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How to cite this paperAn. 6. Enc. Energ. Meio Rural 2006
Situación y perspectiva de biocombustibles en Colombia
Viatcheslav Kafarov; Karina Ojeda; Eduardo Sánchez
Universidad Industrial de Santander. Centro de Investigaciones en Simulación y Control (CISYC). Bucaramanga-Colombia
RESUMEN
La actividad agraria en Colombia constituye uno de los renglones económicos más importantes del país; cultivos como la caña de azúcar y la palma africana abarcan importantes regiones con la ventaja de que se pueden cultivar durante todo el año por el favorecimiento climático del país.
La caña de azúcar y su cultivo está concentrado fundamentalmente en el valle geográfico del río Cauca, región que cuenta con condiciones agroclimáticas que permite cosecha y molienda de caña de azúcar durante todo el año, permitiendo especializarse en este cultivo, y de esta forma obtener una de las más altas productividades en el mundo. Según ASOCAÑA, a diciembre 31 de 2004, había un total de 197,013 Ha. sembradas en caña de azúcar, de las cuales se cosechó un 88%
El cultivo de oleaginosas en Colombia ha tenido un importante desarrollo, siendo el cultivo de Palma de aceite el más representativo. En el 2003 se encontraban unas 185.165 hectáreas cultivadas cuya producción de aceite de palma crudo asciende a 547.000 ton/año (Corpodib, 2003). Actualmente hay sembradas en el mundo cinco millones de hectáreas de palma que representan 16 millones de toneladas de producción anuales. Colombia es el cuarto productor (2%) de palma de aceite en el mundo después de Malasia (46%), Indonesia (31.3%) y Nigeria (5.1%). En Colombia, la palma africana y la caña de azúcar tienen alrededor de 200 mil hectáreas y 205 mil hectáreas, respectivamente. La existencia de estas y otras importantes fuentes de biomasa permite plantear la producción de biocombustibles como el bioetanol y el biodiesel.
Introducción
Por años los combustibles fósiles han constituido la principal fuente de producción de energía (petróleo 37%, carbón 25% y gas natural 24% consumo mundial de energía para el año 2001). A pesar de esto, en los últimos años debido a un conjunto de factores económicos, tecnológicos, políticos, ambientales y de salud, y cambios socio - económicos, han llevado al desarrollo a gran escala de fuentes alternativas de producción de energía (entre ellos el bioetanol y el biodiesel) y el desarrollo de nuevos métodos de generación y co-generación de energía (entre ellos, pilas de combustible). Según la evaluación del WEC (World Energy Counsil) se estima que las energías renovables (en primer lugar a partir de biomasa) representarán el 25,4% del consumo mundial en el 2030, el 40% en el 2050 y el 80% en el 2080 (Charles, 2004).
En Colombia, las fuentes de energía renovables como el bioetanol y el biodiesel, se prevé que serán muy importantes en esencia porque a corto plazo Colombia puede empezar a importar Petróleo. Además el uso de este tipo de fuentes de energía traería consigo un enorme beneficio económico para el país. De acuerdo con esta idea Colombia adoptó la Ley 693 de 2001 por la cual se dictan normas sobre el uso de alcoholes carburantes, se crean estímulos para su producción, comercialización y consumo. Sumado a esto en el PEN (Plan Energético Nacional "Estrategia Energética Integral Visión 2003 - 2020") se presenta también un impulso al programa de biodiesel debido tanto a la expectativa de importación de ACPM en el corto plazo, como al alto costo de la desulfuración del ACPM producido en el país sea menos contaminante. Además, cabe resaltar que el bioetanol y el biodiesel pueden ser utilizados también en generación de electricidad en zonas aisladas (no interconectadas a la red energética nacional). En este sentido, otro aspecto importante a tener en cuenta en el desarrollo del país es el mejoramiento de la eficiencia en los procesos de generación de energía, optimización del consumo de combustibles en el sectores del transporte, industrial, rural, residencial y comercial que garanticen el uso racional de energía según la Ley 697 de 2001 (Ley URE), mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía y se promueve la utilización de energías alternativas.
Programa Nacional De Alcoholes Carburantes
El Programa Nacional de Alcoholes Carburantes tiene por objeto la producción de etanol a partir de la caña de azúcar y otros insumos agrícolas, para mejorar la calidad de las gasolinas.
