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May/Jun 2016


Bioenergía

desarrollo de la bioenergía

La Argentina se encuentra frente al desafío de convertirse en un país preferentemente agroindustrial como una estrategia para fortalecer el desarrollo territorial con equidad y sostenibilidad económica y social.

Revista PRODUCCION: desarrollo de la bioenergía
 
Revista PRODUCCION: desarrollo de la bioenergía
 

Se han realizado varios estudios que muestran las grandes posibilidades que tiene el país de convertirse en país industrial de la mano de las ventajas comparativas y competitivas de la producción agropecuaria. El desarrollo de la agroindustria traerá aparejado un gran aumento de ingreso de divisas para el país con la consiguiente demanda de mano de obra y mejora de la calidad de vida de todos los habitantes del país. Los principales objetivos de la agroindustrialización son, la seguridad alimentaria y el desarrollo territorial.
La demanda de alimentos crecerá porque la población mundial está ascendiendo y además por primera vez en la historia de la humanidad, la población urbana (3.500 millones de personas) supera a la rural y la tendencia continuará hasta una perspectiva de 5.000 millones de personas en las ciudades frente a 3.500 en áreas rurales en 2030.
Según el Movimiento CREA, en base a un cálculo del requerimiento calórico por persona para alimentarse, la Argentina en el año 2012, producía potencialmente alimentos para 441 millones de personas (11 veces la necesidad argentina) con un valor bruto de la producción de U$S 71.364 millones. Luego pasaría a una producción que alcanzaría para suplir alimentos a 632 millones de individuos (15,5 veces la Argentina), con un valor de U$S 87.646 millones. Mientras que para el año 2020 se alcanzaría a producir alimentos para 745 millones de (18,3 veces la Argentina) con un valor de U$S 100.359 millones. Se estima que ésto, más allá de acordar o no con los números, marca una tendencia de la evolución en la demanda de alimentos que se deberá tener en cuenta.
Por otra parte, si analizamos los datos de un reciente trabajo de CEPAL (Noviembre 2010) y de IERAL (2011), se puede ampliar este panorama y establecer una visión prospectiva que nos indica que partiendo de todas las cadenas agroindustriales actuales y proyectadas a una dinámica de agregado de valor a la materia prima, hasta llegar a un producto terminado para ser colocado en manos del consumidor, puede generar casi 3 millones de puestos de trabajo en el año 2020-25, en la Argentina.
La percepción de que los alimentos tendrán cada vez mayor demanda en el mundo y habrá una evolución en los tipos de alimentos que la humanidad requerirá en los próximos años de manera evidente. Considerar que Latinoamérica, uno de los destinos de nuestras manufacturas industriales, tendrá crecimiento en la próxima década, hace prever que nuestro país tiene una gran posibilidad de incrementar significativamente las exportaciones de agroalimentos con alto valor agregado y el Estado Argentino como protagonista facilitador para que el Valor Agregado sea en Origen con participación de Pymes competitivas integradas asociativamente pro productores primarios genuinos.

El consumidor en 2020
De acuerdo con un reciente estudio de la consultora Deloitte, denominado: "El Consumidor en 2020", la convergencia de los rubros económico, demográfico y tecnológico provocará cambios sin precedentes en el consumidor al término de la década (Foro Mundial de la Alimentación 2011. Bs.As. Argentina).
Habrá un creciente interés del consumidor por el origen de los alimentos, con un énfasis mayor por los productos naturales y enteros, de proveniencia local, obtenidos considerando el bienestar animal, el impacto ambiental y las prácticas éticas. La bioenergía como fuente de provisión de energía para la producción de alimentos será un ingrediente de agregado de valor de relevancia que limitará la competitividad de los productos agroindustrializados.
Esto último se ve reflejado ya que se debe considerar que la demanda de bioenergía crecerá entre un 20 y 30% según Manfred Kern (Futuro de la Agricultura 2025-2050), sobre todo para la elaboración de bioetanol, producidos desde la caña de azúcar, granos como maíz, remolacha azucarera y biodiesel a partir de soja, colza, palma, jatrofa y otros.
Además aprovechar el resto de cosechas como rastrojos de sorgo, restos forestales y muchas nuevas especies forrajeras, industriales y forestales de alta producción de biomasa para producir energía. También en los nuevos esquemas de sustentabilidad productiva, la gestión de los residuos pecuarios, reduciendo todo tipo de contaminaciones y mediante procesos innovadores lograr transformarse en energía distribuida pasando de un "pasivo ambiental a un activo bioenergético" con devolución de fertilidad a los suelos, otro factor de agregado de valor muy atendido en los mercados globales.
Los efluentes de la producción agropecuaria ocupan un capítulo muy significativo por su uso para producir bioenergía (biogás) y agroinsumos para la agricultura. La restitución de estos efluentes contribuye a la mejora del suelo agrícola aportan un gran valor nutricional para los cultivos.
Además la energía de la biomasa es complemento de las energías renovables como la energía solar, la eólica y la hidráulica que están creciendo en su tecnología y aplicación.
Los desafíos que se están presentando, exigen soluciones y, por lo tanto, promueven transformaciones en la sociedad, en las organizaciones públicas y privadas, en los sistemas de educación, de investigación, de transferencia de tecnología y de producción con el fin de fortalecer el desarrollo territorial con una competitividad sistémica.
La proyección en el tiempo del aumento de la agroindustria de transformación de materias primas requiere de una base sólida en infraestructura en recursos físicos y humanos. Por lo cual se requiere que el Gobierno, dentro de un Estado de Gobernanza prevea las limitantes que se presenten o limiten el desarrollo agroindustrial y agroalimenticio. Se pueden establecer como las principales limitantes: energía, agua, transporte, mano de obra y comunicación. Factores que hay que tenerlos en cuenta hoy para solucionar problemas que limitarán el AVO en el corto, mediano y largo tiempo.
En este caso analizaremos el tema energético, que presenta la mayor limitación, tanto para el desarrollo de la agroindustria como para el mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes.

