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ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE LOS BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
Resumen
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
RED PERUANA DE CICLO DE VIDA
AV. UNIVERSITARIA NO. 1801, SAN MIGUEL
LIMA, PERÚ
TELÉFONO: (511) 6262000 – 4760
MAIL: [email protected]
BLOG.PUCP.EDU.PE/REDPERUANACICLODEVIDA/
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
1
ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
DE LOS BIOCOMBUSTIBLES
EN EL PERÚ
Isabel Quispe Trinidad
Jessica Yearwood Travezán
Ana Sabogal Dunin Borkowski
Luis Chirinos García
Katherine Matos Meza
Diciembre, 2009
Red Peruana de Ciclo de Vida
Sección Ingeniería Industrial
Pontificia Universidad Católica del Perú
Lima, Perú
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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AGRADECIMIENTOS
Agro Industrial Paramonga S.A.A. Asociación Mariátegui Azucena Fudrini, Cecilia Tejada – Red Peruana Ciclo de Vida (RPCV) Carmen Mora, Luis Paz – Ministerio de la Producción (PRODUCE) Daniel Cairo, Elizabeth Fuentes, Ulises Osorio – Universidad Nacional Agraria la Molina (UNALM) Eduardo Rocca, Nadia Gamboa – Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) Henry García – Food and Agriculture Organization (FAO) Industrias del Espino S.A. Jaime Gianella – MONDER José Luis Mena, María Eugenia Arroyo – WWF Juan Manuel Ramírez, Luis Fernando Arévalo – Francisco Tello Perú Marcel Gauch, Simon Gmünder, Rainer Zah – EMPA Martijn Veen – SNV Miembros de la Mesa Técnica de Biocombustibles de San Martín – PROBIOSAM Palmas del Espino S.A. Ronal Echeverría – Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) Sonia Validivia – Iniciativa Ciclo de Vida (PNUMA)
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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ÍNDICE DE CONTENIDO
SECCIÓN I DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE ........................... 10
1. OBJETIVO DEL ESTUDIO ............................................................................... 101.1 Planteamiento ........................................................................................................ 11
1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder ...................................................... 11
1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ......................................................... 11
2. ALCANCE DEL ESTUDIO ............................................................................... 132.1 Unidad funcional .................................................................................................... 13
2.2 Sistemas a comparar ............................................................................................. 13
2.3 Límites de los sistemas ......................................................................................... 18
2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos ....................................................... 20
2.5 Herramienta Informática utilizada .......................................................................... 20
SECCIÓN II INVENTARIO .......................................................................... 21
1. FASE AGRÍCOLA ............................................................................................ 211.1 Descripción de los cultivos .................................................................................... 21
1.2 Límites en la fase agrícola ..................................................................................... 21
1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos ............................. 22
1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera ............................................. 23
1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas ............................................ 23
1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar ............................................. 25
1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo ................................................................ 25
2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL ..................................................................... 262.1 Extracción del aceite de palma aceitera ................................................................ 26
2.2 Extracción del aceite de Jatropha ......................................................................... 27
2.3 Transesterificación ................................................................................................. 28
SECCIÓN III RESULTADOS ........................................................................ 30
1. CAMBIO CLIMÁTICO ...................................................................................... 30
2. DEFORESTACIÓN ........................................................................................... 30
3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL ................. 32
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO ......................................................................... 33
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL .................................................. 375.1 Metodología IPCC ................................................................................................. 37
5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC) ...................................................................................... 445.1.2 Deuda de carbono .......................................................................................................... 45
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
4
5.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................... 48
6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES ........................................................... 52
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...................................................................... 53
8. CONCLUSIONES ............................................................................................. 548.1 Gases de Efecto Invernadero - IPCC .................................................................... 54
8.2 Eco Indicador 99 .................................................................................................... 55
8.3 Gases de Efecto Invernadero – IPCC y Eco Indicador 99 .................................... 55
9. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 56
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Caracterización de los cultivos ...................................................................................... 21
Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema .......................................................................... 22
Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos ................................................... 22
Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100 ....................................................... 28
Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km .................................................. 29
Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel .................................... 35
Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel .............................................. 35
Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel ........................................ 36
Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol ............................................. 36
Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos ........................................................ 37
Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa .................... 38
Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa .................... 38
Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa ........................ 40
Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa ..................... 40
Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 .................................... 42
Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 ................................... 42
Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 ........................................ 43
Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 ..................................... 43
Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100% .......................... 47
Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por
categoría de impacto ................................................................................................................... 49
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por
categoría de impacto ................................................................................................................... 49
Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por fase 50
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por fase 50
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Estructura organizativa del proyecto ....................................................................... 9
Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV ...................................................................................... 12
Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones ............................................................................... 14
Ilustración 4: Escenarios en estudio ............................................................................................ 15
Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles .......................................................................... 17
Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel ...................................................... 18
Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol ........................................................... 19
Ilustración 8: Evaluación de la fase agrícola ............................................................................... 21
Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la palma aceitera ............................................... 23
Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín) ........................ 24
Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque) .................... 24
Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña. ..................................................................... 25
Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo ............................................................... 26
Ilustración 14: Composición de los RFF de palma ...................................................................... 27
Ilustración 15: Composición de la SJS ........................................................................................ 28
Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel ............................. 32
Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol .................................. 33
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100 ...................... 41
Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8 .............................. 41
Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para
los biocombustibles B100 y E100 ............................................................................................... 44
Ilustración 21: Deuda de carbono ............................................................................................... 47
Ilustración 22: Eco Indicator 99 ................................................................................................... 48
Ilustración 23: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 - EI 99 ........................ 51
Ilustración 24: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 - EI 99 ............................. 51
Ilustración 25: Relación entre el EI99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100% ... 52
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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ACRÓNIMOS, SIGLAS Y SÍMBOLOS ACV Análisis de Ciclo de Vida AGB Materia orgánica sobre el nivel del suelo B Boro B5 Biodiesel al 5% mezclado con diesel B100 Biodiesel al 100% BGB Materia orgánica bajo el nivel del suelo CA Caña de Azúcar CH4 Metano COSUDE Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación CO2 Dióxido de carbono DOM Materia Orgánica Muerta E7.8 Etanol al 7.8% mezclado con gasolina E100 Etanol al 100% ECPT Ecosystem ‘Carbon Payback Time’ EICV Evaluación del Inventario de Ciclo de Vida EMPA Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de Materiales FREDEPALMA Federación de Palmicultores de San Martín GEI Gases de Efecto Invernadero INIA Instituto Nacional de Investigación Agraria
IPCC Panel Intergubernamental de Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change)
ISO International Organization for Standardization KCl Cloruro de potasio LUC Land use change o cambio de uso de suelos Mg Sulfato de magnesio o kieserita MINAG Ministerio de Agricultura MINAM Ministerio del Ambiente MINEM Ministerio de Energía y Minas N2O Óxido nitroso PRODUCE Ministerio de la Producción PUCP Pontificia Universidad Católica del Perú RFF Racimos de Fruta Fresca RPCV Red Peruana de Ciclo de Vida SC Contenido de Carbono en el Suelo SDA United States Department of Agriculture SEIN Sistema Eléctrico Interconectado Nacional SJS Semillas de Jatropha Secas SNV Netherlands Development Organisation tkm Tonelada por kilómetro recorrido Ton d.m. Tonelada de material seca (Ton dry matter) UNALM Universidad Nacional Agraria La Molina
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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ANTECEDENTES
El estudio fue planteado por la Red Peruana de Ciclo de Vida (RPCV) de la Pontificia
Universidad Católica de Perú (PUCP) y la Fundación SWISSCONTACT y es financiado por la
Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y la PUCP a través del concurso
LUCET.
El informe tiene como objetivo realizar el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que permita comparar
los biocombustibles (biodiesel y etanol) con los combustibles fósiles (diesel, gasolina de 84
octanos, gasolina de 97 octanos y el gas natural).
La Fundación SWISSCONTACT y el Instituto Federal Suizo de Investigación y Prueba de
Materiales (EMPA) darán a los resultados de este estudio la difusión y aplicación que
consideren oportuna de modo tal que sirva como herramienta para la toma de decisiones,
especialmente en cuanto a políticas gubernamentales. Las partes interesadas en este estudio
de ACV, como el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), el Ministerio de Agricultura (MINAG),
el Ministerio de Producción (PRODUCE) y el Ministerio del Ambiente (MINAM), recibirán
asimismo los resultados. Por su parte, la RPCV – PUCP pretende publicar los resultados
obtenidos en revistas científicas de difusión internacional y en congresos nacionales e
internacionales para audiencias tales como centros de investigación y centros estudiantiles.
ESTRUCTURA DEL PROYECTO
El estudio cuenta con la participación de representantes de instituciones reconocidas como
EMPA, PUCP, Ministerios del Perú y SWISSCONTACT. La Ilustración 1 muestra la estructura
organizativa del estudio.
