel con las mejores especificaciones del mercado internacional, 10 ppm de azufre, mientras que la modernización de Barrancabermeja, permitirá asegurar un contenido máximo de 50 ppm de azufre en el interior del país, incrementando la oferta de la refinería. Para llevar el diesel de Barrancabermeja a 10 ppm se requerirá de un proyecto adicional al Plan de Modernización. Estos dos proyectos, iniciando con Cartagena, permitirán eliminar las importaciones de diesel al país. No obstante, la calidad del producto será un reto para la evolución de la oferta, considerando la necesidad de acciones adicionales para llevar el diesel de Barrancabermeja a 10 ppm de azufre.

3.5 BALANCE OFERTA DEMANDA DE DIESEL El gran dinamismo en la demanda de diesel llevó a que Colombia se convirtiera en un país claramente importador del combustible con posterioridad al año 2005. Esta situación se acentuó hacia el año 2010 cuando por efectos de la regulación de calidad del diesel, se exigió diesel con contenido máximo de 50 ppm de azufre. En el año 2010, las ciudades de Bogotá y Medellín, al igual que los sistemas de transporte masivo de las diferentes capitales del país, comenzaron a recibir un diesel con máximo 50 ppm de azufre. El suministro a la ciudad de Medellín, realmente al Área Metropolitana del Valle de Aburrá, se motivó por un convenio entre el Gobierno Local y Ecopetrol S.A. La atención a Bogotá y a los Transportes Masivos se encontraba definido en la Ley. Si bien el proyecto de hidrotratamiento de la refinería de Barrancabermeja entró a mediados del año 2010, entregando diesel de 50 ppm, su aporte volumétrico disminuyó de 60 mil barriles a 53 mil barriles día aproximadamente. En términos de calidad, con este proyecto la refinería se encontraba ya lista para cumplir con la Ley 1205 de 2008, la cual establece que a partir del primero de enero de 2013 en el país no se puede consumir diesel con un contenido de azufre mayor a 50 partes por millón. En el caso de la Refinería de Cartagena, la producción actual no cumple con la


regulación de calidad, por lo que se hace necesario exportar un alto porcentaje de su producción de diesel para importar una cantidad similar de ultrabajo azufre. Todas estas situaciones motivaron que en el año 2012 se importarán al país aproximadamente 55 mil barriles día de diesel. Así mismo el país exportó cerca de 14.200 barriles día de diesel de alto azufre. Como ya se mencionó, con la entrada del proyecto de ampliación y modernización de la refinería de Cartagena, la oferta de diesel se duplicará y contará con una calidad que permitirá cumplir con la normatividad actual. Esta situación se describe en la siguiente gráfica.

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Grafica 3.16. Estimación y Proyección del Balance Nacional de Diesel 2007

- 2025 Entre los años 2008 y 2009 se importaron en promedio aproximadamente 27.500 barriles día de diesel, producto que fue destinado principalmente al interior del país. Con la evolución de la regulación de la calidad del diesel, las importaciones se incrementaron en promedio a 53.000 barriles día en el periodo 2010 – 2012, situación que se espera se mantenga durante el año 2013. Estas cifras son notables puesto que representan el 45% de la demanda total nacional de combustible para motores diesel. La situación podría haber sido más crítica si no se hubiese contado con el programa de biodiesel:

En el año 2012, el programa de biodiesel evitó la importación adicional de 9.600 barriles día de diesel a precios de importación. De no ser así, las


importaciones hubiesen llegado a la cifra de 65.000 barriles día. El programa de biodiesel permite abastecer hoy aproximadamente el 8,7% de la demanda total del país de combustible para motores diesel.

Si bien este aporte significativo del programa se espera continúe en los años 2013 y 2014, la entrada del proyecto de la refinería de Cartagena suministrará cantidades adicionales de diesel, suficientes como para atender las importaciones del combustible fósil que se viene realizando, así como lo que ha venido aportando el programa de biodiesel. De igual manera, la calidad del producto que suministrará la refinería modernizada, es de un alto estándar. Aunque el balance nacional cambia con la entrada del proyecto de Cartagena, de deficitario a autosuficiente, al realizar el análisis de balance para el mercado de la Costa Atlántica y del Interior, las conclusiones son diferentes. El mercado del interior continuará presentando déficit como se muestra en la gráfica 3.17, en donde la oferta de la refinería de Barrancabermeja no es suficiente para atender la demanda asociada a esta fuente de suministro. Para poder abastecer la totalidad de la demanda de diesel del interior del país se tienen en principio dos opciones:

- Importar producto a través del puerto de Pozos Colorados, Santa Marta, y llevar el diesel a través del poliducto Pozos Colorados – Galán; tal y como se realiza hoy en día con las importaciones del producto. - Llevar producto desde la Refinería de Cartagena. No existe un poliducto actualmente que conecte las refinerías. Para realizar esta operación es necesario realizar cabotaje desde Cartagena hasta Pozos Colorados y transportarlo hasta Barrancabermeja a través del poliducto Pozos Colorados – Galán, como se muestra en la siguiente Gráfica:

Galán

Baranoa

Pozos Colorados

Cartagena

B/manga

Medellín

Yumbo

Cartago

TocancipáP.Salgar Bogotá

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Gualanday

Neiva

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Las dos opciones son similares, puesto que el ingreso al productor que se le reconoce al diesel de la Refinería de Cartagena corresponde a un paridad de exportación a la Costa del Golfo de los Estados Unidos y el costo de los fletes entre el mercado del Golfo y la Costa Colombiana no es muy superior al costo del cabotaje entre Cartagena y Pozos. En este punto es importante mencionar que la regulación actual le reconoce al productor/importador del combustible los costos de importación del diesel. Los costos logísticos de llevar producto desde la Refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja no son reconocidos por la regulación. En este sentido no existiría incentivo a llevar producto desde la refinería de Cartagena puesto que sería más costoso que exportarlo. Por lo anterior es de esperarse algún tipo de ajuste en la regulación de manera que se reconozcan esos costos logísticos de internar el producto de Reficar, pero al mismo tiempo que se obtenga un menor costo al de importación, generándose un mejoramiento en el costo de abastecimiento actual de diesel al interior de país.

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Grafica 3.17. Proyección del Balance del Interior de Diesel 2007 - 2025

Actualmente se estima que el Plan de Modernización de la Refinería de Barrancabermeja -PMRB- entre en operación hacia finales de esta década (2019-2020), aportando 27 mil barriles adicionales de oferta de diesel de menos de 50 ppm de azufre. Cómo ya se mencionó se requiere de un proyecto adicional para llevar el contenido de azufre del diesel de Barrancabermeja a menos de 15 ppm. No obstante este incremento en la oferta local, la demanda del interior continuará siendo mayor, por lo que se requerirán transferencias de combustible desde la Refinería de Cartagena o importaciones de ULSD.


En este sentido, el programa de biodiesel aportará de manera importante en el abastecimiento de la demanda del interior de combustible para motores diesel. A diferencia del diesel que tiene que ser traído desde Cartagena, el suministro de biodiesel no incurre en los costos logísticos para internar el producto: costo de cabotaje Cartagena – Pozos y tarifa poliducto pozos – galán. En el numeral 3.7. del documento se estiman estos costos evitados. En la gráfica 3.18. se presenta el balance de diesel para el mercado de la Costa Atlántica. Se observan los excedentes de diesel que pueden ser destinados a la atención de la demanda del interior del país, o a la exportación como sucederá con seguridad con la entrada en operación del proyecto de modernización de la Refinería de Barrancabermeja.

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Grafica 3.18. Proyección del Balance de la Costa Atlántica de Diesel 2007

- 2025 A continuación se presenta una tabla resumen con los datos de las gráficas presentadas y de los comentarios realizados.


Tabla 3.9. Proyección de Balances Regionales de Combustible para Motores Diesel (BPD)

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Es importante mencionar que el programa de biodiesel, además de aportar de manera fundamental al desarrollo social y económico del campo colombiano, como se verá más adelante, permitirá que volúmenes de diesel se puedan destinar al mercado internacional, aportando positivamente a la balanza comercial del país. Como se presenta posteriormente, el biodiesel es y será factor fundamental para mejorar aún más el producto de las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, que ya con los proyectos de modernización presentan estándares de alta calidad. El biodiesel aportará de manera central en parámetros como el azufre y especialmente en los aromáticos y los poliaromáticos, factores que controlados adecuadamente aportan de manera primordial en una mejor calidad de aire y por consiguiente un mayor bienestar para los colombianos.

3.6 POLITICA DE CALIDAD DEL DIESEL Y POSIBLE EVOLUCIÓN La regulación de la calidad del diesel en Colombia se encuentra definida en dos actos administrativos principales:

(i) Ley 1205 de 2008. (ii) Resolución 182087 de 2007.

Si bien la Ley 1205 fue expedida con posterioridad a la Resolución, esta convalidó al más alto nivel el requisito de contenido de azufre que debía cumplir el diesel que se suministrara en el país.


La ley, en concordancia con la resolución, definieron una senda de disminución progresiva de los niveles de azufre en el diesel. Se determinó que tanto en Bogotá como en los sistemas de transporte masivo público de pasajeros, el diesel consumido debía contener máximo 500 ppm a partir del primero de enero de 2008. A partir del primero de enero de 2010, el contenido de azufre en el diesel para estos mismos consumos no debía superar las 50 ppm. Para las demás regiones del país y sistemas de transporte que utilizarán diesel, se emplearía un combustible de menos de 3.000 ppm a partir del 1º de enero de 2008, contenido que se iría reduciendo de la siguiente manera: a partir del primero de enero de 2009 diesel de menos de 2.500 ppm de azufre y a partir del 1º de enero de 2010 diesel de menos de 500 ppm. El parágrafo 2º del Artículo 1º de la Ley 1205, establece que: “A partir del 31 de diciembre de 2012, queda prohibido distribuir, comercializar, consumir o transportar combustibles diesel que contengan más de 50 ppm de azufre, con excepción de aquel que se importe o produzca para fines exclusivos de exportación”. En este sentido, todo el diesel que se consume o se suministra actualmente en el país, debe contener menos de 50 ppm, razón por la cual el país y específicamente Ecopetrol S.A. viene adelantando planes de modernización de sus refinerías e importando cantidades de diesel requeridas, además de las necesidades volumétricas, para poder cumplir con los requerimientos establecidos por el Estado Colombiano en cuanto a la calidad del diesel. Los dos primeros hitos importantes en esta materia son las importaciones de diesel y el desarrollo y puesta en operación de la Planta de Hidrotratamiento de la Refinería de Barrancabermeja6. Con estas dos iniciativas se logró atender tanto el mercado de Bogotá como los sistemas de transporte masivo, con producto de máximo 50 ppm. Para cumplir con las 500 ppm de azufre en el resto del país, se importó producto de bajo azufre, que para el caso de Cartagena se mezclaba con el de alto azufre. Ya a partir del primero de enero de 2013, la demanda de diesel, que debe hacerse con producto de menos de 50 ppm, se ha atendido con la producción de Barrancabermeja e importaciones para el interior y con importaciones para el mercado de la Costa Atlántica. Con la entrada en operación de la modernización de la refinería de Cartagena, la demanda podrá ser atendida con la producción de las dos refinerías, evitándose las importaciones, tanto por efectos volumétricos como de calidad.

6 La Planta de Hidrotratamiento de la Refinería de Cartagena entró en operación a mediados del año 2010 y permitió reducir el contenido de azufre del diesel a menos de 50 ppm y en la gasoline a menos de 300 ppm. El costo del proyecto fue de aproximadamente 1.050 millones de dólares.


La refinería de Cartagena podrá producir diesel de menos de 15 ppm de azufre, pero su producción no será suficiente para reducir el contenido de azufre en todo el país a niveles de menos de 15 ppm. La refinería de Barrancabermeja está diseñada actualmente para atender un mercado de 50 ppm, incluso su Plan de Modernización -PMRB- está orientado a incrementar su volumen de producción pero a mantener las especificaciones de calidad (50 ppm). Como se mencionó, se estima que el PMRB entre en operación a más tardar en el año 2020. No obstante lo anterior, es de esperarse la solicitud y presión por parte del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible para que se lleven los combustibles a estándar Euro V o Euro VI, obligando a reducir el contenido de azufre a 10 o 15 ppm. Esta hipótesis hace pensar que un proyecto adicional para llevar la gasolina y el diesel a 10 o 15 ppm de azufre se estará gestando muy pronto y se esperaría que entrará en operación entre 2 y 3 años después de la entrada en operación del PMRB. En este sentido, y de acuerdo con inteligencia que se ha realizado, este nuevo proyecto no llega a ser tan intensivo en capital como si lo es el PMRB. Se estima que el Plan de Modernización de la Refinería de Barrancabermeja puede estar costando una cifra cercana a los 4.000 millones de dólares, cuando el proyecto adicional se estima en aproximadamente el 15% del Costo del PMRB.

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Fuente: estimativos del consultor

Grafica 3.19. Proyección Esperada de la Regulación de la Calidad del

Diesel en Colombia (Contenido de Azufre)


En resumen, son varios los elementos que definirán la evolución de la calidad de los combustibles en el país: hitos del suministro local, Regulación de Precios – postura del regulador energético (importación), Regulación de Calidad en función de la postura de regulador ambiental y sincronización con la evolución y la oferta tecnológica vehicular, avances en la movilidad y la malla vial. La situación anterior plantea un panorama con un reto mayor para la industria del biodiesel, tal y como la conocemos en Colombia. Para los primeros cinco años de la próxima década el país estará frente a una oferta local de diesel suficiente y con muy bajos contenidos de azufre, que en conjunto con las tecnologías vehiculares adecuadas, aportarán positivamente al mejoramiento de la calidad del aire de las ciudades. Por lo anterior, los beneficios ambientales que se puedan esperar del uso del biodiesel se verán reducidos, así como los beneficios logísticos del auto abastecimiento, con lo cual la industria del biodiesel en Colombia tendrá unos retos muy importantes a futuro. En el siguiente capitulo se analizara un poco mas en detalle el aporte al mejoramiento del desempeño técnico y ambiental que se puede tener del biodiesel, bajo el escenario futuro. En esta situación, el componente social y de seguridad en áreas rurales, será el que de las pautas para buscar la sostenibilidad del programa. Esto se analizará en el capitulo 5.

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Grafica 3.20. Apalancadores Programa Nacional de Biodiesel Las tendencias actuales en cuanto a parámetros de calidad de combusitbles, están incorporando de manera importante aspectos como los Aromáticos y Poli aromáticos, que si bien se mejoran con las nuevas unidades de las refinerías, las calidades de nuestros crudos muy seguramente pondrán un reto importante para el cumplimiento de los estándares de calidad que establezcan a futuro los Ministerios de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) y de Minas y Energía


(MME). En este sentido, el biodiesel mantiene sus ventajas como un componente que aporta a la mejora de la calidad del diesel que se producirá en las nuevas refinerías. Como se sabe, técnicamente el biodiesel no contiene aromáticos ni poli aromáticos, compuestos que están siendo controlados de manera importante, especialmente en Europa, con el fin de coadyuvar al mejoramiento de la calidad del aire. En complemento a lo anterior, los sistemas de transporte por poliductos en un escenario de diesel de 15 0 10 ppm de azufre, impondrán retos al diesel que salga de refinería, ya que para llegar a las terminales del sistema en10 ppm deberá salir de la refinería con menor contenido de azufre, esto por la condición de transporte multiproducto de los sistemas. Así las cosas, el biodiesel se convierte en una opción para reducir el azufre ya sea a la salida de las refinerías o como corrector en las plantas de abasto mayorista o terminales del sistema de transporte. Otra de las oportunidades que surgen con la modernización de las refinerías es el mejoramiento del número de cetano del diesel. La evolución de la calidad del diesel y de las tecnologías que hacen uso de esta, trata igualmente el mejoramiento de este parámetro. Más adelante volveremos a cada uno de los apalancadores del diesel y pondremos en justa proporción el aporte de cada uno de estos en la evolución del programa de biodiesel; por ejemplo, tener el biodiesel en las diferentes regiones, evita costos logísticos de internar producto desde Cartagena y disminuye la probabilidad de fallas en el suministro. No se debe olvidar que la calidad per se no es elemento único y definitorio de la misma. La Ley 1205 de 2008 fue construida y sancionada con el fin de aportar en el mejoramiento de la calidad aire y garantizar el derecho constitucional al goce de un ambiente sano, por consiguiente impactando positivamente la calidad de vida de los colombianos. La Regulación de la Calidad de los Combustibles no puede ser vista como un elemento aislado. Responde a la protección del consumidor, a la estandarización y normalización del mercado, al avance tecnológico y ambiental, objetivos que deben ser adecuadamente equilibrados e incorporados en la regulación. Así mismo, la calidad de los combustibles es uno de los elementos o factores que determinan la calidad del aire en las ciudades (ver Gráfica 3.21).


Fuente: Ecopetrol S.A.

Grafica 3.21. Factores que influyen en la calidad del aire

La definición de cómo intervienen y se relacionan estos elementos se encuentra en cabeza del Gobierno Nacional y en esta participa la sociedad nacional en general. La senda de mejoramiento de la calidad del aire y por consiguiente de los vehículos, combustible, ordenamiento del tráfico, etc., es por lo general construida por el Gobierno, los agentes involucrados y la sociedad civil en general; se constituye en una mesa social, la cual define hacia donde se quiere evolucionar, incluido por supuesto la calidad y tipo de combustible. Actualmente, el Gobierno Nacional (MADS y MME), así como algunos agentes, se encuentran interesados en dinamizar esa mesa de trabajo que permita definir los siguientes pasos y metas en cuanto a la calidad del aire y por consiguiente de los combustibles. Entre las actividades relevantes de esa mesa se identifican: la definición de una línea base, identificación de escenarios de mejoramiento de la calidad del aire a partir de esa línea base, desarrollo del programa de QA/QC7 de combustibles y biocombustibles, identificación de posibles acciones para mejorar la línea base y definición de objetivos y el apalancamiento y relanzamiento de la Comisión Nacional de Aire - Conaire. En este sentido, es fundamental que la Federación Nacional de Biocombustibles impulse la concreción de esa mesa y haga parte de ella como actor principal, de manera que permita incorporar a los biocombustibles en los análisis de las posibles acciones para el mejoramiento de la calidad del aire. 7 Por sus siglas en inglés de Aseguramiento y Control de la Calidad.


3.7 POLITICA DE PRECIOS DEL DIESEL La política actual de precios se compone de tres elementos principales, interrelacionados entre si:

1 - El precio de venta al público, 2 - El precio de reconocimiento del costo de importación o del costo de oportunidad del combustible, y 3 - El Fondo de Estabilización de Precios de los Combustibles.

A través de estos tres elementos se persigue:

a. Cobrar al consumidor final un precio lo más cercano posible al costo económico real por suministrarle un galón de diesel, b. Que los cambios mensuales en el precio del combustible no se presenten fuertes variaciones en los precios de venta, c. Que al productor (refinador/importador) del diesel se le reconozca el costo de oportunidad o el costo real de proveer el combustible.

A continuación se explicara como se interrelacionen los 3 numerales anteriores, de manera que se cumplan con los tres objetivos establecidos en los literales. Empecemos por el precio de venta al público (1). La estructura actual del precio del diesel se compone de 5 elementos principales:

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Grafica 3.22. Estructura de Precios del Diesel Referencia Bogotá septiembre de 2013

El ingreso al productor se encuentra regulado y el Gobierno Nacional fija su valor con base en lo que se le pagaría al productor por exportar el diesel al


mercado del golfo de los Estados Unidos, es decir un Paridad de Exportación: se toma el precio de mercado del golfo del producto equivalente a la calidad del producto nacional y se le descuenta los costos logísticos en que se incurren por llevar el producto hasta ese mercado. (literal a. anterior) Considerando que los precios internacionales pueden presentar variaciones bruscas, el Ingreso al Productor que sigue el precio internacional (paridad de exportación), recibiría igualmente estos choques, enfrentando al consumidor final a estos cambios bruscos. Por esta razón, el Gobierno Nacional decidió desde el año 2012 amortiguar esas variaciones, permitiendo que sólo máximo el 2,8% de los incrementos o decrementos en el precio internacional pasen al ingreso al productor de la estructura de precios del consumidor final. Es decir que aproximadamente el precio al público solo podría incrementarse o disminuirse en 1.5%. (literal b. anterior) Pero que pasa si el precio de exportación del diesel es mayor que el precio que se le reconoce al refinador por venderlo en el mercado nacional? El refinador tendría incentivos para exportar el producto. Para reconocerle al productor (refinador) el costo de oportunidad real de su producto, el Gobierno Nacional le reconoce ese diferencial a partir de un precio de referencia de exportación que calcula diariamente y que compara con el ingreso al productor nacional. (Ver numeral 2. y literal c.) Los recursos para pagarle al productor esta diferencia, provienen del Fondo de Estabilización de Precios, el cual se alimenta con recursos de la nación, los rendimientos del mismo fondo y especialmente con los recursos que el productor le debe girar cuando el precio nacional fuese mayor al precio internacional del mercado del golfo. Esta situación se da cuando existe una caída mensual en los precios internacionales superior al 2.8%. (Ver numeral 3.) Desafortunadamente la Corte Constitucional declaró inexequible alimentar el fondo con el diferencial cuando el precio interno es mayor al externo, por lo que el esquema pierde su funcionalidad (estar en balance y actuar como amortiguador, un equilibrio en el que todos ganan) y le agrega una carga fiscal mayor al presupuesto de la nación.