Acceso a la ENERGÍA. La Energía distribuida
Es necesaria la provisión de energía en calidad y cantidad suficiente en todos los puntos de desarrollo. Sin energía no es posible ningún tipo de crecimiento agroindustrial ni desarrollo social. Aquí es necesario relevar las necesidades en cada región y suplir de energía del tipo que sea posible según el contexto geográfico del país. Hay lugares que se puede hacer extensible la energía derivada de generadores alimentados a combustibles fósiles, energía hidroeléctrica u otro tipo de usinas. Pero existe una gran cantidad de territorios en los cuales habrá que montar infraestructuras de energías renovables (biocombustibles, biogás, biomasa, energía solar, energía eólica, etc.), o sea la energía distribuida, la que se produce en el lugar de consumo.
El estudio de la FAO demuestra que, en conjunto, los sistemas mundiales de producción alimentaria -desde las explotaciones agrícolas donde se cultivan las especies agroalimentarias a las etapas posteriores de procesado y comercialización- consumen el 30% de toda la energía disponible.
La mayor parte del consumo de energía -el 70 por ciento- se produce una vez que los alimentos han salido de las unidades productivas agrícolas, ya que éstos se transportan, procesan, envasan, envían, almacenan, comercializan y preparan. Es decir la etapa industrial de los alimentos.
Una cantidad significativa de toda la energía utilizada en la cadena alimentaria -alrededor de un 40 por ciento- simplemente se pierde debido a las pérdidas y desechos de alimentos (a nivel mundial un tercio de todos los alimentos, alrededor de 1300 millones de toneladas, se tira o se desperdicia cada año).
Mientras tanto, casi 3000 millones de personas tienen acceso limitado a servicios energéticos modernos para calefacción y cocina, y 1400 millones tienen acceso limitado a la electricidad o carecen de él, señala el informe de la FAO.
"El precio del petróleo y del gas natural, la inseguridad respecto a las reservas limitadas de estos recursos no renovables y el consenso mundial sobre la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, podrían obstaculizar los esfuerzos mundiales para satisfacer la creciente demanda de alimentos, a menos que la cadena agroalimentaria se desvincule del consumo de combustibles fósiles", indica el documento de la FAO. El informe también destaca que, sin acceso a la electricidad y a fuentes de energía sostenibles, las comunidades tienen pocas posibilidades de alcanzar la seguridad alimentaria, y ninguna oportunidad de asegurarse medios de vida productivos que puedan sacarles de la pobreza".