Este no es un proyecto solamente para combustibles biológicos para Colombia. La producción de alcohol anhidro y en el futuro de biodiesel debe ser absolutamente estándar, de tal forma que la cadena de la producción de los biocombustibles en el país debe pensar en alcanzar mercados internacionales también, porque este es un proyecto en el cual Colombia puede tener una extraordinaria posibilidad de desarrollo, y esa extraordinaria definitivamente no se da si solamente se atiende el mercado local.
Para Colombia es importante producir alcohol carburante por las siguientes razones
Disminución de emisiones contaminantes a la atmósfera: Con la mezcla de solo 10% de etanol con la gasolina, se disminuyen en 27 por ciento las emisiones de monóxido de carbono en carros nuevos, 45% en carros típicos colombianos de 7-8 años de uso y 20 por ciento de hidrocarburos a la atmósfera colombiana, con las positivas consecuencias para la salud humana y ambiental. Los cambios atmosféricos son evidentes: en el pasado los ciclos climáticos eran previsibles.
Disminuir la crisis de los hidrocarburos: Es cierto que Colombia está abocada a un desabastecimiento de petróleo en escasos dos años a partir de ahora. Las consecuencias de orden fiscal causarán más pobreza y muchas dificultades al Estado, porque los escasos recursos que tenga, los tendrá que dedicar a la compra en el exterior de los hidrocarburos que el país necesita para mantener, como mínimo, el nivel de desarrollo actual. Los aumentos de precios de los combustibles empobrecerán al consumidor y frenarán el desarrollo. No hay dudas al respecto. Solamente el empleo de combustibles alternativos ayudará a paliar las consecuencias de la pérdida de la autosuficiencia petrolera, en momentos en que los precios del petróleo se mantendrán muy elevados, porque el consumo mundial creciente copa la actual producción. Por esa razón, la entrada al mercado nacional del alcohol etanol con origen en la biomasa no solo es deseable sino necesaria. De allí, el gran apoyo que el Gobierno Nacional le venido dando a este programa.
Generar más y mejor empleo rural: Una de las razones para que el Congreso de la República aprobara la ley del alcohol carburante o Ley 693 de 2001, fue, precisamente, la necesidad de crear empleo y desarrollo en las áreas rurales. Se estima que para producir el etanol para suplir el 10% de la mezcla que la reglamentación dispuso, será necesario crear cerca de 170 mil nuevos empleos, que estarán distribuidos en casi todas las regiones deprimidas de Colombia. Entre empleos directos e indirectos, perfectamente, pueden agruparse alrededor de 250 mil personas, vale decir, unas cien mil familias.
Estabilizar el negocio panelero, hoy en crisis: hablar de región panelera es hablar de pobreza. Conocido es que los bruscos cambios cíclicos de los precios han marcado la constante en el negocio panelero. La pobreza del panelero es consuetudinaria, de allí la dificultad. Ese ciclo se romperá con la introducción de un elemento estabilizador, como lo será la producción de alcohol en esas zonas. Por supuesto, la cultura panelera y la especialización de los trabajadores del campo, no se verá sustituida por la del alcohol. No. Simplemente, el aumento considerable de la productividad con la introducción de nuevas variedades de caña azucarera y sistemas de molienda, permitirán que las dos industrias marchen en paralelo. De esa manera, el campesino, sin dejar de hacer lo que sabe, se podrá asociar con una industria complementaria que le aportará recursos para aspirar a nuevas condiciones de vida, más justas y a mantener el precio de la panela a niveles de competencia, sin las fluctuaciones actuales.
Estabilizar el precio del azúcar: El mercado internacional del azúcar es muy competido, como lo es el del café. Alrededor de un 35% del azúcar colombiana enviada a los mercados internacionales compite con bajos precios, sustentados, de alguna manera, por los precios internos y las cuotas asignadas por gobiernos extranjeros. Brasil, el mayor productor de azúcar del mundo, logró liberarse del nudo gordiano, gracias a su incursión en la producción de alcohol para abastecer su inmensa flota vehicular, precisamente en los momentos en que gran parte de sus divisas estaban siendo utilizadas para comprar petróleo extranjero. Hoy, sin excepción, todos los vehículos que circulan en esa nación, usan gasolina mezclada con un promedio de 25% de etanol originado en la biomasa. De allí que la industria azucarera colombiana haya decidido entrar en el negocio del alcohol carburante, que le dará a los cultivadores de caña azucarera estabilidad en los precios de venta, mejorará el empleo y las condiciones de progreso de las regiones, en especial, de aquellas nuevas en las que se establezca la nueva industria.
