Presentación de PowerPoint · Calidad del producto final ... – Facilitación de un terreno para...
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Experiencias y perspectivas de laproducción de biodiesel en
MéxicoDr. Oliver Probst
Tecnológico de MonterreyCampus Monterrey
Agronegocios en un Nuevo Ambiente Global;Oportunidades y Retos
18 y 19 de Abril de 2007
[email protected]://fisica.mty.itesm.mx/
http://homepages.mty.itesm.mx/oprobst/
Contenido• Antecedentes del uso del biodiesel en México
– Experiencia con el biodiesel en el Tec de Monterrey
– Otras experiencias
• Proceso para la producción de biodiesel y propiedades básicas
• Cultivos para la producción de biodiesel– Cuadro de cultivos potenciales
– Caso de estudio: Palma de aceite
– Caso de estudio: Jatropha Curcas
• Estudio de factibilidad técnica-económica GTZ-BID-SENER– Concepto técnicos de referencia estudiados– Información de costos utilizada– Costo de producción del biodiesel a partir de diferentes cultivos
• Construcción de escenarios (estudio GTZ-BID-SENER)
• Conclusiones y recomendaciones
¿Qué es biodiesel?
• Biodiesel es un sustituto del combustible Diesel producido a partir de fuentes renovables como aceites vegetales, grasa animal y aceites de freir usados.
• Es un combustible oxigenado, lo cual implica reducciones importantes en las emisiones– Hidrocarburos no quemados: -70%– Monóxido de carbono: -50%– Materias particulada: -50%– NOx: Constante o ligero aumento
• Se obtiene a partir de aceites o grasas mediante una llamada transesterificación
Antecedentes (i)
Actividades sobre biodiesel en elTecnológico de Monterrey (ITESM)
• Tecnológico de Monterrey (ITESM) ha estado involucrado en proyectos de investigación y demostración desde 1999.
• Una planta piloto basada en lotes de 200 litros fue terminada en 2003 y ha sido operando desde 2004.
• La producción abastece actualmente un autobus (“ExpresoTec”) (B20), dos vehículos Jetta TDI privados y una camioneta H100.
• Se ha demostrado la generación eléctrica en horario punta usando un generador Caterpillar de 220kW.
• Nueve (9) tesis de Maestría se han realizado sobre el tema del biodiesel.
• Intereses actuales están enfocados a– materias primas nuevas– integración de procesos– diseño de plantas de mayor capacidad
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1
Biodiesel pilot plant
Diesel engine donated by VW
Bus operated with B20
Jatropha seedlings growing at Tec’s green yard
VW Jetta operated being fueled with biodiesel
Caterpillar 220kW emergency plant being operated with B20
Cronograma de las actividades de biodiesel en el Tec de Monterrey
2000 2001 2002
3,039.2 4,540.1 6,657.11,838.5
938.0
337.7
65.4
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0-5 6 10 11 15 16-20 21-25 26-30 > 30
D (µm)
% d
e pa
rtíc
ulas
1
10
100
1,000
10,000
Fluj
o (l/
hr)
Tamaño de partícula Flujo de entrada
Síntesis y caracterización a nivel laboratorio
Medición de emisiones
Diseño de planta pilotoPlanta provisional
2003 2004 2005 2006
Planta Grupo Energéticos
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1
Operación de una planta de emergencia
Planta piloto
ExpresoTec
Jatropha
Proyecto Tec de MonterreyExperiencias operativas
Tasa de conversión y viscosidad
97%
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21batch number
conv
ersi
on y
ield
[%m
ass]
0
1
2
3
4
5
6
visc
osity
[mm
2/s]
conversion yield [%mass]viscosity[mm2/s]
Ideal yield
EN / DINASTM
Fuente: Elaboración propía
Proyecto Tec de MonterreyExperiencias operativas
Calidad del producto final
Parameter Units EN 14214 DIN V 51606 ASTM D6751 Monterrey
Density @ 15°C g/cm3 0.86-0.9 0.875-0.9 - 0.88
Viscocity @ 40°C mm2/s 3.5-5.0 3.5-5.0 1.9-6.0 2.9
Flashpoint °C >120 >110 >130 178
Cetane number @ B20 - >49 >49 >47 62
Ester content [% mass] >96.5 - - 98
Monoglyceride [% mass] <0.8 <0.8 - 0.4
Diglyceride [% mass] <0.2 <0.4 - 0.3
Triglyeride [% mass] <0.2 <0.4 - 0.3
Free glycerol [% mass] <0.02 <0.02 <0.02 0.01
Total glycerol [% mass] <0.25 <0.25 <0.24 0.24
Acid value [%mg KOH/kg] <0.5 <0.5 <0.8 0.48
Water [% mass] <0.03 <0.03 -
Water & sediment [% vol] - <0.05 0.03
Heating value [MJ/kg] - - 42
Fuente: Elaboración propía
Antecedentes (ii)Producción de biodiesel en Grupo Energéticos
• Basado en estudios preliminares conducidos en ITESM, Grupo Energéticos construyó la primera planta comercial de biodiesel en México, ubicada en Cadereyta, N.L.