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Grafica 3.23. Fondo de Estabilización de Precios de los Combustibles Reconocimiento de la diferencia entre el Paridad de Exportación y el

Ingreso al Productor Nacional (IP Nacional) Adicional a lo anterior, y como ya vimos, el país es deficitario en diesel por lo que se hace necesario importar. De igual manera la política de precios le reconoce al productor/importador la diferencia entre el costo de importar el producto y el ingreso al productor nacional. Esta diferencia igualmente se reconoce a través del Fondo de Estabilización de Precios de los Combustibles. (Ver numeral 2.) Retornando a la estructura de precios (gráfica 3.21), el segundo elemento es la tarifa de transporte por poliductos, la cual se encuentra regulada por el Gobierno Nacional por ser una actividad de monopolio natural. De la gráfica 3.22 se observa que allí se incluyeron dos rubros adicionales, margen de continuidad y tarifa de marcación, actividades relacionadas con el transporte del producto. La primera se destina para remunerar las inversiones de la ampliación del poliducto Pozos – Galán como medio fundamental para atender el mercado del interior con importaciones por efectos de un evento catastrófico en la refinería de Barrancabermeja (confiabilidad del suministro). La tarifa de marcación remunera las inversiones y operación de la actividad de marcación del combustible, el cual permite controlar los ilícitos y contrabando de combustibles en el país. El margen mayorista se encuentra igualmente regulado. El margen minorista se encuentra liberado en las principales ciudades (aceptable nivel de


competencia). En las pequeñas se encuentra regulado. Los impuestos, impuesto nacional al diesel y a la gasolina y la sobretasa, representaron el 17% del precio de venta al público en la ciudad de Bogotá, para el mes de septiembre de 2013. Esto sería la totalidad de la información si estuviéramos en un mercado que consumiera únicamente diesel. Nuestro mercado consume B8 y B10, por lo que a continuación se presenta la estructura de precios para un galón de B8 vendido en Bogotá en el mes de septiembre de 2013.

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Grafica 3.24. Estructura de Precios del B8 Referencia Bogotá septiembre de 2013

Al comparar la estructura del B8 con la de diesel puro referenciados para Bogotá (independientemente que no se pueda vender diesel puro), se obtiene lo siguiente:


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Grafica 3.25. Comparativo Estructura de Precios del Diesel y del B8 Referencia Bogotá septiembre de 2013

El precio del B8 es mayor al precio del diesel en $166 pesos por galón, por efectos de un mayor IP (incidencia del mayor precio del biodiesel), aunque matizado por una reducción de $86 pesos por efectos de un menor valor del Impuesto Nacional a la Gasolina y al Diesel. Para el mes de septiembre de 2013, el ingreso al productor (IP) nacional de diesel puro fue de $5.385/galón, mientras que el IP del biodiesel fue de $8.233/galón.

Tabla 3.10. Precios Diesel y B8, referencia Bogotá, septiembre 2013

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En resumen, la incorporación del biodiesel al mercado de Bogotá, B8, significa para el mes de septiembre de 2013 un incremento de $166/galón (2% de incremento en el precio de venta al público), representado principalmente por un incremento en el IP del producto de $228/galón y una reducción de $86/galón en los impuestos (6% menos). Es fundamental monitorear y gestionar los precios del biodiesel ante Gobierno Nacional e incluso ante el legislativo, considerando el crítico entorno que se vive actualmente en cuanto a la Política Nacional de precios, que si bien hasta ahora se ha centrado en los precios del diesel de petróleo, los niveles de precios del biodiesel podría llegar a constituirse en un capital político atractivo para los detractores de la política de precios, apalancados por los casos de calidad del producto y e impacto en el desempeño de vehículos que se han venido reportando.

3.8 IMPACTO ECONÓMICO DE LA SUSTITUCIÓN DE IMPORTACIONES DE DIESEL POR USO DEL BIODIESEL

Considerando uno a uno el biodiesel al diesel (en términos de contenido energético) y aislando por ahora la diferencia entre los ingresos al productor de los dos combustibles, se encuentra que el programa de biodiesel le ha evitado costos logísticos de importación al país. Esta conclusión se obtiene al comparar las logísticas de suministro de los dos productos. Para el caso del diesel importado y llevado a Barrancabermeja, se incurre en el costo del flete marítimo y en el costo de internación, este último representado en la tarifa del poliducto Pozos – Galán. A partir de este punto (Barrancabermeja), los costos de transporte del diesel por el sistema de transporte por poliductos se hace equivalente al transporte terrestre del biodiesel a los centros de mezcla. En otras palabras, tener el diesel importado en Barrancabermeja es equivalente a tener el biodiesel en la planta de producción del biocombustible. Para el caso del diesel importado a la refinería de Cartagena, la equivalencia se obtiene al poner el diesel en dicha refinería, es decir, que el programa de biodiesel le ha evitado el costo del flete marítimo por no tener que importar esa cantidad de biodiesel entregada al mercado de la costa Atlántica. Por lo anterior, se estiman los siguientes volúmenes de biodiesel, históricos y proyectados, los cuales le evitaron y le evitarán al país un costo logístico por importación de las mismas cantidades de diesel. En la Tabla 3.11., que presenta las cifras, muestra dos áreas sombradas; una en color naranja y otra en color amarillo.


La franja naranja muestra el periodo en el que se hizo y se hará necesario importar diesel al país, que para efectos de la evaluación se tomó como referencia la importación desde el mercado de la costa del golfo de los Estados Unidos. Para la refinería de Cartagena, el costo evitado es el flete entre el Golfo y la Costa Colombiana. Para la refinería de Barrancabermeja, el costo evitado corresponde a la suma del flete entre el Golfo y la Costa Colombiana (Pozos Colorados) y la tarifa de trasporte por el poliducto Pozos – Galán. La franja amarilla muestra el periodo en el que el país se vuelve excedentario de diesel, por la entrada de las modernizaciones y ampliaciones de las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja. Como ya se mostró, el mercado del interior continuará siendo deficitario por ser la región que concentra la mayor demanda del país, haciéndose necesario transferir diesel desde la refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja. Esta operación tiene un costo correspondiente al cabotaje desde Cartagena a Pozos Colorados más la tarifa por el poliducto desde Pozos a Galán (Barrancabermeja). Para la Costa Atlántica, el biodiesel no le evita ningún costo puesto que la oferta de diesel de la refinería es ampliamente mayor a la demanda de la región. Para esta ultima zona, la ampliación de la oferta nacional de diesel, en volumen y calidad, le resta el beneficio al biodiesel de sustitución de importaciones.


Tabla 3.11. Volúmenes de biodiesel, históricos y proyectados, que evitaron y evitarán al país un costo logístico por importación o

transferencia de las mismas cantidades en diesel (BPD)

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El ejercicio realizado muestra que el programa de biodiesel le permite al país (consumidores) no incurrir en costos logísticos anuales por valor de 9 millones de dólares. Estos costos evitados se dan inicialmente por la sustitución de diesel importado y posteriormente, a partir del 2015, por la sustitución del diesel de la refinería de Cartagena que tiene que ser transportado hasta la Refinería de Barrancabermeja para atender la totalidad de la demanda del interior. El ahorro estimado para el periodo 2007 – 2025 es cercano a los 150 millones de dólares.


Tabla 3.12. Costos Logísticos Evitados por el Programa de Biodiesel Sustitución de Importaciones o Transferencias de Diesel por Biodiesel

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Si bien los costos logísticos evitados por importaciones o transferencias entre refinerías son un elemento del impacto económico de la sustitución de diesel por biodiesel, el ingreso reconocido por el biodiesel versus el costo de importación o suministro del diesel es otro de los elementos. Adicional a estos dos puntos, se tiene un elemento adicional en cuanto a la calidad de los productos. Este tercer elemento será revisado en un capítulo posterior del documento. Para identificar el costo económico de consumir biodiesel en lugar de diesel, en función del ingreso al productor reconocido; se presentan en la siguiente gráfica, el ingreso al productor del biodiesel, el ingreso al productor del diesel y estimaciones del costo de las importaciones de diesel a las refinerías de


Cartagena y Barrancabermeja, para el periodo 2007 – primer semestre de 2013.

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Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME

Grafica 3.26. Comparativo del IP de Biodiesel, IP de Diesel y Costos Estimados de Importar Diesel a la Refinería de Cartagena y de

Barrancabermeja 2007 – I Sem. 2013 Como es de esperarse el ingreso al productor de diesel es menor al costo del diesel importado y al ingreso al productor de biodiesel. Es menor con respecto al primero en consideración que el IP es un paridad de exportación (menor a un paridad de importación) y a que las variaciones en el precio de venta de diesel al público se encuentran acotadas, de manera que se le amortigua al consumidor cualquier variación en el mercado internacional. El IP del diesel es menor al IP del Biodiesel, en consideración que la estructura de costos del biodiesel es mayor a la del diesel de petróleo. Para efectos de realizar una comparación económica adecuada, se tomará el IP del Biodiesel y se le restará el costo de importación de diesel a Cartagena y a Barrancabermeja y se multiplicará por los volúmenes de biodiesel del correspondiente mercado (Costa Atlántica e Interior). Para el periodo 2014 – 2025, se empleará el mismo diferencial observado para el primer semestre del año 2013. Podría pensarse que a partir del 2015 este diferencial no es valido, puesto que no se importará más diesel. Sin embargo el costo de importación a Barrancabermeja será similar al de transferencia desde Cartagena, puesto que el costo del cabotaje es similar al flete marítimo. Para el caso de Cartagena y


considerando que no se cuenta con información de un paridad de exportación, se empleará el costo de importación de manera indicativa. Tabla 3.13. Diferencial entre el IP de Biodiesel y el estimado del Costo de

Importación de Diesel

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-/46%9%:)*; 5635 5436-/48%<%-/-5 5635 5436 Fuente: cálculos del consultor con base en información de UPME, Ecopetrol, MME

Tabla 3.14. Costo Económico por consumir Biodiesel en lugar de Diesel

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?:<;464 <:587:577GHGIJ(K'7"4,)$(;==>(L(;=;B Como es de esperarse, el costo promedio anual por consumir biodiesel en lugar de diesel importado es aproximadamente de 180 millones de dólares. Para el periodo 2007 – 2025, se estima un costo adicional de 3.640 millones de dólares.


4 BENEFICIOS TÉCNICOS Y AMBIENTALES QUE OFRECE EL BIODIESEL COMO COMPONENTE DE LA FORMULACIÓN DEL DIESEL.

4.1 PROCESO DE COMBUSTIÓN Y EMISIONES EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Normalmente, en los motores de combustión interna se queman combustibles con aire. El aire seco es una mezcla que contiene principalmente oxígeno (20,95% en volumen) y nitrógeno (78,09% en volumen), con pequeñas cantidades de argón (0,93%) y trazas de CO2, neón, helio, metano y otros gases. En procesos de combustión, para simplificar las ecuaciones manteniendo una suficiente precisión, se asume que el aire es una mezcla de 21% en volumen de oxígeno y 79% en volumen da gases inertes, tomados básicamente como nitrógeno y llamado nitrógeno atmosférico. El oxígeno, en combustión, es el componente reactivo del aire. El aire atmosférico normalmente contiene humedad, la cual depende de la temperatura y el grado de saturación del aire a la temperatura ambiente. Típicamente, la proporción en masa del vapor de agua en el aire es del orden del 1%, pero puede alcanzar valores de hasta el 4% en las condiciones más extremas. La humedad relativa, que es el parámetro más comúnmente utilizado para medir la cantidad de agua que tiene el aire, es el contenido de vapor de agua del aire con respecto al que se requiere para saturarla a la temperatura ambiente, representada como porcentaje. Los combustibles tradicionales usados en motores de combustión interna (gasolina y diesel) son mezclas de una amplia variedad de hidrocarburos obtenidos de la refinación del petróleo. Estos combustibles normalmente tienen asociados una serie de contaminantes, de los cuales, el más controlado a nivel mundial es el azufre por los efectos ambientales directos que tiene (lluvia ácida, precursor de particulado, etc.) y por el efecto adverso que tiene sobre los sistemas de tratamiento de gases de escape, tanto en lo motores diesel como en los de gasolina. Las formulaciones de combustibles que se producen hoy en día traen asociados, además, algunos aditivos (detergentes-dispersantes, estabilizantes-antioxidantes, mejoradores de cetano, etc.) en cantidades mínimas (ppm) y componentes que tienen asociadas moléculas de oxigeno dentro de sus estructuras (alcoholes, éteres, alkil esteres). Otros combustibles que han despertado gran interés a nivel mundial, por su combustión más limpia y la muy baja o nula concentración de contaminantes como el azufre, son los combustibles gaseosos como el Gas Natural Comprimido (GNC) y formulaciones especiales del Gas Licuado de Petróleo


(GLP) especialmente diseñado para uso automotor. Con respecto a la cantidad de reactantes, en los motores de encendido por chispa (gasolina) se manejan relaciones másicas de aire/combustible entre 12 y 18 (relación estequiométrica ~14,7), mientras que para los motores de encendido por compresión (diesel) estas relaciones están entre 18 y 70, en operación normal. Estas relaciones muestran que los motores diesel operan en régimen significativamente pobre (i.e. φ ≤ 0.8), con respecto al estequiométrico, mientras que los de gasolina tienden a trabajar en régimen estequiométrico (i.e. φ ~1.0). Teniendo en cuenta que, además de lo anterior, las propiedades fisicoquímicas de estos combustibles son diferentes, esto hace que la cinética de las reacciones de combustión y el equilibrio en la concentración de los contaminantes gaseosos en el tubo de escape, sea diferente entre un motor de encendido por chispa y uno de encendido por compresión. La reacción química global de combustión de cualquiera de los combustibles automotores es la siguiente:

( )1GeneradoCalor Productos Oxidante eCombustibl +⎯→⎯+ El calor liberado en la reacción es convertido en potencia útil por la expansión de los productos gaseosos de la combustión, los cuales empujan el pistón en su carrera descendente generando un torque en el eje del cigüeñal, proporcional a la masa de combustible quemado en el proceso. Idealmente, la reacción (1), la cual compromete cientos de reacciones intermedias en cadena, se convierte en:

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Esta situación ideal describe la combustión completa donde todo el carbono presente en el combustible reacciona para formar dióxido de carbono (CO2) y todo el hidrógeno reacciona para formar agua (H20g). El nitrógeno (N2) que viene acompañando el aire, idealmente no se afecta durante el proceso. En la realidad, el proceso de combustión en un motor nunca es completo. Las cadenas de reacción de los procesos de combustión generalmente son detenidas en algún paso intermedio. En la región alrededor de la llama que se propaga, las reacciones pueden ser interrumpidas debido a una insuficiente provisión de oxígeno (mezcla rica) ó debido a una excesiva pérdida de calor (quenching). El primer producto que aparece debido a la combustión incompleta es el monóxido de carbono (CO), ya que su reacción a CO2 es más lenta que las velocidades de las otras reacciones de la cadena. Un empeoramiento de las condiciones puede resultar en la aparición de hidrocarburos sin quemar, a partir de las cadenas de reacción interrumpidas. En las áreas más calientes de la


cámara de combustión donde hay una excesiva presencia de combustible (zonas ricas), se producen partículas sólidas de carbón las cuales aparecen en los gases de escape en forma de hollín. Además de los productos de la combustión incompleta (CO, hidrocarburos no quemados y material particulado), se producen cantidades considerables de óxidos de nitrógeno (NO y NO2), generalmente referidos como NOX. Estos son formados por la reacción entre el N2 y el O2 del aire a altas temperaturas, y ellos permanecen en los productos de la reacción que se encuentran en los gases de escape. La reacción global que mejor describe la combustión en un motor de combustión interna, es la siguiente: Combustible+ Aire!"! CO2 +H2O+O2 + N2 +CO+ NOX +THC +PM +Energía 3( )

Los compuestos de azufre presente en el combustible provocan la emisión de óxidos de azufre (SO2/SO3), los cuales en presencia de vapor de agua condensan como ácidos (lluvia ácida) o como sulfatos en el material particulado. De los compuestos gaseosos formados en la combustión, para el caso de los motores de encendido de chispa, cerca del 2% en peso de éstos son tóxicos, mientras que para el caso del motor de encendido por compresión esta relación es alrededor del 0,1%, con flujos másicos apreciablemente más altos. En estas proporciones no se cuenta el CO2, notorio por su contribución al efecto de calentamiento global. El material particulado y las emisiones gaseosas de NOX y THC provenientes de los tubos de escape de los automóviles, promueven la formación de “smog”, que es una mezcla de partículas sólidas y líquidas suspendidas en una fase gaseosa, que ocurren bajo condiciones de alta humedad y luz solar intensa en capas de aire estáticas, que se presentan debido al fenómeno de inversión térmica y que no permiten la circulación normal del aire atmosférico. Dentro de este “smog” se presentan una serie de reacciones fotoquímicas que finalmente llevan a un equilibrio del óxido de nitrógeno (NO) y el ozono troposférico (O3) en un proceso natural a partir del dióxido de nitrógeno (NO2). Durante el día la luz ultravioleta del sol actúa sobre el NO2 produciendo NO y O3. Durante la noche el proceso se revertiría, si no se tuvieran emisiones de hidrocarburos en el proceso. Sin embargo, en el proceso de descomposición del NO2 durante el día se forman átomos de oxígeno (O), como compuestos intermedios antes de la formación del ozono (O3), parte de los cuales promueven la formación de radicales de hidrocarburos, los cuales tienden a reaccionar con el NO para formar NO2 y de esta forma parte del ozono formado en el día permanece en el ambiente.


4.2 CALIDAD DEL DIESEL Y EMISIONES CONTAMINANTES DE LOS MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN.

Desde el punto de vista de la calidad del combustible, diversos estudios a nivel mundial han demostrado que los parámetros que más inciden en las emisiones de material particulado de los motores diesel son el contenido de azufre, el contenido de aromáticos y poli aromáticos (principalmente di y tri aromáticos), el número de cetano, la destilación (T90/T95) y la densidad (gravedad API). A continuación se presentan los resultados de algunos estudios que muestran como estas propiedades del diesel afectan las emisiones de gases de escape de los motores diesel.

4.2.1 Contenido de Azufre El azufre está presente naturalmente en el crudo. Si no es removido en los procesos de refinación será un contaminante del combustible y esto tiene un efecto significativo en la vida del motor, como se muestra en la gráfica siguiente; si los niveles de azufre son altos, la vida del motor se acorta (ver gráfica 4.1).

Gráfica 4.1 Efecto del Azufre en la Vida del Motor

El azufre en el diesel también contribuye en las emisiones de material particulado fino con la formación de sulfatos en el gas de escape y en la atmósfera. El azufre puede causar la corrosión y el desgaste de los sistemas del motor, además la eficiencia de algunos sistemas pos tratamiento de gases de escape se reduce, mientras otros son inactivados por envenenamiento con el azufre. En el European Auto Oil programme fue predicho que una reducción de 500 a 30 ppm de azufre podría resultar en una reducción del 7% en emisiones de MP en vehículos ligeros y 4% en vehículos de carga pesada. Sin embargo, las


ecuaciones no tomaron en cuenta el contenido de azufre absoluto ni el consumo de combustible. Un factor de corrección fue desarrollado por los fabricantes europeos de vehículos de carga pesada que corrige esta relación. Esta corrección sugiere que el beneficio real de la reducción en el contenido de azufre será más importante para vehículos de carga pesada, sin embargo, reducir el azufre en el combustible provocará reducciones en las emisiones de particulado en todos los motores (ver gráfica 4.2). Las pruebas con vehículos pesados usando el “Japanese diesel 13 mode cycle”, mostraron reducciones importantes en las emisiones de MP logradas con vehículos con o sin catalizador. También mostraron que las emisiones de MP utilizando combustible de 400 ppm de azufre, fueron casi el doble que las emisiones medidas operando con combustible de 2 ppm de azufre. (JSAE 9831171).