MARCO LEGAL
La producción y uso del alcohol carburante esta establecida por el siguiente marco legal
Ley 693 DE 2001
Diario Oficial No. 44.564, de 27 de septiembre de 2001
Por la cual se dictan normas sobre el uso de alcoholes carburantes, se crean estímulos para su producción, comercialización y consumo, y se dictan otras disposiciones.
Ley 697 de 2001
Mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones.
Ley 788 de 2002
Se exonera el alcohol carburante del pago de los impuestos actuales de la gasolina: Impuesto global, impuesto al valor agregado (IVA), sobretasa (Artículos 31 y 88).
Resolución no. 18 1710 de diciembre 23 de 2003
Por el cual se modifica el artículo 2º de la Resolución 18 0836 del 25 de julio de 2003
Resolución no. 180836 de julio 25 de 2003
Por la cual se define la estructura de precios de la Gasolina Motor Corriente Oxigenada
Resolución no. 18 0687 de junio 17 de 2003
Por la cual se expide la regulación técnica prevista en la Ley 693 de 2001, en relación con la producción, acopio, distribución y puntos de mezcla de los alcoholes carburantes y su uso en los combustibles nacionales e importados
Resolución 0447 DE 2003
Por la cual se modifica parcialmente la Resolución 898 del 23 de agosto de 1995, que regula los criterios ambientales de calidad de los combustibles líquidos y sólidos utilizados en hornos y calderas de uso comercial e industrial y en motores de combustión interna
Ley 939 de 2004
Por medio de la cual se estimula la producción y comercialización de biocombustibles de origen vegetal o animal para uso en motores diesel y se dictan otras disposiciones.
Proyecto de ley no. 260 de 2004 de Cámara y 193 de 2005, Senado
Por el cual se expiden normas sobre biocombustibles renovables de origen biológico para motores de ciclo diesel y se crean estímulos para su producción, comercialización y consumo y se dictan otras disposiciones.
Para cumplir con los requerimientos establecidos en la Ley 693, y extender el uso al resto del territorio nacional se deberán instalar complejos agroindustriales alcoholeros distribuidos en diferentes regiones del país. Los estudios realizados por CORPODIB, señalan, con carácter indicativo, las localizaciones y tamaños de instalaciones industriales como se muestran a continuación.
Los costos de producción del alcohol a partir de la caña de azúcar se calculan entre de 27 y 30 centavos de dólar el litro. Teniendo en cuenta que el alcohol carburante no paga los impuestos de la gasolina, tal como fue aprobado en la reforma tributaria, las inversiones son rentables tanto para el productor de la caña como para el inversionista en la agroindustria. Las tasas de retorno en dólares están por encima del 20%, lo que hace atractivos los proyectos para atraer inversionistas tanto nacionales como extranjeros. Estas rentabilidades se logran sin incrementar el costo del combustible al consumidor final.
Las tecnologías disponibles en el mercado para producción de alcohol anhidro han evolucionado substancialmente desde su inicio hace 30 años en el Brasil. Los progresos han sido notables en rendimientos de la fermentación, eficiencia energética del proceso, secado del etanol, cogeneración de electricidad partir del bagazo y el procesamiento de las vinazas.
Las vinazas, un subproducto de la planta que antes era desechado y contaminaba ríos y fuentes de agua, ahora se transforman en un fertilizante rico en potasio que se aplica totalmente en las mismas plantaciones contribuyendo a la economía del proceso.
Las inversiones en equipamiento industrial son del orden de los 400 millones de dólares. Se requieren inversiones cercanas a los 100 millones de dólares en infraestructura (carreteras, puentes, y sistemas de recolección en plantaciones) y adecuación de cultivos en el mismo período.
Proyectos en Desarrollo
En el Valle del Cauca, Cauca y Risaralda, se están desarrollando proyectos para la producción de alcohol carburante, gracias al dinamismo e interés de los principales ingenios azucareros. A partir del 27 de septiembre de 2005, en las ciudades de más de 500 mil habitantes - Bogotá, Cali, Medellín, Barranquilla, Cartagena, Cúcuta, Bucaramanga y Pereira -la gasolina motor deberá estar oxigenada con 10% de alcohol etanol.