Ilustración 1: Estructura organizativa del proyecto
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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DEFINICIÓN DE LOS CULTIVOS
A solicitud de los sectores del gobierno involucrados en el estudio se estableció trabajar con los
biocombustibles obtenidos a partir de palma aceitera, jatropha, caña de azúcar y sorgo dulce.
La palma aceitera y la caña de azúcar son cultivos con una amplia trayectoria en el país, en
tanto que la jatropha y el sorgo dulce son cultivos que vienen tomando notoriedad y que
representan oportunidades y ventajas adicionales para la obtención de biocombustibles.
SECCIÓN I DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y ALCANCE
1. OBJETIVO DEL ESTUDIO
El estudio tiene como objetivo evaluar y cuantificar los impactos ambientales de los
biocombustibles producidos en Perú usando el ACV como herramienta de gestión y técnica que
permitirá la toma de decisiones para políticas gubernamentales y sectoriales.
Los objetivos específicos son:
- Realizar una evaluación de los impactos ambientales de los biocombustibles en todo el
ciclo de vida.
- Identificar la alternativa de menor impacto ambiental entre las alternativas evaluadas
con el ACV comparativo.
- Identificar y evaluar las oportunidades para reducir los impactos ambientales y las
emisiones de GEI generados a lo largo del ciclo de vida y mejorar la cadena de valor.
- Analizar los impactos ambientales y las emisiones de GEI de los biocombustibles
presentados en comparación con los combustibles fósiles.
- Crear y fortalecer la capacidad local que permita evaluar los impactos ambientales
utilizando el ACV como herramienta de gestión en la toma de decisiones.
El estudio de ACV se realizó según una metodología normalizada, siguiendo para ello la serie
de normas internacionales ISO 14040 para la Gestión Ambiental.
Los resultados del ACV realizado servirán como herramienta que sustente técnicamente la
toma de decisiones por parte del MINAM, PRODUCE, MINEM y MINAG, así como para otras
entidades, en relación a las distintas políticas y medidas relacionadas con la promoción y uso
de los combustibles alternativos.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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1.1 Planteamiento
De acuerdo con los objetivos planteados, las preguntas que este proyecto pretende responder
son las siguientes:
- ¿Cuál es el impacto ambiental total de los combustibles y biocombustibles a lo largo del
ciclo de vida? ¿Qué tanto contribuye la combustión de los mismos al impacto ambiental
total?
- ¿Son mayores o menores que los impactos ambientales y las emisiones de GEI de los
combustibles fósiles?
- ¿Cómo están distribuidos y cuán elevados son los impactos ambientales al producir
biocombustibles?
- ¿Cuáles son los factores que inciden al impacto en el ambiente? ¿Existen posibilidades de
reducirlos?
1.2 Preguntas que el estudio no podrá responder
La metodología del ACV permite una comparación general entre los sistemas desde el punto
de vista ambiental y bajo la observación de la cadena general de producción, uso y disposición.
Sin embargo, el presente estudio no responde las siguientes preguntas:
- ¿Cuál es el impacto social y/o económico de los biocombustibles?
- ¿Cuáles serán las consecuencias futuras si se diera un cambio hacia el uso de los
biocombustibles?
- ¿Cuál será el impacto de los futuros desarrollos en el sector de los biocombustibles?
- ¿Cuáles son los impactos indirectos de la producción de biocombustibles?
Los resultados obtenidos se basan en la información evaluada y no es posible inferir
consecuencias futuras adicionales.
1.3 Método del Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
El ACV es una metodología que permite registrar y evaluar los efectos ambientales de las
actividades humanas al producir un producto o servicio desde la extracción y adquisición de la
materia prima, la producción y consumo de energía, hasta la disposición final.
Los resultados del ACV son útiles para:
- Contar con un apoyo para la toma de decisiones.
- Registrar los principales impactos ambientales.
- Analizar los potenciales de optimización dentro de la planificación estratégica
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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- Investigar los factores que brindan una mayor contribución a los impactos ambientales.
- Evaluar las regulaciones.
De acuerdo a la norma internacional ISO 14040, un ACV es un ciclo interactivo de
conocimiento y optimización que comprende las siguientes etapas:
- Determinar el objetivo y alcance del proyecto definiendo el sistema objetivo y las
condiciones, así como el campo de aplicación del estudio.
- Realizar el inventario de ciclo de vida abarcando los distintos flujos de entrada y salida
para los distintos procesos mediante la elaboración de un modelo del ciclo de vida del
producto.
- Determinar los impactos ambientales de manera tal que se entienda la relevancia
ambiental de todos los flujos descritos en el modelo.
- Interpretar los impactos ambientales.