Gráfica 4.2 Efecto del Azufre del Diesel en las emisiones de Material Particulado de Motores de Carga Pesada (MP=0,10 g/kWh)

Los sistemas de tratamiento de gases de escape para la reducción de NOX son muy sensibles al contenido de azufre y generalmente éste determina su desempeño, tal como lo ilustra la gráfica 4.3:


Gráfica 4.3 Influencia del envejecimiento de catalizadores por Efecto del

S02 sobre la Conversión de NOX.

La Agencia Ambiental Conama de Chile reportó 21% de reducción en emisiones de SO2 y material particulado en el área metropolitana de Santiago, después de un mes de introducir diesel de 50 ppm en 20048.

4.2.2 Contenido de Aromáticos y Poli Aromáticos. Los aromáticos son moléculas que contienen al menos un anillo bencénico y afectan la combustión, la formación de particulado y las emisiones de PAH. Además, altos contenidos de aromáticos elevará la temperatura de llama en las cámaras de combustión, resultando en incremento de las emisiones de NOX. Pruebas en Europa (ACEA follow-up programme to EPEFE) demostraron que una reducción del contenido total de aromáticos de 30 a 10% disminuye las emisiones de NOX, como se ve en la gráfica 4.4. Los contenidos de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) afectan la formación de particulado y las emisiones de PAH de un motor diesel. Los datos de vehículos ligeros están basados en el ciclo combinado ECE/EUDC y los datos de los vehículos pesados en el ciclo 88/77/EEC 13-mode. La influencia del contenido de poli aromáticos (di+, tri+) en las emisiones de MP también fue investigada por el programa EPEFE. La gráfica 4.5 muestra las reducciones en las emisiones de MP que fueron medidas cuando el contenido de poli aromáticos fue reducido de 9 a 1%.

8 HYDROCARBON PUBLISHING COMPANY, Inc. Op.cit. p. 3-77.


Gráfica 4.4 Efecto del Contenido de Aromáticos en las Emisiones de NOX,

30 a 10% aromáticos

Gráfica 4.5 Efecto del Contenido de Poliaromáticos en las Emisiones de Material Particulado (de 9 a 1% poliaromáticos di+)

El contenido de PAH (di y tri+) han sido correlacionado directamente con las emisiones de PAH en el exhosto de los vehículos. Un estudio Sueco midió las emisiones de PAH de motor diesel de camiones con un ciclo transiente US, usando combustibles con diferentes contenidos de PAH. Los resultados se muestran en la gráfica 4.6 y demuestran la correlación directa.


Gráfica 4.6 Efecto del Contenido de PAH del combustible en las

Emisiones de PAH, estudio Sueco.

LA EPA de Suecia también probó un motor diesel Euro 2 con el ciclo 88/77/EEC y con el ciclo transiente ‘Braunschweig’ utilizando combustible sueco Class 1 (SC1, PAH=24mg/l) y combustible de referencia Europeo (RF73; PAH=2100 mg/l). La gráfica 4.7 muestra el total de emisiones de PAH colectadas en un filtro (MP) y las emisiones volátiles de PAH (promedio de cuatro ciclos).

Gráfica 4.7 Efecto del Contenido de PAH del combustible en las Emisiones de PAH, estudio de la EPA de Suecia.


4.2.3 Número de Cetano / Índice de Cetano El número de cetano es una medida de tendencia del diesel a combustir súbitamente por efecto de las condiciones de presión y temperatura. Están en relación inversa con el tiempo que transcurre entre el momento de la inyección del combustible al cilindro del motor y el inicio de la combustión (retraso a la ignición). Tiene una alta influencia en la capacidad de arranque en frío del motor, las emisiones de escape (gaseosas y de PM) y el ruido ocasionado por la combustión. El índice de cetano es un valor calculado a partir de la curva de destilación y el API del combustible, que se aproxima al cetano natural para combustibles obtenidos de destilación directa del petróleo. El número de cetano y el cetano natural son aproximadamente iguales, cuando el combustible no contiene mejoradores de cetano. El cetano natural afecta el desempeño del vehículo de manera diferente a los niveles de cetano logrados a través de aditivos. Para evitar un exceso en la dosificación de aditivos, debe mantenerse una diferencia mínima entre el índice de cetano y el número de cetano. Al incrementar el número de cetano se disminuye el tiempo de retraso a la ignición, a una velocidad del motor dada. Un programa de seguimiento de la ACEA - EPEFE analizó la influencia de la calidad del combustible diesel en las emisiones de motores diesel de servicio pesado y demostró un efecto significativo (hasta un 40%) en la reducción en el tiempo de arranque para un aumento en el número de cetano de 50 a 58. La reducción de material particulado en este estudio no es notoria por el incremento en el cetano de 50 a 58, pero incrementos en niveles menores de cetano, 45 a 50, presentan cambios significativos en la reducción de esta emisión, de acuerdo con numerosos estudios con diesel reportados en Estados Unidos. La influencia del cetano en las emisiones de NOX y el consumo de combustible es mostrado como funciones de la carga del motor en la gráfica 4.8 (datos del EPEFE de motores de carga pesada). Claramente el cetano tiene un efecto importante en las emisiones de NOX, particularmente a bajas cargas, donde se alcanzan reducciones por encima del 9%. El incremento del cetano también redujo las emisiones de HC en un 30-40%.


Gráfica 4.8 Efecto del Cetano en las Emisiones de NOX (50 a 58 NC)

El EPEFE concluyó que para vehículos livianos, incrementar el número de cetano de 50 a 58 reduce las emisiones de HC y CO en un 26% y mejora el consumo específico de combustible (BSFC) en todos los niveles de carga de prueba, como se muestra en la gráfica 4.9. Los datos también demuestran la importancia del cetano natural (índice de cetano) comparado con el cetano artificial en el consumo específico de combustible (BSFC). Un incremento en el cetano también disminuirá el ruido de combustión, como demuestran los datos de la gráfica 4.10. En este caso, el cetano natural y artificial tienen efectos similares.


Gráfica 4.9 Efecto del Cetano en el Consumo de Combustible (50 a 58 NC)

Gráfica 4.10 Efecto del Cetano en el Ruido del Motor, de 52 a 57 NC


4.2.4 Destilación: T95 La curva de destilación de un diesel indica la cantidad de combustible que será evaporado a una temperatura dada. La curva de destilación puede dividirse en tres partes:

§ Extremo liviano (fracción mas liviana), que afecta el encendido de los vehículos;

§ La región alrededor del 50% de evaporado, que es relacionada a otros parámetros tales como la viscosidad y la densidad y,

§ Extremo pesado (fracción mas pesada), caracterizado por la T90, T95 y el punto final de ebullición (PFE).

La fracción pesada del diesel ha sido la mas profundamente estudiada con respecto a su impacto sobre las emisiones contaminantes. En la mayoría de los estudios, sólo se ha investigado la influencia del intervalo de ebullición superior, con respecto a las emisiones de gases de escape, mientras que el intervalo de ebullición inferior (extremo liviano) varió ampliamente. Por tanto, no es posible tener conclusiones sobre todo el rango de ebullición del diesel. Sin embargo, es claro que una alta fracción de combustibles en el extremo pesado, dará lugar a altas emisiones de coque y el aumento de hollín / humo / material partículado. El efecto del T95 en emisiones vehiculares fue examinado por el European EPEFE programme. Las pruebas indicaron que las emisiones de motores diesel de carga pesada no fueron significativamente influenciadas al variar el T95 de 375ºC a 320ºC. Sin embargo, se notó disminución en las emisiones de NOX e incrementos en las de HC con bajos T95. En el caso de motores diesel de carga liviana, la misma reducción en T95 causó una disminución del 7% en MP e incrementos del 4.6% en emisiones de NOX.

4.2.5 Densidad / Gravedad API La inyección del combustible diésel en los motores se controla volumétricamente o por control del tiempo en la válvula solenoide. Las variaciones en la densidad afecta la potencia del motor, consecuentemente, el consumo de combustible y las emisiones. El EPEFE encontró que la densidad influye en el comportamiento de los equipos de inyección mecánica controlada, lo que también afecta el consumo de combustible y las emisiones. Por esto, para optimizar el desempeño del motor y sus emisiones, los límites máximo y mínimo de la densidad deben estar definidos en un rango muy estrecho. Disminuciones en la densidad reducen las emisiones de material particulado en todos los vehículos diesel y las emisiones de NOX en vehículos de carga pesada. Esto es mostrado en la gráfica 4.11.


Gráfica 4.11 Efecto de la Densidad en las Emisiones de Gases de Escape

(855 a 828 kg/m3)

Sin embargo, debido a que la inyección en los motores diesel es volumétrica, disminuir la densidad incrementará el consumo y reducirá la potencia de salida (EPEFE), como se puede ver en la gráfica 4.12. A pesar de incrementarse el consumo de combustible, el EPEFE encontró que disminuir la densidad actualmente disminuye las emisiones de CO2 ligeramente, cerca de un 1%. Esto se explica por la mayor proporción de hidrógeno/carbono en los combustibles de baja densidad, cuando los demás parámetros de combustible (con mayor relevancia el número de cetano o índice de cetano) se mantienen constantes.

Gráfica 4.12 Efecto de la Densidad en la Potencia del Motor (855 a 828 kg/m3)


Los motores diesel son ajustados para trabajar con combustibles de una densidad específica, la cual determina la cantidad de combustible inyectado. La cantidad volumétrica de inyección es un parámetro de control para otros sistemas de control como el EGR: Exhaust Gas Recirculation (Recirculación de los gases de escape). Variaciones en la densidad del diesel resultan en flujos no óptimos de EGR para cargas dadas y puntos de velocidad en el motor y como consecuencia, también influencia las emisiones características de gases de escape.

4.3 EMISIONES CONTAMINANTES Y CALIDAD DE AIRE. Las emisiones generadas por los motores de combustión interna de los vehículos o maquinaría en que son utilizados, se dispersan en el aire aportando a la concentración de contaminantes nocivos, los cuales tienen efectos adversos en la salud de las personas que habitan o transitan por las zonas con concentraciones altas de los mismos. La Guía de Calidad del Aire (GCA) de la Organización Mundial de la Salud (OMS) tiene por objeto ofrecer orientación sobre la manera de reducir los efectos de la contaminación del aire en la salud. La actualización mundial del 2005 enuncia:

Se considera que el aire limpio es un requisito básico de la salud y el bienestar humanos. Sin embargo, su contaminación sigue representando una amenaza importante para la salud en todo el mundo. Según una evaluación de la OMS de la carga de enfermedad debida a la contaminación del aire, son más de dos millones las muertes prematuras que se pueden atribuir cada año a los efectos de la contaminación del aire en espacios abiertos urbanos y en espacios cerrados (producida por la quema de combustibles sólidos). Más de la mitad de esta carga de enfermedad recae en las poblaciones de los países en desarrollo9.

En la Tabla 4.1 se resume la incidencia en la salud de las personas de los contaminantes presentes en el aire y a continuación se presentan los valores de concentración máximos en el aire ambiente, recomendados por la OMS para los principales contaminantes producidos durante la operación de motores de combustión interna y vehículos y los que se generan por la interacción de estos contaminantes en el medio ambiente, por efecto de las reacciones fotoquímicas que se presentan debido a la formación del “smog”.

9 ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD. Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre, Actualización mundial 2005. Resumen de evaluación de riesgos. OMS, 2006.


Tabla 4.1 Efectos en la salud de los contaminantes presentes en el aire. COMPUESTO EFECTO SOBRE LA SALUD

Material Particulado: MP

Afectación a los sistemas respiratorio (asma, cáncer de pulmón), problemas cardiovasculares e incluso la muerte prematura.

Monóxido de Carbono: CO

Nivel crítico de COHb < 2.5%, puede aumentar el riesgo de infartos en personas que padecen afecciones coronarias y puede afectar el desarrollo del feto Efectos por alta exposición: aumento de carboxihemoglobina, dolor de cabeza, náuseas, pérdida de conocimiento y muerte. Efectos por baja exposición: cambios vasculares arterioscleróticos, dolor de angina de pecho, mortalidad por ataques cardíacos, trastornos de la función psicomotriz, disminución de la capacidad de trabajo, LOAEL1=4-5% carboxihemoglobina

NO2 Ligeros cambios en la función pulmonar de individuos asmáticos

Ozono2: O3 Reducción en la función pulmonar, inflamación de las vías respiratorias, aumento de la morbilidad respiratoria en los niños.

Dióxido de Azufre: SO2

Los estudios controlados realizados con asmáticos que hacían ejercicio, indican que algunos de ellos experimentaron cambios en la función pulmonar y los síntomas respiratorios tras periodos de exposición al SO2 de apenas 10 minutos.

1 LOAEL: Nivel mínimo de Efecto Adverso Observable. 2(O3): Los valores guía no protegen plenamente la salud humana, porque en las investigaciones no se han identificado los umbrales por debajo de los cuales no se producen efectos adversos.

4.3.1 Material Particulado (MP) El Material particulado representa una compleja mezcla de sustancias orgánicas e inorgánicas. Su masa y composición tienden a dividirse en dos grupos principales: MP10 partículas gruesas de diámetro mayor a 2.5 µm hasta 10 µm y MP2.5 partículas finas de diámetro menor a 2.5 µm. El MP10 representa la masa de las partículas que entran en el sistema respiratorio, incluye tanto las partículas gruesas como las finas. Las partículas finas (MP2.5 ) son respirables en un 100% y pueden llegar a alojarse en bronquios, bronquiolos y alvéolos). Se forma básicamente por medio de procesos mecánicos como obras de construcción, resuspensión del polvo de los caminos y el viento. Las pruebas epidemiológicas ponen de manifiesto efectos adversos del MP tras exposiciones tanto breves como prolongadas, se presentan por tanto, guías tanto de la exposición breve (24 horas) como de la prolongada (media anual):


GUIA OMS MATERIAL PARTICULADO

MP2.5: 10 mg/m3, media anual 25 mg/m3, media de 24 horas

MP10: 20 mg/m3, media anual 50 mg/m3, media de 24 horas

Las emisiones de motores diesel contienen alrededor de 40 sustancias que causan cáncer, éstas son rápidamente adsorbidas por el material particulado. En 1998, California identificó el MP del diesel como un contaminante tóxico del aire, basado en su potencial de causar cáncer, muerte prematura y otros problemas de salud. Adicionalmente, varias agencias llegaron a esta misma conclusión, entre ellas se encuentran: National Institute of Occupational Safety and Health (1988), International Agency for Research on Cancer (1989), World Health Organization (1996), National Toxicology Program (2000) y U.S. EPA (2002)10.

4.3.2 Oxidos de Nitrógeno (NOx) Existen muchas especies químicas de óxidos de nitrógeno (NOX), pero la especie contaminante del aire de mayor interés, desde el punto de vista de afectación a la salud, es el dióxido de nitrógeno (NO2). El dióxido de nitrógeno es soluble en agua, de color marrón rojizo y un oxidante fuerte. Las trazas de dióxido de nitrógeno en la atmósfera son importantes, no sólo por sus efectos en la salud sino también porque absorbe la radiación solar y contribuye a la disminución de la visibilidad. Como absorbedor de la radiación visible podría tener un rol potencial directo en el cambio climático global, si las concentraciones llegaran a ser suficientemente altas. Es junto con el óxido nítrico (NO) el principal regulador de la capacidad oxidante de la troposfera libre, mediante el control de la acumulación y el destino de las especies de radicales, incluyendo los radicales hidroxilo y juega un papel crítico en la formación de ozono troposférico debido a que la fotólisis del NO2 es el inicio de la formación fotoquímica del ozono. La mayor fuente de emisiones de óxidos de nitrógeno es la quema de combustibles fósiles en fuentes estacionarias (calefacción, generación de potencia) y en vehículos con motor de combustión interna. El NO es emitido y transformado a NO2 en la atmósfera.

10CALIFORNIA ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY – AIR RESOURCES BOARD. Summary of Adverse Impacts of Diesel Particulate Matter [en línea]. <http://www.arb.ca.gov/research/diesel/diesel_health_effects_summary.pdf> [citado marzo de 2010].


GUIA OMS DIOXIDO DE NITRÓGENO

NO2: 40 mg/m3, media anual 200 mg/m3, media de una hora

El valor guía media anual se estableció para proteger al público de los efectos del NO2 gaseoso en la salud. El fundamento de esto es que, debido a que la mayoría de los métodos de reducción de la concentración son específicos para los NOX, no están concebidos para controlar otros contaminantes que los acompañan, pudiendo incluso aumentar sus emisiones. Sin embargo, si se vigila el NO2 como marcador de mezclas complejas de la contaminación derivada de la combustión se debería utilizar un valor guía anual más bajo (OMS, 2000).

4.3.3 Oxidos de Azufre (SO2). En el petróleo y sus derivados (sobretodo los más pesados: fuel oil, gasóleo y diesel) el azufre es de tipo orgánico, y al producirse menor cantidad de cenizas y no tener un carácter especialmente alcalino, retienen muy poco los óxidos de azufre que se producen en la combustión. El dióxido de azufre tiende a oxidarse a trióxido de azufre o ácido sulfúrico y a sus sales, mediante procesos fotoquímicos o catalíticos en la atmósfera. Este ácido se solubiliza en el agua de las nubes, acidificando las lluvias, la nieve y niebla.

GUIA OMS DIOXIDO DE AZUFRE*

SO2: 20 mg/m3, media de 24 horas 500 mg/m3, media de 10 minutos

*No es necesaria una guía anual, puesto que si se respeta el nivel de 24 horas se garantizan niveles medios anuales bajos. Estos valores guía no están vinculados a los del MP.

El dióxido de azufre en el ambiente está asociado con enfermedades como el asma y la bronquitis crónica y su acción podría potenciarse con humos, ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), material particulado, polen y otros agentes bronconrestrictores. El ejercicio físico aumenta el efecto bronconrestrictor de este gas, ya que al aumentar la ventilación aumenta el SO2 inhalado, siendo suficientes concentraciones de 0,25 a 0,5 ppm para causar estos problemas. Exposiciones por periodos prologados al SO2 y partículas, causan enfermedades respiratorias y agrava enfermedades del corazón ya existentes.

4.3.4 Monóxido de Carbono (CO). El CO es un gas inflamable, incoloro e insípido y es producto de la combustión incompleta de los combustibles. Este gas afecta la salud puesto que tiene mayor afinidad con la hemoglobina de la sangre que el oxígeno, por lo cual puede llegar a interferir sustancialmente en el proceso de transporte de oxígeno en el torrente sanguíneo.