• La planta fue inaugurada en Julio del 2005.
• La materia prima es sebo de res con un contenido de ácidos grasos <3%.
• El nivel de producción actual es de 300,000 litros / mes.
• La planta es operada por dos graduados (Javier Aranda, Nadhiely Martínez) del programa de biodiesel del ITESM.
R
General view of the plant
eactor
Beef tallow storage
Centrifuge
Quality control laboratory facilities
Methanol recovery Biodiesel/glycerin phase separation
Grupo Energéticos’ service fleet
Evaluación Biológica en Ratas
Pan de Piñón
Antecedentes (iii)Investigación de Jatropha curcas en
el Ceprobi (IPN), Cuáutla, Morela
Fuente: Dr. Jorge Martínez Herrera, CeprobiUtilizado con permiso
Alimento para peces
Antecedentes (iv)Proyecto Michoacán
• El Gobierno del Estado de Michoacán tiene actualmente el programa más avanzado de producción de biodiesel a partir de cultivos dedicados.
• Materias primas promovidas– Higuerilla (2,000 hectáreas establecidas)– Piñoncillo (Jatropha curcas, 40 hectáreas
establecidas)– Resíduos de aguacate
• Plantas de procesamiento gestionadas– Planta para extracción y transesterificación de
aceite de resíduos de aguacuate (diseño mexicano, VG Ingeniería de México). Capacidad 227 tons/año
– Planta para procesamiento de materias primas variadas en Lázaro Cárdenas (Propalma S.A. de C.V.). Capacidad 7,500 tons/año
• Apoyos del Gobierno del Estado– Apoyos para los productores agrícolas– Gestión de alianzas– Apoyo técnico– Facilitación de un terreno para la planta
procesadora de Lázaro Cárdenas– Colecta y análisis de semillas de Jatropha
Cultivo de Jatropha
Planta procesadora de Lázaro Cárdenas
Fuente: Elaboración propia con información de M.C. Rubén Lázos, 1er Foro Internacional de Biocombustibles,
Tuxtla Gutiérrez, Marzo 2007. Utilizado con permiso
Antecedentes (v)
Proyecto Chiapas• El Gobierno entrante de Chiapas
estableció una Comisión de Bioenergéticos con el objetivo de coordinar los esfuerzos de promoción de la bioenergía en Chiapas.
• Cultivos contemplados– Palma de aceite– Piñon– Higuerilla– Caña de azúcar
• La meta de cultivos establecidos para el fin del sexenio actual es de aproximadamente 120,000 hectáreas.
