La bioeconomía, entendida  como la industrialización de la biomasa, tiene en la elaboración de  biocombustibles,  una alternativa que además de agregar valor a la producción primaria y sus residuos, aporta a  solucionar la finitud de las fuentes energéticas fósiles, así como a  limitar el proceso de contaminación del medio ambiente por ellas generadas. Los biocombustibles, junto con las energías eólica, solar, geotérmica, hidraúlica, etc., integran un conjunto de fuentes de energías renovables y/o limpias.

La biomasa es aprovechada como fuente energética tanto en su forma original como refinada en diferentes clases de combustibles sólidos, líquidos o gaseosos. Los biocombustibles, logrados a partir de materias primas de origen agropecuario, agroindustrial o desechos orgánicos, pueden ser utilizados para generar electricidad, el transporte, la calefacción y procesos industriales. En esta presentación trataremos los biocombustibles líquidos. 

1.Panorama global

En numerosos países y regiones del mundo se registran procesos e  inversiones, en investigaciones, tecnologías e instalaciones, tendientes a  diversificar la matriz energética, todavía liderada a nivel global por las fuentes tradicionales de origen fósil.   En los últimos años la producción mundial de biocombustibles,  evoluciona, por razones económicas, sociales y ambientales, dentro de una firme tendencia creciente, representando en 2014,  el 10,3  % de la oferta  y el 12,2 % del consumo global de energía  (9)

Los biocombustibles líquidos más desarrollados y empleados, a partir de materia prima convencional, son el bioetanol y el biodiesel. El primero es alcohol etílico deshidratado (99,4 % de pureza)  logrado a partir de materiales que contienen sacarosas (caña de azúcar, remolacha, melazas y sorgo);  almidón (maíz, papa y yuca) y  celulosa (madera y residuos agrícolas).  Prevalecen los de jugo de  caña de azúcar (Argentina y Brasil),  maíz (USA y Argentina) y  remolacha (Unión Europea, USA, y Rusia). La obtención de bioetanol a partir de biomasa azucarada es más simple que el aplicado en biomasa amilácea (hidrólisis convencional), mientras que la proveniente de biomasa lignocelulósica es mucho más compleja (hidrólisis fuerte acida o enzimática) que las anteriores. Como resultado de la fermentación y destilación del mosto azucarado, logrado con cualquiera de los tres procedimientos, se obtiene el etanol. En lo referente a biodiesel, casi todo se obtiene a partir de lípidos (aceite vegetal o grasa animal) mezclado con un alcohol ligero (etanol o metanol) en presencia de una base (usualmente soda caustica), que actúa como catalizador. Este  método (transesterificación), es  más barato por requerir bajas temperaturas y presiones, lográndose una conversión del 96 % a biodiesel, con glicerina como principal subproducto, que se utiliza como insumo en las industrias famacéutica, cosmética y alimentaria. Otro procedimiento, la pirolisis degradación térmica de la madera en ausencia de aire u oxígeno, requiere temperaturas de 350° en ausencia de oxígeno y presencia de catalizadores. Convierte la madera en carbón de leña, gas y aceite, sin  necesidad de metanol,  transformando el aceite en biodiesel sin dejar glicerina como residuo. Los principales productores de biodiesel son EE.UU., Brasil y Argentina a partir de aceite de soja e Indonesia y Malasia a base de aceite de palma (10).

2. Aportes y preocupaciones  en la producción de  biocombustibles

La principal ventaja de los  biocombustibles, en relación con los de origen fósil, es que beneficia al medio ambiente por  la menor generación de gases de efecto invernadero en su proceso de conversión. Previamente,  la materia prima empleada (biocultivos),  reduce o elimina el dióxido de carbono de la atmosfera durante su desarrollo, al  almacenarlo  en la biomasa producida  y en el suelo. Por otra parte, cuando se emplean procesos más complejos de conversión, además de  biocombustibles, muchos cultivos generan productos complementarios como proteínas para la alimentación animal, ahorrando de ese modo la energía que debiera emplearse en la elaboración de forrajes. Por último y a largo plazo la mayor demanda por biocombustibles,  representa una alternativa más sustentable que la de hidrocarburos en países desarrollados; una oportunidad para un mayor desarrollo industrial,  generación de empleo y  crecimiento de su economía en países en desarrollo y una fuente de oportunidades para  productores y comunidades rurales, en  países de menor desarrollo, al expandir el área con cultivos energéticos y tener la posibilidad procesarlos en ese mismo lugar (4).

