Empresa Caña De Azucar

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Bioetanol de caña de azúcar

Una energía para el desarrollo

sostenible

Resumen ejecutivo

BNDES, CGEE, FAO y CEPAL

2008

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Resumen ejecutivo1

La creciente necesidad de ampliar de modo sostenible el uso de fuentes renovables de

energía, para proporcionar mayor seguridad al suministro energético y reducir los

impactos ambientales asociados a los combustibles fósiles, encuentra en el bioetanol

de caña de azúcar una alternativa económicamente viable y con significativo potencial

de expansión. La producción y el uso de bioetanol como combustible automotriz se

practican regularmente en Brasil desde 1931, con una notable evolución durante las

últimas décadas, alcanzando madurez y consistencia, de acuerdo con un modelo

productivo que puede ser adaptado e implementado en contextos similares. Por medio

del bioetanol y de la bioelectricidad, la caña de azúcar representa actualmente la

segunda más importante fuente primaria y la principal forma de energía renovable en

la matriz energética brasileña.

Esta obra presenta, desde varios puntos de vista, las características de este

biocombustible y de su agroindustria, con énfasis en la experiencia brasileña y, en

algunos casos, cotejando con otras tecnologías bioenergéticas. Desarrollado en nueve

capítulos, brevemente descritos a continuación, el trabajo se orienta a lectores

brasileños y de otros países con interés en bioetanol y bioenergía.

Bioenergía y biocombustibles

Por medio de la fotosíntesis, la radiación solar se transforma en productos vegetales,

que pueden ser utilizados como combustible, directamente o después de procesados.

La leña de eucalipto y el bioetanol, producido a base de caña de azúcar o de maíz,

son ejemplos de vectores bioenergéticos. En sus formas tradicionales, el uso de la

bioenergía se confunde con la historia de la humanidad, pero, mediante tecnologías

modernas y eficientes, como biocombustibles líquidos, está siendo considerado en los

últimos tiempos una fuente energética renovable alternativa a los combustibles fósiles,

capaz de atenuar graves problemas ambientales. Una condición fundamental a ser

observada para la viabilidad de la producción bioenergética es la eficiencia en la

1 Las referencias bibliográficas fueron suprimidas. Por más detalles referirse al texto completo

original.

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captación de la energía solar, asociada a la productividad por unidad de recursos

naturales utilizados.

La productividad vegetal depende, esencialmente, de las condiciones climáticas

(disponibilidad hídrica, insolación y temperatura) y de la fertilidad del suelo cultivado,

variando de acuerdo con la especie vegetal. Entre las plantas utilizadas para fines

bioenergéticos, se destacan las gramíneas, como es el caso de la caña de azúcar,

cuya eficiencia fotosintética es de las más altas entre todos los vegetales. Tomando en

consideración tales presupuestos, las regiones tropicales húmedas, especialmente

Latinoamérica y África, se presentan indiscutiblemente como las más prometedoras

para la producción bioenergética, a ser promovida naturalmente de forma sostenible.

Sin considerar la bioenergía como la virtual sustituta de todas las formas

convencionales de energía en uso por la sociedad moderna, sino una componente

necesaria de un nuevo contexto, se constata que, en carácter global, existe una gran

disponibilidad de área para la producción vegetal y un uso todavía muy limitado de la

radiación solar, que incide generosamente en amplias regiones del planeta. De este

modo, es razonable suponer que en los próximos años la bioenergía se desarrolle de

modo importante.

Etanol como combustible vehicular

El etanol presenta algunas diferencias importantes con relación a los combustibles

convencionales, derivados de petróleo. La principal de ellas, es la elevada

concentración de oxígeno, que representa cerca del 35% de la masa de etanol. En

general, las características del etanol permiten una combustión más limpia y un mejor

desempeño de los motores (ciclo Otto), lo que conlleva a la reducción de las emisiones

contaminantes. Para el uso de etanol hidratado puro (con cerca del 5% de agua), se

necesita adaptar los motores, pero, cuando se trata de mezclas con concentraciones

de hasta 10% de etanol, se pueden utilizar los motores convencionales a gasolina sin

cualquier ajuste. En los motores flexibles (flex-fuel vehicle – FFV), con gran

penetración en el mercado brasileño, se pueden utilizar mezclas con cualquier

concentración de etanol.

