Prospectiva de la bioenergía en México -...
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Prospectiva de la bioenergía en México
Myriam Adela Amezcua Allieri
Jorge Arturo Aburto Anell
Copyright © 2016-Instituto Mexicano del PetróleoQueda prohibido copiar, reproducir, distribuir, publicar, transmitir, o en cualquier modo explotar cualquier parte de este documento sin la
autorización previa por escrito del Instituto Mexicano del Petróleo o de los titulares correspondientes
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo 2
El Instituto Mexicano del Petróleo como Instituto Nacional
AMEXHI
• Asesoría
• Soporte técnico
• Capacitación
• Servicios tecnológicos
• Capacitación
• Alianzas estratégicas
• Soluciones innovadoras
• Asesoría• IDT conjunta
• Tecnología diferenciada
• Servicios tecnológicos
• Capacitación
• Desarrollo de proveedores
nacionales
“Impulsar el desarrollo tecnológico del
sector nacional de hidrocarburos público
y privado”
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Biomasa TransformaciónAplicación aguas
arriba/abajo
Integración de procesos, ACV, sostenibilidad, formación de RH
CET-IMP
El Instituto Mexicano del Petróleo como polo científico y tecnológico en bioenergía
ClústerBiocombustibles sólidos
4
Energía renovable
• Se obtiene de fuentes naturales inagotables, ya sea por la inmensa cantidad que posee el planeta tierra, oporque es energía que se regenera por medios naturales. Entre las más comunes están:
Solar Hidráulica Nuclear De la biomasa
La energía de la biomasa consiste en
utilizar la energía que, a través de la
fotosíntesis, las plantas capturan del sol.
La energía se acumula en la biomasa, la cual puede liberarse a
través de productos como los biocombustibles.
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
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Uso de energía renovable
2014: 69 exaJoules
2030: 116 exaJoules(IRENA, Roadmap for a renewable energy future, 2016)
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Uso de energía en México
El uso de energía renovable en México pasará de 0.34 exajoules en 2013 a 1.5 exajoules en 2030 con respecto al consumo de energía total final (TFEC; 4.9 EJ)
(IRENA, SENER, Renewable energy prospects: Mexico, 2015)
Bioenergía
Matriz energética en México, 2013
¡60% de la energía renovable es uso tradicional de la biomasa!
7
Breve historia de biocombustibles
(B. Kovarik, 1998; www.dieselnet.com; www.pemex.com; isea)
Rudolf Diesel
Motor diesel,
Alemania
1893 1900
Demostración de
motor diesel con
aceite de cacahuate
1909
Henry Ford
Modelo T
Alcohol de maíz
1918
Mezcla
gasolina y
alcohol de
maíz y melazas
ca. 1933
Desplazamiento
de
biocombustibles
70’s-80’s
Prohibición de
Pb en
gasolinas
2006
Gasolina de ultra bajo
azufre (30 ppm)
2008
Ley de Promoción y
desarrollo de los
bioenergéticos
2003
Producción de
Biogás a partir
de basura
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
Continúa
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(B. Kovarik, 1998; www.dieselnet.com; www.pemex.com; isea; SIE; Prospectiva de Energías Renovables 2015-2029)
2015
Uso de etanol de
biomasa en las
gasolinas
Ley de Transición
Energética
2015 2016
Entra en operación
CEMIE BIO
2016
TAR Pajaritos,
Perote y Veracruz
37 MML <EtOH anhidro< 52MML
Apertura en importación
de combustibles base
hidrocarburos
• ca. 420 MB/d gasolina
• 122 MB/d diésel
• 29 MB/d turbosina
20172016
TAR Xalapa
57 MML <EtOH anhidro< 81 MML
2018
TAR Cd. madero, San Luis,
Cd. Mante, Cd. Valle
135 MML <EtOH anhidro< 193 MML
Prueba de concepto de biodiesel
2,142 GWh/a de GE con biomasa
La bioenergía en México
2012
GE con biomasa
974 GWh/a
9
Estructura química de la biomasa
(www.portalacademico.cch.unam.mx)
Celulosa: polímero de azúcar
Lignina: polímero de alcoholes cíclicos
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
Sistemas de creación de valor en la industria energética
A base debiomasa
A base de hidrocarburos
Renovables
Sosteniblesbiodegradables
Petróleo / Combustibles/ Petroquímicos
Bajo costoDisponibilidad
TransporteRefinación/conversión
Fraccionamiento
Bajo costoAlto desempeñoAmigables con el ambiente
Transporte
Síntesis de moléculasmás complejas
Convergencia
Manufactura Manufactura
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Transporte
11
Almacenamientoy transformaciónde CO2
Químicos de base biológica
Azúcares, Lipidos, glicerol
Materiales, catalizadores, biopolímeros
Biomasa
CelulosaHemicelulosaLigninaAlmidónProteinaQuitinaPectina
Energía, combustibles, vaporBioetanolBiodieselBioturbosinaBiocombustibles sólidos
Emulsiones, fluidos de perforación
IyDT en combustibles y productos químicos a partir de la biomasa
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
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Prospectiva gasolinas / demanda de etanol oxigenante
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
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2024
2025
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250
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350
400
De
ma
nd
a d
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aso
lina
(M
BD
)
Año
Centro occidente
Noreste
Centro
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
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40
50
De
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de
eta
no
l (M
BD
)
Año
Centro occidente
Noreste
Centro
Oferta 1a generación
Demanda de Gasolinas Demanda y oferta de Etanol
Contenido de etanol 5.8%
Fuente: Prospectiva de petrolíferos 2012-2026, SENER (2012); Estadísticas de la Agroindustria de la Caña de Azúcar 2004-2013
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
14
Oferta de etanol / Mundo y México
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
0
10
20
30
40
50
Eta
no
l (M
M L
)
La producción nacional de etanol de melaza es de 189-314 MB/año (30-50 MM L/año)
6 Ingenios azucareros producen etanol:
La Gloria 47 %
Pujiltic 26 %
Tamazula 14 %
Aáron Saenz 8 %
San Nicolás 4 %
La Constancia <1 %
Equivalente a 25% mercado nacional
de bebidas, farmacia y cosméticos
USA Brazil Europe China India Canada Mexico
0
10000
20000
30000
40000
50000
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M L
en
20
13
)
Fuente: Renewable Fuels Association. 2014 Ethanol Industry Outlook.