GUIA OMS MOXIDO DE CARBONO

CO:

10 mg/m3, media anual 30 mg/m3, media de una hora 60 mg/m3, media de 30 minutos 100 mg/m3, media de 15 minutos

4.3.5 Ozono (O3). El O3 es un gas azul pálido que, en las capas bajas de la atmósfera, se origina como consecuencia de las reacciones entre los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos (gases compuestos de carbono e hidrógeno principalmente) en presencia de la luz solar. Es un oxidante fuerte, muy fácil de producir pero a la vez muy fácil de destruir; es el compuesto más representativo de los compuestos fotoquímicos. Sus efectos en el sistema respiratorio son de cuidado ya que es un gas altamente oxidante e irritante. El límite recomendado por la OMS es el siguiente:

GUIA OMS OZONO

O3: 100 mg/m3, media de una hora

4.4 CALIDAD DE AIRE EN LAS GRANDES CIUDADES DE COLOMBIA Y COSTOS ASOCIADOS.

La Resolución 651 del 29 de marzo de 2010 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), creo el Subsistema de Información sobre Calidad del Aire – SISAIRE, el cual hace parte del Sistema de Información Ambiental para Colombia SIAC, como fuente principal de información para el diseño, evaluación y ajuste de las políticas y estrategias nacionales y regionales de prevención y control de la contaminación del aire. El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM fue delegado para ser el administrador del Subsistema de Información sobre Calidad del Aire - SISAIRE, entidad que verificará que las autoridades ambientales reporten la información de sus Sistemas de Vigilancia de Calidad de Aire (SVCA). Las Corporaciones Autónomas Regionales, las Corporaciones para el Desarrollo Sostenible, las Autoridades Ambientales de los Grandes Centros Urbanos y a las que se refiere el artículo 13 de la Ley 768 del 2002, tienen la obligación de reportar la información de calidad del aire, meteorológica y de ruido al SISAIRE, siguiendo lo establecido en la resolución 651 y los procedimientos que para tal fin establezca el IDEAM. Hoy en día, gracias a la información que se ha podido compilar a través del


SISAIRE, se ha podido determinar que, en las grandes ciudades colombianas, las fuentes móviles se han convertido en una de las principales aportantes de contaminantes tóxicos a la atmósfera. El análisis de esta información permite concluir que el problema más grave de contaminación del aire en las grandes ciudades, principalmente Bogotá y Medellín, es el Material Particulado (PM10 y PM2,5), que sobrepasan los valores máximos de concentración en el aire recomendados por la Organización Mundial de la Salud - OMS, y en alguna medida el NO2 (NOx), el cual también presenta eventos en algunas zonas que sobrepasa los valores máximos recomendados por la OMS. En el 2005, un análisis de la situación medioambiental en Colombia llamado “Prioridades Medioambientales y Reducción de la Pobreza” concluyó lo siguiente: “El análisis del costo de la degradación ambiental mostró que los problemas mas costosos asociados con la degradación ambiental son la contaminación del aire urbano, la contaminación del aire del interior de viviendas que utilizan combustibles sólidos, el inadecuado suministro de agua, sanidad e higiene, los desastres naturales y la degradación de los suelos.” Estos riesgos medio ambientales tienen un efecto significativo sobre la sociedad Colombiana en términos de mortalidad prematura, enfermedades cardio-respiratorias y altos costos económicos. Estos factores medioambientales, sus efectos en salud y costos económicos, se analizaron recientemente en un estudio realizado por el Banco Mundial para el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible y cuyo reporte fue entregado en Julio del año 201211. Estos factores medioambientales, sus efectos en salud y costos económicos son los que tienen el impacto consistentemente mas alto entre las amenazas ambientales comunes para la salud pública. En el contexto Latinoamericano esto incluye principalmente la contaminación del aire urbano, la del aire al interior de las viviendas que utilizan combustibles sólidos y el inadecuado suministro de agua potable. Las principales conclusiones de este estudio fueron que el costo total en salud, en Colombia, como consecuencia de (i) la contaminación del aire urbano (UAP), (ii) suministro inadecuado de agua, saneamiento e higiene (WASH), y (iii) la contaminación del aire de las viviendas (IAP) por el uso de combustibles sólidos, asciende a cerca de 10’200.000 millones de pesos (alrededor de 2 por ciento del PIB en 2009). El mayor costo es atribuible a la contaminación del aire urbano (UAP), a la que una gran parte de la población está expuesta. De acuerdo con los resultados de este proyecto, el costo medio anual estimado de la contaminación del aire en las ciudades de Colombia fue de aproximadamente

11 Colombia: Strengthening Environmental and Natural Resources Institutions. Study 2: Environmental Health in Colombia: An Economic Assessment of Health Effects. World Bank Report No. 71443 – CO. July 26, 2012.


5’700.000 millones de pesos o 1,1 por ciento del PIB en 2009 (frente al 0,8 por ciento del estimado del 2002, aunque con una metodología un poco diferente). La mortalidad, por efectos de la contaminación del aire urbano, representó alrededor del 79 por ciento del costo total estimado. Desde el punto de vista de mortalidad, el estudio del Banco Mundial encontró que, a partir de 2010, alrededor de 7.700 muertes prematuras al año en Colombia eran atribuibles a los tres factores analizados. La UAP se le atribuye alrededor de 65 por ciento de esta mortalidad prematura, seguido del WASH (alrededor de 20 por ciento) y el IAP (alrededor de 15 por ciento). En cuanto a los efectos del UAP sobre la morbilidad (medida ajustada de los años perdidos por incapacidad - DALYs), el patrón es similar: casi el 70 por ciento de los DALY’s son atribuibles a la UAP, alrededor del 20 por ciento al WASH, y alrededor de 10 por ciento al IAP. Resuminedo, los efectos atribuibles solamente a la Contaminación del Aire Urbano (UAP) en Colombia son: Cerca de 5.000 muertes prematuras y alrededor de 65 mil DALYs; Bogotá y el Área Metropolitana del Valle de Aburrá representan más del 75 por ciento de la mortalidad asociada; Cerca de 4.700 nuevos casos de bronquitis crónica por año son también atribuibles a la contaminación del aire urbano; El costo medio anual estimado de la contaminación del aire en las ciudades de Colombia fue de aproximadamente 5’700.000 millones de pesos o 1,1% del PIB en 2009.

4.5 PARALELO DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICO QUÍMICAS DEL DIESEL, EL BIODIESEL Y SUS MEZCLAS.

Como ya se ha podido determinar por la información colectada por la SISAIRE, el problema más grave de contaminación del aire en las grandes ciudades en Colombia, principalmente Bogotá y Medellín, es el Material Particulado (PM10 y PM2,5), que sobrepasa los valores máximos de concentración en el aire recomendados por la Organización Mundial de la Salud - OMS, y en alguna medida el NO2 (NOx), el cual también presenta eventos en algunas zonas que sobrepasa los valores máximos recomendados por la OMS. El parque automotor que circula y opera en las ciudades Colombianas, es uno de los principales aportantes a la concentración de contaminantes en el aire. Los vehículos diesel, que son utilizados principalmente en los sectores de transporte de carga y pasajeros, son los principales generadores de emisiones de Material Particulado (PM10/PM2,5) y Oxidos de Nitrógeno (NOx), que, como ya se vio anteriormente, por reacciones fotoquímicas en presencia de hidrocarburos (THC ó COVs) forman el ozono (O3) troposférico. Las especificaciones para los combustibles diesel, el biodiesel (biocombustible


para motores diesel) y sus mezclas con biocombustibles en Colombia se encuentran reguladas por la Resolución No. 18 2087 del 17 de diciembre de 2007 emitida por los Ministerios de Minas y Energía y de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible). Desde el punto de vista de las propiedades físico químicas asociadas a las emisiones de material particulado, el biodiesel puede ser considerado un componente de alta calidad. Por su muy bajo contenido de azufre, aromáticos y poli aromáticos y su alto número de cetano, el uso del biodiesel de palma como componente de mezcla en el diesel que se distribuye al consumidor final, reduce las emisiones de material particulado, como también ya ha sido demostrado en los estudios y pruebas llevados a cabo en Colombia, en motores y vehículos con tecnologías Euro II 12, 13. Además, el alto número de cetano también puede ayudar a reducir las emisiones de NOX, de acuerdo a lo que se ha reportado en estudios internacionales (ver numeral 4.2.3). Por otro lado, estudios llevados a cabo en la Universidad Estatal de Pensilvania por investigadores Colombianos, Europeos y Americanos con mezclas hasta B20 con biodiesel obtenido de grasas animales, cumpliendo las especificaciones de la EN 14214, en un vehículo liviano Euro 5 con sistema regenerativo de filtro de partículas (DPF)14, mostraron que los incrementos de caída de presión en el DPF con biodiesel son mas bajos así como las máxima caída de presión encontrada (menor particulado generado), la velocidad de oxidación del particulado del biodiesel es mas alta (menores tiempos de regeneración) aunque el contenido de metales del biodiesel puede afectar la vida útil del mismo. No se encontraron formación de depósitos anormales en inyectores por el uso de biodiesel en mezclas hasta B20. Haciendo un paralelo de las propiedades físico químicas del combustible diesel y las del biodiesel de palma, se puede identificar los beneficios, desde el punto de vista técnico y ambiental, que presenta el biodiesel al ser usado como componente del combustible que se entrega a los usuarios finales. Sin embargo, existen también algunos parámetros que pueden verse afectados negativamente y que es necesario buscar contrarrestar ó minimizar sus efectos. En la Tabla 4.2 se aprecia el paralelo que se puede realizar entre las propiedades del diesel y las biodiesel de palma, teniendo en cuenta las propiedades del diesel fósil y que el biodiesel cumpla con la especificaciones definidas en Colombia en la Resolución 18 2087. En la Tabla 4.3 se puede

12 Torres, Jaime; Garcia, Jesus; Cabuya, Daniel; et.al. “Mechanical and Environmental Performance of Diesel-Palm Oil Biodiesel Blends on a Fleet of Buses During a 100.000 Kilometres Test”. 17th European Biomass Conference and Exhibition. 29 June - 3 July 2009. 13 Garcia, Jesus; Torres, Jaime; et. al. “Stationary engine and on-road tests for assessing the performance of Palm oil biodiesel in Colombia”. Journal of Oil Palm Research – MPOB. Malasia. 2010. 14 Lapuerta, Magín; Agudelo, John R. et al. “Effect of fuel on the soot nanostructure and consequences on loading and regeneration of diesel particulate filters”. Combust. Flame 159 (2012), 844-853.


apreciar el impacto que se atribuye a las propiedades físico químicas asociadas a la producción del biodiesel sobre la calidad del diesel y su desempeño en los motores. En las Tablas 4.2 y 4.3, el término “Ambiental Positivo” hace referencia al efecto de reducción de las emisiones de los motores diesel, que tiene el mezclar el biodiesel al diesel fósil (mezclas BX). En este caso se hace referencia principalmente a las emisiones de material particulado (MP10/MP2,5) y NOx, que son las principales causantes de los problemas de salud pública asociados a la calidad del aire (Urban Air Polution – UAP), como se concluye en el estudio referenciado del Banco Mundial para Colombia. Por otro lado, el término “Desempeño Positivo”, asignado a algunas propiedades físico químicas, hace relación al efecto positivo que tiene o puede tener el uso del biodiesel sobre el desempeño mecánico de los motores diesel, frente al que se tiene por el uso del diesel puro (sin biodiesel). Igualmente, “Desempeño Negativo” hace relación al efecto negativo que puede tener o puede llegar a tener el biodiesel.


Tabla 4.2 Paralelo entre las propiedades del diesel y biodiesel de palma y el impacto del biodiesel en la mezcla final.

Propiedad Especificaciónes Impacto por mezcla de Biodiesel Palma Diesel Biodiesel

Lubricidad (µm) 460 máx. ------- Desempeño positivo

Número de Cetano (Cetanos) 45 min. 47 min Desempeño positivo Ambiental positivo

Contenido Azufre (ppm) 50 máx. ------- Ambiental positivo Contenido Aromáticos (%vol) 35 máx. ------- Ambiental positivo Contenido Poliaromát. (%vol) ------- ------- Ambiental positivo Poder Calorífico (MJ/Kg) ------- ------- Desempeño negativo Punto de fluidez (oC) 3 máx. Reportar Desempeño negativo Punto de Nube/CFPP (oC) Reportar Reportar Densidad (g/ml) Reportar 0,86 – 0,90 Ninguno apreciable Viscosidad 40°C (mm2/s) 1,9 – 5,0 6,0 máx Ninguno apreciable Punto de chispa (oC) 52 min. 120 min. Ninguno apreciable Destilación T95 (oC) 360 máx. 360 máx. (PFE) Ninguno apreciable Color ASTM (número) 2 máx. ------- Ninguno apreciable Corrosión lamina Cu (número) 2 máx. 1 máx. Ninguno apreciable Residuo C.C. (%masa) 0,2 máx. 0,3 máx. Ninguno apreciable Cenizas (%masa) 0,01 máx. ------- Ninguno apreciable Cenizas Sulfatadas (%masa) ------- 0,02 máx. Ninguno apreciable S&W (%vol) 0,05 máx. ------- Ninguno apreciable Estabilidad Oxidación (g/m3) 25 máx. ------- Ninguno apreciable Estabilidad Térmica (%reflect) 70 min 70 min Ninguno apreciable Tabla 4.3 Especificaciones exclusivas del biodiesel de palma y su impacto

sobre las propiedades del diesel.

Propiedad Especificación Biodiesel

Impacto Calidad de Diesel. Desempeño en Vehículos

Contenido Agua (mg/Kg) 500 máx. Ninguno apreciable Estabilidad oxidación (hr) 6 min. Ninguno apreciable Contaminación Total (mg/Kg) 24 máx. Desempeño Negativo (Haze) Contenido Fosforo (%masa) 0,001 máx. Ninguno apreciable Número acido (mg KOH/g) 0,5 máx. Ninguno apreciable Contenido Esteres (%masa) 96,5 min. Ambiental Positivo (Oxigen.) Contenido Na, K (mg/Kg) 5 máx. Desempeño Negativo

(Reducción eficiencia DPF) Contenido Ca, Mg (mg/Kg) 5 máx. Contenido M/D/T Glicerid (%masa) 0,8/0,2/0,2 máx. Desempeño Negativo (Haze)

Contenido Glicerina L/T (%masa) 0,02/0,25 máx. Desempeño Negativo (sedimentos, depósitos)

Contenido Metanol (%masa) 0,2 máx Ninguno apreciable.


Para los parámetros que tienen o pueden llegar a tener efectos de “Desempeño Negativo”, es necesario buscar alternativas para mitigar o eliminar estos efectos y reducir así los riesgos asociados a los inconvenientes que se puedan presentar a los agentes en la cadena de distribución y los usuarios finales de las mezcla BX. Esto se analizará mas adelante en el numeral 4.5.2. El análisis de los beneficios técnicos y ambientales que generan los parámetros de calidad del biodiesel de palma, por su uso como componente del combustible final entregado a los usuarios, se analiza en detalle en el siguiente numeral. Adicionalmente, se hace una evaluación de los costos que tendría la aditivación del diesel, para cumplir con la especificación de lubricidad, en caso que no se tuviera biodiesel dentro de la formulación del combustibles comercial. En este análisis, al biodiesel no se le asigna un costo por mejoramiento de lubricidad, ya que su costo asociado como componente de la mezcla (IP del B100 vs IP Diesel) ya fue contemplado en el análisis de costos frente al diesel importado que esta sustituyendo, bajo las condiciones actuales del mercado en Colombia (Ver Capitulo 3).

4.5.1 Beneficios Técnicos y Ambientales del Uso del Biodiesel en las Mezclas con Diesel en Colombia. Como un ejemplo de cómo se mejoran las propiedades físico químicas del combustible diesel por la mezcla con el biodiesel de palma, en la Tabla 4.4 se muestra la información consolidada de las caracterizaciones promedio de las mezclas diesel-biodiesel utilizada en las pruebas de evaluación en la flota de vehículos del operador de Transmilenio Si99 entre los años 2007 y 2008 (ver referencia 5 en el píe de página numeral 4.5). En la Tabla 4.4 se evidencia la mejora en la calidad del combustible, al aumentar la proporción del biodiesel, por la reducción de azufre por efecto de dilución, la reducción de la huella de desgaste de la pruebas de lubricidad y el aumento del número de cetano. Adicionalmente, al ser el biodiesel un producto de cero aromáticos y cero poli aromáticos, por efecto de dilución se tendrá reducciones proporcionales de estos componentes en la mezcla final, en forma similar a como se observa con el contenido de azufre.


Tabla 4.4 Caracterizaciones promedio de las mezclas diesel-biodiesel. Pruebas Transmilenio - Si99 años 2007 y 2008

Análisis! Especificación!Mezcla diésel-biodiésel de palma!

B5! B10! B20! B30! B50!Azufre !

(% masa)!0,1 Máx.! 0,0733! 0,0711! 0,0565! 0,0475! 0,0370!

Densidad (g/mL)! Reportar! 0,855! 0,856! 0,857! 0,859! 0,864!

Residuo de carbón (%masa)!

0,2 Máx.! <0,10! <0,10! <0,10! <0,10! <0,10!

Viscosidad (cSt 40°C)! 1,9 – 4,1! 2,929! 2,947! 3,069! 3,255! 3,530!

Punto de inflamación (°C)!

52 Mín.! 65,7! 65,6! 67,0! 70,5! 78,0!

Cenizas (%masa)! 0,01 Máx.! 0,0001! 0,0001! <0,001! <0,001! 0,0001!

Lubricidad (micrómetros)!

450 Máx.! 246,75! 236,38! 223,25! 212,75! 207,00!

Punto final de Ebullición: PFE (°C)!

PFE: 360 Max.! 344,6! 345,8! 343,6! 344,6! 341,9!

No. de Cetano (adimensional)!

45 Mín.! 48,0! 47,7! 51,0! 54,4! 59,6!

Punto de fluidez (°C)! 3 Máx.! -18,0! -13,5! -9,0! -3,0! 3,0!

Punto de nube (°C)! Reportar! -10,3! -9,8! -8,0! -2,0! 3,0!

Cold filter plugging point: CFPP!

Reportar! -17,5! -16,8! -14,0! -8,5! -1,0!

NOTA: Original tomada del documento de la referencia 5, pie de página numeral 4.5. Para combustibles diesel de bajo azufre (LSD<50 ppm) y ultra bajo azufre (ULSD< 15 ppm), el efecto de dilución del azufre se mantiene, pero su efecto sobre las emisiones de material particulado se ve reducido, por los bajos niveles de contenidos de azufre. Para los parámetros de lubricidad y número de cetano los efectos se siguen manteniendo e incluso, para el caso de la lubricidad el requerimiento del mejorador de lubricidad se hace mas exigentes. Para los aromáticos y poli aromáticos, igualmente, el efecto de dilución se sigue manteniendo. Para el caso del diesel comercial distribuido en Colombia, la especificación actual para el contenido de azufre es de máximo 50 ppm y el proyecto de modernización de la refinería de Barrancabermeja, que esta programado que entre en operación a finales de la presente década, esta diseñado para cumplir esta especificación con el diesel producido localmente, manteniendo lo que se definió en la Ley 1205 de 2008. Si se tiene en cuenta que cualquier proyecto adicional para llevar el azufre del diesel producido en el país a contenidos de menos de 15 ppm (ULSD) puede tomar de dos a tres años, esto quiere decir


que el ULSD podría estarse distribuyendo en el país en la primera mitad de la siguiente década. Durante la transición del LSD (<50 ppm) actual al ULSD (<15ppm), los biocombustibles para motores diesel, entre ellos el biodiesel, se convierten en una de las alternativas técnicamente viables que tendría el país para mejorar sus especificaciones. Importaciones y distribución de ULSD importado se podría manejar para mercados segregados, pero con altos costos, ya que se requeriría de esquemas logísticos especiales para su transporte, almacenamiento y distribución y la exportación de los excedentes de LSD, ya que el LSD que produce la refinería de Barrancabermeja no se podría mezclar en ninguna proporción con el ULSD importado. Como se vera mas adelante en este estudio, aunque el biodiesel puede ser una alternativa mas costosa y con un cierto impacto fiscal, los beneficios en los aspectos sociales, de emisiones, calidad de aire y salud pública compensan los sobre costos y la reducción en ingresos del estado. Adicionalmente, como fue determinado en el estudio de Análisis de Ciclo de Vida desarrollado por el Ministerio de Minas y Energía en el año 2011, a través del convenio firmado con el Banco Interamericano de Desarrollo - BID, la reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero, por la sustitución del diesel fósil por el biodiesel de palma, pueden ser del orden de 83%15. Además, desde el punto de vista de eficiencia energética, la demanda acumulada de energía del biodiesel de palma mostró en este estudio que, por cada unidad de energía que se utiliza para producir el biodiesel se producen entre 4 y 7 unidades de energía en el biocombustible, contra 0,7 a 0,8 unidades de energía para el diesel fósil. A continuación se presenta un análisis de los beneficios técnicos y ambientales asociados al uso del biodiesel en las mezclas con el diesel fósil (mezclas BX), para los parámetros que tienen mayor incidencia en la mejora de la calidad del combustible de acuerdo con lo presentado en la tablas 4.2 y 4.3.

4.5.1.1 Lubricidad De acuerdo a lo que se ha encontrado en los diferentes estudios a nivel mundial y que ha venido siendo aprovechado en muchas partes del mundo, el uso del biodiesel como componente del combustible diesel comercial (mezclas BX) que se entrega a los usuarios finales, permite lograr las especificaciones de lubricidad exigidas en la reglamentación para el diesel de bajo azufre (LSD<500 ppm) y especialmente el de ultra bajo azufre (ULSD < 15 ppm), sin necesidad de utilizar los aditivos diseñados y fabricados para este propósito. 15 EMPA, et. al. “Evaluación del ciclo de vida de la cadena de producción de biocombustibles en Colombia”. Convenio de Cooperación BID-MME. Energía Sostenible para Colombia. Enero de 2012.