Fuente: Elaboración propia con información de Ing. Rafael Arellanes,
1er Foro Internacional de Biocombustibles, Tuxtla Gutiérrez, Marzo 2007. Utilizado con permiso
Proyecto “Bioenergéticos Chiapas”Módulos proyectados (2007-2012)
696912121010558818181616Total
9922333311Caña
202010101010Palma
10105555Higuerilla
3030555510101010Piñón
TotalSoconuscoSelva PalenqueSierraFronterizaFrailescaCentroBase Módulo
MMóódulos proyectados en 6 adulos proyectados en 6 añños y por regios y por regióónn
7,4807,480
7,0407,040
950950
5,2805,280
Producción anual Biodiesel o Bioetanol (Toneladas)
20 ton/d20 ton/dííaa
20 ton/d20 ton/dííaa
20 ton/d20 ton/dííaa
Capacidad Planta Biodiesel o Bioetanol
10 ton/hora/Racimo Fruta Fresca10 ton/hora/Racimo Fruta Fresca2,0002,000--0000500500Palma de Aceite
1,1001,100--0000275275Caña de Azúcar
1,0001,000--0000300300Higuerilla
2,0002,000--0000500500Piñón
CapacidadAgroindustria extractora
Superficie (Ha)ProductoresBase Módulo
CaracterCaracteríísticas Principales de los Msticas Principales de los Móódulos de Produccidulos de Produccióón de Biocombustiblesn de Biocombustibles
119,900119,90022,20022,20020,00020,00010,00010,00013,30013,30028,30028,30026,10026,100Total
9,9009,9002,2002,2003,3003,3003,3003,3001,1001,100Caña
40,00040,00020,00020,00020,00020,000Palma
10,00010,0005,0005,0005,0005,000Higuerilla
60,00060,00010,00010,00010,00010,00020,00020,00020,00020,000Piñón
TotalSoconuscoSelva PalenqueSierraFronterizaFrailescaCentroBase Módulo
HectHectááreas proyectadas en 6 areas proyectadas en 6 añños y por regios y por regióónn
Fuente: Ing. Rafael Arellanes, 1er Foro Internacional de Biocombustibles, Tuxtla Gutiérrez, Marzo 2007. Utilizado con permiso
Antecedentes (v)Actividades de biodiesel en
diferentes universidades• Universidad Vasconcelos de Oaxaca
– Planta piloto con lotes de 150 litros. Autobus de demonstración.
• Universidad Juárez de Durango• CIATEC León / Universidad de Guanajuato
– Investigaciones sobre mezclado en reactores
• Centro de Investigación en Ecosistemas (CIEco-UNAM), Morelia– Estudios de factibilidad para el Gobierno de
Michoacán– Estudios sobre higuerilla y jatropha
• Universidad Politécnica de Chiapas• Instituto Tecnológico Conkal, Yucatán
– Investigaciones sobre Jatropha curcas y su potencial para la reforestación de áreas degradadas
Planta piloto de la Universidad Vasconcelos
Autobus funcionando con B20 en Oaxaca
Producción de biodieselEsquema general del procesoFEEDSTOCK SUPPLY
GLYCERINPURIFICATION
ALCOHOL ESTERPROCESSING
(TRANS)-ESTERFICATION
Oil pressing(mechanical and/or solvent extraction)
FFA < 5% FFA > 5%
EsterificationAcid catalyst,Methanol
Trans-esterification
METHYLESTER
Water
GLYCERIN PHASE
Washing
Distillation
Drying
Water
Aqueous phase, Glycerin phase, Soaps
BIODIESEL1 t
Water
Methanol
Glycerin refining
e.g. H2SO4
e.g. FERTILIZER (K2SO4)
Glyzerin phase
Demethanolzing
CRUDE GLYZERIN~ 0.12 t/tBD
Base catalyst, Methanol
Rendering
Canola~3.3 t/tBD
Soy beans~9.1 t/tBD
Grease~1.0 t/tBD
Palm~5.9 t/tBD
Safflower~4.0 t/tBD
Tallow~1.0 t/tBD
Sunflower~3.7 t/tBD
Jatropha~4.2 t/tBD
e.g. PRESS CAKE
Cuadro comparativoCultivos para la producción de aceite vegetal
Variedad vegetal Nombre científicokg aceite /(Ha * año)
Maíz Zea mays 145Algodón Gossypium hirsutum 273Cáñamo Cannabis sativa 305Soya Glycine max 375Linaza Linum usitatissimum 402Cártamo Carthamus tinctorius 655Planta búfalo Cucurbita foetidissima 665Arroz Oriza sativa L. 696Girasol Helianthus annuus 800Cacao Theobroma cacao 863Cacahuate Arachis hypogaea 890Canola Brassica napus 1000Olivo Olea europaea 1019Ricino Ricinus communis 1188Nogal Carya illinoensis 1505Jojoba Simmondsia chinensis 1528Palma Babassu Orbignya martiana 1541Jatropha Jatropha curcas 1590Aguacate Persea americana 2217Coco Cocos nucifera 2260Palma macauba Acrocomia aculeata 3775Palma de aceite Elaeis guineensis 5000