Como desventajas se señala la falta de uniformidad tanto en el tipo y modo de producción de  la materia prima utilizada como en  el proceso de conversión empleado. Los  cultivos que requieren  insumos químicos por ejemplo, emiten en su desarrollo más gases de efecto invernadero que los combustibles fósiles, como ocurre con la generación de óxido nitroso  liberado por fertilizantes, que posee un potencial de calentamiento global 300 veces mayor que el dióxido de carbono. Dicha generación es mayor  en otros eslabones de  producción de biocultivos y biocombustibles, tal  como  la manufactura de fertilizantes, pesticidas y combustibles empleados en la agricultura, elaboración de productos químicos, transporte, almacenamiento, etc. Respecto a La capacidad de ahorro de emisión de gases, ella varía entre cultivos, así mientras es baja en el caso del maíz (1,8 ton/CO2/ha/año), el pasto varilla (de segunda generación) ahorra 8,6 ton/CO2/ha/año. Por su parte, en ganadería, la digestión de rumiantes y el manejo de sus desechos   es una importante fuente de emisión de gas metano., de mayor actividad que el dióxido de carbono. Hay también  variación en la capacidad de ahorro en la emisión de gases, de acuerdo al nivel tecnológico de conversión empleado, que en comparación con la  de combustibles fósiles, resulta menor en los biocombustibles de primer generación (reducción oscila entre el 20% y el 60 %), mientras que  en  los  de segunda generación esa reducción es del 70%  al 90 %. Por último, el cambio en el uso del suelo, especialmente cuando se implantan cultivos para biocombustibles en tierras no agrícolas o marginales, estas liberan al medio ambiente el  dióxido de carbono almacenado en  pastizales (300 ton/C02/ha) y bosques (entre 600 y 1.000 ton/C02/ha)  (4).

3. Panorama nacional

Argentina, frente al déficit de su creciente demanda energética,  necesita  aumentar y diversificar su matriz productiva. En ese marco hay varios proyectos en marcha tanto en fuentes de energías no renovables (petróleo y gas natural), como en renovables (principalmente eólica y solar) (12).

El país cuenta con un gran potencial para la generación, consumo y exportación de biocombustibles, que se  estimuló a partir de  las Leyes 26093/06, ampliado por la 26334/07a los ingenios que procesan caña de azúcar. Mediante ellas se  estableció por 15 años el  “Régimen de  Regulación y Promoción para la Producción y  Uso sustentable de biocombustibles”,  basada en materia prima convencional como soja, girasol y algodón para biodiesel y fécula de maíz y jugo de caña de azúcar en el caso del bioetanol (5). Una finalidad de esta legislación, fue impulsar mediante ayudas fiscales y permisos de instalación, a  pequeñas y medianas empresas, otorgándoles  prioridad   en la adjudicación del cupo para ventas internas. De esta forma se alentó  la elaboración de biocombustibles,  promoviendo su consumo interno (estableciendo su incorporación  gradual en los combustibles fósiles, en una proporción no menor del 5 % del bioetanol en naftas y del 7 % del biodiesel en gas oil, a partir del 2010),  así como  su exportación al fijarse  retenciones diferenciales en relación a otros productos (aceite vegetal) (6)

El primer impulso para el desarrollo de biocombustibles  tuvo lugar en las décadas de 1970 y 1980 mediante el Plan Alconafta, que promovía el empleo del alcohol etílico anhidro como combustible (5). Inicialmente (2010), el etanol producido provenía, por su mayor eficiencia productiva por unidad de superficie, de la caña de azúcar (melaza o jugo de azúcar), registrándose en los  últimos años, un  fuerte incremento en la producción de etanol a partir de cereales (maíz y sorgo). En la actualidad, con una capacidad de producción de bioetanol de más de un millón de metros cúbicos anuales (1,2 millones m3), se obtiene anualmente alrededor de 800 mil m3, de las cuales más de la mitad proviene  de destilerías de cereales (11). Con ese volumen el país está en condiciones de abastecer el  reciente corte actualizado del 12 % (era del 10 %) de todas las naftas consumidas en el mercado interno, estimándose que en 5 años puede llegar a participar con el 25 %