En la Ilustración 2 se observa la interacción de las distintas etapas mencionadas previamente y
se incluyen además las aplicaciones directas de los resultados del análisis.
Ilustración 2: Marco de trabajo del ACV
Fuente: ISO 14040 (2006)
Interpretación
Objetivo y alcance
Análisis del inventario
Análisis del impacto
Marco de trabajo del análisis de ciclo de vida
Aplicaciones directas:
•Desarrollo y mejora de productos
•Planeamientoestratégico
•Desarrollo de políticaspúblicas
•Marketing
•Otros
Interpretación
Objetivo y alcance
Análisis del inventario
Análisis del impacto
Marco de trabajo del análisis de ciclo de vida
Aplicaciones directas:
•Desarrollo y mejora de productos
•Planeamientoestratégico
•Desarrollo de políticaspúblicas
•Marketing
•Otros
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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2. ALCANCE DEL ESTUDIO
2.1 Unidad funcional
El presente ACV se enfoca en el uso de los combustibles para el transporte terrestre de
pasajeros en vehículos. Todos los sistemas estudiados cumplen la función de servir de
combustible para vehículos de pasajeros de modo tal que se pueda recorrer un mismo número
de kilómetros.
La unidad funcional debe ser una medida que permita comparar la cantidad de producto
necesario para realizar una misma función, proporcionando una referencia para normalizar las
entradas y salidas del sistema. En este estudio se utilizará como unidad funcional un kilómetro
recorrido en un vehículo de pasajeros.
2.2 Sistemas a comparar
Los cultivos estudiados son, palma aceitera y jatropha para la obtención del biodiesel y, caña
de azúcar y sorgo dulce para la obtención del bioetanol.
Según las características y requerimientos de los cultivos mencionados se han seleccionado
tres regiones para su estudio: en la zona de San Martín, ubicada en la Amazonía peruana, una
zona ecológica denominada selva tropical; y en las zonas de Piura y Lambayeque, ubicadas en
la costa norte del país, una zona ecológica denominada desierto tropical. La ubicación
geográfica se muestra en la Ilustración 3. Las locaciones mencionadas fueron elegidas debido
a su representatividad, dada la envergadura de los proyectos y plantaciones que se llevan a
cabo en estas regiones.
En la costa norte del país se ha considerado el cultivo en terrenos eriazos sin cobertura como
se muestra en la
Ilustración 4. De acuerdo al IPCC (2006), el contenido de carbono del suelo es de 35 toneladas
por hectárea.
En la región San Martín, se ha realizado una diferenciación de acuerdo al tipo de suelo
utilizado, considerando bosque primario o bosque secundario (purma de 15 años) para poder
diferenciar las emisiones por cambio de uso de suelo en cada uno de estos escenarios, tal
como se muestra en la
Ilustración 4.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 3: Ubicación de las plantaciones
• Bosque maduro o primario: Ecosistema boscoso con vegetación original,
caracterizado por la abundancia de árboles maduros de especies del dosel superior o
dominante, que ha evolucionado de manera natural y que ha sido poco perturbado por
actividades humanas o causas naturales (OIMT, 2002; Ley Forestal y de Fauna
Silvestre, S.S. N° 27308). En el estudio se han considerado los bosques maduros con
un contenido total de 241 toneladas de carbono por hectárea, incluyendo tanto el
contenido de carbono de la biomasa como el del suelo, según el estudio realizado por
Alegre et al (2001) en la Amazonía Peruana.
• Bosque secundario (Purma): Ecosistema de vegetación boscosa que ha vuelto a
crecer en tierra donde la cobertura boscosa original fue en su mayor parte desmontada
con menos del 10% de la cobertura boscosa original. Los bosques secundarios por lo
general se desarrollan naturalmente en tierras abandonadas después de cultivos
migratorios, el asentamiento de agricultura o tierras forestales degradadas, o después
del fracaso de plantaciones de árboles.
La Ley Forestal lo define: “Vegetación leñosa de sucesión secundaria que se desarrolla
sobre tierras cuya vegetación original fue destruida por actividades humanas. El grado
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
15
de recuperación dependerá mayormente de la duración e intensidad del uso anterior
por cultivos agrícolas o pastos, así como de la proximidad de fuentes de semillas para
re colonizar el área disturbada.” (Ley N° 27308). En este estudio se consideran
bosques secundarios de 15 años de edad.
Ilustración 4: Escenarios en estudio
Adicionalmente al estudio de los biocombustibles, se analizaron 4 combustibles fósiles como
sistemas de referencia: Diesel, Gasolina de 84 octanos, Gasolina de 97 octanos y Gas Natural.