Colombia desde el año 2007 entro en un proceso acelerado de reducción de azufre del combustible diesel, gracias al cual hoy en día en el país todo el sector automotor consume diesel con menos de 50 ppm. Paralelo a este proceso de reformulación del diesel, en enero del 2008 se inicio el programa de mezcla de diesel con biodiesel, con porcentajes de 5% en volumen en el mercado de la Costa Atlántica y hoy día se comercializan mezclas B8 en la zona centro del país y B10 en el resto del país. Esto ha permitido que el importador y productor de combustibles en Colombia, Ecopetrol S.A., no haya tenido que importar el aditivo para su inyección al diesel producido localmente, ni manejar importaciones de ULSD con aditivos de lubricidad. Para realizar el ejercicio de estimar el costo que tendría aditivar todo el diesel comercializado en el país con mejorador de lubricidad, en el escenario que no se tuviera producción de biodiesel en Colombia, se realizó un análisis de mercado de los posibles proveedores del aditivo en el país, se contactó a los representantes de los proveedores identificados y se solicitó ofertas de los aditivos; precios, dosificaciones sugeridas, presentaciones o forma de entrega y hojas de especificaciones y seguridad de las referencias ofrecidas (MSDS). Del estudio de mercado se identificaron los siguientes posibles proveedores a nivel mundial: Infineum, Lubrizol, Afton Chemical, Elf, Basf, Chimec, ERC GmbH, Octel e Inspec. Por contacto directo con los representantes en Colombia y comunicación a través de internet, se consiguieron ofertas de Infineum y Lubrizol. En la Tabla 4.5 se resume las condiciones de las ofertas:

Tabla 4.5 . Resumen ofertas proveedores de aditivos mejoradores de

lubricidad para combustible diesel (LSD y ULSD). Fabricante Representante

en Colombia Referencia

Aditivo Presentación Precio (USD/Kg)

Dosificación (ppm)

Infineum Infineum Colombia R680 Tambores

183 Kg 4,50

sin IVA 50 -250

Lubrizol Kemisol SAS 539D

Tambores 187 Kg

4,05 sin IVA 50 – 250

típico 75-100 Iso tanques 20 MT

3,78 sin IVA

Con base en estas ofertas y el referente histórico que tiene el consultor del desempeño de estos aditivos, se tomó el aditivo de Infineum (R680) como base para estimar los costos de aditivación del diesel consumido en el país. Para determinar el consumo total de diesel, de las estadísticas y proyecciones de ventas de diesel y biodiesel que se obtuvieron en el capitulo 3, se tomó la suma del diesel, el diesel marino y todo el biodiesel (refinería y mayoristas), se asumió que todo sería diesel de bajo azufre (LSD) y/o ultra bajo azufre (ULSD) y se tomó una dosificación inicial requerida de aditivo de lubricidad de 150 ppm


(0,015% en masa). Con base en esta información se desarrollo el siguiente ejercicio: • Primero se determinó el volumen de diesel que sería necesario aditivar para

asegurar la especificación de lubricidad, si no se tuviera la alternativa del biodiesel (Tabla 4.6).

Tabla 4.6. Estadísticas y proyecciones de ventas totales de combustibles y

biocombustibles para motores diesel.

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• Posteriormente y con base en una dosificación de 150 ppm (0,015%masa) del aditivo Infineum R680, se calculó el requerimiento de aditivo en Kg por año. Para este cálculo se asume una densidad del diesel de 0,855 Kg/lt a 15,6oC


Tabla 4.7. Estimativo del requerimiento de aditivo de lubricidad, sino se

tuviera la opción del biodiesel.

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• Finalmente, tomando el costo del aditivo ofertado por Infineum de 4,50

USD/Kg sin IVA (5,22 USD/Kg IVA incluido) se obtiene el costo anual del aditivo.

Tabla 4.8. Costo estimado del aditivo requerido para asegurar la especificación de lubricidad del diesel sino se tuviera biodiesel

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El costo total del aditivo de lubricidad requerido hasta el año 2025, sino se tuviera el biodiesel, sería de alrededor de USD 80’000.000. El costo del sistema de aditivación en línea y sus costos operativos son marginales y no inciden apreciablemente en el costo final.

4.5.1.2 Número de Cetano. La mejora en el número de cetano genera impactos positivos tanto en el desempeño de los motores diesel como en sus emisiones, como se vio anteriormente (numeral 4.2.3). Desde el punto de vista del desempeño mecánico, la mejora del cetano de las mezclas diesel-biodiesel de palma trae consigo una operación más suave y silenciosa de los motores y esto, unido a la mejor lubricidad, permiten reducir el desgaste mecánico y por tanto una mayor duración de los motores o ampliación en los tiempos de reparaciones mayores. Ahora, de acuerdo con la información referenciada en el numeral 4.2.3, incrementos en cetano natural (sin ayuda de aditivos) en niveles de 45 a 50 presenta reducciones significativas de Material Particulado. La reglamentación colombiana exige números de cetano de 45, pero como se ve en la Tabla 4.4 con contenidos de biodiesel de 20% (B20) el cetano ya puede estar en niveles de 51. Aunque en los estudios llevados a cabo en Colombia desde el año 2005, para evaluar las mezclas diesel-biodiesel de palma en motores y vehículos, no ha sido determinado directamente la influencia del número de cetano en las emisiones, los estudios reportados internacionalmente demuestran que este parámetro si puede tener una incidencia apreciable. Como se vera más adelante, las reducciones de material particulado reportadas en los estudios nacionales se atribuyen en mayor proporción a las reducciones de azufre y en menor proporción a las mejoras del cetano y la reducción de aromáticos y poliaromáticos, en parte por la dificultad de segregar la incidencia de estos últimos y porque las investigaciones se han centrado en el azufre, por ser el principal precursor del material particulado y por los efectos que tiene sobre los sistemas de control de emisiones postcombustión.

4.5.1.3 Contenido de Azufre. Como se puede ver en la información presentada en el numeral 4.2.1, la reducción de azufre en el diesel generará reducción de emisiones de MP en todos los motores. Por otro lado, los estudios llevados a cabo en Colombia entre los años 2005 a 2007, en motores y vehículos con tecnologías hasta Euro II y combustible diesel extra con contenido de azufre de máximo 1.200 ppm, mostraron reducciones de material particulado de hasta 20%. Ahora si se tiene en cuenta que la mezcla de biodiesel con diesel se inició en el año 2008 y que a la ciudad de Bogotá la mezcla B5 se inicio en agosto del 2009, cuando el contenido de azufre del diesel era de 500 ppm, la reducción de concentraciones


de particulado reportado se pueden atribuir al efecto conjunto de la mejora del combustible fósil y la mezcla del biodiesel. Como se puede ver en el Gráfica 4.13, para la ciudad de Bogotá la concentración de PM10 en el aire desde el año 2006 ha venido disminuyendo, pero adicionalmente desde el año 2009 se han reducido notablemente los picos estacionales, que representan el mayor peligro para la salud de la población expuesta a estos contaminantes. Se podría asegurar, con base en los resultados de los estudios de emisiones realizados en Colombia desde el año 2005, que esto se debe al efecto combinado que se ha tenido de reducción de azufre del diesel y su mezcla con biodiesel de palma.

Fuente: Costos de la Degradación Ambiental en Colombia. Banco Mundial. Agosto 2013.

Gráfica 4.13. Promedio mensual de la concentración de PM10(µg/m3) en Bogotá 2006 – 2012.

Ahora en la gráfica 4.14, se puede ver los promedios móviles mensuales, para los años 2006, 2007 y 2008, de la concentración de PM10 reportada por la estación de monitoreo instalada en la zona de Puente Aranda en Bogotá. Aquí se puede ver como en julio de 2008, momento en que empezó a distribuirse diesel con contenido de azufre máximo de 500 ppm en Bogotá, la concentración de PM10 bajo apreciablemente. Si se complementa esta información con la presentada en la gráfica 4.13, para el periodo de julio de 2008 a enero de 2010 la única acción de mejora del combustible diesel que se dio fue la adición del biodiesel, pero en este periodo se continuó con la tendencia de reducción de PM10 y lo más importante desaparecen los picos estacionales, donde las concentraciones llegaban a niveles cercanos a los 100 µg/m3, cinco veces la concentración máxima recomendada por la OMC de 20 µg/m3. Esta información se utilizará mas adelante para estimar el aporte que haya podido tener la mezcla del biodiesel de palma al diesel, en la mejora de la calidad del aire en el país y por ende en la reducción de los costos asociados en salud pública, determinado en el estudio desarrollado por el Banco Mundial para el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible en 2012.

Contaminación atmosférica urbana: Mejoras en Bogotá

29 Agosto 2013 Costos de la Degradación Ambiental en Colombia

En Bogotá durante los últimos años la concentración de material particulado ha disminuido constantemente de un promedio anual de unos 70 µg/m3 en 2007 a unos 50 µg/m3 en 2011.

La variabilidad estacional y los peligrosos picos de concentración estacional también parecen haber disminuido

Promedio mensual de concentración de PM10 (µg/m3 ) en Bogotá, 2006-2012

40

50

60

70

80

90

100

110


Fuente: Calidad de Combustibles, Calidad de Aire y efectos en la Salud. Eduardo Behrentz-UA. Agosto 2013. Gráfica 4.14. Media móvil mensual de la concentración de PM10 estación

de Puente Aranda. Mas adelante, en el numeral 4.6, se presentará una propuesta de un modelo para cuantificar la reducción de los costos asociados a la calidad del aire presentados por el Banco Mundial (5.7 billones de pesos), del año 2009 al 2013 y cual podría ser el aporte que ha tenido la mezcla del biodiesel. Adicionalmente y teniendo en cuenta que durante la transición del diesel de bajo azufre (LSD<50 ppm) al del diesel de ultra bajo azufre (ULSD<15ppm), el uso del biodiesel en la formulación del diesel continuará aportando a la mejora de la calidad del aire, se buscará proyectar los beneficios hasta el año 2025.

4.5.1.4 Contenido de Aromáticos y Poli aromáticos. Los hidrocarburos aromáticos contenidos en el combustible diesel se clasifican en mono aromáticos (compuestos con un solo anillo bencénico) y los aromáticos poli cíclicos ó PAH(compuestos con dos o tres anillos bencénicos). Ambos afectan la formación de material particulado (MP10/MP2,5) y óxidos de nitrógeno (NOx) de los motores, aunque en una forma diferente. Sin embargo, los PAH, que afectan la formación de particulado y las emisiones de PAH de un motor diesel y que en gran proporción son adsorbidos en el material particulado, son consideradas las mas peligrosas por los efectos cancerígenos que tiene estos compuestos. En este sentido al uso de biodiesel se le podrían atribuir beneficios ambientales,


no solamente por el hecho de ayudar al reducir el MP10/MP2,5 por la dilución de los aromáticos totales, sino por el hecho que ayuda a reducir la toxicidad del mismo, al ayudar a reducir las concentraciones de PAH. Esta, además, podría ser una de las causas para que en las investigaciones llevadas a cabo en la Universidad de Pensilvania, los investigadores hayan encontrado que el particulado producido con mezclas B20 haya presentado mayor facilidad para su oxidación en el sistema regenerativo de filtro de partículas(DPF) del vehículo evaluado (ver referencia en numeral 4.5)

4.5.1.5 Contenido de Metil Esteres. Los metil esteres, principales componentes del biodiesel, son componentes oxigenados que favorecen las reacciones de combustión, debido a que el oxígeno intra molecular puede ayudar a que, en forma similar a como ocurre con el etanol en las gasolinas, favorezca las reacciones de oxidación ayudando a mejorar los procesos de combustión, reduciendo las emisiones de compuestos formados por combustión incompleta (CO, THC y PM). Múltiples estudios nacionales e internacionales han mostrado reducciones de material particulado al mezclar biodiesel al diesel fósil, fenómeno que entre otras causas puede ser atribuido al alto cetano, muy bajo contenido de azufre, aromáticos y poli aromáticos del biocombustible, como se ya se vio anteriormente, pero que también el hecho de que los metil esteres contengan oxígeno en su molécula puede ayudar a que se presente. Sin embargo, los metil esteres formados por la trans esterificación de los aceites de palma tienen puntos de nube muy altos, por lo cual ha sido necesario revisar que esto no afecte en forma crítica las propiedades de flujo en enfrío de la mezcla y los procesos de inyección y combustión en los motores. Esto se analizará en el siguiente numeral.

4.5.2 Impactos negativos del biodiesel y alternativas de mitigación. Ahora, para los parámetros que en las Tablas 4.2 y 4.3 se muestra que pueden generar algún impacto negativo, es necesario buscar alternativas para reducir ó eliminar estos efectos. Para los parámetros que involucran las propiedades de flujo en frío (Pto Fluidez, Pto Nube y CFPP) y el Poder Calorífico, a través de los proyectos de evaluación de las mezclas diesel y biodiesel de palma en motores y vehículos, que se han realizado desde el año 2005 y que ya se han referenciado anteriormente en este estudio, se ha demostrado que con mezclas hasta el 20% (B20) el impacto sobre las propiedades de flujo en frío y el desempeño del combustible y los vehículos no es crítico. En la Tabla 4.4 se puede apreciar como partiendo de un combustible diesel con un punto de fluidez de -18oC, el valor típico del diesel


fosil en Colombia, con la adición de 20% de biodiesel de palma este se sube a -9oC, con una especificación para Colombia de +3oC. Esto no es crítico para las condiciones de operación de los vehículos en Colombia ni para el almacenamiento en zonas frías del país. Para los parámetros de calidad propios del biodiesel (tabla 4.3), que generan impactos negativos sobre el desempeño del combustible y los vehículos, los más críticos son los que tienen relación con el fenómeno de formación del Haze, con la posible formación de depósitos en los sistemas de inyección y las cámaras de combustión y los efectos que puedan tener algunos de estos componentes minoritarios en el desempeño de los sistemas de tratamiento de gases de escape de las tecnologías Euro IV, Euro V y/o Euro VI. El estudio llevado a cabo por Magín Lapuerta, John R. Agudelo, et al., en la Universidad de Pensilvania en un vehículo liviano Euro 5, como ya se vio anteriormente, concluye que: la formación de depósitos en inyectores no se ve afectada por el uso del biodiesel de grasas animales en mezclas hasta B20; que la acumulación de MP en el sistema regenerativo de filtro de partículas (DPF) en mas lenta, se tienen caídas de presión mas bajas (menor formación de particulado) y que la velocidad de oxidación del particulado de la mezcla B20 es mas alta (menor tiempo de regeneración), pero que el contenido de metales pueda llegar a reducir la vida útil del DPF por su deposición en la matriz del catalizador. Es necesario estructurar y realizar estudios en Colombia que permitan evaluar el desempeño de los motores y/o vehículos con tecnologías Euro IV y superiores, para complementar este estudio y poder definir y evaluar alternativas para reducir estos efectos negativos. Desde el punto de vista de la formación de Haze, este fenómeno se ha convertido en una amenaza para la sostenibilidad del programa de biodiesel y una de las barreras para que el país siga avanzando en el aumento de mezclas. Si bien es cierto este fenómeno se puede mitigar aplicando las buenas prácticas definidas para el almacenamiento y distribución del B100 y las mezclas hasta B10 a lo largo de la cadena de suministro, el que se apliquen total y adecuadamente estas prácticas es algo que se sale del control que se pueda tener en estos momentos a lo largo de cadena. Como se analizó en el estudio llevado a cabo en el 2012 “Selección y Ranqueo de Proveedores de Tecnología para Eliminación del Haze de Biodiesel de Palma”, la única tecnología comercialmente disponible que garantiza la eliminación de este problema es la destilación del producto. La destilación no solamente retira en un alto porcentaje, en algunos casos cercano al 100%, los componentes precursores de la formación del Haze sino que prácticamente elimina también el contenido de metales, eliminándose así también el problema de reducción de la vida útil de los DPF y los efectos que los componentes


minoritarios puedan tener sobre los sistemas de filtración y de tratamiento de gases de escape de las tecnologías Euro IV y superiores. Los beneficios técnicos y ambientales que se tienen por uso del biodiesel, como componente del combustible diesel (BX), se pueden estar desdibujando por los inconvenientes que se generan por los sedimentos del Haze y los impactos que puedan tener los componentes minoritarios sobre las tecnologías Euro IV y superiores, especialmente sobre el desempeño de los sistemas de filtración y de tratamiento de gases de escape. Por esto, el reducir o eliminar los componentes minoritarios del biodiesel puede hacer la diferencia, técnicamente hablando, de poder garantizar la sostenibilidad de las mezclas B10, e incluso aumentar este porcentaje, soportados en los beneficios generados en la calidad del combustible y sus impactos en calidad de aire y salud pública, para mejorar los indicadores encontrados en el estudio realizado por el Banco Mundial, y los aspectos sociales de las zonas donde se generan la materia prima para la producción el biodiesel.

4.6 BENEFICIOS ESTIMADOS DEL USO DEL BIODIESEL POR IMPACTO SOBRE CALIDAD DE AIRE.

Como una manera de mostrar la importancia que el tema de calidad de aire y salud pública tienen hoy en día y para enmarcar la presentación del modelo desarrollado para estimar los beneficios por impactos en salud pública del uso del biodiesel en Colombia, se transcribe a continuación parte de la introducción del documento “La Calidad del Aire en América Latina: Una Visión Panorámica”, elaborado por el Clean Air Institute, en marzo de 2013, Washington, Estados Unidos:

“En América Latina y el Caribe (LAC por sus siglas en inglés), por lo menos 100 millones de personas están expuestas a niveles de contaminación del aire por encima de los recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) (Cifuentes et al, 2005). Los grupos más vulnerables a los efectos dañinos de una mala calidad del aire incluyen a niños, adultos mayores, personas con previos problemas de salud y población de bajos estratos socioeconómicos. Tanto la OMS como el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) han resaltado la contaminación del aire ambiental como una de las áreas focales estratégicas para combatir causas fundamentales de mortalidad y morbilidad a nivel mundial. La OMS afirma, en un comunicado de prensa de 2011, que “para 2008, la mortalidad estimada, atribuible a la contaminación del aire ambiental en ciudades, asciende a 1.34 millones de muertes prematuras.” De igual modo, un reporte de la Organización para la Cooperación y el


Desarrollo Económicos (OCDE) (OCDE, 2012), que se adelanta al año 2050 para estimar el impacto en el medio ambiente si el mundo no adopta políticas verdes más ambiciosas, asevera: “Se prevé que la contaminación del aire se convertirá en la causa ambiental principal de mortalidad prematura, por encima de aguas insalubres y falta de saneamiento” con “una proyección de que se duplique en el mundo el número de muertes prematuras derivadas de la exposición a material particulado, pasando de más de 1 millón hoy en día, a aproximadamente 3.6 millones al año en 2050.” (OCDE, 2012) Dentro de su acervo de datos del Observatorio Mundial de la Salud, la OMS permite el acceso a bases de datos en temas prioritarios de salud, que incluyen mortalidad y morbilidad. La Gráfica 4.15 se presentan datos de este Observatorio. Esta gráfica muestra los nueve países latinoamericanos con mayor cantidad de muertes y, como se muestra en la Grafica C, los países con las tasas de mortalidad mas altas en 2008 son los mismos que exhiben las mayores poblaciones urbanas. El numero de muertes en la mayoría de los países también ha visto un incremento del 2004 al 2008. La Grafica B presenta el numero de años de vida perdidos debido a la mortalidad prematura, derivada de la contaminación del aire en esos países. El total para las nueve naciones presentadas es sobre 434 millones de años de vida en discapacidad, perdidos por muerte prematura debido a la contaminación del aire en 2004. La mala calidad del aire tiene un impacto negativo en el desarrollo social y económico, afectando la competitividad económica de los países. La mala salud resultante de la contaminación del aire cuesta billones de dólares anualmente en costos médicos y pérdida de productividad. Al evaluar los impactos en la salud en países de ALC como Bolivia, Guatemala, Ecuador, Perú y El Salvador, el Banco Mundial estima que la parte de la economía afectada por tales emisiones, representa hasta el 2% del Producto interno Bruto (PIB) (Cifuentes et al, 2005). De acuerdo con este análisis, se podrían lograr ahorros entre $2.2 o $6.2 miles de millones por año en costo social de la enfermedad, con la implementación de escenarios de control de la contaminación. La deficiente gestión para mejorar de la calidad del aire también retrasa el progreso hacia el alcance de los Objetivos de Desarrollo del Milenio de las Naciones Unidas, que incluye como Objetivo 7.A “incorporar los principios del desarrollo sostenible en las políticas y los programas nacionales y reducir la pérdida de recursos del medio ambiente.”. Este Objetivo integra la Resolución 66/288 adoptada el 11 de septiembre de 2012 por la Asamblea General de las Naciones Unidas titulada “El Futuro


1

1. Introducción

En América Latina y el Caribe (LAC por sus siglas en inglés), por lo menos 100 millones de personas están expuestas a niveles de contaminación del aire por encima de los recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) (Cifuentes et al, 2005). Los grupos más vulnerables a los efectos dañinos de una mala calidad del aire incluyen a niños, adultos mayores, personas con previos problemas de salud y población de bajos estratos socio-económicos.