Alimentos y energía: un estrecho vínculo
"Para alimentar al planeta, los sistemas mundiales de producción alimentaria necesitan energía”. Al mismo tiempo, la producción de alimentos no sólo está utilizando energía, también la está desperdiciando. Sin embargo, hay grandes oportunidades para mejorar la eficiencia energética en la cadena alimentaria, así como para producir energía sostenible en la agricultura.
Existen diversos ejemplos en los que la utilización de energías renovables (solar, eólica, centrales mini hidráulicas, bioenergía y biomasa) en sistemas agrícolas y en las comunidades mejora la agricultura y los medios de vida rurales.
Con respecto a la Argentina hay que hacer un relevamiento de la provisión de energía eléctrica, gas y otras fuentes en cuanto a cantidad y calidad para establecer un programa de desarrollo energético que será fundamental para el AVO. Según la FAO este programa debe considerar tres áreas temáticas: eficiencia energética, diversificación energética a través de las energías renovables y mejora del acceso a la energía y de la seguridad alimentaria mediante la integración de la producción alimentaria y la bioenergía.
En Argentina, en general, la provisión de energía no renovable proveniente de fuentes fósiles es deficitaria, de mala calidad y limitada en la mayoría de las localidades del interior. Por tal motivo el desarrollo de fuentes bioenergéticas distribuidas es la alternativa más factible en tiempo y forma. Además contribuyen a la disminución de la emisión de gases por el efecto invernadero, mejoran la captura de Carbono y fundamentalmente producen un efecto de agregado de valor a la producción agroindustrial del país. Fortalecerá la competitividad de los productos agroindustriales en el mercado internacional, promoverá el desarrollo territorial con equidad y sustentabilidad y fundamentalmente mejorará la calidad de vida de muchos Argentinos.
Un razonamiento lógico indica que la dirección va hacia una agroindustria energéticamente inteligente, basada en una bioenergía inteligentemente distribuida, que considera el cambio climático, los mercados, balanza comercial energética, huella de carbono, huella hídrica, normativas y marco legal, financiamiento e investigación y desarrollo, que en su conjunto promueven el desarrollo territorial.
Uno de los desafíos más grandes para la producción de biodiesel empleando etanol es superar la sensibilidad que presenta la transesterificación con etanol a las condiciones de la reacción (es muy sensible a cambios menores en el contenido de agua, la concentración de catalizador, la temperatura de reacción, la relación molar aceite/etanol); además "los etilésteres y la glicerina son mutuamente solubles en presencia de etanol por lo que esto complica la separación de las fases" (Mendow, G. et al., 2011). Este mismo efecto es destacado por Nikhom, R. et al., (2013).
Ante este desafío Mendow, G. et al., (2011) en su trabajo "Biodiesel productionbytwo-stagetransesterificationwith etanol" establecen un proceso de producción que consiste en la reacción de transesterificación en dos pasos con separación de glicerina y la adición de etanol y catalizador en cada una de las etapas. En este trabajo se utiliza aceite de girasol refinado. Como conclusiones del mismo se determinó una temperatura óptima de reacción de 55 ºC, una relación molar etanol/aceite de 4,25:1 y un 99% de conversión. En cuanto a catalizadores, los metóxidos (entre estos el metóxido de sodio) tuvieron mejor comportamiento en la reacción que los hidróxidos, debido a que estos últimos complicaban la separación de las fases.
Como se puede apreciar, existen diferentes trabajos sobre el uso de etanol para la transesterificación de ácidos grasos de diferente origen; el desafío principal es la separación de fases cuando hay exceso de etanol. En este sentido, muchos trabajos mencionan relaciones molares etanol/aceite elevadas que han sido probadas (6:1, 8:1 hasta 12:1). En este sentido el trabajo de Mendow, G. et al., (2011) ajustó esta relación molar a 4,25:1 con lo cual obtuvieron elevados niveles de conversión (99%) y además con el sistema utilizado (transesterificación en dos etapas) se obtuvieron niveles de calidad compatibles con la norma EN 14214.

Biogás
• Falta de desarrollo de normativa o marco regulatorio específico para el desarrollo del sector (accesibilidad a la red eléctrica y de gas con precio de referencia acorde a la escala y a la región, para la viabilidad económica del proyecto y el desarrollo de la región, sustentable en el tiempo). Aseguramiento de calidad y seguridad (Normas, certificación, etc.). Analizar la oportunidad del biogás en forma integral, ya que es una de las tecnologías de bioenergía que permite la generación distribuida de energía en distintas escalas, traccionando a otros proyectos de valor agregado en forma holística y sinérgica generado desarrollo que por externalidades indica un análisis más profundo del puramente económico/energético.
• Faltas de implementación de una política que favorezca la instalación de proyectos bioenergéticos (Falta de oferta crediticia para el sector, beneficios fiscales, incentivación a proyectos de investigación y desarrollo).
• Promover el desarrollo de máquinas y equipos competitivos de origen nacional.
•Incentivos fiscales para aquellos proyectos que reducen emisiones y contribuyen a disminuir el impacto ambiental (uso de biomasa residual, agrícola y urbana).
• Difusión de legislación vigente.
• En el mediano plazo, estudiar la posibilidad de inyección de gas metano a la red de gas natural (Alemania es un modelo a observar).
• Incentivar la capacitación formal y no formal de recurso humano.
• Laboratorio de referencia y Red de laboratorios con métodos estandarizados.
•Excelentes sistemas de tratamiento de residuos pecuarios para lograr un abono orgánico de calidad y rico en nutrientes (N, P, K), que favorece la reposición de los mismos para la fertilización de cultivos y contribuye a mejorar las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos. Adecuar la normativa vigente para la inclusión de estos subproductos como uso agronómico.
• Estudiar alternativa de biogás para uso de motores de máquinas agrícolas (NH posee tractores a biogás), Italia/Alemania automóviles de fábrica aptos para biogás.
• Estudiar un diferencial de precio para el biogás como cogeneración de electricidad correctora de las energías eólica y solar, lo que se indica como potencia firme.
• Estudiar las reales posibilidades que otorga el Decreto 531/2016 del Ministerio de Energía y Minería que reglamentó la ley energía limpia 27.191 que modifica la ley 26.190 y que habilita un bien precio del KW a las plantas de bioenergía eléctrica conectadas a la red de interconexión de suministro eléctrico. Esto puede colocar a muchos proyectos como viables.

