Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía

1. Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía David Serrano Granados Universidad Rey Juan Carlos

2. Círculos de Innovación • Iniciativa de la Comunidad de Madrid dirigida a introducir y proporcionar prácticas de Vigilancia Tecnológica a las empresas. • Fomentar la cooperación entre el mundo empresarial y los grupos de investigación. • Actualmente existen dentro del sistema madri+d cuatro círculos de innovación articulados por áreas temáticas.

3. Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía • Orientado a la mejora de la calidad ambiental del sector empresarial a través de las tecnologías ambientales y energéticas. • Gestionado conjuntamente por el Ciemat, la Universidad de Alcalá y la Universidad Rey Juan Carlos.

4. Áreas Temáticas del CITME • Energías renovables • Eficiencia energética • Tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible • Agua • Atmósfera • Suelos • Residuos

5. Vigilancia Tecnológica • Retos a los que se enfrentan en la actualidad las empresas: globalización de los mercados, cambios muy rápidos en la demanda, disminución del ciclo de vida de los productos, desarrollo e innovación tecnológicos acelerados. • La información y el conocimiento se han convertido en factores clave para asegurar el crecimiento o incluso la supervivencia de las empresas. • La Vigilancia Tecnológica pretende proporcionar a las empresas la información necesaria para que puedan adoptar las mejores decisiones sobre innovación y aplicación de las nuevas tecnologías.

6. Servicios que presta el CITME • Vigilancia Tecnológica • Informes de carácter sectorial • Informes para empresas • Servicios de alertas • Apoyo a la elaboración de proyectos • Búsqueda de socios • Identificación de tecnologías clave • Elaboración de publicaciones divulgativas • Apoyo a la comercialización de tecnologías • Organización y participación en eventos sectoriales

7. Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol Autores: Juan Manuel García Camús José Angel García Laborda

8. Objetivos del IVT sobre biocarburantes • Presentar el grado de desarrollo actual y el potencial futuro de los biocarburantes como fuente de energía renovable. • Recoger las tecnologías actualmente disponibles en relación a los biocarburantes, así como las líneas de investigación más relevantes en desarrollo. • Resaltar los aspectos más críticos que han de resolverse para conseguir su aplicación a gran escala.

9. Contenidos del IVT sobre biocarburantes • Introducción y marco regulatorio • Biodiesel y Bioetanol • Materias primas • Tecnologías de producción • Aplicaciones como biocarburantes • Datos de producción • Empresas con proyectos de biocarburantes • Patentes sobre biocarburantes

10. Biocombustibles • Combustibles producidos a partir de la biomasa (energía renovable). • Tipos: sólidos (residuos vegetales, fracción orgánica de los RSU), líquidos (biodiésel, bioetanol), gases (biogás, hidrógeno). • Biocarburantes: aquellos que se utilizan en motores de combustión interna (biodiésel y bioetanol). • El sector del transporte representa más del 30% de la energía total consumida en la UE. • Se estima que en la UE el 90% del incremento de las emisiones de CO2 en el periodo 1990-2010 serán debidas al transporte.

11. Ventajas del uso de biocarburantes • Alternativa a los carburantes derivados del petróleo: • Mayor seguridad del suministro energético • Diversificación del suministro de energía • Carburantes limpios y biodegradables: menores emisiones de contaminantes (CO, HC, SOx, partículas). • Reducción en las emisiones de CO2. • Contribuyen al desarrollo de áreas rurales deprimidas: creación entre 45.000 y 75.000 nuevos puestos de trabajo por cada 1% de introducción de los biocarburantes en la UE.

12. Medidas de apoyo a los biocarburantes • Objetivo de la Unión Europea para el año 2010: al menos un 5,75% de los carburantes utilizados en el sector del transporte han de ser biocarburantes. • Incentivos económicos a través de la PAC: ayuda especial de 45 €/Ha para cultivos energéticos. • Autorización a los estados miembros para que aprueben incentivos fiscales. • Se estima que para el año 2030 los biocarburantes pueden contribuir con el 25% de la energía consumida en el sector del transporte de la UE.