Respecto al proyecto de la Hoya del Río Suárez, hay un gran entusiasmo en la región y cuenta con el apoyo de los cañicultores, los alcaldes y los gobernadores de Santander y Boyacá. El proyecto de Vegachí, Antioquia, avanza, igualmente, con el apoyo de las autoridades locales y el evidente interés de los campesinos y paneleros de Vegachí y municipios aledaños. Cuenta, igualmente, con la disposición del gobierno departamental para que este proyecto se concrete.
En etapa de estudios de prefactibilidad, están los proyectos del Quindío, Tolima, Cesar y Atlántico, bajo el liderazgo de los gobernantes regionales. En el departamento del Meta se estudia el empleo de la yuca, dada la feracidad de la tierra del Llano para este producto. Igualmente, el gobierno departamental, con el apoyo de entidades nacionales y recursos propios, estudiará la factibilidad de utilizar la caña de azúcar producible en los llanos del Yarí.
Por su ubicación en la franja ecuatorial, todo el territorio colombiano es apto para producir la biomasa necesaria para el establecimiento de refinerías productoras de alcohol.
Para satisfacer plenamente el alcohol necesario para mezclar con la gasolina corriente, se estima que son necesarias entre diez y doce refinerías para producir 2,5 millones de litros diarios, con capacidades variables entre 150 y 300 mil litros por día de alcohol, para lo que será menester ampliar la cobertura de los cultivos de caña y yuca hasta 103 mil hectáreas adicionales a las 430 mil hectáreas sembradas de cañas de azúcar y panelera.
Habría plantas alcoholeras en La Guajira-Cesar, Atlántico-Bolívar, Norte de Santander, Santander-Boyacá, Antioquia, Cundinamarca, Tolima - Huila, Quindío, Risaralda, Valle del Cauca, Cauca, Nariño, Meta y Casanare. Las inversiones necesarias para el programa, se estiman en US$400 millones.
Producción de biodiesel
La palma de aceite Elae guineensis, comúnmente denominada palma africana de aceite, es una planta tropical de climas cálidos que crece por debajo del 500 m sobre el nivel del mar originaria del golfo de Guinea en el África occidental. En Colombia fue introducida en 1932 con fines ornamentales en el Valle del Cauca y su cultivo comercial comenzó en 1945 en el departamento del Magdalena (Fedepalma, 2005). Colombia es el primer productor de aceite de palma en América Latina y el cuarto en el mundo
El cultivo de palma de aceite en el país está creciendo debido al apoyo dado por el gobierno nacional en el "Plan Colombia", ya que hace parte del programa de desarrollo alternativo en el proyecto productivo (Plan Colombia 2005), como sustituto de cultivos ilícitos. Fedepalma proyecta, que para el año 2020 estarán cultivadas 743000 Ha con una producción de 5,5ton/Ha de aceite crudo, lo que permitiría una producción total de 3,5 millones de toneladas de aceite, con un aumento de subproductos de la industria palmera (Fedepalma, 2005).
Colombia requeriría 180.000 ha en producción para sustituir el 20% de lo que se consume en la actualidad de diesel.
Investigaciones en el area de biocombustibles en Colombia
Recientemente se pueden citar los trabajos realizados a nivel nacional en el área de biocombustibles realizados en producción de bioetanol a partir de yuca y biodiesel a partir de aceite de palma y de higuerilla, el desarrollo de la cinética para el proceso de transesterificación, realización de estudio de prefactibilidad técnico-económica para la producción de biodiesel a partir de aceite de palma y la mejora del proceso mediante la purificación de la materia prima. También se han realizado algunas pruebas de mezclas biodiesel - diesel, en motores y vehículos. (COLCIENCIAS)
En cuanto a bioetanol se han estudiado sistemas de producción continua de bioetanol empleando células inmovilizadas a escala laboratorio y banco, de concentración de bioetanol como destilación extractiva, la elaboración de co-productos como ácido acético vía oxidación de etanol, el desarrollo de catalizadores para el reformado de bioetanol a hidrógeno y la evaluación experimental de celdas de combustible alimentadas con bioetanol. (COLCIENCIAS)
Centros de investigación como CENICAÑA (www.cenicana.org) han realizado aportes en el tema de extracción de jugos azucarados con base en la caracterización y el control de las pérdidas de sacarosa ocurridas entre la cosecha de la caña y la cristalización del azúcar, logrando que los ingenios del Valle del Cauca hayan reducido sus pérdidas totales en un 50% en los cinco últimos años. Las metodologías mencionadas incluyen aspectos de logística y el uso de metodologías analíticas de seguimiento y determinación de la sacarosa, como el infrarrojo cercano. En cuanto a la purificación de los jugos, han establecido procedimientos de control en las estaciones de clarificación, filtración y cristalización. Con respecto a la Ingeniería de procesos, le han brindado un apoyo permanente a los ingenios en el desarrollo de programas computarizados de evaluación de procesos que han servido para incrementar la eficiencia y la capacidad de trenes de molinos, realizar mediciones de potencia y ajustes, y realizar la evaluación de eficiencia de calderas y condensadores en las fábricas. CENICAÑA también ha realizado contribuciones al sector panelero entregando las nuevas variedades a CORPOICA y realizando evaluaciones de la evolución de plagas y enfermedades en las zonas paneleras.