Caso de estudio: Palma de aceite (1)Producción del fruto de la palma de aceite
Producción de racimos de fruta fresca [tons/año]
0
5
10
15
20
25
30
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
AñoCultivo 2004 en México:• 36,374 hectáreas (Chiapas, Veracruz, Campeche y Tabasco)• 30,603 hectáreas son de temporal
Rendimiento en Chiapas:• 18-20 toneladas de racimos de fruta fresca (rff) por hectárea y año(promedio)
Fuente: Union de Palmicultores.2004, citado en : I. Lazcano (2006)
Producción del fruto de palma (3)Cálculo de rentabilidad simplificado
Concepto Cantidad UnidadesRacimos cosechados (toneladas) 433 tonValor acumulado de la cosecha 271,924 pesosCosto de la plantación -13,543 pesosCosto del mantenimiento acumulado -115,000 pesosCosto de la cosecha acumulada -64,950 pesosCosto del acarreo acumulado -17,320 pesosMargen: 61,111 pesosRelación Beneficio-costo 1.29Rendimiento por peso invertido 2.12 pesosMargen promedio por ha, por año 2,657 pesos
Costos y margen por hectárea
Costos y margen por tonelada
Concepto Cantidad UnidadPlantación 31.28 $/tonMantenimiento 23 años 265.59 $/tonCosecha 150 $/tonAcarreo 40 $/tonCosto total por tonelada RFF, LAB planta 487 $/tonPrecio al agricultor por ton de racimo 628 $/tonRelación Beneficio-costo 1.29Rendimiento por peso invertido 2.12 $
Fuente: Palmas Oleaginosas de Acapetahua SPR de RI, citado en Lazcano (2006)
Caso de estudio: Palma de aceite (4)Balance de materia y costos
Racimo de fruta fresca (RFF)
1 ton
200 kgExtracciónRefinación/transporte
180 kg$168 / tonAceite de
mesocarpio crudo
$6,500 / ton$1300 / 200kg(Rotterdam)
Aceite refinado
$4,800 / ton$960 / 200kg
$628 / ton
31 kg28 kg
Aceite de palmiste
$150 / 31kg
BiodieselAceite refinado $8,700 / ton
$7.6 / litroPemex: $5.7 / litro
$200 / 31kg
Usar aceites refinados del mercado para producir biodiesel no resulta factible en México. Sin embargo, al integrar la refinación con la producción de biodiesel es posible acercarse a la zona económica. Fuente: Elaboración propía
Caso de estudio: Aceite de palma (5)Perfil de ácidos grasos
Mono Poli
insaturado insaturadoRazón
insat/sat Cáprico Láurico Mirístico Palmítico Esteárico OléicoLinoléico
(ω6)
C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C18:1 C18:2
Aceite de palma 1 - - 1 45 4 40 10Aceite de palmiste 0.2 4 48 16 8 3 15 2
Saturados
0102030405060708090
Saturados Mono-insaturados
Poli-insaturados
Frac
ción
de
ácid
os g
raso
s [%
]
PalmaPalmiste
El alto contenido de ésteres de ácidos grasos saturados en los aceites de la palma dificulta el flujo a bajas temperaturas, por lo cual es preferible usar el biodiesel de Palma sólo en mezclas.
Caso de estudio: Aceite de palma (6)Balance de energía para la producción de biodiesel
Caso de estudio de Colombia
Rango de valores O/I:5.95 – 6.90
Caso de estudio de Brasil
Rango de valores O/I:7.77 – 10.31
Fuente: Rosélis Ester da Costa et al, The Energy Balance in the Production of Palm Oil Biodiesel: Two Case Studies, Brazil and Colombia
Caso de estudio: Palma de aceite (8)Deforestación masiva para plantaciones en
Indonesia y Malasia
• A mediados de los 90s Indonesia reservó 9.13 million hectáreas para el cultivo de aceite de palma. Fuente: Friends of the Earth.
• En 2004, solamente el 58 por ciento de esta área había sido cultivado, a pesar de que áreas extensas habían sido desforestadas.
• En otro ejemplo, mientras solamente 303,000 hectáreas (de las 2 milliones reservadas en East Kalimantan para palma de aceite) un valor estimado de 3.1 millones de hectáreas han sido desforestadas. Fuente: Lesley Potter, Australian National University
• En muchas ocasiones, el desarrollo de la palma de aceite parece ser un pretexto para desforestar y vender madera tropical.
Caso de estudio: Jatropha Curcas
Jatropha Curcas L.