A continuación se describen los 7 sistemas específicos estudiados (cada uno evaluado al 100%
y en la mezcla correspondiente con diesel o gasolina, de 5% ó 7.8% respectivamente), así
como los 4 sistemas de referencia.
• Sistema 1: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera
cultivada en bosque primario.
(a) Sistema 1a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 1b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 2: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Palma Aceitera
cultivada en bosque secundario (purma).
(a) Sistema 2a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 2b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 3: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en
bosque primario.
(a) Sistema 3a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 3b: Mezcla con diesel al 5%.
Bosque primario Bosque secundario (Purma)
Terrenos eriazos
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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• Sistema 4: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en
bosque secundario (purma).
(a) Sistema 4a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 4b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 5: Producción y uso de biodiesel obtenido de la Jatropha cultivada en la
costa.
(a) Sistema 5a: Biodiesel al 100%.
(b) Sistema 5b: Mezcla con diesel al 5%.
• Sistema 6: Producción y uso de etanol obtenido de la Caña de Azúcar.
(a) Sistema 6a: Etanol al 100%.
(b) Sistema 6b: Mezcla con gasolina al 7.8%.
• Sistema 7: Producción y uso de etanol obtenido del Sorgo Dulce.
(a) Sistema 7a: Etanol al 100%.
(b) Sistema 7b: Mezcla con gasolina al 7.8%.
• Sistema 8: Producción y uso del diesel.
• Sistema 9: Producción y uso de gasolina de octanaje 97.
• Sistema 10: Producción y uso de gasolina de octanaje 84.
• Sistema 11: Producción y uso del gas natural vehicular.
En la Ilustración 5 se muestra estructuradamente los sistemas de biocombustibles y sus
respectivas mezclas.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Biodiesel
Bosque primario
Jatropha
Palma aceitera
Purma
San Martín
B100
B5
B100
B5
Bosque primario
Purma
San Martín
B100
B5
B100
B5
Terrenos eriazosLambayeque
B100
B5
Etanol
Sorgo dulce
Terrenos eriazosPiura
E100
E7.8
Terrenos eriazosLambayeque
E100
E7.8
Caña de azúcar
Combustibles fósiles
Gasolina 97 octanos
Diesel
Gasolina 84 octanos
Gas Natural 11
10
9
8
7b
7a
6b
6a
5b
5a
4b
4a
3b
3a
2b
2a
1b
1a
SistemaMezclaEcozonaRegiónCultivoCombustible
Ilustración 5: Sistemas de los Biocombustibles
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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2.3 Límites de los sistemas
Los límites de los sistemas definen los procesos unitarios incluidos en el análisis, las cargas
ambientales a ser estudiadas, así como el nivel de detalle. Se analizó el sistema considerando
los impactos desde el cultivo de la biomasa hasta su uso energético en el sector transportes, es
decir, un estudio Cradle to Grave (desde la cuna a la tumba).
Para la obtención del biodiesel se incluyen: la fase agrícola, el proceso de extracción del aceite,
su conversión a biodiesel, los transportes respectivos y, finalmente, su uso como fuente de
energía para recorrer un kilómetro en un automóvil.
Para la obtención del etanol se considera la fase agrícola, la fermentación, la destilación y su
uso energético.
En relación a la etapa agrícola, se incluyen dentro del sistema el uso e impacto de los
plaguicidas y fertilizantes aplicados, así como el impacto directo debido al uso y cambio de uso
del suelo. Respecto a la etapa de extracción de aceite y producción de biodiesel y etanol, se
considera la generación de energía, la infraestructura, el uso de aditivos químicos y sus
emisiones. Para la etapa de uso energético, se consideran las emisiones generadas por el
consumo del biocombustible y los impactos debidos a la producción y uso de un automóvil
estándar. Los límites generales se pueden observar en la Ilustración 6 y la Ilustración 7.
Ilustración 6: Límites de los sistemas basados en biodiesel
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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Ilustración 7: Límites de los sistemas basados en etanol
- Límites geográficos: El ACV desarrollado se limita a la producción y uso de
biocombustibles en el Perú. Sin embargo, no necesariamente todas las etapas de los
ciclos de vida respectivos deben limitarse a este ámbito geográfico. Se han incluido
aquellos procesos que forman parte del ciclo de vida aunque se desarrollen fuera del
territorio nacional, analizándolos en su ubicación representativa.