Tanto la OMS como el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) han resaltado la contaminación del aire ambiental como una de las áreas focales estratégicas para combatir causas fundamentales de mortalidad y morbilidad a nivel mundial. La OMS a!rma, en un comunicado de prensa de 2011, que “para 2008, la mortalidad estimada, atribuible a la contaminación del aire ambiental en ciudades, asciende a 1.34 millones de muertes prematuras.”1 De igual modo, un reporte de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económi-cos (OCDE) (OCDE, 2012), que se adelanta al año 2050 para es-timar el impacto en el medio ambiente si el mundo no adopta políticas verdes más ambiciosas, asevera:

1http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2011/air_pollution_20110926/en/2Observatorio Mundial de la Salud, http://apps.who.int/ghodata

“Se prevé que la contaminación del aire se convertirá en la causa ambiental principal de mortalidad pre-matura, por encima de aguas insalubres y falta de saneamiento” con “una proyección de que se duplique en el mundo el número de muertes prematuras deriva-das de la exposición a material particulado, pasando de más de 1 millón hoy en día, a aproximadamente 3.6 millones al año en 2050.” (OCDE, 2012)

Dentro de su acervo de datos del Observatorio Mundial de la Salud, la OMS permite el acceso a bases de datos en temas prioritarios de salud, que incluyen mortalidad y morbilidad2. La Figura 1 presenta datos de este Observatorio. La Grá!ca A muestra los nueve países latinomericanos con mayor cantidad de muertes y, como se muestra en la Grá!ca C, los países con las tasas de mortalidad más altas en 2008 son los mismos que ex-hiben las mayores poblaciones urbanas. El número de muertes en la mayoría de los países también ha visto un incremento del 2004 al 2008. La Grá!ca B presenta el número de años de vida perdidos debido a la mortalidad prematura, derivada de la contaminación del aire en esos países. El total para las nueve naciones presentadas es sobre 434 millones de años de vida en discapacidad, perdidos por muerte prematura debido a la con-taminación del aire en 2004.

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Figura 1. Número de muertes atribuible a la contaminación del aire (A)1; Número de años perdidos como resultado de muerte prematura, derivada de la contaminación del aire (B)1; y Número de muertes en función de la población urbana (C)3 .

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Fuente: Clean Air Institute-Washington D.C.

Grafica 4.15. Observatorio mundial de la salud. Efecto del UAP sobre la mortalidad en países de America Latina


que Queremos” (UN, 2012). Esta resolución se compromete a promover políticas de desarrollo sostenible que den soporte a “un medio ambiente seguro y saludable para todos,” y que incluyan “una calidad del aire saludable” entre otras acciones. El material particulado (PM10 y PM2.5) es una mezcla de partículas sólidas y líquidas minúsculas, que se encuentran en el aire que respiramos. Del material particulado, las partículas “finas” o más pequeñas (aquellas con un diámetro aerodinámico menor a 2.5 micrómetros o PM2.5) son especialmente dañinas, puesto que pueden penetrar profundamente en los pulmones, donde pueden causar inflamación y empeoramiento de condiciones cardíacas o pulmonares; lo que puede ocasionar una muerte prematura.

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Grafica 4.16. Tamaño del PM10/PM2,5 comparado con un cabello humano

Las partículas tienen distintos tamaños y formas, y pueden formarse a partir de cientos de diferentes químicos, algunos de los cuales poseen propiedades carcinogénicas. Algunas partículas, conocidas como partículas primarias, son emitidas directamente por una fuente, por ejemplo, los automóviles, autobuses y camiones de carga, industrias, ciertos comercios, obras de construcción, vías sin pavimentar, chimeneas, humo de cigarrillo o incendios. Otras, nombradas partículas secundarias, son formadas por medio de complicadas reacciones en la atmósfera, a partir de otros químicos emitidos por plantas de generación de energía, industrias y automóviles. Además de sus impactos en la salud, las partículas contienen una gran proporción de carbón negro (u hollín), el cual se ha constituido durante los últimos años en un


contribuyente importante al cambio climático mundial.

El hollín es el componente del material particulado que más luz absorbe y, igual que otros contaminantes que afectan la salud, es formado en la combustión incompleta de combustibles fósiles, biocombustibles y biomasa. Cuando se encuentra suspendido en el aire, el carbón negro absorbe la luz solar y genera calor en la atmósfera. Puesto que es un contaminante de corta vida, esto es, permanece en la atmósfera por sólo una a cuatro semanas, sus efectos en el clima son de carácter primordialmente regional. Puesto que las fuentes de emisión son similares, una reducción en la emisión de partículas, especialmente PM2.5, tiene el beneficio adicional de reducir el hollín y así contribuye con la disminución de los impactos de los contaminantes de corta vida.

De igual manera, se transcribe a continuación algunos apartes del Estudio del Banco Mundial referenciado en el numeral 4.4 denominado “Colombia: Strengthening Environmental and Natural Resources Institutions. Study 2: Environmental Health in Colombia: An Economic Assessment of Health Effect ", el cual estima el costo para el país por enfermedades respiratorias graves y crónicas y muertes prematuras para el año 2009, debido a la contaminación atmosférica (MP10 y MP2.5 - emisiones - calidad del aire), en 5,70 Billones de pesos al año, 1,1% del PIB.

“La evidencia mundial de los efectos de la polución del aire en las ciudades sobre la salud humana ha sido conocida desde hace varias décadas, a partir de estudios extensos que muestran la asociación entre ciertos contaminantes del aire y la mortalidad cardiovascular y respiratoria, la bronquitis crónica, infecciones respiratorias, y otros desordenes relacionados. Muchos de los estudios muestran la fuerte asociación entre los contaminantes del aire y los efectos en la salud por la inhalación de material particulado, especialmente MP2.5 (partículas más pequeñas que 2.5 micrones de diámetro).” “A finales de los noventa y comienzos de la década del 2000, investigaciones de países Europeos y Norteamericanos, agregaron de manera importante evidencia de ciudades de países de Asia y Latinoamérica. En general, la evidencia muestra la fuerte asociación y magnitud de los efectos en la interacción entre el material particulado y la mortalidad prematura y enfermedades respiratorias.” “Existe un incremento sustancial en la evidencia disponible en cuanto a la relación entre la contaminación del aire y la mortalidad en Latinoamérica, durante la ultima década. Un estudio reciente (O’Neill et al. 2008) analizó el efecto entre las concentraciones de MP10 y la mortalidad en el corto


plazo en las ciudades de Méjico, Sao Paulo y Santiago de Chile, y encontró que para la mortalidad adulta no accidental se incrementa en 0,39%, 1,04% y 0,61%, respectivamente, para incrementos de 10 microgramos de MP10 por metro cúbico de aire (10 µg/m3). En Brasil, los estudios han encontrado asociaciones entre la exposición al MP10 y el bajo peso en los recién nacidos y también con la mortalidad respiratoria en los adultos mayores (Martins et al. 2004).” “Aunque existe mucho debate acera de los límites de contenido de MP10 y MP2.5 establecidos por la Organización Mundial de la Salud -OMS-, la OMS reconoce que no existe límite seguro para partículas inhalables, es necesario para efectos prácticos considerar una adecuada administración de la calidad del aire. La OMS recomendó en el año 2002 establecer este límite en 7,5 - 10 µg/m3 de concentración. No obstante, una investigación reciente realizada por Krewski et al. (2009), disminuye este límite a 5 µg/m3.”

4.6.1 Modelo de Impacto del Uso del Biodiesel en las Emisiones de MP. Considerando la relevancia que tiene para los diferentes países del mundo la calidad del aire en las ciudades, por sus implicaciones en la salud humana (costos de tratamientos médicos) y por consiguiente en el bienestar de los ciudadanos, este modelo está orientado a estimar la reducción en las emisiones de material particulado por efectos de la mezcla del biodiesel en el combustible diesel comercializado en el país. A partir de la disminución estimada de emisiones, se calcula una reducción en los costos en salud, presentados en el estudio del Banco Mundial, por efectos de la mejora de calidad del aire en las principales ciudades Colombianas para el año 2009. La reducción en los costos en salud se asocia como una externalidad positiva al biodiesel que se mezcla al diesel comercializado en el país: "Impacto del Programa de Biodiesel en las emisiones de material particulado y costos evitados en salud pública - bienestar". Para fines de determinar la reducción en emisiones por la mezcla del biodiesel (B100) al diesel fósil se tomarán los siguientes combustibles base: • Combustible Fósil Base: corresponde al suministrado al país en el año

2013 - Resolución 182087 de 2007. !"#$%&'(&#"&)$%*"&!+,(-.(&

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El producto sale de la refinería con aproximadamente 35 ppm de azufre, para garantizar entrega con menos de 50 ppm al final del sistema de transporte por poliductos.

• Biocombustible para motores diesel: corresponde al biodiesel suministrado en el año 2013 - Resolución 182087 de 2007

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Ahora, con base en revisión bibliográfica nacional e internacional se identificaron diferentes estudios que determinan, mediante experimentación y análisis estadísticos, las relaciones entre la calidad del combustible diesel y las emisiones de material particulado (MP10 y MP2.5) y de oxidos de nitrógeno NOx. Con base en las correlaciones encontradas en estos estudios y las variaciones en la calidad del diesel en función del contenido de biodiesel, se estiman las reducciones en material particulado. Los estudios y las correlaciones matemáticas identificadas se presentan a continuación: • Estudio de Chevron Research Co.

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Con base en estos estudios y la calidad del combustibles fósil base y el biodiesel producido en Colombia se desarrollo el siguiente modelo:

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Este modelo permite estimar la reducción en emisiones de material particulado que se espera tener en los motores o vehículos, por cambios en las propiedades del combustible diesel que más inciden en las mismas. Los resultados presentados toman la correlación del estudio de Chevron Research Co., que es el más conservador. Por otro lado, de acuerdo con estudios e investigaciones realizadas en la Universidad de los Andes en el Centro de Investigaciones en Ingeniería Ambiental (Eduardo Berentz), las mezclas de biodiesel generan reducciones de material particulado en proporciones similares a las encontradas en este modelo, como se puede ver en la Grafica 4.17.


Grafica 4.17. Cambio en Emisiones por Mezcla de biodiesel con el Diesel

Fosil.

4.6.2 Modelo de Estimación de Costos Evitados en Salud Pública por Reducción en Emisiones de Material Particulado. Como ya se ha visto en este documento, de acuerdo con el estudio realizado por el Banco Mundial, se estima que para el año 2009 el costo para el país por enfermedades respiratorias graves y crónicas y muertes prematuras, debido a contaminación atmosférica, fue de alrededor de 5,70 Billones de pesos (1,1% del PIB nacional). De acuerdo con el Banco Mundial estos costos están distribuidos de acuerdo con lo descrito en la Tabla 4.9. Estos costos son el resultado de un nivel de emisiones de material particulado mayor a los referentes recomendados por la Organización Mundial de la Salud - OMS. Para esta ejercicio de estimación y basados en los criterios de la OMS, que dice que el nivel donde la concentración de particulado no genera ninguna afectación a la salud es de 7,5-10 µg/m3, se considera que alcanzar los límites recomendados por la OMS (20 µg/m3) no aseguraría cero costo por enfermedades respiratorias graves y crónicas. Para propósitos del ejercicio se estima que alcanzar esos niveles reduciría en 50% el costo estimado por el estudio de Banco Mundial, es decir 2,85 Billones de pesos por año.


Tabla 4.9. Costo Anuales en Salud por Efectos de la Calidad del Aire en

Bogotá (año 2009). !"#$"%&"$'(%)*+'(,-.(("*/#%0/%1/#"#2

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Fuente: Estudio Banco Mundial. Environmental Health in Colombia: An Economic Assessment of Health Effect

Con base en todo lo anterior, y (i) suponiendo que el principal aportante a la contaminación atmosférica son los vehículos diesel, y (ii) aislando el efecto de dispersión de emisiones en el aire (suponiendo que fuese el mismo para un escenario con y sin reducción de emisiones de MP), a continuación se realiza una estimación del beneficio del programa de biodiesel, comercialización de mezclas diesel - biodiesel, por reducción en las emisiones de material particulado y mejora en la calidad del aire en las grandes ciudades colombianas. Se toma el mismo porcentaje de mezcla de biodiesel al diesel del Modelo de Reducción de Emisiones presentado en el numeral 4.6.1. Para el cálculo se tomó como referente la estimación de concentración de material particulado -MP- en Bogotá en el año 2010, según información del Clean Air Institute de Washington, que se puede ver en la Grafica 4.18. Para el año 2009-2010, la concentración de PM10 en Bogotá era de 58 µg/m3, 290% superior a la máxima recomendada por la OMC (20 µg/m3). Los 2,85 billones de pesos que se asume se puede reducir en costos en salud pública, al llevar el PM10 al mínimo recomendado por la OMC, son distribuidos entre el diferencial de MP de Bogotá y el nivel mínimo recomendado por la OMS. El valor de reducción anual en costos se proyecta constante del año 2014 al año 2025.


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Esto quiere decir que, considerando una mezcla al 10% en todo el país para el periodo 2014 – 2025, el Programa de Biodiesel le podrá estar generado ahorros en costos de salud al país por valor de 652 millones de dólares. Ahora, para los años 2008 a 2013, teniendo en cuenta que el biodiesel se empezó a usar en el país en el año 2008 y que entro a Bogotá en julio del 2009 en proporción inicial del 5% (B5), el estimado de reducción en costos de salud en el periodo 2008-2013 es el siguiente:

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Esto quiere decir que, se estima que el Programa de Biodiesel en Colombia le puede haber evitado al país y a la sociedad colombiana costos por mortalidad prematura y enfermedades respiratorias graves y crónicas por 233 millones de dólares durante el periodo 2008 – 2013. Entonces, bajo el escenario conservador que presenta la correlación encontrada por Chevron Research Co., para la reducción de material particulado de motores y vehículos diesel, por mejora de la calidad del diesel de 50 ppm mezclado con 10% de biodiesel de palma, se estima que la reducción en costos de salud en el periodo 2008-2025 puede ser del orden 884,87 millones de dólares. Si los estimados se calculan aplicando la correlación encontrada en el estudio de Concawe, la redución total en costos asciende a 1.411,45 millones de dólares. Estas son cifras que no representan la valoración moral de mas de 4.500 muertes prematuras que se presentan actualmente en Colombia, por efecto de las enfermedades respiratorias graves y crónicas producidas sobre la población mas vulnerable del país (niños menores de 7 años y adultos mayores) por la calidad del aire que respiramos.


5 IMPACTO FISCAL Y SOCIAL DEL PROGRAMA DE BIODIESEL.

5.1 IMPACTO FISCAL DEL PROGRAMA DE BIODIESEL La Ley 939 del 31 de Diciembre de 2004, por medio de la cual se dio los estímulos a la producción y comercialización de biocombustibles de origen vegetal o animal para uso en Motores diesel, con relación a la exención de los impuestos Global e IVA que se le cargan a los combustibles, de acuerdo a lo definido en el Decreto 1870 de 2008 que estableció el procedimiento para fijar el valor de referencia para el IVA de las Gasolinas y el Diesel y la Ley 681 de 2001 que estableció el valor del Impuesto Global a los combustibles, especifica lo siguiente:

Artículo 8°. Adicionase el artículo 477 del Estatuto Tributario con el siguiente inciso: El biocombustible de origen vegetal o animal para uso en motores diesel de producción Nacional con destino a la mezcla con ACPM estará exento del impuesto a las ventas. Artículo 9°. El biocombustible de origen vegetal o animal para uso en motores diesel de producción nacional que se destine a la mezcla con ACPM estará exento del impuesto global al ACPM.

Sin embargo, estos dos impuestos fueron cambiados a partir del 1º de enero de 2013 por el Impuesto Nacional a la Gasolina y al Diesel, en la Ley 1607 de diciembre de 2012, pero esta Ley en su articulo 171 dejo explicito que los biocombustibles para uso en motores diesel no están sujetos a este nuevo impuesto y conservan la calidad de exentos del impuesto sobre las ventas, de acuerdo con lo establecido en el Articulo 477 del Estatuto Tributario. Por esta circunstancia, para el cálculo del impacto fiscal que ha tenido el programa de biodiesel desde el 2008 al 2012 y la proyección del 2013 al 2025, se deben calcular las exenciones tributarias de IVA e Impuesto Global hasta el 31 de diciembre de 2012 y del Impuesto Nacional a la Gasolina y al Diesel a partir del 1 de enero de 2013. De la información presentada en el Capitulo 3, se toma el histórico de ventas de biodiesel hasta el 2012 y el proyectado de ventas hasta el 2025, bajo el escenario de mezclas que se tiene en el 2013, en forma similar a como se han tomado para todas las proyecciones que se han realizado a lo largo de este estudio. Los valores del IVA y del Impuesto Global de los años 2008 a 2012, se toman promedios anuales del valor que se aplicó mensual de cada impuesto y se multiplican por el volumen de biodiesel vendido cada año. Para los casos en los


que se tiene un Impuesto Global o un IVA mayor en el Interior que en la Costa Atlántica, se tomó el mayor valor del impuesto. Para el año 2013, se toma el valor promedio del Impuesto Nacional a la Gasolina y al Diesel que es de $1.073 por galón. Para el periodo 2014 – 2025, se proyecta el Impuesto Nacional a la Gasolina y al Diesel con base en una inflación del 3% anual. Tabla 5.1. Impacto Fiscal Historico y Proyectado del Programa Nacional de

Biocombustibles para Motores Diesel !"#$%&"#'($")*+,-.((',/."0

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5H,

El costo fiscal total estimado del programa nacional de biodiesel desde el año 2008 y proyectado hasta el año 2025 es de 3,35 billones de pesos o de 1.816,88 millones de dólares. La TRM de los años 2008 a 2012 de tomo como el promedio del valor tomado para el calculo del Ingreso al Productor de biodiesel, la del 2013 es el promedio hasta el mes de septiembre y se proyecto constante hasta el año 2025, ya que no hay ninguna entidad ni pública ni privada que entregue proyecciones de este indicador.

5.2 BENEFICIOS SOCIO-ECONÓMICOS LIGADOS AL PROGRAMA DE BIODIESEL.

El objetivo del presente numeral es buscar definir, a través de un modelo, un valor estimado del impacto económico que las actividades del sector palmicultor genera en las zonas donde se produce la principal materia prima para la producción del biodiesel en Colombia; el aceite de palma. Existen varios componentes de tipo socio-económico ligados a la producción del aceite de palma, que pueden cuantificarse dentro de los beneficios generados por este sector en las áreas rurales donde se establecen los cultivos. En este aparte


serán revisados los diferentes componentes que se puedan tener, con base en estudios especializados que, desde comienzos del milenio, se han realizado por varias entidades púbicas y privadas. Sin embargo, el análisis cuantitativo se centrará en uno de los aspectos que mejor puede reflejar los beneficios socio-económicos que la actividad del sector palmicultor genera en las zonas palmeras; los aspectos económicos ligados a la generación de empleo. Para el análisis planteado, será necesario tomar indicadores de productividad del sector palmicultor en Colombia, generación de empleos directos e indirectos, nivel salarial y calidad del empleo, entre otros. Dentro de los estudios e información que se han analizado para tomar la información requerida están: • “La agroindustria de la palma de aceite en Colombia y en el mundo”. Anuario

Estadístico 2012. Fedepalma–Fondo de Fomento Palmero, Dic de 2012 • “Evaluación de la política de Biocombustibles en Colombia”. Helena García

y Laura Calderón. FEDESARROLLO, Oct de 2012. • “Caracterización del empleo en el sector palmicultor Colombiano”. Mauricio

Olivera y otros. Cuadernos FEDESARROLLO 37, Jul de 2011. • “Impactos socioeconómicos de la agroindustria de la palma de aceite en

Colombia”. Mauricio Perfetti del Corral y otros. Centro de Estudios Regionales Cafeteros y Empresariales – CRECE, Jul de 2003.