Fruto abierto con
semillas
CáscaraFruto entero
Testa
Semilla
AlmendraFuente: Tec de Monterrey
Caso de estudio: Jatropha Curcas (2)Fracciones físicas típicas
Jatropha-fruto 1000kg
350kg– cáscaras (35%)
Semilla 650kg
228kg– testas (35%)
Almendra 422kg
Pasta de extracción (42%)
177kg
Aceite (58%)
245kg
Fuente: Universidad de Hohenheim, Alemania
Caso de estudio: Jatropha Curcas (3)Contenido de aceite en diferentes fracciones
Jatropha Curcas (Monterrey)Contenido de aceite [%]
0
10
20
30
40
50
60
Almendra(seca)
AlmendraPartida
Almendra enPasta
Testa (seca) Cáscara(seca)
Fuente: Tec de Monterrey, Alejandra Gallo, Oliver Probst
Caso de estudio: Jatropha Curcas (4)
Perfil de ácidos grasos
1 2 3 4 PromedioMirístico C14:0 0.18 0.15 1.18 0.3 0.5Palmítico C16:0 11.4 12.3 13 10.5 11.8Palmitoléico C16:1 0.44 0.55 0.52 0.32 0.5Esteárico C18:0 2.27 2.8 2.53 2.45 2.5Oléico C18:1 45 47.1 48.8 41.5 45.6Linoléico C18:2 40.3 36.7 34.6 44.4 39.0Linolénico C18:3 0.11 0.18 0.12 0.21 0.2Trazas C20 C20:2,3 0.23 0.3 0.24 0.27 0.3
Saturados Cx:0 13.9 15.3 16.71 13.25 14.8Mono-insaturados Cx:1 45.4 47.7 49.32 41.82 46.1Poli-insaturados Cx:>=2 40.6 37.2 34.96 44.88 39.4
Muestra Jatropha: Perfil de ácidos grasos
05
101520253035404550
Saturados Mono-insaturados
Poli-insaturados
Tipo de ácido graso
Con
teni
do [%
]El alto contenido de ésteres de ácidos grasos insaturados en el aceite de la Jatropha beneficia el flujo a bajas temperaturas.
Caso de estudio: Jatropha Curcas (5)
Costos de producción del fruto de Jatropha
Apoyos requeridos1. Estatales (ej. Michoacán, Chiapas)2. Federación3. Conafor (reforestación)4. Asistencia técnica
Apoyos requeridos1. Procampo (alta en el padrón)2. ¿Programas especiales?
Mejoramiento de ingresos1. Vender productos de mayor valor
agregado (en vez de frutos)• aceite y pasta• biodiesel
2. Producción flexible3. Cultivar otros productos de manera
simultánea• Pasto para ganado• Hortalizas
4. Aumentar productividad5. Vender bonos de carbon
Establecimiento de la plantaciónPreparación del Terreno 1,400Siembra o Plantación 5,250Fertilizantes 1,320Labores Culturales 1,520Riego y Drenaje 820Subtotal plantación 10,310
Costos recurrentes (agrícolas) $/(ha año)Cosecha de fruta fresca 1,155Flete a planta de biodiesel 500Chapeos (1/año) 1,000Cultivos y podas 650Combate de plagas 390Costo del riego 500Subtotal costos recurrentes 4,195Procampo? 963Subtotal con subsidio 3,232
IngresosCosecha anual (fruta seca) 7.7 tons/aPrecio de venta para biodiesel 0.8 $/kgIngresos anuales por hectárea [$] 6,160
Fuente: Elaboración propía, parcialmente con datos de R. Lazos (2007) e I. Lazcano (2006)
Factibilidad técnica y económica –Estudio GTZ (1)
Conceptos de referencia
Tota
l pro
cess
Con
vers
ion
plan
tB
iodi
esel
cond
ition
ing
Biodiesel conditioning
If necasarry conditioning of the rawmaterial
(Production of vegetable oil)
Biodiesel production (esterfication)
Substrate(e.g. soybean, rapeseed oil,
grease)
Storage of residues (Seed cake etc.)