En comparación a la gasolina pura, un análisis detallado de los aspectos más relevantes

del uso de las mezclas gasolina/etanol, como octanaje, volatilidad, desempeño,

separación de fases, compatibilidad de materiales (elastómeros y metales) y emisiones de

gases de escape (incluyendo monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, de azufre y

aldehídos), muestra como este biocombustible puede ser utilizado sin problemas de orden

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técnico y ambiental. En efecto, la expresiva mayoría de los fabricantes de automóviles

acepta el uso de gasolina con un 10% de etanol en sus motores.

Confirmando la madurez de este biocombustible, diversos motores aeronáuticos (para

aviones agrícolas y de pequeño porte) fueron homologados para uso de etanol puro.

El uso de etanol en motores diesel presenta perspectivas interesantes, pero aún se

encuentra en desarrollo.

Desde el punto de vista económico, el análisis de los costos de oportunidad del

bioetanol de caña de azúcar, frente al azúcar y a la melaza, y la comparación de los

precios pagos a los productores de bioetanol en Brasil con los precios internacionales de

la gasolina durante la última década, confirman la atractividad del empleo de este

biocombustible y refuerzan la importancia de que se promueva en bases competitivas, y

en la medida de lo posible, bajo reducida intervención gubernamental. No obstante, para

desarrollar adecuadamente el mercado del bioetanol y potencializar sus ventajas, el

Estado debe asumir responsabilidades importantes, como definir las especificaciones

del bioetanol y las concentraciones mínimas obligatorias de mezcla en la gasolina, así

como establecer un marco tributario equilibrado en el mercado de los combustibles.

Para completar la revisión de los aspectos relacionados al uso de etanol como

combustible, cabe comentar la logística para este biocombustible, en que la

estacionalidad de la producción impone la formación de existencias de entre zafras,

cuyo volumen depende directamente de la extensión del período productivo. Para el

transporte del bioetanol, se puede recurrir a los modos usualmente empleados para

los demás combustibles, inclusive ductos.

Producción de bioetanol

La producción de bioetanol se realiza en bases comerciales y por dos vías

tecnológicas, utilizando materias primas dulces, directamente fermentables, como la

caña de azúcar y la remolacha azucarera, o materias primas amiláceas, como el maíz

y el trigo, cuyo almidón debe ser convertido en azúcares (sacarificado) antes de la

fermentación, como se esquematiza en la Figura 1. Una tercera vía, utilizando la

biomasa disponible en materiales como el bagazo y la paja, hidroliza las cadenas

celulósicas y produce una solución fermentable de azúcares, presentando gran interés

gracias al bajo costo de la materia prima. Con todo, esta vía de valorización energética

de la biomasa aún no está disponible en escalas comerciales, aunque haya

expectativas de que en los próximos años pueda alcanzar viabilidad económica.

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Figura 1 – Vías tecnológicas para la producción de bioetanol

Fuente: Elaboración de Luiz Augusto Horta Nogueira.

En función de las diferencias en las productividades agrícola e industrial, los

volúmenes de bioetanol producido por unidad de área cultivada varían bastante, de

acuerdo con el Gráfico 1. En el caso de la caña de azúcar, son valores representativos

una productividad agrícola de 80 toneladas de caña de azúcar por hectárea y un

rendimiento industrial de 85 litros de bioetanol, resultando en una producción de 6.800

litros de bioetanol por hectárea cultivada. En este gráfico, para la caña de azúcar, se

considera además la producción de etanol de los residuos celulósicos, tecnología aún

en desarrollo, asumiendo la utilización del 30% del bagazo disponible y mitad de la

paja, convertida en bioetanol a razón de 400 litros por tonelada de biomasa celulósica

seca. De los 51 mil millones de litros de bioetanol producidos en 2006, la producción

norteamericana, a base de maíz, y la brasileña, a base de caña, representaron un 70%

del total. Los otros grandes productores de bioetanol son India, China y la Unión

Europea, pero en escala mucho menor.

Biomasa azucarada

(caña, remolacha)

Solución azucarada fermentable

Biomasa amilácea

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