Aceites vegetales como energía alternativa


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Los aceites vegetales se utilizan cada vez más como sustitutos de los combustibles fósiles . Los aceites vegetales son la base del biodiésel , que se puede utilizar como el diésel convencional . Algunas mezclas de aceites vegetales se utilizan en vehículos no modificados, pero el aceite vegetal puro necesita vehículos especialmente preparados que tengan un método para calentar el aceite para reducir su viscosidad y tensión superficial . Otra alternativa es el refinado de aceite vegetal.

La disponibilidad de biodiésel en todo el mundo está aumentando, aunque todavía es pequeña en comparación con las fuentes convencionales de combustibles fósiles . Existe una investigación significativa en métodos de cultivo de algas para producir biocombustible a partir de algas .

Se han expresado preocupaciones sobre el cultivo de cultivos para uso de combustible en lugar de alimentos y los impactos ambientales de la agricultura a gran escala y la limpieza de tierras necesarias para expandir la producción de aceite vegetal para uso de combustible. Estos efectos / impactos deberían ser investigados y evaluados específicamente, económica y ecológicamente, y sopesados ​​en equilibrio con los beneficios propuestos del combustible de aceite vegetal en relación con el uso de otras fuentes de combustible.

Atribución: Soybean Board of Nebraska [1]

Futuro de la energía para la economía mundial

Hay una cantidad limitada de combustible fósil dentro de la Tierra . Dado que el consumo y los recursos energéticos mundiales actuales son principalmente combustibles fósiles, dependemos mucho de ellos tanto para el transporte como para la generación de energía eléctrica . La teoría del pico de Hubbert predice que el agotamiento del petróleo dará lugar a una caída de la producción de petróleo en un futuro no muy lejano. A medida que pase el tiempo, nuestra economía tendrá que hacer la transición a algunos combustibles alternativos . Los combustibles fósiles han resuelto dos problemas que podrían resolverse por separado en el futuro: el problema de una fuente de energía primaria y el de almacenamiento de energía.. Junto con el aceite vegetal puro y el biodiésel , algunas tecnologías energéticas que podrían desempeñar un papel importante en el futuro incluyen:

Producción neta de CO 2 o gases de efecto invernadero

Las plantas utilizan la luz solar y la fotosíntesis para extraer el dióxido de carbono (CO 2 ) de la atmósfera terrestre y producir aceite vegetal . El mismo CO 2 se vuelve a colocar después de que se quema en un motor. Por tanto, el aceite vegetal no aumenta el CO 2 en la atmósfera y no contribuye directamente al problema de los gases de efecto invernadero . Realmente es una forma de captar y almacenar energía solar ; es una energía renovable .

Sin embargo, al igual que con otras fuentes de energía "renovables", puede haber una huella de carbono (relativamente pequeña) asociada con la producción o distribución de aceite vegetal.

La seguridad

Plátanos fritos en aceite vegetal

El aceite vegetal es mucho menos tóxico que otros combustibles como la gasolina , el diesel a base de petróleo , el etanol o el metanol , y tiene un punto de inflamación mucho más alto (aproximadamente 275-290 ° C). [2] El punto de inflamación más alto reduce el riesgo de ignición accidental . Algunos tipos de aceite vegetal son comestibles .

Generación y almacenamiento

Las tecnologías de ahorro de hidrógeno , baterías , almacenamiento de energía por aire comprimido y almacenamiento de energía por volante abordan el problema del almacenamiento de energía pero no la fuente de energía primaria . Otras tecnologías como la energía de fisión , la energía de fusión y la energía solar abordan el problema de una fuente de energía primaria pero no el almacenamiento de energía . El aceite vegetal se dirige tanto a la fuente de energía primaria como al almacenamiento de energía.. El costo y el peso de almacenar una determinada cantidad de energía como aceite vegetal son bajos en comparación con muchos de los posibles reemplazos de los combustibles fósiles .

Tipo de aceite vegetal

El artículo sobre la lista de aceites vegetales analiza qué tipos de aceite vegetal se utilizan como combustible y dónde se cultivan los diferentes tipos.