Adicionalmente, se sostuvo una reunión con el señor Andrés Castro, Líder de Planeación y Desarrollo Social Sectorial de Fedepalma, con quien se reviso la situación general del sector palmicultor en Colombia y específicamente lo que compete con el tema laboral. La agroindustria de la palma de aceite, en cuya cadena se llevan a cabo múltiples actividades, irradia beneficios sobre las comunidades del entorno donde se establece. Genera empleo directo dentro de las actividades primarias de su desarrollo y empleo indirecto para atender la demanda de bienes y servicios que requiere. A su vez, entra a formar parte de otras cadenas productivas de provisión de materias primas (semillas, fertilizantes, fungicidas, herbicidas, entre otros), todo lo cual posibilita la inclusión de otros agentes a diferentes escalas: grandes, medianos y pequeños proveedores. Adicionalmente, la palmicultura es una agroindustria que requiere de la incorporación permanente de tecnología en todas las áreas, lo cual genera alternativas para la transferencia y/o comercialización de la misma o su desarrollo a través de proyectos de investigación e innovación, que permitan hacer cada vez mas eficientes los procesos técnicos y ambientales requeridos en esta agroindustria.


La palmicultura, por otro lado, se ha convertido en un dinamizador o recuperador de la dinámica de desarrollo en algunas zonas rurales del país, incluidas zonas afectadas por fenómenos de seguridad ligados a los cultivos ilícitos, narcotráfico y grupos armados ilegales, con los efectos que esto genera sobre el bienestar de la población en las propias áreas rurales y las cabeceras municipales que las atienden. Adicionalmente, la palmicultura desarrollada con los mas altos criterios de Responsabilidad Social y Empresarial, permite irradiar bienestar también a la población que no esta vinculada a esta agroindustria, a través de la participación en programas de ayudas a la comunidades en temas de salud, educación, infraestructura, etc., como efectivamente los estudios referenciados lo han evidenciado. Este aparte del estudio, no pretende hacer una evaluación detallada de todos los aspectos socio-económicos que se pueden tener alrededor de la agroindustria de la palma de aceite. El análisis que se va a presentar busca cuantificar, a través de un modelo, el impacto económico que se genera por el ingreso recibido por la población vinculada a la palmicultura, por la generación de empleo directo e indirecto, y presentar algunos datos, reportados por los estudios referenciados, de los beneficios que por salud, educación, vivienda y calidad de vida se generan en las zonas donde esta se establecen los cultivos de palma. Estos son aspectos que, en forma directa o indirecta, compensan el impacto fiscal que tiene el estado, por la eliminación de los impuestos al biodiesel, impuestos que tiene que pagar el diesel fósil. Estos recursos, que el sector palmicultor coloca en las áreas rurales a través de la remuneración al empleo y los programas sociales, son recursos que, de no existir la palmicultura, el Estado tendría que asumir en una gran proporción a través de las transferencias a las regiones, para cubrir las necesidades de salud, educación, vivienda, agua potable, infraestructura, etc. de la población, o de los recursos adicionales que se tendrían que destinar para la seguridad en estas zonas.

5.2.1 Producción y Rendimientos de Aceite en el Sector Palmero Colombiano.

De acuerdo con la información reportada en el Anuario Estadístico 2012 de la Agroindustria de la Palma de Aceite en Colombia y el Mundo, la producción de aceite crudo de palma en el año 2011 llegó a 940.838 toneladas, un 24,92% mas alta que la del año 2010. Teniendo en cuenta que las ventas de biodiesel en el año 2011 fueron de 442.241 toneladas (8.760 BPD) y que el requerimiento de aceite crudo de palma (CPO) es de alrededor de 1,05 toneladas de CPO/tonelada de biodiesel, esto quiere decir que la industria del biodiesel consumió alrededor del 49% del aceite producido en este año.


El área total sembrada en palma en el 2011 llegó a 427.368 hectáreas, de las cuales el 67,5% se encontraban en producción y el 37,5 en desarrollo. Esto quiere decir que en los próximos años, cuando las áreas en desarrollo entren en producción plena, manteniendo la productividad actual, el aceite de palma podría superar el 1’400.000 toneladas/año. La producción de aceite crudo de palma en el 2011 se encontraba distribuida a nivel nacional de la siguiente forma: • Zona Oriental, que cubre zonas de los Departamentos de Meta y Casanare,

el 38%; • Zona Norte, que cubre zonas de los Departamentos de Antioquia, Atlántico,

Bolívar, Córdoba, Magdalena, Cesar y la Guajira, el 29%; • Zona Central, que cubre zonas de los Departamentos de Antioquia (zona

sur), Cundinamarca, Bolívar (zona sur), Norte de Santander, Santander y Cesar (zona sur), que a pesar de venir siendo fuertemente afectado por el fenómeno fitosanitario de la pudrición del cogollo (PC) en área de Puerto Wilches, mantiene una participación del 29%;

• Zona Sur-Occidental, que cubre zonas de los Departamentos de Nariño, Cauca y Caqueta, que ha sido golpeada también por el fenómeno fitosanitario de la PC, tiene un 4% de la producción.

En lo que tiene que ver con los rendimientos en la producción de aceite a nivel nacional, en el año 2011 el rendimiento promedio fue de 3,57 toneladas/ hectárea, un 17,3% superior a los del 2010 que fueron de 3 toneladas/hectárea, pero un 10,5% inferior a los rendimientos del periodo 2000 a 2004 de 3,9 toneladas/hectárea. La zona con mejor rendimiento en el año 2011 fue la Central con 3,84 toneladas/hectáreas y la de mas bajo rendimiento fue la sur-occidental con 2,74 toneladas/Hectárea, mientras que las zonas norte y oriental alcanzaron productividades de 3,32 y 3,51 toneladas/hectárea respectivamente La disminución en el rendimientos entre el 2004 y el 2010 se debió en gran parte a la aparición del fenómeno fitosanitario de la PC, que atacó la mayor parte de los cultivos en la Zona Sur-Ocidental y que ha venido atacando en los últimos años las plantaciones del área del Municipio de Puerto Wilches en la Zona Central. Además, en el año 2010 el fenómeno de la niña provocó inundaciones que afectaron cerca de 40.000 hectáreas de cultivos. Otro factor que puede haber influido en los bajos rendimientos, es el deficiente manejo agronómico de algunas plantaciones nuevas y la siembra en zonas que no cumplen con las características necesarias para que la palma alcance buenas productividades. El hecho que se haya revertido la curva de reducción del rendimiento que se traía desde el 2006 y que todas las zonas de producción de aceite de palma en


el 2011 lo hayan incrementado, a pesar que aún persiste el problema fitosanitario de la PC en la zona central, permite pensar que será posible llegar a los niveles de rendimiento promedio cercanos a 4,0 toneladas/hectárea, como se tenía en el año 2005.

5.2.2 Índices de Empleo Generado por el Sector Palmicultor. Uno de los principales objetivos del Programa Nacional de Biocombustible en Colombia es la generación de empleo rural, por aumento de cultivos permanentes intensivos en mano de obra. Para el cultivo de la palma de aceite, el indicador de generación de empleo presentado en el estudio “Evaluación de la Política de Biocombustibles en Colombia”, realizado por FEDESARROLLO en el año 2012, es en promedio de 1 empleo por cada 3,2 hectáreas de palma sembrada. En el estudio “Impactos socioeconómicos de la agroindustria de la palma de aceite en Colombia” realizado por el CRECE en el año 2003, el dato que presentan es de 1 empleo directo por cada 5,4 hectáreas de palma sembrada. El indicador presentado por FEDESARROLLO fue tomado de una presentación realizada por Fedepalma en el 2012 y tiene la particularidad que incluye el balance general de empleos directos e indirectos generados, mientras que el estudio del CRECE solamente toma en cuenta los empleos directos pero no referencia los empleos indirectos que se puedan generar.

5.2.3 Calidad del Empleo y Calidad de Vida de la Población del Sector Palmicultor.

El estudio realizado por FEDESARROLLO en el año 2011 titulado “Caracterización del empleo en el sector palmicultor Colombiano” y publicado en Jul de 2011 como Cuadernos FEDESARROLLO 37, caracteriza el empleo en el sector palmero y compara la calidad de vida de los trabajadores vinculados a este sector frente a los vinculados a otros sectores en los mismos municipios de la muestra. Este estudio partió de encuestas realizadas directamente a hogares vinculados a los cultivos de palma y plantas de beneficio y a hogares vinculados a otros sectores agroindustriales, encuestas a las empresas del sector, encuestas a las Cooperativas de Trabajo Asociado-CTA y a las empresas de Trabajo Temporal, donde estas existen, entrevistas a gerentes de empresas del sector a lideres de las comunidades y a expertos ambientales. El estudio encuentra que, en promedio los empleos del sector palmero son de mejor calidad que los de los otros sectores involucrados y el estudio muestra que pertenecer al sector palmero como trabajador, a través de contratación directa, de Cooperativas de Trabajo Asociado-CTA o de otro tipo de contratación, genera ingresos 20% más altos, mayor formalidad laboral y mejor


calidad de vida. Adicionalmente, el estudio concluye que la vinculación laboral formal del sector palmero, ya sea de manera directa o indirecta, les permite a los trabajadores mantener un ingreso estable y tener acceso a seguridad social, en especial salud y pensiones, lo que repercute en la calidad de vida de todo el hogar y en la región como un todo. La percepción general de los diferentes actores entrevistados coincide en que el sector ha traído progreso hacia las regiones de influencia, toda vez que es un importante generador de puestos de trabajo de mano de obra calificada y no calificada. Igualmente, afirmaron que las actividades de responsabilidad social empresarial (RSE) de las empresas palmeras han permitido aumentar el capital social y la infraestrutura de las comunidades en las áreas de educación y salud principalmente.

5.2.4 Beneficio Económico en Zonas Rurales por la Producción del Aceite de Palma para Biodiesel.

La producción de biodiesel de palma, para mezcla con el diesel fósil comercializado en Colombia, tiene impactos económicos y sociales por la producción de aceite utilizado como materia prima y por la transformación del aceite en biodiesel en las plantas industriales. Además, los procesos de desarrollo y transferencia de tecnología que se generan alrededor tanto de los procesos del cultivo de la palma, cosecha del fruto y beneficio del aceite, como de la transformación del aceite en biodiesel, generan desarrollo tecnológico, requerimientos de mano de obra calificada, creación de programas de formación técnica en institutos o centros especializados, generación de empresas para servicio y desarrollo tecnológico e innovación, etc., lo cual redunda en la generación de oportunidades educativas y laborales de mayor nivel, que mejoran las condiciones y la calidad de vida en las regiones. Este aparte del estudio se enfocará en estimar los recursos que, por la generación de empleo en el sector palmicultor, se colocan en las zonas palmeras y que ayudan a incrementar el comercio por bienes de consumo, servicios, alimentación, etc., de la población e indirectamente generan alternativas de empleo y/o ingresos a otros sectores de la población. Inicialmente, el modelo cubrirá los recursos irradiados a las zonas en el año 2013 y posteriormente a partir de este modelo se estimarán los recursos irradiados en el periodo 2007 a 2012, con los históricos de ventas, y el periodo 2013 a 2025, con las proyecciones realizadas en el Capitulo 3. En Tabla 5.1 se pueden ver los índices de productividad y requerimiento de aceite crudo de palma (CPO) por año para producir 1.000 barriles por día (BPD) de biodiesel y el área cultivada requerida. El escenario bajo de productividad de CPO (3 ton/ha) se tomo del mínimo reportado por Fedepalma desde el año


2000, el escenario medio fue la productividad del año 2011 (3,52 ton/Ha) que ha sido el último dato reportado por Fedepalma y el escenario alto (4 ton/Ha) del promedio que se traía en el año 2005 y que posteriormente tuvo un periodo de reducción hasta el año 2010.

Tabla 5.1. Requerimientos de CPO y área cultivada para producir 1.000BPD de biodiesel.

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En la Tabla 5.2 se puede apreciar las condiciones laborales definidas por el Ministerio de Trabajo para el año 2013, para las personas que devenguen el salario mínimo. De acuerdo con el documento “Caracterización del empleo en el sector palmicultor Colombiano” publicado por FEDESARROLLO en el año 2011 (Cuadernos FEDESARROLLO 37), el nivel salarial del sector es 20% superior al de los otros sectores agropecuarios. Con base en esto se calcula el salario promedio mensual para las personas vinculadas laboralmente, directa o indirectamente, al sector palmicultor. Tabla 5.2. Condiciones Laborales Definidas para Remuneración de Salario

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Con base en la información de las Tablas 5.1 y 5.2 se estima los empleos generados en las zonas agrícolas donde se produce el aceite de palma, para producir 1.000 BPD de biodiesel, y los ingresos que perciben las comunidades como remuneración al empleo. En la Tabla 5.3 se pueden ver la información.


Tabla 5.3. Empleos Generados e Ingresos para la Comunidad por Cada 1.000 BPD de biodiesel Consumido.

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Tabla 5.4. Empleos Generados e Ingresos Estimados para la Comunidad por la Producción del CPO para Biodiesel Durante el año 2013

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De acuerdo con estos estimados y tomando el escenario promedio de productividad, para el año 2013 en las zonas donde se produce el aceite de palma para la producción el biodiesel, se habrán generado alrededor de 45.467 empleos, entre directos e indirectos, y las comunidades habrán recibió un estimado de 344,3 millones de dólares, como remuneración al empleo, recursos que alimentarán la economía de estas zonas y ayudarán a generar una actividad comercial mas dinámica, por las transacciones en bienes y servicios que se generan entre los habitantes de la zona con estos recursos. Estos son recursos que complementan las inversiones en RSE de las empresas palmeras en educación, salud y vivienda y que permiten que se cubran las necesidades básicas de un alto porcentaje de la población, adicional a lo que se cubre en temas de salud y pensiones para las personas vinculadas con contratos laborales en el sector palmero. Ahora, tomando la información del Capitulo 3 del histórico de ventas de biodiesel en el periodo 2007 a 2012 y las proyecciones para el periodo 2013 a 2025 mostradas en la Grafica 3.12 (B100 Mezclas al porcentaje actual), se calcula los empleos permanentes que estará generando el Programa Nacional de Biodiesel y los ingresos, por año y totales del periodo 2007 a 2025, que las comunidades en las zonas de producción del aceite crudo de palma estarán recibiendo por concepto de la remuneración al empleo.


Como ya se vio en la Tabla 5.4, los ingresos para las comunidades de las zonas palmeras en el año 2013 pueden llegar a los 344,3 millones de dólares y la Grafica 5.2 muestra que, bajo las mismas condiciones de mezclas del año 2013, los ingresos a las comunidades pueden ir creciendo hasta llegar a niveles cercanos a los 700 millones de dólares por año, con un acumulado al 2025 cercano a los 7.645 millones de dólares. Ahora, en la medida que se pueda negociar el aumento del porcentaje de las mezclas que se consumen en el país y que sectores que no están consumiendo mezclas diesel-biodiesel, especialmente el sector minero del Cesar y la Guajira, se involucren en el programa, estos ingresos seguirán creciendo con todos los beneficios y el bienestar que esto genera en las zonas rurales, como lo muestra el estudio de FEDESARROLLO, y que a futuro se vera reflejado también en todo el país, por la reducción en los niveles de violencia e inseguridad generalizada que generan los cultivos ilícitos y los grupos armados ilegales.


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y del Empleo Generado para Producción de CPO para Biodiesel

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2007-2025 en las Comunidades de las Zonas Palmeras por Producción de CPO para Biodiesel.


6 EVALUACIÓN INTEGRAL DEL IMPACTO DEL USO DEL BIODIESEL EN COLOMBIA (ANÁLISIS BENEFICIO-COSTO).

En los Capítulos 3, 4 y 5 se han venido evaluando y cuantificando aspectos relacionados con los costos y los beneficios que el Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel ha generado, a lo largo de la cadena desde el cultivo de la palma, cosecha del fruto y producción del aceite en las zonas rurales, hasta la utilización del Biodiesel como componente de la formulación del diesel de bajo azufre. Para poder cuantificar cada uno de los aspectos contemplados en este análisis beneficio/costo, fue necesario primero recopilar la información de los históricos de ventas de combustible diesel y Biodiesel desde el año 2007 y proyectarlos hasta el año 2025, basados en modelo econométricos con escenarios medios para la proyección de consumo de diesel y para escenarios de mezclas de Biodiesel donde, por un lado se mantuvieron las condiciones de mezclas del año 2013 (B9,7 promedio para el sector transporte) y llegando hasta mezclas B10, involucrando al sector de gran minería. Los aspectos del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel que tienen alguna incidencia en los costos y beneficios en la cadena de valor del Biodiesel son: • Costos

1. Costos asociados al mayor valor del Biocombustible frente al diesel de producción nacional e importado y su impacto sobre el precio final del combustible suministrado a los usuarios.

2. El costo generado para el gobierno nacional, por los impuestos que se dejan de recibir por la exención al Biodiesel del Impuesto Nacional a la Gasolina y el Diesel, que hasta el año 2012 se recolectaba a través del IVA y el Impuesto Global a los combustibles.

3. Costo generado para el gobierno nacional por los impuestos que se dejan de recibir por las exenciones de IVA a equipos y maquinaria y la reducción del impuesto de renta para las empresas productoras de biodiesel cuyas plantas se encuentren ubicadas en zonas francas.

• Beneficios 1. Beneficios por reducción de costos logísticos que se tienen por la

disponibilidad del Biocombustible localmente, frente a los costos de tener que importar el diesel del mercado del Golfo de México o transferir excedentes de la Refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja, desde el momento en que entre en operación la nueva refinería que se viene construyendo en Cartagena (estimado 2015).

2. Beneficios asociados al costo que se evita el país y Ecopetrol por la no utilización de aditivos mejoradores de lubricidad para el diesel de bajo y


ultra bajo azufre (LSD y ULSD), gracias a las excelentes propiedades lubricantes que tiene el biodiesel, que permiten que la mezcla con el LSD y ULSD mantengan la especificación de Lubricidad por debajo de lo exigido por la regulación nacional (máx. 450 µm norma ASTM D6079 HFRR).

3. Beneficios por la reducción de costos asociados a mortalidad prematura (niños y adultos mayores principalmente) y morbilidad (enfermedades respiratorias crónicas), generados por la reducción y menor toxicidad de las emisiones de material particulado (PM10, PM2,5) de las fuentes móviles (vehículos), por efectos de la reducción de azufre, aromáticos, poli aromáticos y la mejora del número de cetano que presenta el diesel al ser mezclado con el biodiesel de palma.

4. Beneficio para la población de las zonas rurales donde se cultiva la palma, se cosecha el fruto y se extrae el aceite de palma, por efecto de la remuneración al empleo formal generado y los efectos que esto tiene sobre la reactivación comercial de estas zonas, por la demanda de bienes de consumo y servicios de la población (alimentos, ropa, calzado, elementos de aseo, electrodomésticos, servicios públicos básicos, etc.), que indirectamente generan alternativas de empleo y/o ingresos a otros sectores de la población.

5. Beneficio a la población en zonas rurales por temas de salud, educación, vivienda, recreación, infraestructura, medioambiente, seguridad, entre otros, por los recursos que el sector palmicultor debe colocar en los sistemas de seguridad social a nivel nacional por el empleo formal contratado (salud y pensiones principalmente), los recursos que invierten las empresas palmicultoras como parte de los programas de Responsabilidad Social y Empresarial (RSE) y las inversiones en infraestructura que se deben hacer para mantener una operación técnica y ambientalmente eficiente en los cultivos y alrededor de las plantas de beneficio.

6. Beneficios para el país a lo largo de la cadena de valor del biodiesel de palma, por los procesos de desarrollo y transferencia de tecnología que se generan alrededor tanto del cultivo de la palma, cosecha del fruto y beneficio del aceite, como de la transformación del aceite en Biodiesel, que generan desarrollo tecnológico, requerimientos de mano de obra calificada, creación de programas de formación técnica y profesional en institutos, universidades o centros especializados, generación de empresas para servicio y desarrollo tecnológico e innovación, etc., lo cual redunda en la generación de oportunidades educativas y laborales de mayor nivel, que mejoran las condiciones y la calidad de vida en las regiones y la competitividad del país.

7. Aporte a la mitigación del calentamiento global, por la reducción de Gases de Efectos de Invernadero (GEI) obtenida por la sustitución de diesel fósil por biodiesel, que de acuerdo con los estudios contratos por


el BID dentro del convenio BID-MME en los años 2010 a 2012, con un consorcio internacional liderado por la empresa EMPA de Suiza, es de alrededor del 83%.

En el presente estudio no fue posible analizar y valorar todos los aspectos ligados a los costos y beneficios del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel, pero los aspectos evaluados si permiten tener una aproximación muy cercana del beneficio/costo de este programa. En la Tabla 6.1 se puede ver mas claramente cuales fueron los aspectos evaluados y en la Tabla 6.2 los aspectos que no fue posible evaluar, por falta de información o estudios que permitan cuantificar su incidencia. Tabla 6.1. Aspectos Tenidos en Cuenta en La Evaluación Beneficio-Costo

del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel No COSTOS No BENEFICIOS

1

Costos asociados al mayor valor del Biocombustible frente al diesel de producción nacional e importado y su impacto sobre el precio final del combustible suministrado a los usuarios.