En el sector de la Palma Africana, CENIPALMA (www.cenipalma.org) cuente con una División de Usos y Procesos Industriales cuyo objetivo es optimizar los procesos de extracción y mejoramiento de la calidad del aceite de palma, buscando alternativas de aprovechamiento de los subproductos y efluentes del proceso, con el fin de incrementar la competitividad y sostenibilidad del sector agroindustrial de la palma de aceite, apoyado en la identificación de nuevos usos. Así, mediante CENIPALMA se han canalizado los resultados de proyectos de investigación realizados conjuntamente con la Universidad industrial de Santander hacia el sector palmero en temas como el diseño de equipos para la extracción de aceites, sistemas de reducción de pérdidas de aceite y almendras en los procesos de extractivos y estrategias de incremento de la eficiencia en plantas extractoras.
La Universidad Industrial de Santander es el más importante centro de investigación en el área de biocombustibles en Colombia; tiene una amplia experiencia en el estudio de producción de biocombustibles, co-productos y co-generación de energía debido al desarrollo de temas de investigación en esta área desde el año 1968.
En el área de bioetanol se han realizado estudios de factibilidad técnica para la producción de bioetanol a partir de diferentes fuentes de biomasa como arroz (Bautista, 1998), yuca (Bonett, 1979), bore (Moros-Moreno, 1982), papa (Castro-Pérez, 1979), arracacha (Rueda, 1988), bagazo de la caña de azúcar (Banquet-Parsons, 2004) y hoja de la palma africana (Espitaleta, 2004). También se han elaborado trabajos en diferentes tecnologías de producción de bioetanol como la discontinua (Ardila-Ruiz, 1982) y continua (Castro-Rueda, 1980), además de la deshidratación de etanol (Martinez-Rueda, 1980); diseño y montajes de plantas piloto (Cepeda-Rios, 2005); estudios de factibilidad ambiental para la producción de etanol (Gómez-Gómez, 1997) y el desarrollo de sistemas de tratamiento para vinazas (Barajas, 1989). En el área de mezclas combustibles se han realizado estudios de equilibrio químico de mezclas (Guzman-Prada, 1982) y aplicaciones para motores de gasolina (Martinez, 1983) y de diesel (Navas-Rueda, 1985).
En el área de aceites vegetales, se han realizado estudios para la extracción de diferentes tipos de aceites como palma africana (Marmolejo-Robledo,1963), harina de pulimento de arroz (Casas-Alvarado, 1967), coco (Reyes-Rodríguez, 1974), higuerilla (Guerrero-Sanabria,1975), girasol (Chiquillo-Gómez,1978), aguacate (Mora-Gómez,1980), cacao (Carvajal-Forero,1998) y aceites esenciales (Lloreda,1969); montaje de plantas piloto para extracción (pinto-Holguín,1979); estudios de factibilidad para el montaje de plantas industriales de extracción de aceites de higuerilla (Barragán-Cepeda, 1979), joroba (Pérez-Suárez,1993), palma africana (Gonzáles-Herrera,1999), ylang-ylang (Mendoza-Ramírez,1999) y palmiste (Ballesteros-Centeno,2001); desarrollo de aplicaciones industriales para mejorar los procesos de extracción con base en estudios de pérdidas en diferentes secciones del proceso, mejoras en la eficiencia de las plantas extractoras, diseño de equipos para los procesos de extracción y tratamiento de aguas residuales.
En cuanto a la producción de biodiesel, se han realizado estudios para su obtención a partir de diferentes materias primas como aceite de higuerilla (conde,1970), copaifera (Carrasco-Silva,1984), palma africana (Paredes-Romero,1985) y soya (Clavijo-Gelvez,1985).
REFERENCIAS
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