Transporte

El aceite vegetal se utiliza para el transporte de cuatro formas diferentes:

  • Mezclas de aceite vegetal : la mezcla de aceite vegetal con diesel permite a los usuarios obtener algunas de las ventajas de quemar aceite vegetal y, a menudo, se realiza sin modificar el vehículo. [3]
  • Biodiesel : el biodiesel se puede producir a partir de aceite vegetal mediante el proceso de transesterificación . El biodiésel se quema como el diésel normal y funciona bien en cualquier motor diésel. El nombre simplemente indica que el combustible provino de aceite vegetal.
  • Aceite vegetal puro : el aceite vegetal puro funciona en motores diesel si se calienta primero. [4] Algunos motores diesel ya calientan su combustible, otros necesitan un pequeño calentador eléctrico en la línea de combustible. Qué tan bien funcione depende del sistema de calefacción, el motor, el tipo de aceite vegetal (más diluido es más fácil) y el clima (más cálido es más fácil). Algunos datos están disponibles sobre los resultados que ven los usuarios. [5] A medida que el aceite vegetal se ha vuelto más popular como combustible, se están diseñando motores para manejarlo mejor. El motor Elsbett está diseñado para funcionar con aceite vegetal puro. [6] Sin embargo, a principios de 2007, parece que no hay vehículos de producción garantizados para quemar aceite vegetal puro, aunque Deutzofrecen un tractor y se sabe que John Deere se encuentran en las últimas etapas del desarrollo del motor. Existe una norma alemana de combustible de aceite de semilla de uva DIN 51605. En este punto, el aceite vegetal puro es solo un nicho de mercado, aunque el segmento de mercado en Alemania está creciendo rápidamente con grandes flotas de vehículos de transporte que adoptan el combustible, en gran parte por razones económicas. Un número creciente de almazaras descentralizadas proporciona una gran parte de este combustible. [7]
  • Refinado de aceite vegetal: el aceite vegetal se puede utilizar como materia prima para una refinería de petróleo . Allí se puede transformar en combustible mediante hidrocraqueo (que rompe las moléculas grandes en otras más pequeñas usando hidrógeno) o hidrogenación (que agrega hidrógeno a las moléculas). Estos métodos pueden producir gasolina , diesel o propano . Algunos ejemplos comerciales de refinación de aceite vegetal son NExBTL , H-Bio y el proceso ConocoPhilips. [8]

La transición puede comenzar con biodiesel , refinado de aceite vegetal y mezclas de aceite vegetal , ya que estas tecnologías no requieren el desembolso de capital para convertir un motor para que funcione con aceites vegetales. Debido a que cuesta convertir el aceite vegetal en biodiésel, se espera que el aceite vegetal siempre sea más barato que el biodiésel. Después de que haya automóviles de producción que pueden usar aceite vegetal puro y un tipo estándar disponible en las estaciones de servicio, los consumidores probablemente elegirán aceite vegetal puro para ahorrar dinero. Entonces, la transición al aceite vegetal puede ocurrir gradualmente.

Generación eléctrica

Otros métodos, como la energía nuclear , la energía de fusión , la energía eólica y la energía solar , pueden proporcionar electricidad más barata, por lo que el aceite vegetal solo se puede usar en plantas de energía en picos y pequeñas, ya que el diésel está limitado a la actualidad. Hay al menos una central eléctrica de 5 MW que funciona con biodiésel. [9] MAN B&W Diesel , Wärtsilä y otras empresas producen motores adecuados para la generación de energía que pueden alimentarse con aceites vegetales puros .

Mercado, costo, precio e impuestos

En algunos países, las estaciones de servicio venden biodiésel a un precio más bajo que el diésel convencional.

En Europa, el aceite vegetal puro (SVO) cuesta 150 peniques / litro en la mayoría de los supermercados [10] y algo menos cuando se compra a granel directamente a los fabricantes, mientras que el diésel cuesta al menos 130 peniques por litro (en el Reino Unido [11] ). sobre eso (depende del año, 1,4 euros es el precio de mercado actual en Europa central). [12] En los EE. UU., El diesel cuesta alrededor de 0,6 $ por litro [13] y el SVO más barato cuesta aproximadamente lo mismo, y los aceites más caros cuestan más que eso (hasta $ 7 por galón). [14]

La disponibilidad de biodiésel en todo el mundo está aumentando. Se estima que para 2010 el mercado de biodiésel será de 7.500 millones de litros (2.000 millones de galones estadounidenses) en los EE. UU. Y de 9.500 millones de litros (2.500 millones de galones estadounidenses) en Europa. [15] El biodiésel tiene actualmente el 3% del mercado de diésel en Alemania y es el combustible alternativo número uno. [16] El gobierno alemán tiene una hoja de ruta de biocombustibles en la que esperan alcanzar el 10% de biocombustibles en 2010 y el 10% del diésel procede de combustible elaborado a partir de aceite vegetal. [17]

De 2005 a 2007, varios tipos de aceite vegetal han duplicado su precio. El aumento de los precios de los aceites vegetales se atribuye en gran medida a la demanda de biocombustibles. [18]

Gran parte del precio del combustible en el surtidor se debe al impuesto al combustible . Si compra aceite vegetal en la tienda de comestibles, no tiene impuestos tan altos. Por eso, en ocasiones, la gente ha comprado aceite vegetal en la tienda para sus coches porque era más barato. Lo hicieron a pesar de que el empaque por galón aumenta el costo y era ilegal usarlo en un automóvil, ya que no se había pagado ningún impuesto sobre el combustible. [19]

Dado que el aceite vegetal (incluso como biodiésel) no contribuye al gas de efecto invernadero , los gobiernos pueden gravarlo mucho menos que la gasolina, como lo han hecho con el etanol . [20] Esto les ayudaría a alcanzar los objetivos del protocolo de Kioto .