El biodiesel inició su producción en pequeña escala en los últimos años de la década de los 90´s, que se interrumpió entre 2001/04, por la suba del precio de los aceites y la falta de demanda interna. A partir del 2007 y como resultado de una inversión de más de 1.500 millones de dólares, se registra un crecimiento explosivo de la capacidad instalada para su producción, que alcanza los  4,6 millones de toneladas anuales  entre 27 empresas. De ellas 11 grandes plantas  cubren el 83,5 %  y  16 Pymes el 16,5 % del total. Debido a ello la producción de biodiesel se mantuvo en ascenso,  utilizándose muy poco en el mercado interno y exportándose la mayor parte  a Europa (1) . La producción de biodiesel disminuyo a partir del segundo semestre del 2012, utilizándose solo el 40 % de su capacidad instalada,  debido a reducción de exportaciones a países de la Unión Europea, por imposición de aranceles (2).En 2014 la producción de biodiesel alcanzo los 2,6 millones de toneladas, que representa 2,8 millones de toneladas de aceite, lo que implica 14 millones de toneladas  de soja. Del total  se destinó 0,9 millones de toneladas al mercado interno, exportándose 1,6 millones de tep., principalmente a EE.UU. En la  actualidad, se estima que puede reactivarse  la producción y exportación, debido al levantamiento de las restricciones por parte de España, la posibilidad de  reapertura de los  mercados de la Unión Europea y el mantenimiento de su importación por parte de EE.UU.

A fines del 2016, el país registraba 50 empresas dedicadas a la elaboración de biocombustibles líquidos (biodiesel y bioetanol), que procesan materia prima por debajo de su existente capacidad  de producción (11 y 12)

4.Posibilidades futuras

En el país se están evaluando diversos materiales (cultivares y residuos) para  producir biocombustibles como  remolacha azucarera, colza, topinambur,  jatropha, cártamo, pasto varilla,  sorgo azucarado, algas,  etc. Al mismo tiempo se realizan investigaciones para ampliar y mejorar los procesos  de conversión, especialmente los relacionados  con el campo biológico (7 y 8)

Hacia el futuro se prevee un mayor desarrollo de los biocombustibles no convencionales,  de segunda y tercera generación, no comestibles en su mayoría y que  cuentan con un potencial productivo mayor que los actuales. En estos casos, la materia prima para la obtención del biodiesel proviene de aceites de microalgas, cártamo (Carthamus  tinctorios), jatropha (Jathropa curcas),  tártago (Ricinus communis) y pasto varilla o switchgrass (Panicum virgatum); mientras que en  etanol de la celulosa. En cuanto a los métodos de conversión los más importantes son los provenientes del procesamiento de  especies vegetales en los que la celulosa aparece  combinada con lignina, sustancia componente de la madera, que actúa como aglomerante de las fibras de celulosa. Se la encuentra en especies forestales, arbustos, y cultivos leñosos menores (que contienen lignina), que crecen en praderas y sotobosques (5) La jathropa,  el tártago y el pasto varilla son especies perennes, con menores requerimientos de agua de lluvia que la soja;  adaptables a condiciones marginales, con una larga vida productiva y  buen rendimiento de aceite. Más conocido es el cártamo, una oleaginosa anual con una masa foliar con espinas  que dificulta su cosecha, apta para zonas con limitaciones ambientales que brinda un aceite de buena calidad para usos industriales y comestibles (12). Ubicada por algunos como de tercer generación las microalgas (vegetales que mediante  fotosíntesis convierten energía solar en energía química), absorben dióxido de carbono del aire y nutrientes del agua, acumulando en su interior aceites y liberando oxígeno a la atmosfera. Su biomasa contiene proteína, carbohidratos y aceites naturales. Entre el 45 % y el 75 % de su peso seco esta constituidos por aceites y lípidos;  con mayor energía que otras fuentes vegetales;  requiriéndose  menos  energía para obtener bioenergía  (4).

En general las tecnologías disponibles para la elaboración de biocombustibles de primera generación (materias primas alimentarias y no alimentarias), son accesibles y difundidas, mientras que las   de segunda y tercera generación son más complejas,  de mayor costo, encontrándose  algunas de ellas  en proceso de desarrollo y prueba en plantas piloto (8). Entre las nuevas tecnologías se destacan por su potencialidad las derivadas de la moderna biotecnología y nanotecnología, especialmente las asociadas al uso de enzimas y levaduras complejas para la conversión de biomasa ligno celulósica en etanol, butanol, etc.; o el empleo de microorganismos (bacterias, hongos) para la conversión fotosintética de microalgas cultivadas  (7)