Biodiesel
Storage of by-product(e.g. glycerol)
• Los siguientes conceptos técnicos de referencia fueron considerados en el estudio
1. Planta de biodiesel agrícola de pequeña escalacon extracción del aceite
2. Planta industrial de gran escala con extracción de aceite
3. Planta industrial de gran escala usando aceites refinados
4. Planta industrial de escala mediana con materias primas variadas (incluyendo grasas animales)
Fuente: Daniela Thrän, Michael Weber, Franziska Müller-Langer, Gerd Schröder, Martin Kaltschmitt, Oliver Probst. Development of a feasibility study for biodiesel as a transportation fuel in Mexico. Reporte Final. Secretaría de Energía, Banco Interamericano de Desarrollo y Agencia Alemana para la Cooperación Técnica, Noviembre de 2006
Factibilidad técnica y económica (2)Datos del proceso
sebo/grasaaceitesemillas/frutasemillas/frutaMateria prima
~1~1~2.9 – 6.8~3.3 – 9.1[t/tBD]Materia prima
~113~129~129~116[t/tBD]Glycerina cruda
--~1.9 – 5.8 ~1.9 – 7.5[t/tBD]Resíduos de extracción
~639~211~470~300[kWhth/tBD]Vapor/calor
~43~12~196~236[kWhel/tBD]Electricidad
Flujos de masa/energía
7 5007 5007 5006 000[h/a]Horas de carga plena
46,90093,75093,7503,600[tKS/a]Capacidad (apr.)
lotescontínuocontínuolotesModo de operación
Características
IVIIIIIIConcepto de Referencia
Fuente: Daniela Thrän, Michael Weber, Franziska Müller-Langer, Gerd Schröder, Martin Kaltschmitt, Oliver Probst. Development of a feasibility study for biodiesel as a transportation fuel in Mexico. Reporte Final. Secretaría de Energía, Banco Interamericano de Desarrollo y Agencia Alemana para la Cooperación Técnica, Noviembre de 2006
Factibilidad técnica y económica (3)Costo del capital
4,1703,706268,600
Planta industrial de escala mediana con materias primas variadas
1,4906,540184,800Planta industrial de gran
escala usando aceites refinados
2,59023,550310,900Planta industrial de gran
escala con extracción de aceite
2,1001,04011,680
Planta de biodiesel agrícola de pequeña escala con extracción del aceite
Inversión total especifica
[1,000 MX$/MWfuel]
Costo de la tierra [1,000 MX$]
Inversión inicial [1,000 MX$]
Concepto dereferencia
Fuente: Daniela Thrän, Michael Weber, Franziska Müller-Langer, Gerd Schröder, Martin Kaltschmitt, Oliver Probst. Development of a feasibility study for biodiesel as a transportation fuel in Mexico. Reporte Final. Secretaría de Energía, Banco Interamericano de Desarrollo y Agencia Alemana para la Cooperación Técnica, Noviembre de 2006
Factibilidad técnica y económica (4)Costo de la materia prima
Grasas animales
Aceite usado
Aceite vegetal (crudo)
Semillas / frutas
4,3503,500 to 5,200Sebo de res
4,4004,400Yellow grease
3,800n.a.Aceite de jatropha
4,0103,270 to 4,750Aceite de palma
5,3804,469 to 6,289 Soya
6,91012,640 to 15,000Cártamo
4,5804,578Colza / canola
4,7404,140 to 5,341Girasol
1,6601,660Jatropha
560487 to 627Fruto de palma de aceite
2,6802,356 to 3,000Soya
2,5702,255 to 2,875Cártamo
3,3802,839 to 3,927Colza / canola
2,7502,367 to 3,129Girasol
Usado [MX$/ton]
Rango[MX$/ton]
Precios del mercadoTipo de materia prima
Factibilidad técnica y económica (5)Costos de producción del Biodiesel
10.06.5
9.4 8.9 10.06.3
8.45.7
7.85.8
7.85.3 6.6 6.8
12.4
7.65.7 5.9
7.9 7.94.3
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
Rap
ese
ed
Sunf
low
er
Saffl
ower
Soy
bean
s
Jatro
pha
Palm
Rap
ese
ed
Sunf
low
er
Saffl
ower
Soy
bean
s
Jatro
pha
Palm
Rap
ese
ed
Sunf
low
er
Saffl
ower
Soy
bean
s
Jatro
pha
Palm
Tallo
w
Gre
ase
PEM
EXD
iese
l*
Agricultural oil mill-biodiesel plant Industrial oil mill-biodiesel plant Industrial biodiesel plant Industrialmulti-
feedstockbiodiesel
Conv.