Para las operaciones en el interior del país se usaron datos nacionales y originales de
los procesos reales, los que se complementaron con información secundaria. Para
aquellos procesos que ocurren fuera del país se han utilizado datos obtenidos de
publicaciones científicas o datos medios en la respectiva industria.
- Límites temporales: El horizonte temporal considerado es el del periodo comprendido
entre los años 2007 y 2009. Sin embargo, en algunos casos se ha utilizado
información más antigua. De otro lado, no se puede evitar que los procesos
comparados se encuentren en diferentes estados de desarrollo tecnológico, no
obstante para evitar fallas en la interpretación se ha documentado el estado y uso de la
tecnología para cada proceso.
- Límite con la naturaleza: En las etapas relacionadas con el cultivo y cosecha de
biomasa, para este estudio, el suelo productivo queda excluido del sistema. Esto
debido a que no es considerado parte del sistema productivo, sino parte del medio
ambiente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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2.4 Datos necesarios y requisitos de los mismos
Los datos fueron colectados de las instalaciones productivas vinculadas a los procesos
específicos. Se seleccionaron los procesos cuya contribución a los flujos de masa y energía,
así como cuyas emisiones, han sido relevantes.
Para la obtención de los datos se visitaron empresas, institutos, universidades y asociaciones
nacionales relacionadas con la producción de biocombustibles; para el presente informe estos
datos han servido para validar la información recopilada a partir de la bibliografía revisada.
Para los procesos en los cuales no se consiguieron datos de fuentes primarias, se ha recurrido
a datos de fuentes secundarias. Por otro lado, el estudio de datos publicados en procesos
similares a los del presente estudio ha permitido realizar la validación de los datos primarios
recopilados.
2.5 Herramienta Informática utilizada
El estudio se ha realizado usando el programa de cómputo SIMAPRO 7.1, una herramienta
informática comercial desarrollada por Pré Consultants para el ACV, este programa analiza y
compara sistemática y consistentemente los aspectos ambientales de un producto según la
norma ISO 14040. El programa SIMAPRO ha sido usado, desde su primera versión en 1990,
por empresas, consultoras, centros de estudio y de investigación.
SIMAPRO 7.1 incluye todo el juego de datos ECOINVENT, la cual cuenta con información de
más de 4,000 procesos. Esta base de datos es el resultado de un gran esfuerzo por parte de
institutos suizos para actualizar e integrar las bases de datos ampliamente conocidas ETH-ESU
96, BUWAL250, así como varias otras. Esta base de datos cuenta con una muy buena
documentación y especificación de los datos inciertos. En el presente estudio se ha aplicado el
ECOINVENT para modelar los procesos comunes tales como transportes y productos químicos
básicos, así como una base que se ha adaptado a la realidad peruana para los procesos
restantes.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
21
SECCIÓN II INVENTARIO
1. FASE AGRÍCOLA
1.1 Descripción de los cultivos
Los cultivos estudiados fueron la palma aceitera, la Jatropha Curcas, la caña de azúcar y el
sorgo dulce. La
Tabla 1 muestra el rendimiento anual por hectárea y la vida útil de cada uno de estos productos
agrícolas, así como las especificaciones de estos cultivos.
Tabla 1: Caracterización de los cultivos
Parámetro Unidad Palma Aceitera
Jatropha Curcas
Caña de azúcar
Sorgo dulce
Carbono en la biomasa tC/ha 64 28 0 0 Producto - RFF SJS Caña Sorgo Rendimiento t/ha año 19* 6** 110*** 260*** Vida útil meses 360 480 78 6
Fuentes: *Ramirez 2008; *Ocroposma 2008; **Grupo Tello 2009; *** Empresa Monder (Jaime
Gianella 2009)
1.2 Límites en la fase agrícola
El análisis de la fase agrícola incluye la producción, transporte y uso de materia prima, energía
e infraestructura, así como las emisiones generadas al aire, agua y suelo, como se aprecia en
la Ilustración 8.
Ilustración 8: Evaluación de la fase agrícola
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
22
1.3 Cuantificación de las emisiones por cambio de uso de suelos
El uso de suelos en el sector agro forestal es una de las fuentes principales de emisiones de
gases de efecto invernadero, siendo los principales el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el
metano. Aproximadamente el 30% de todas las emisiones antropogénicas de GEI entre 1989 y
1998 se debieron a actividades relacionadas al uso de suelos. Dos tercios de las mismas se
deben a cambios en el uso de los suelos (Fasit, 2009).
En la
Tabla 2 se presenta un resumen con los cambios de uso de suelo evaluados, considerando el
uso de suelo antes y después de la siembra de cultivos agro-energéticos.