1

Reducción de costos logísticos por la disponibilidad del Biocombustible localmente, frente a los costos de tener que importar el diesel del mercado del Golfo de México o transferir excedentes de la Refinería de Cartagena a la de Barrancabermeja (a partir de 2015).

2

Costo generado para el gobierno nacional, por los impuestos que se dejan de recibir por la exención al Biodiesel del Impuesto Nacional a la Gasolina y el Diesel.

2

Costo que se evita el país y Ecopetrol por la no utilización de aditivos mejoradores de lubricidad para el diesel de bajo y ultra bajo azufre (LSD ULSD), gracias a las excelentes propiedades lubricantes que tiene el biodiesel

3

Reducción de costos asociados a mortalidad prematura (niños y adultos mayores principalmente) y morbilidad (enfermedades respiratorias crónicas), generados por la reducción y menor toxicidad de las emisiones de material particulado (PM10, PM2,5) de las fuentes móviles (vehículos), por efectos de la reducción de azufre, aromáticos, poli aromáticos y la mejora del número de cetano que presenta el diesel al ser mezclado con el biodiesel de palma.

4

Beneficio que se genera para la población de las zonas rurales donde se cultiva la palma, se cosecha el fruto y se produce el aceite de palma, por efecto de la remuneración al empleo formal generado y los efectos que esto tiene sobre la reactivación comercial de estas zonas.


Tabla 6.2. Aspectos No Tenidos en Cuenta en La Evaluación Beneficio-Costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel No COSTOS No BENEFICIOS

1

Costo generado para el gobierno nacional por los impuestos que se dejan de recibir por las exenciones de IVA a equipos y maquinaria y la reducción del impuesto de renta para las empresas productoras de biodiesel, cuyas plantas se encuentren ubicadas en zonas francas.

1

Beneficio a la población en zonas rurales por temas de salud, educación, vivienda, recreación, infraestructura, medioambiente, seguridad, entre otros, por los recursos que el sector palmicultor debe colocar en los sistemas de seguridad social a nivel nacional por el empleo formal contratado (salud y pensiones principalmente), los recursos que invierten las empresas palmicultoras como parte de los programas de Responsabilidad Social y Empresarial (RSE) y las inversiones que se deben hacer para mantener una operación técnica y ambientalmente eficiente en los cultivos y alrededor de las plantas de beneficio.

2

Beneficios para el país a lo largo de la cadena de valor del biodiesel de palma, por los procesos de desarrollo y transferencia de tecnología que se generan alrededor tanto del cultivo de la palma, cosecha del fruto y beneficio del aceite, como de la transformación del aceite en Biodiesel, que generan desarrollo tecnológico, requerimientos de mano de obra calificada, creación de programas de formación técnica y profesional en Institutos, Universidades o centros especializados, generación de empresas para servicio y desarrollo tecnológico e innovación, etc., lo cual redunda en la generación de oportunidades educativas y laborales de mayor nivel, que mejoran las condiciones y la calidad de vida en las regiones y la competitividad del país.

3

Aporte a la mitigación del calentamiento global, por la reducción de Gases de Efectos de Invernadero (GEI) obtenida por la sustitución de diesel fósil por biodiesel, que de acuerdo con los estudios contratos por el BID dentro del convenio BID-MME en los años 2010 a 2012, con un consorcio internacional liderado por la empresa EMPA de Suiza, es de alrededor del 83%.


En Tabla 6.3 se presenta el consolidado de los resultados de la valoración de los aspectos tenidos en cuenta en esta evaluación beneficio-costo, tomados de los Capítulos 3, 4 y 5 para el periodo 2007 a 2025. La Gráfica 6.1 permite ver mas claramente los resultados de la evaluación.

Tabla 6.3. Consolidado de la Evaluación Beneficio-Costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel

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1

Reducción de costos logísticos por la disponibilidad delBiocombustible localmente, frente a los costos de tener queimportar el diesel del mercado del Golfo de México o transferirexcedentes de la Refinería de Cartagena a la deBarrancabermeja (a partir de 2015). (Capitulo 3. Numeral 3.8)

147,8

2

Costo que se evita el país y Ecopetrol por la no utilización deaditivos mejoradores de lubricidad para el diesel de bajo y ultrabajo azufre (LSD ULSD), gracias a las excelentes propiedades lubricantes que tiene el biodiesel. (Capitulo 4. Numeral 4.5.1.1)

80,0

3

Reducción de costos asociados a mortalidad prematura (niñosy adultos mayores principalmente) y morbilidad (enfermedadesrespiratorias crónicas), generados por la reducción y menortoxicidad de las emisiones de material particulado (PM10,PM2,5) de las fuentes móviles (vehículos), por efectos de lareducción de azufre, aromáticos, poli aromáticos y la mejoradel número de cetano que presenta el diesel al ser mezcladocon el biodiesel de palma.(Capitulo 4. Numeral 4.6.2)

884,9

4

Beneficio que se genera para la población de las zonas ruralesdonde se cultiva la palma, se cosecha el fruto y se produce elaceite de palma, por efecto de la remuneración al empleoformal generado y los efectos que esto tiene sobre lareactivación comercial de estas zonas.(Capitulo 5. Numeral 5.2.4)

7.643,8

5.456,9 8.756,5

Millones de USD

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1

Costos asociados al mayor valor del Biocombustiblefrente al diesel de producción nacional e importado y suimpacto sobre el precio final del combustible suministrado a los usuarios. (Capitulo 3. Numeral 3.8)

3.640,0

2

Costo generado para el gobierno nacional, por losimpuestos que se dejan de recibir por la exención alBiodiesel del Impuesto Nacional a la Gasolina y el Diesel.(Capitulo 5. Numeral 5.1)

1.816,9

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Grafico 6.1. Consolidado de la Evaluación Beneficio-Costo del Programa Nacional de Biocombustibles para Motores Diesel Periodo 2007-2025


7 RETOS PARA LA SOSTENIBILIDAD DEL PROGRAMA DE BIODIESEL Y COMPETENCIA CON EL DIESEL RENOVABLE.

El desarrollo tecnológico que se ha venido dando en los países desarrollado en los últimos años alrededor de los biocombustibles, ha empezado a manifestarse en nuevos procesos y productos (biocombustibles avanzados y bioproductos), más allá de los denominados “biocombustibles de primera generación” (Etanol y Biodiesel). El resultado de estos nuevos desarrollos y/ó la utilización de nuevas materias primas, ha dado origen a lo que internacionalmente se ha llamado en forma general Combustibles Renovables. El Diesel Renovable es uno de estos nuevos biocombustibles, que ya se vienen comercializando en algunos mercados del mundo industrializado. Para la producción de los Combustibles Renovables, se han venido generando nuevos desarrollos de procesos a partir de una amplia variedad de materias primas que incluye los aceites vegetales, grasas animales y fuentes de carbohidratos, tradicionales en la producción de biocombustibles de primera generación, y las fuentes de materiales lignocelulosicos generados en cultivos energéticos o aprovechando los desechos de las grades industrias del sector agrícola. El primero de estos nuevos procesos que ha tenido aplicaciones industriales es el de hidrotratamiento (HDT) ó la hidrodesoxigenación de aceites vegetales o grasas animales en unidades dedicadas ó co-procesando mezclas con corrientes de diesel fósil en las unidades de hidrotratamiento existentes en las refinerías.

7.1 PRODUCCIÓN DE DIESEL RENOVABLE POR PROCESOS DE HDT/ISOMERIZACIÓN

A partir de este proceso, que ha sido una adaptación del proceso de HDT desarrollado hace de mas treinta años en la industria de la refinación de petróleo, combinándolo con procesos de isomerización de las parafinas lineales obtenidas del HDT, se puede producir Propano y cortes de Nafta (componente de gasolinas), combustibles Jet para aviones de propulsión y combustible Diesel. En la Grafica 7.1 se puede apreciar la configuración típica de un proceso de producción de Combustibles Renovables de uno de los licenciadores internacionales (UOP/ENI-Proceso Ecofining-Green Fuels). Dependiendo de los mercados a los cuales se va a dirigir los productos, el proceso puede ser direccionado a maximizar la producción de Diesel o Jet, pero los volúmenes máximo de cada componente están limitados por la materia prima que se utilice.


Fuente: UOP/ENI Ecofining Process Gráfica 7.1. Proceso Típico de Produción de Combustibles Renovables por

HDT/Isomerización El Diesel Renovable es una mezcla de hidrocarburos parafínicos de cadenas largas suturadas, con estructura química similar a la de las parafinas del diesel fósil y por esta razón sus propiedades físico-químicas son muy similares a las de un diesel de ultra bajo azufre (ULSD<10 ppm S), pero con la ventaja de tener un número de cetano más alto y ser un componente libre de aromáticos y poli aromáticos, lo que hace que ambientalmente favorezca la reducción de emisiones de material particulado (PM10, PM2,5) y de poli aromáticos (PAH).

7.2 DIESEL RENOVABLE VS BIODIESEL. PROPIEDADES FISICO QUÍMICAS.

En comparación con el Biodiesel (metil esteres de ácidos grasos), el Diesel Renovable, además de más alto número de cetano, tiene mejores propiedades de flujo en frío (punto de nube, punto de fluidez, CFPP), las cuales pueden ser ajustadas en el proceso de producción por la isomerización de las cadenas parafinicas lineales; por otra parte, por ser una mezcla de hidrocarburos parafínicos, con características similares a las del diesel fósil, su contenido de energía es similar al de este y pueden mezclarse en cualquier proporción, sin limitaciones técnicas para la mezcla, ni afectación en ningún punto de la cadena


de producción y distribución de combustibles. Con este nuevo biocombustible para motores diesel, se ha podido romper la barrera de los límites de mezcla que el sector automotor ha colocado al Biodiesel y que se hace mas restrictivo en la medida que la reglamentación de emisiones se hace mas exigente. Desde el punto de vista de estabilidad, el Diesel Renovable, por ser un producto hidrotratado, es muy estable a la oxidación y a la degradación por temperatura, y no presenta formación de los sedimentos del Haze, debido a que en el proceso de hidrodesoxigenación también se descomponen los esteril-glucosidos y no quedan trazas de mono, di, triglicéridos, glicerina ni metales. Estos componentes minoritarios, como ya se presentó en el numeral 4.5.2, afectan no solamente la filtrabilidad del biocombustible, por la formación de sedimentos del Haze, sino el desempeño de los sistemas de tratamiento de gases de escape de las tecnologías vehiculares Euro IV y superiores y en algunos estudios se les atribuye además la formación de depósitos en inyectores. En forma general y desde el punto de vista de las propiedades físico-químicas mas importantes, en la Tabla 7.1 se puede apreciar un paralelo entre el diesel de ultrabajo azufre (ULSD <15 ppm de S), el Diesel Renovable y la Biodiesel de aceite de soya y de sebo de grasas animales.

Tabla 7.1. Paralelo propiedades físico químicas del ULSD, Diesel Renovable y Biodiesel de Soya y Sebo.

Fuente: Renewable Diesel vs Biodiesel. Global Biofuels Special Report. PIRA. Feb 2008


En esta tabla se puede apreciar que el ULSD y el Diesel Renovable requieren de aditivos de lubricidad para lograr las especificaciones definidas en la reglamentación y que en ese sentido el Biodiesel sigue siendo una alternativa que elimina el costo el aditivo, aumentando la oferta de combustibles en el país.

7.3 REGLAMENTACIÓN NACIONAL E INTERNACIONAL SOBRE DIESEL RENOVABLE.

El desarrollo de estos nuevos procesos y los productos que se vienen obteniendo de ellos, ha sido complementado con el desarrollo de la normatividad y reglamentación internacional, para permitir su utilización y comercialización bajo los más estrictos estándares de control y aseguramiento de calidad. Tanto la Unión Europea (Directiva 2009/28/EC) como en los Estados Unidos (RFS2) tienen incluido el Diesel Renovable dentro de los biocombustibles aprobados para aportar en la sustitución del diesel fósil, como política para ayudar a reducir la dependencia del petróleo, garantizar su seguridad energética y ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. En el caso de Colombia, tanto el Ministerio de Minas y Energía como el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible han visto que el Diesel Renovable puede ser un nuevo componente de la formulación del diesel, que permitirá seguir ampliando el uso de Biocombustibles, con los beneficios sociales, ambientales y de salud pública que se generan en el país, como ya vimos en este estudio, y que compensan todos los esfuerzos económicos y tributarios que el país tiene que hacer. En ese sentido, el ICONTEC ha venido trabajando en la redacción de la Norma Técnica Colombiana (NTC) que define los parámetros de calidad del Diesel Renovable producido en el país por procesos de HDT/Isomerización, la cual esta próxima a ser emitida. Con base en esta norma, el MME y el MADS pueden continuar con los procesos de reglamentación técnica, requerida para dar viabilidad jurídica a este nuevo biocombustible. Desde el punto de vista del sector automotor, las grandes empresas fabricantes de motores y vehículos del mundo, integradas en el World Wide Fuel Chapter (WWFC), han expresado que no tienen reparos en que el diesel renovable se mezcle con el diesel fósil o las mezclas diesel-biodiesel. En general, tanto la reglamentación internacional como la industria automotriz mundial aceptan la mezcla del Diesel Renovable en cualquier proporción, siempre y cuando la mezcla final cumpla con la especificaciones definidas para los combustibles diesel de bajo y/ó ultrabajo azufre (LSD y ULSD) definidas en las normas ASTM D975 (Grades No 2 S15/S500) y las EN 590 (SFS-Sulfur Free Diesel Fuel).


7.4 ASPECTOS ECONÓMICOS DE LA PRODUCCIÓN DE DIESEL RENOVABLE Y EL BIODIESEL.

En la Tabla 7.2 se puede ver los costos estimados en 2008 para la producción de Diesel Renovable frente al Biodiesel, en plantas dedicadas, para el mercado americano y utilizando dos tipos de materia primas: aceite de soya y sebo. La información presentada en esta tabla es estimada y si bien los costos pueden variar ampliamente, no solamente por las condiciones del mercado nacional frente al americano sino por los cambios en las condiciones del mercado internacional de los insumos utilizados, aquí se puede ver que, para un mercado regulado como el Colombiano, el biodiesel puede ser un mejor negocio por los menores costos de producción.

Tabla 7.2. Economía Estimada de la Producción de Diesel Renovable vs Biodiesel.

Fuente: Renewable Diesel vs Biodiesel. Global Biofuels Special Report. PIRA. Feb 2008 Sin embargo, el costo de materia prima en ambos casos sigue teniendo un peso muy alto (>80%) y en ese sentido ninguno de los biocombustibles puede ser competitivo frente al ULSD, mas teniendo en cuenta que en los estimados de la Tabla 7.2 no están incluidos los costos de transporte y distribución. Ahora, frente a la posibilidad que se implemente el co-procesamiento de aceites vegetales en las unidades de HDT en las refinerías, el Diesel Renovable puede tener alguna ventaja económica, pero técnicamente esta alternativa requiere


análisis muy detallados para poder llegar a concretar su implementación.

7.5 AMENAZAS Y OPORTUNIDADES DE LA ENTRADA DEL DIESEL RENOVABLE AL MERCADO COLOMBIANO.

Desde el punto de vista del mercado de biocombustibles, para los productores de Biodiesel la entrada del Diesel Renovable puede ser visto como una amenaza, por la competencia que este puede representar, tanto en el mercado de biocombustibles para motores diesel como en el mercado de la materia prima. Por otro lado, bajo un escenario de restricción de mezcla para el Biodiesel, como la que se tiene actualmente, el Diesel Renovable puede convertirse en una oportunidad para incrementar la demanda interna de biocombustibles para motores diesel, superando los inconvenientes de los límites de mezcla del Biodiesel. Desde esta perspectiva, el Diesel Renovable se convierte en una oportunidad para el país y especialmente para el Gobierno Nacional, ya que el impacto en lo social, ambiental y en salud pública y el balance beneficio/costo determinado en este estudio, no tienen mayor modificación si la demanda se incrementa con base en Biodiesel o Diesel Renovable. Sin embargo, el Biodiesel en estos momentos tiene la ventaja (fortaleza) en el hecho que ya existe una cadena de producción, transporte y distribución establecida, con un aprendizaje que en alguna medida ha permitido optimizar los procesos y operaciones involucradas. Por esta razón, aumentar la capacidad instalada e incrementar la producción de Biodiesel en Colombia requerirá tiempos mas cortos, con inversiones y riesgos mas bajos, que los que requeriría implementar la producción de Diesel Renovable a partir del aceite de palma. Para que el Biodiesel pueda sacar provecho de esta ventaja o fortaleza y convertirla en una oportunidad, se requiere que supere los inconvenientes técnicos que limitan el aumento de la mezcla y/o su utilización en tecnologías vehiculares Euro IV, Euro V, Euro VI, que incluso se han convertido en una amenaza para la sostenibilidad de las mezclas actuales. El mercado americano ya tiene la norma técnica para mezclas B6 hasta B20 (ASTM D7467), pero con una norma para el Biodiesel (ASTM D6751) que desde el año 2008, previo a la emisión de la ASTM D7467, introdujo el parámetro de filtrabilidad definido bajo la norma ASTM D7501 (Cold Soak Filtration Test - CSFT). Como se concluyo de la consultoría realizada en el año 2012 para la “Selección y ranqueo de proveedores de tecnología para eliminación del Haze del biodiesel de palma”, la destilación es la única alternativa tecnológica que permitiría que el Biodiesel de Palma cumpla con la especificación definida en la norma ASTM D6751 para el CSFT, definido bajo las condiciones ambientales de Colombia. La destilación, como ya se presentó


en el numeral 4.5.2, además de permitir que el Biodiesel de Palma cumpla con la especificación del CSFT, ayudaría a reducir todos los componentes minoritarios a niveles donde, la afectación a los sistemas de tratamiento de gases de escape de los vehículos diesel se reduciría notablemente. Bajo este escenario, se podría hablar de un biodiesel mejorado, con una calidad muy superiores a la definida en la Resolución 18 2087. Por otro lado, tanto el Diesel Renovable como el Biodiesel son considerados componentes de alta calidad en su mezcla con el diesel fósil, ya que los dos biocombustibles están libres de azufre, aromáticos y poli aromáticos, lo cual ayuda a reducir las emisiones de material particulado (PM10 y PM2,5) y su toxicidad (reducción de emisiones de PAH), con la mejora en la calidad del aire que esto genera y la reducción en los costos asociados a los índices de mortalidad prematura y morbilidad de la población en las grandes ciudades. Ante la situación en que se encuentra el país, por la transición de cerca 8 a 10 años que puede tomar el reducir el azufre en el diesel de menos de 50 ppm a menos de 15 ppm y los niveles de aromáticos y poli aromáticos a valores que sigan las tendencias de las tecnologías vehiculares Euro IV y superiores, los biocombustibles para motores diesel se convierten en la única alternativa para mejorar la calidad del combustible en este periodo de transición. Esta es una oportunidad tanto para el Biodiesel como para el Diesel Renovable, que requiere de análisis cuidadosos y señales claras del Gobierno Nacional, para tomar decisiones, alrededor de la mejor estrategia a seguir. El escenario de aumento de mezclas del Biodiesel, por encima del B10 que se tiene actualmente y hasta el B20 definido en la ASTM D7467, se enfrenta al reto de ajustar la calidad del B100 para cumplir con el parámetro del CSFT definido en la ASTM D6751 y bajo esta condición poder negociar el incremento de la mezcla. El Diesel Renovable, requiere señales del Gobierno Nacional en lo que tiene que ver con el ingreso al productor del biocombustible, los objetivos de mezcla con el diesel y el biodiesel, así como la elaboración y trámite para la emisión de la reglamentación técnica para su producción, transporte, almacenamiento y mezcla con el diesel o las mezclas diesel-biodiesel. Cualquiera de las dos alternativas anteriores puede ser viables, con la alternativa incluso que se den paralelamente. Tanto el Biodiesel como el Diesel Renovable tienen ventajas y desventajas o fortalezas y debilidades, que finalmente en el mediano y largo plazo pueden llegar a hacer que se complementen y que las amenazas que los productores de Biodiesel pueden tener, por la competencia de mercados, se puedan transformar en oportunidades para diversificar e incursionar en otros mercados en el sector de los oleo químicos (por fraccionamiento del Biodiesel de palma) o de los Combustibles Renovables (Propano, Gasolina, Diesel, Jet).

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