Producción en cantidad suficiente

Palma de aceite africana ( Elaeis guineensis

Se pronostica que la producción mundial de semillas oleaginosas será de 418 millones de toneladas en 2008/09. Después de presionar, esto producirá 131 millones de toneladas de aceite vegetal. [21] Gran parte de esto proviene de la palma de aceite , y el aceite de palma de producción está creciendo a un 5% por año. A aproximadamente 7.5 lb / USgal (900 g / L), esto equivale a aproximadamente 38 mil millones de US galones (144 mil millones de L). Actualmente, el aceite vegetal se utiliza principalmente en alimentos y algunos usos industriales con un pequeño porcentaje utilizado como combustible. El principal uso de combustible es la conversión a biodiésel con alrededor de 3 000 millones de galones estadounidenses (11 000 000 m 3 ) en 2009. [22]

En 2004, Estados Unidos consumió 530 mil millones de litros (140 mil millones de galones estadounidenses) de gasolina y 150 mil millones de litros (40 mil millones de galones estadounidenses) de diesel. [23] En biodiesel , dice que la palma aceitera produce 5940 litros por hectárea (635 galones estadounidenses / acre) de aceite de palma cada año. Para producir 180.000 millones de galones estadounidenses (680.000.000 m 3 ) de aceite vegetal cada año, se necesitarían 1.150.000 kilómetros cuadrados (440.000 millas cuadradas) o un terreno cuadrado de 1.070 kilómetros (660 millas) de lado.

"El movimiento gradual del petróleo ha comenzado. En los próximos 15 a 20 años, es posible que veamos que los biocombustibles cubran el 25 por ciento de las necesidades energéticas del mundo. Si bien el movimiento es bueno para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero , el aumento de los precios del petróleo ha alentado a la mayoría de los países a" volverse ecológicos 'cambiando a un mayor uso de biocombustibles ". - Alexander Müller, Subdirector General de Desarrollo Sostenible de la FAO. [24]

La algacultura podría producir potencialmente mucho más aceite por unidad de área. [25] Los resultados de proyectos piloto de cultivo de algas que utilizan CO 2 estéril de las chimeneas de las centrales eléctricas parecen prometedores.

Ya se están utilizando modificaciones genéticas de la soja . Las modificaciones genéticas y la reproducción pueden aumentar la producción de aceite vegetal. De 1979 a 2005, el rendimiento de la soja en bushels por acre se duplicó con creces. [26] Una empresa ha desarrollado una variedad de camelina sativa que produce un 20% más de aceite que la variedad estándar. [27]

Efectos ambientales

Selva quemada para agricultura en el sur de México.

Existe la preocupación de que la creciente demanda actual de aceite vegetal esté provocando la deforestación , y que los bosques viejos sean reemplazados por palmas aceiteras . [28] Cuando se despeja la tierra, a menudo se quema, lo que libera grandes cantidades del gas de efecto invernadero CO 2 . La producción de aceite vegetal tendría que aumentar sustancialmente para reemplazar la gasolina y el diesel. Con la tecnología actual, tal aumento en la producción tendría un impacto ambiental sustancial . [29]

Debate entre alimentos y combustible

En algunos países pobres, el aumento del precio del aceite vegetal está causando problemas. [30] [31] Hay quienes dicen que el uso de un cultivo alimentario como combustible crea una competencia entre los alimentos en los países pobres y el combustible en los países ricos. Algunos proponen que el combustible solo se fabrique a partir de aceites vegetales no comestibles como el aceite de jatropha . Otros argumentan que el problema es más fundamental. La ley de la oferta y la demandapredice que si menos agricultores producen alimentos, el precio de los alimentos aumentará. Puede llevar algún tiempo, ya que los agricultores pueden tardar un tiempo en cambiar las cosas que están cultivando, pero es probable que el aumento de la demanda de biocombustibles resulte en aumentos de precios para muchos tipos de alimentos. Algunos han señalado que hay agricultores pobres y países pobres que ganan más dinero debido al mayor precio del aceite vegetal. [32]