Tabla 2: Cambio de uso de suelos por sistema
Fuente: Alegre, IPCC
El período de descuento para estas emisiones es de 20 años, estándar definido por el IPCC, y
el factor de conversión de carbono a dióxido de carbono es de 44/12. Además, para poder
comparar las emisiones en base a la unidad funcional, éstas se dividen entre el rendimiento
anual por hectárea para cada cultivo. Los cálculos se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Emisiones de carbono por cambio de uso de suelos
Sistema t C/ha t CO2/ha t CO2/ha año t/ha año t CO2/t producto
(a) (b)=(a)x 44/12 (c)=(b)/20 (d) (e)=(c)/(d)
S1 70.8 259.7 13.0 19.0 0.7
S2 10.5 38.5 1.9 19 0.1
S3 104.4 382.9 19.1 6.0 3.2
S4 46.4 170.3 8.5 6 1.4
S5 -41.8 -153.2 -7.7 6.0 -1.3
S6 13.9 50.9 2.5 110.0 0.0
S7 13.9 50.9 2.5 260.0 0.0
Sistema Antes Después Escenario tC/ha Cultivo tC/ha
S1 Bosque primario 241 Palma 170
S2 Bosque secundario (15 años) 172 Palma 162
S3 Bosque primario 241 Jatropha 137
S4 Bosque secundario (15 años) 172 Jatropha 126
S5 Terrenos eriazos 35 Jatropha 77
S6 Terrenos eriazos 35 Caña 21
S7 Terrenos eriazos 35 Sorgo 21
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
23
1.4 Inventario del la fase agrícola de la Palma Aceitera
El inventario final para la obtención de un Kg de racimos de fruto fresco de palma aceitera
(RFF) se muestra en la Ilustración 9, en éste se detallan las entradas y salidas al sistema, tales
como los transportes requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas
aplicados y sus respectivas emisiones al agua, aire y suelo.
Es importante señalar que el CO2 liberado por el cambio de uso de suelo varía dependiendo del
escenario, tal como se muestra en la Tabla 3.
Ilustración 9: Inventario de la fase agrícola de la palma aceitera
1.5 Inventario de la fase agrícola de la Jatropha Curcas
En la Ilustración 10 e Ilustración 11 se presentan los inventarios finales de la fase agrícola por
semilla de jatropha seca para la Amazonía y la costa norte respectivamente. Es importante
señalar que el CO2 liberado por cambio de uso de suelo varía dependiendo del escenario como
se puede observar en la Tabla 3.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
24
Ilustración 10: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (San Martín)
Ilustración 11: Inventario de Fase agrícola de la Jatropha Curcas (Lambayeque)
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
25
1.6 Inventario de la fase agrícola de la Caña de Azúcar
En la Ilustración 12 se presenta el inventario de la fase agrícola de la caña de azúcar, los
valores están reportados por kg de caña de azúcar.
Ilustración 12: Inventario fase agrícola de la caña.
1.7 Inventario de la fase agrícola del Sorgo
El inventario final para la obtención de un Kg de tallo de sorgo dulce se muestra en la
Ilustración 13. Aquí se detallan las entradas y salidas al sistema, tales como los transportes
requeridos para importar los insumos, los fertilizantes y plaguicidas aplicados y sus respectivas
emisiones al agua, aire y suelo.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
26
Ilustración 13: Inventario de la fase agrícola del sorgo
2. PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL
2.1 Extracción del aceite de palma aceitera
Por cada Kg de RFF se generan 0.2 Kg de aceite de palma y 0.02 Kg de aceite de palmiste y
0.03 Kg de torta de palmiste (Ramírez, 2008) como se puede apreciar en la Ilustración 14.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
27
Ilustración 14: Composición de los RFF de palma
Fuente: Ramírez, 2009
Al modelar el proceso se ha considerado el transporte de los insumos según las distancias de
la importación y el traslado del puerto del Callao a la Región San Martín. Así mismo, se ha
considerado un transporte de 25 kilómetros en camión para el traslado de los RFF a la planta
de extracción de aceite.
Pre tratamiento del aceite de palma
Dada la acidez del aceite de palma, es necesario que este cultivo pase por un pre tratamiento
antes de la tranesterificación para su transformación en biodiesel. El rendimiento de este
proceso es de 0.94 Kg de aceite de palma tratado por Kg de aceite crudo de palma y se
requiere 0.00444 Kg de soda cáustica por Kg de aceite tratado según los datos del Estudio de
Impacto Ambiental (EIA) de la empresa Heaven Petroleum Operators (HPO) (Ecolab, 2008).