Estadísticas de la Agroindustria de la Caña de Azúcar 2004-2013
© 2016-Instituto Mexicano del Petróleo
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TAR Perote
Alcoholera Zapopan (etanol de jugo
de caña)
31,000 L/d (11.3 e6 L/año; 71.2 e3
B/año)
TAR Veracruz
Destiladora del Papaloapan, S.A.
de C.V./ Fabricación de
Alimentos Tenerife, S.A. de C.V.;
etanol de jugo de caña.
40,000 L/d (14,6 e6 L/d; 91.8 e3
B/año)
Oferta de etanol / México
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Capacidad: 25 MM gal/año (95 MM L/año)
Inicio esperado: a principio de 2014
Materia prima: pastos, residual agrícolas
Capacidad: 30 MM gal/año (114 MM L/año)
Inicio esperado: a mediados de 2014
Materia prima: rastrojo de maíz
Otras: POET-DSM, INEOS Bio, 20 y 8 MM gal/año, respectivamente
Tecnología de producción de etanol/ 2ª generación
17
Este documento es para uso interno del personal autorizado del IMP. Ninguna parte del mismo puede circularse, citarse
o reproducirse para su distribución externa, sin previa autorización escrita de la Gerencia de Transformación de Biomasa
del IMPGERENCIA DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA
Etanol / Costo de producción
2009 2010 2011 2012 2013
0
1
2
3
4
5
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7
8
9
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15
16
17
Costo de producción
$ 7.4 MN/L ABENGOA 2014
Cos
to d
e pr
oduc
ción
de
etan
ol c
elul
ósic
o
EtOH cel ($ USD/gal)
EtOH cel ($ MN/L)
Precio de compra $ 8.2 MN/L PEMEX 2010
Fuente: Abengoa, 2014.
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del IMPGERENCIA DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA
Demanda de biodiesel / México
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del IMPGERENCIA DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA
Proyectos nacionales
REMBIO, 2015
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del IMPGERENCIA DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA
El sector transporte en México emitió 111,292 miles de toneladas métricas de CO2, de los cuales 6,272 fueron generadas por la
aviación nacional, y 1,486 por el sub sector internacional (CMM, 2002).
Pemex produce alrededor de 59 MBD (ca. 3,500 MM L/año) de bioturbosina con una tasa de crecimiento de 4-5% anual y un
valor de $ 10.61 MN (Anuario estadístico Pemex, 2013)
La estrategia de la IATA (International Air Transport Association) busca reducir la huella de carbono y desarrollar una alternativa
sustentable a la turbosina de petróleo (IATA, 2013).
La Ley de Aviación Civil establece de manera general que deberá impulsar la mejora tecnológica de aeronaves y combustibles
(ASA, 2014).
El Plan Nacional de Desarrollo establece que se deberá impulsar y orientar un crecimiento verde. Fortalecer la política nacional
de cambio climático y cuidado al medio ambiente para transitar hacia una economía competitiva, sustentable, resiliente y de
bajo carbono (PND, 2013).
La aviación internacional a través de IATA y la nacional a través de ASA (Aeropuertos y Servicios Auxiliares) han planteado
metas de introducción de bioturbosina mezclada al 1 y 15% para 2015 y 2020, lo que permitiría además la reducción de
impuestos ligados al carbono (ASA, 2014).
Bioturbosina
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Demanda de turbosina / México
El 1% de bioturbosina representa 650 B/d (103 mil L/d; 237 e3 B/año; 38 e6 L/año)
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
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70
80
MIl
es
de
bar
rile
s d
iari
os
Volumen de ventas
Importaciones
Valor de ventas
Compromisos IATA
• Mejoramiento en 1.5% de la eficiencia de combustibles de 2009 a 2020.
• Crecimiento neutral en carbono a partir de 2020.
• Una reducción del 50% en las emisiones de carbono en 2050 relativo a la línea base establecida en 2005.
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Red nacional e internacional
www.rtbioenergia.org.mx
www.theibest.org
Prospectiva de la bioenergía en México
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Jorge Arturo Aburto Anell