5.Conclusiones

El futuro de los biocombustibles se encuentra condicionado por una serie de factores interrelacionados como: evolución precio del petróleo;  disponibilidad de tierra para cultivos;  disponibilidad económica de materia prima;  avance genéticos en cultivares;  eficiencia de  aprovechamiento de la materia prima utilizada; continuidad de políticas públicas que alienten y apoyen  su desarrollo. Desde la bioeconomía se destaca la necesidad de generar y/o adoptar los cambios tecnológicos fruto de un mayor avance de conocimientos, que posibiliten dentro de un marco sustentable mejorar la productividad y eficiencia de la materia prima y reducir la inversión y el costo de elaboración de biocombustibles de segunda y tercera generación (celulosa y algas). Debe tenderse a  mejorar su competitividad en relación tanto de otras fuentes de energía renovables (eólica, solar, geotermal  e hidráulica), como de combustibles fósiles no convencionales (producción de gas natural provenientes de arenas compactas (tight gas) y de esquitos bituminosos (shale gas)), debido a que en todas ellas, también se vienen registrando avances tecnológicos, para aumentar eficiencia y reducir costos. (10).

En cuanto a políticas públicas, si bien en el país se percibe un mayor apoyo para el desarrollo de las energías renovables, en lo referente a biocombustibles todavía hay deficiencias en  medidas para concretarlas.  En el mercado interno, resulta aconsejable  elevar la participación de biocombustibles en los combustibles minerales; equiparar el corte  del biodiesel al etanol, estar preparados para la pronta  incorporación de modelos Flex Fuel a nuestro parque automotor. En el mercado externo, donde se registran restricciones comerciales en algunos países, impulsar su crecimiento mejorando su competitividad y diversificando  mercados. No debe dudarse, de que mejorando la sustentabilidad de los biocombustibles  en términos técnicos, económicos, ambientales y sociales, estos pueden cumplimentar un papel importante en el futuro de la humanidad.

Bibliografía

(1) Apud, Emilio; Araoz, Julio César; Desoti, Enrique; Echarte, Roberto; Guadagni, Alieto; Lapeña, Jorge; Montanat, Daniel y Oluceo, Raúl. 2014. Argentina debe modificar su matriz energética. Documento de los ex secretarios de energía. Resumen Ejecutivo; Buenos Aires, octubre 2014.

(2) Carbio, 2013, Industria argentina de biodiesel. Actualidad y Perspectivas. Jornada INI Bolsa de Cereales. Programa de Formación y Capacitación. Buenos Aires, Argentina.

(3)Di Paola, María Marta, 2013. Los problemas de los biocombustibles en Argentina. Informe Ambiental Anual 2013. Capítulo 2: Energía. Fundación Ambiente y Recursos Naturales (FARN), Buenos Aires,  ps.185-205.

(4) FAO.2008.Biocombustibles: perspectivas, riesgos y oportunidades. En El Estado Mundial de la Agricultura y la Alimentación. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Roma, 2008

(5) FAO, 2015. Evaluación de los recursos forestales mundiales. ¿Cómo están cambiando los bosques en el mundo? (2da.edición) Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Roma 2016.

(6) Fosati, Gustavo Jorge, 2013.Análisis y perspectivas del mercado del etanol en Argentina.

(7) Goldstein, E. y Gutman, G. 2010. Biocombustibles y biotecnología, contexto internacional, situación en Argentina, Documento de Trabajo. Proyecto “Potencialidades de la biotecnología para el desarrollo industrial en Argentina” CRUR-CONICET, Buenos Aires, septiembre 2010.

(8) INTA.2010. Energía para el siglo XXI. En INTA Informa. Año X, Nro.110, Buenos Aires, noviembre de 2010.

(9) International Energy Agency. 2016. Key World Energy Statistic 2016 (htpp://www.iae.org/statistic)

(10) Medina, Juan Jorge, 2010. Biocombustibles. Presente y futuro. El crecimiento de la Agricultura Argentina. Medio siglo de logros y desafíos. Editorial Facultad de Agronomía. Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, pp.291-326.

(11)Molina, Claudio.2016. Una mirada positiva para los biocombustibles. Bolsa de Comercio de Rosario. Informativo Semanal. Año XXXIV, Nro.1759, Rosario, mayo 2016

(12)Ministerio de Energía y Minería de la Nación. Secretaria de Energía. Energías Renovables. Centrales y plantas (www.secretaria de energía de la nación).

(13) Pastor, Carlos, 2008. Insumos no convencionales. Mercado doméstico, Cap.6. Insumos para la producción de biocombustibles