13. BIOETANOL SITUACIÓN MUY FAVORABLE PARA EL DESARROLLO DE LOS BIOCARBURANTES BIODIESEL Medidas de apoyo a los biocarburantes Recientes subidas en el precio del petróleo Plataforma Tecnológica Europea de Biocombustibles

14. Limitaciones de los biocarburantes • La producción de biocarburantes conlleva a su vez un consumo significativo de energía • Elevados costes de producción • Las reducciones en las emisiones de CO2 son menores de las esperadas (25-70% respecto de las emisiones generadas por los productos petrolíferos) • Imposibilidad de sustitución total de los combustibles fósiles: disponibilidad de tierras de cultivo • Posible alteración de la biodiversidad

15. Emisión de CO2 de origen “no-renovable” La planta metaboliza CO2 usando energía solar Emisión de CO2 “renovable” Combustible fósil Transporte del cultivo a la planta de producción del biocarburante Transporte del biocarburante al punto de consumo El vehículo utiliza biocarburante en vez de carburante fósil residuo Degradación natural de materia orgánica Limitaciones de los biocarburantes

16. CATALIZADOR Biodiésel • Biocarburante líquido producido a partir de aceites y grasas por reacción con metanol (transesterificación) • Se produce la formación de glicerina como coproducto

17. Biodiésel • Las propiedades del biodiésel son muy parecidas a las del gasóleo de automoción • Reducción de la viscosidad como consecuencia de la transesterificación • Libre de azufre

18. Materias primas para la producción de biodiésel • Aceites vegetales: colza, girasol y soja • Grasas animales • Aceites de fritura usados • Ventaja añadida: gestión de un residuo

19. Proceso General de Transesterificación Agua SEPARACIÓN Alcohol ROH + Agua Agua LAVADO SEPARA-CIÓN Catalizador BIODIÉSEL EM ROH REACCIÓN ROH (+ Agua) SEPARA-CIÓN Aceite (Ácidos Grasos) Glicerina cruda ACONDICIO-NAMIENTO PURIFI-CACIÓN Glicerina Sales Tecnologías de producción de biodiésel

20. Utilización del biodiésel en el sector del transporte • Utilización directa: - Requiere adaptación del motor (capacidad de disolver gomas y caucho) • Mezclas con gasóleo: - Las especificaciones que debe cumplir la mezcla limitan la proporción de biodiésel al intervalo 15-20%

21. Producción de biodiésel Evolución de la Producción Mundial

22. Producción de biodiésel en Europa Principales Países Productores

23. Capacidad de producción de biodiésel en España 300 250 200 150 100 50 Miles de toneladas 2002 2003 2004 2005 Producción de biodiésel en España • Capacidad (2005): 300.000 t/año • Producción estimada (2005): 150.000 t/año

24. Producción de biodiésel en España Numerosas plantas en construcción o diseño

25. Bioetanol • Biocarburante líquido producido por fermentación de los azúcares contenidos en plantas • Para su producción se pueden utilizar una amplia variedad de materias primas (caña de azúcar, maíz, remolacha, cereales, residuos forestales, etc.) • En los orígenes de la industria automovilista fue uno de los primeros carburantes que se consideraron

26. Producción de Bioetanol Etapas: hidrólisis, fermentación, deshidratación

27. Aplicación del bioetanol como carburante • Mezcla del bioetanol con gasolina • Transformación en ETBE: - Aditivo de la gasolina • Utilización en pilas de combustible • Mezcla del bioetanol con gasóleo

28. Aplicación del bioetanol como carburante • Mezcla del bioetanol con gasolina • El etanol disuelve un gran número de materiales • Aumenta la volatilidad de la mezcla • Elevada miscibilidad con el agua (separación de fases) • Menor contenido energético que las gasolinas • Reducción en las emisiones de CO e HC, aumento de NOx • Mezcla al 85% (Brasil) • Proporciones inferiores al 10% (4-5% en peso)

29. Aplicación del bioetanol como carburante • Transformación en ETBE (reacción con isobuteno) - Aditivo de la gasolina (3-15%) • - Elevada compatibilidad con los sistemas actuales de refino, distribución y venta de gasolinas • El ETBE sustituye al MTBE (cuestionado por su posible impacto medioambiental) • - Limitado por la disponibilidad de isobuteno

30. Producción de bioetanol • Principales países productores: Brasil, Estados Unidos

31. Producción de bioetanol en España

32. Conclusiones relevantes • Evidentes beneficios medioambientales y también sociales derivados del uso de biocarburantes • Garantizar el suministro de materias primas • Producción: mejora en la eficiencia energética y disminución de los costes • Régimen fiscal favorable y estable • Desarrollo de biocombustibles de segunda generación

33. “El uso de aceites vegetales en motores de combustión puede parecer hoy en día despreciable. Sin embargo, estos aceites se pueden convertir con el paso del tiempo en carburantes tan importantes como lo son en la actualidad los derivados del petróleo” Dr. Rudolf Diesel, 1912 http://www.madrimasd.org/citme citme@madrimasd.org

34. Información que proporciona la Vigilancia Tecnológica • Las tecnologías en fase de investigación y desarrollo (publicaciones y/ o patentes) • Las tecnologías disponibles y/o emergentes • Las nuevas tecnologías que se imponen • Las líneas de investigación de empresas • Los líderes en la generación de nuevas tecnologías