Biod
iese
l pro
duct
ion
cost
s [M
X$/l
DE]
FeedstockOperationCapital By-products Total
* exclusive taxes and duties
Fuente: Daniela Thrän, Michael Weber, Franziska Müller-Langer, Gerd Schröder, Martin Kaltschmitt, Oliver Probst. Development of a feasibility study for biodiesel as a transportation fuel in Mexico. Reporte Final. Secretaría de Energía, Banco Interamericano de Desarrollo y Agencia Alemana para la Cooperación Técnica, Noviembre de 2006
Construcción de escenarios (i)Oferta y demanda de biodiesel para México
363534333332313029100,000 t/a
7287086886696516336176005845,000 t/a
Número de plantas requeridas para abastecer un escenario de B20
Plantas agrícolas
Plantas industriales
181817171616151515100,000 t/a
3643543443353253173083002925,000 t/a
Número de plantas requeridas para abastecer un escenario de B10
Plantas agrícolas
Plantas industriales
999888887100,000 t/a
1821771721671631581541501465,000 t/aPlantas industriales
Plantas agrícolas
Número de plantas requeridas para abastecer un escenario de B5
7169676664626059571,000 barriles/díaMezcla B-20
3635343332313029291,000 barriles/díaMezcla B-10
1817171616161515141,000 barriles/díaMezcla B-5
Consumo de petrodiesel actual y proyectado
3563473373283193103022942861,000 barriles/díaConsumo de diesel
201420132012201120102009200820072006
Construcción de escenarios (ii)
Superficie agrícola requeridaTierra agrícola requerida en 2014
[ha]
B-10
14,304,129
10,107,319
6,678,341
6,216,381
5,666,868
1,219,524
B-20
n.d.224,0005,053,6592,526,830409Cártamo
n.d.10,0503,339,1711,669,585619Canola / colza
Soya
Girasol
Jatropha
Palma de aceite
> 1,000,000110,0007,152,0653,576,032289
n.d.9003,108,1901,554,095665
1,000,000n.d.2,831,4341,415,717730
2,500,00015,000609,762304,8813,390
Área potencial[ha]
Tierra agrícola actual [ha]
B-5
Rendimiento[litros/ha]
Fuente: Daniela Thrän, Michael Weber, Franziska Müller-Langer, Gerd Schröder, Martin Kaltschmitt, Oliver Probst. Development of a feasibility study for biodiesel as a transportation fuel in Mexico. Reporte Final. Secretaría de Energía, Banco Interamericano de Desarrollo y Agencia Alemana para la Cooperación Técnica, Noviembre de 2006
Construcción de escenarios (iii)Mercado mexicano de semillas y de aceites
• La depedencia de importaciones de semillas (~90%) y alimento de ganado (~35%) es alta
• El consumo de aceite comestible está a la alza• Para satisfacer la demanda de B5 se requieren aproximadamente
4,000 kilotoneladas adicionales (equivalente a 75% de las importaciones actuales de semillas)
-500
500
1,500
2,500
3,500
4,500
5,500
6,500
7,500
8,500
Oil seed total Oil seeddemand for B5
Oil total Fodder/Meal
Am
ount
[1,0
00 t]
Production in MexicoImport (~70% soya, 30% canola of oil seeds)Export (~ 12,000 t oil seeds; ~38,000 t oil)
Conclusiones and recomendaciones (1)Perspectiva económica
• Actualmente, como en la mayoría de los países, la producción de biodiesel a partir de aceites nuevos no es económicamente viable sin incentivos apropiados. Razones:
– Fuerte dependencia del costo de las materias primas (está al nivel internacional en México)
– Bajo precio del diesel convencional
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (2)Agricultura (1)
• El desarrollo del sector del biodiesel es una oportunidad significativa de desarrollo para México y su sector rural. Para crear estímulos importantes para una economía rural más dinámica una serie de medidas tienen que implementarse, por ej.:
– Un subsidio directo a la producción de semillas oleaginosas etiquetadas para las producción de biodiesel, con base en la producción (noel área cultivada).
– Este subsidio puede ser diferenciado en función de las productividades agrícolas del estado del arte en varios cultivos y debería favorecer cultivos de baja o nula irrigación (temporal). Pequeños agricultures (por ej. con A < 10 hectáreas) deberían recibir un subsidio más alto que los grandes.
– Se recomienda la elaboración de un padrón de tierras aptas para el cultivo de oleaginosas. La inscripción en este padrón podría ser requisito para la obtención de un subsidio. De esta manera se podría mitigar la desforestación para realizar cultivos de oleaginosas (por ej. palma de aceite).
• Se debería alentar la formación de cooperativas especializadas, permitiendo la utilización compartida de maquinaria, acceso a financiamiento y asistencia técnica
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (3)Agricultura (2)
• Las agencias de financiamiento principales, por ejemplo FIRA, deben ser alentadas a crear programas especiales etiquetadas para biodiesel o biocombustibles en general con tasas de interés preferenciales.