Con el uso de aceites vegetales no comestibles producidos por árboles como Millettia Pinnata (antes Pongamia Pinnata) o Moringa oleiferaárbol, que crecen en tierras limítrofes o no cultivables, el debate entre alimentos y combustibles deja de ser una cuestión de uno u otro. Aparte de su facilidad para crecer en tierras no cultivables y / o marginales, estos árboles ofrecen grandes ventajas sobre el maní, soja, girasol, etc., ya que tienen una larga vida (hasta 100 años), muy bajo mantenimiento ( dado que la cría intensiva se limita a los primeros años de su vida productiva) y puede proporcionar cultivos comerciales a las zonas rurales, como la India rural. En el caso de Millettia Pinnata y algunas otras, el hecho de que sean leguminosas fijadoras de nitrógeno es otro factor muy importante, ya que no agotan el suelo. Entre otros beneficios de estos árboles es que tienen sistemas de raíces que penetran mucho más profundamente y no compiten con plantas de raíces poco profundas.como la hierba (una vez que los árboles han alcanzado cierta madurez). Esto significa que la tierra se puede utilizar para múltiples propósitos, como el pastoreo de animales. Otro beneficio más de utilizar Millettia Pinnata para producir biodiésel es que puede tolerar escasas precipitaciones (tan solo 250 ml por año), muy por debajo de lo que requieren la mayoría de los cultivos alimentarios, lo que reduce aún más su potencial para competir.[33] [34] [35] [36]

Algas para la producción de aceite vegetal

Algunas especies de algas contienen hasta un 50% de aceite vegetal. Las algas tienen tasas de crecimiento muy altas en comparación con las plantas que se utilizan normalmente para producir aceite vegetal. Potencialmente, las algas podrían producir mucho más aceite por área de tierra que los métodos de cultivo actuales. [25] Por lo tanto, producir aceite vegetal de esta manera debería resultar en menos deforestación y menos competencia por la tierra de producción de alimentos. Un experto escribió: "Como se demostró aquí, el biodiesel de microalgas es técnicamente factible. Es el único biodiesel renovable que potencialmente puede desplazar por completo los combustibles líquidos derivados del petróleo. La economía de producir biodiesel de microalgas debe mejorar sustancialmente para que sea competitivo con el petrodiesel, pero el el nivel de mejora necesario parece alcanzable ". [37]

Donde existe generación de electricidad utilizando combustibles fósiles, existe una fuente de CO 2 estéril . Esto hace que la algacultura sea mucho más fácil. Para cultivar algas se necesita mucho CO 2 , pero si lo obtiene del aire también obtendrá todo tipo de otros organismos, algunos de los cuales se alimentan de algas. Obtener CO 2 de una chimenea funciona muy bien. Los gobiernos que intentan abordar los costos externos de las centrales eléctricas de carbón pueden tener un impuesto al carbono o un crédito de carbono que proporcione una motivación adicional para utilizar el CO 2 de las chimeneas. Se están construyendo varias plantas piloto comerciales. [38] [39] [40]

Hay un trabajo sustancial de investigación y desarrollo en esta área, pero a partir de 2007 no hay aceite vegetal comercial producido a partir de algas y utilizado como biocombustible. ExxonMobil está invirtiendo $ 600 millones y estima que faltan entre 5 y 10 años para una producción significativa, pero podrían invertir miles de millones en el desarrollo final y la comercialización. [41] Si se superan los desafíos de la comercialización, la producción de aceite vegetal podría expandirse muy rápidamente.

En 2012, el presidente Obama apoyó la idea de obtener aceite de las algas. [42]

Ver también

  • Biodiesel por región
  • Éter dimetílico : otra alternativa al combustible diesel
  • Crisis de los precios de los alimentos
  • Grasa
  • Economía de hidrocarburos
  • Lista de aceites vegetales
  • Economía baja en carbono
  • Aceite de motor
  • Energía renovable
  • Aceite vegetal puro
  • Reserva estratégica de combustible
  • Desarrollo sostenible
  • Mezclas de aceites vegetales

Referencias

  1. ^ "Bienvenido a la Junta de verificación de soja de Nebraska" . Archivado desde el original el 17 de febrero de 2007 . Consultado el 7 de marzo de 2007 .
  2. ^ "Chemical1-6_1" . Archivado desde el original el 22 de octubre de 2007 . Consultado el 26 de octubre de 2007 .
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  4. ^ "Aceite vegetal puro como combustible diesel" . Journeytoforever.org . Consultado el 28 de diciembre de 2014 .
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enlaces externos

  • La verdad sobre los biocombustibles en Estados Unidos
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