Bioetanol
Implementar las condiciones y normas sustentables para incrementar el corte obligatorio de etanol. Dentro de este esquema considerar la priorización de cupos hacia las pymes.
Trabajo en paralelo con el Ministerio de Energía, Ministerio de Industria, con los privados ADEFA y otros, para lograr avanzar en regímenes parecidos a los de Brasil; donde conviven naftas cortadas con hasta un 27% de etanol anhidro y el etanol hidratado. Los motores flex pueden funcionar con cualquiera de los dos combustibles.
Estudiar, probar, evolucionar si las condiciones climáticas argentinas, distintas a las de Brasil, permiten estas alternativas.
El etanol producido en base a grano de maíz no requiere ningún cambio e inversión productiva tranquera hacia adentro (100% tecnología disponible); la incorporación de maíz en el área sembrable argentina donde la soja representa el 65% es una urgente necesidad de sustentabilidad para preservar el recurso suelo y su contenido de carbono.
Además el etanol de maíz en su análisis de proceso debe incluir el impacto positivo generado en las actividades pecuarias por el aporte local del subproducto burlanda húmeda y seca; la primera para bovinos (carne y leche), la segunda para todo uso pero preferentemente para producciones porcinas y aviar. Valor agregado pecuario que incrementa varias veces el valor y 100 veces la generación de puestos de trabajo en el caso de la carne hasta las góndolas.

Bioetanol de segunda generación
• Necesidad de mejorar la eficiencia de producción y de ciclo de carbono de los combustibles de 1ª generación para poder asegurar el acceso a mercados internacionales dentro de la cadena de valor.
• Se debe estudiar la posibilidad de otras fuentes de materia prima para la generación de etanol (2G, lignocelulósico).
• Establecer condiciones técnico-económicas-legales-financieras sustentables en el tiempo para provisión y utilización de biomasas de diferentes orígenes.

Bioetanol de maíz
MiniDest: mini plantas de etanol de grano de maíz, en el medio de los campos de maíz, en forma conjunta con actividades pecuarias intensivas. Nuevos procesos que se independizan de cualquier fuente energética (autosuficiente bioenergeticamente).
• Incrementar el corte de las naftas con etanol en niveles similares al modelo brasilero E18-E27.
• La idea de instalar plantas minidest y anhidradoras (que procese el etanol de varias minidest) en lugares estratégicos para la producción del etanol para el corte de los combustibles (necesidad de cupo). Mejora la logística de fletes y se integra a la producción de carne bovina (a futuro otras producciones pecuarias). Escala más pequeña accesible a mayor cantidad de actores.

Biomasa
Condiciones necesarias
• Financiamiento de Largo Plazo.
• Normas y condiciones claras que favorezcan la utilización sustentable de la biomasa (biocombustible sólido) en el país (residuos o producciones dedicadas).
• Generar condiciones socioeconómicas sustentables para la utilización de los residuos forestales como biomasa con seguridad jurídica.
• Investigación para desarrollos tecnológicos en distintos tipos de biomasas para su uso energético. Extensiones de tierra donde se puede producir biomasa dedicada que se adapte al tipo de suelo y a la disponibilidad de agua.
• Coordinar la ubicación geográfica de la biomasa y los puntos de consumo (bioenergía distribuida).
• Escala de proyectos adecuada a la necesidad. (aprovechamiento local de los productos y subproductos; desarrollo regional).

Revista PRODUCCION: desarrollo de la bioenergía
 
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INTA

Portada de la Edición correspondiente a esta nota Esta nota fue publicada en las páginas Nº 28 y 31 de la edición en papel de la revista de Mayo / Junio 2016.
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