• Adicionalmente, se sugiere que dichos programas sean comercializados directamente, evitando los costos adicionales que implica el uso de los bancos comerciales como intermediarios.
• Los apoyos estatales incipientes deben ser complementados con progamas de apoyo federal
• Se debería alentar la integración de la producción de semillas oleaginosas con la industria extractora y refinadora de aceite para crear una mayor retención de valor agregado en áreas rurales.
Jatropha Curcas
HiguerillaFuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (4)El papel de la industria del aceite vegetal
• Un conclusión clave es la producción flexible en las plantas de extracción y refinación de aceite vegetal.
• La ampliación de una planta existente reduce el costo de la inversión inicial, minimiza el riesgo de la inversión, y puede beneficiarse de una serie de sinergias en la integración de procesos, el aprovechamiento de personal e instalaciones de control de calidad existentes.
• Adicionalmente, los productores de aceite vegetal tienen un amplio conocimiento del sector agrícola.
• La producción flexible ha sido clave del éxito de la industria brasileña del azucar y etanol.
• Una producción flexible puede permitir a los productores de aceites beneficiarse con la compra de semillas oleaginosas subsidiadas para la producción de biodiesel, permitiendo el fortalecimiento de su negocio central en vez de perjudicarlo.
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (5)Impuestos
• Aunque actualmente el biodiesel no está sujeto a impuestos (dado que la legislación actual en la materia se refiere explícitamente a los hidrocarburos), esta situación accidental debería regularizarse.
• Se recomienda exentar el biodiesel (de manera permanente o limitada en el tiempo) de los impuestos sobre las gasolinas a través de una ley explícita.
• Sin esta garantía puede generarse una situación de falta de confianza por parte de los inversionistas.
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (6)Estándares
• Es necesario desarrollar un estándar nacional para biodiesel y mezclas de biodiesel con petrodiesel. Este estándar puede estar basado en experiencias en los EE.UU. y Europa pero debería de considerar específicamente los siguientes puntos:
– Las propiedades de flujo a bajas temperaturas son mucho menos críticas en un país (sub-) trópico como México que en los EE. y Europa.
– Requerimientos menos estrictos en este rubro puede permitir la utilización de aceites con alto rendimiento agrícola como el de la Palma Africana (o de aceite) o la Palma de Coco. Particularmente el aceite de palma es una opción prometedora que no debería ser bloqueada por estándares inadecuados.
• Para tomar en cuenta las diferentes zonas climáticas de México la norma puede ser zonificada.
• De ser posible, estándares y pruebas específicos para mezclas (Bx) deberían desarrollarse para evitar la utilización de fracciones inapropiadas como parte de la mezcla (aceite vegetal directo, resíduos de la refinación del petróleo etc.)
• El estándar tiene que ser desarrollado en estrecha coordinación con la industria automotriz.
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (7)Interacción con la industria
automotriz• A pesar de que no existe una necesidad específica de vehículos “flex
fuel” en el sector del biodiesel, los fabricantes de los automóvilespermiten el uso de un bajo porcentaje de biodiesel solamente.
• Nuevos vehículos tienden a tener una “tolerancia” más baja para el biodiesel, debido a un diseño más refinado de inyectors, filtros etc.
• Sin embargo, en principio no hay ninguna razón de no diseñar motores aptos para fracciones más altas. Por eso, una solicitud o posiblemente un requerimiento debería ser establecido para diseñar y fabricar en el país motores para altas fracciones de biodiesel.
Fuente: Elaboración propía
Conclusiones and recomendaciones (8)
Investigación y desarrollo de tecnología
• Es importante crear suficiente expertise nacional para atender los requerimientos domésticos específicos, proveer asistencia técnica y liderear el desarrollo de estándares y mejores prácticas nacionales. Recomendaciones específicas:
– Crear centros regionales de investigación y desarrollode biodiesel/biocombustibles y proveer fondeo contínuo. Invitar a empresas privadas a participar.
– Instituir programas de extensión y asistencia técnicaen estos centros. Parte de este esfuerzo puede combinarse con los centros de investigación operados por FIRA.
– Alentar la creación de compañías de tecnología a través de fondos semilla y créditos blandos. Se debería dar preferencia a pequeñas y medianas empresas.
Fuente: Elaboración propía