2.2 Extracción del aceite de Jatropha
En la Ilustración 15 se muestra la composición de la SJS. Por cada Kg de SJS se obtiene
0.27Kg de aceite y 0.29Kg de torta de jatropha. Se considera una eficiencia de extracción del
98%, para un contenido total de 50% de grasa en la almendra (INIA – Romero, 2008).
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
28
Ilustración 15: Composición de la SJS
Fuente: INIA - Romero, 2008
2.3 Transesterificación
En esta etapa se lleva a cabo el proceso de transesterificación, donde los triglicéridos de los
aceites reaccionan con el metanol en presencia del metilato de sodio para formar el biodiesel y
la glicerina. De acuerdo a Ecolab (2008) el rendimiento de la conversión del aceite vegetal a
biodiesel es de 95%, lo cual está dentro del rango propuesto por Ramírez (2008) que considera
entre 92% y 98%. Los insumos utilizados y emisiones se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4: Insumos y emisiones para la producción de B100
Fuente: Ecolab, 2008
Insumos Energía eléctrica 2.57E-07 KWh / Kg B100
Metanol 2.26E-01 Kg / Kg B100
Soda cáustica 5.24E-03 Kg / Kg B100
Agua de enfriamiento 3.85E-03 Kg / Kg B100
Emisiones Residuos sólidos domésticos 4.49E-05 Kg / Kg B100
Residuos sólidos industriales 8.60E-04 Kg / Kg B100
Partículas 5.12E-06 Kg / Kg B100
SO2 4.74E-06 Kg / Kg B100
CO 1.56E-05 Kg / Kg B100
NOx 7.17E-05 Kg / Kg B100
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
29
3. PRODUCCIÓN DEL ETANOL
El proceso de obtención del etanol incluye tanto la fermentación como la destilación de la caña
o el sorgo para la producción de etanol. En el presente estudio se ha considerado que el
objetivo principal es la producción de etanol y que ésta se realiza a partir del jugo de la caña o
el sorgo, no de la melaza o miel que se obtiene luego de la producción de azúcar.
De acuerdo a Ramírez (2008) el rendimiento de la conversión de la caña de azúcar en etanol
es de 6.34%, mientras que según Ocroposma (2008) el rendimiento de la conversión del sorgo
en etanol es de 6.4%.
4. USO ENERGÉTICO DE LOS COMBUSTIBLES
Para la fase final, que evaluó el uso energético de los combustibles, se han considerado tanto
las emisiones por combustión como la carga ambiental del automóvil utilizado y las emisiones
generadas debido al mantenimiento del mismo.
El automóvil estándar utilizado es el Euro 3 promedio en la unión europea adaptado a Perú
definido en ECOINVENT (2008). La vida útil definida para dicho automóvil es de 300 000 km
recorridos.
Se han considerado los consumos por cada tipo de combustible utilizados para recorrer un
kilómetro, tal como se muestra en la Tabla 5.
Tabla 5: Consumo por tipo de combustible para recorrer 1 km
Combustible MJ/kg MJ/km kg/km
Biodiesel 37.2 2.374 0.064
B5 42.5 2.374 0.056
Etanol 26.8 2.564 0.096
E5 41.7 2.564 0.061
Diesel 42.8 2.374 0.055
Gasolina 42.5 2.564 0.060
Gas natural 48.0 2.564 0.053
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
30
SECCIÓN III RESULTADOS
1. CAMBIO CLIMÁTICO
Según el IPCC el cambio climático se define como una modificación identificable y persistente
del estado del clima por variabilidad natural o por efecto de la actividad humana. Actualmente
se usa este término para referirse al acelerado calentamiento que se viene produciendo en la
superficie terrestre como resultado de una mayor acumulación de GEI, de acuerdo a lo citado
por Vargas (2009).
Vargas (2009) explica que el efecto invernadero es un fenómeno a través del cual
determinados gases retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado
debido a la radiación solar, garantizando una temperatura promedio global adecuada para vivir.
Según el IPAM (2005), el fenómeno de calentamiento global es una realidad con señales
manifestadas en huracanes, retroceso de glaciares y sequías en la Amazonía. Según los ratios
actuales de emisiones, para el 2100 la temperatura promedio se incrementará entre 4 y 7°C,
con consecuencias sociales y ambientales catastróficas, incluyendo el incremento del nivel del
mar, inundación de ciudades costeras y transformación de ecosistemas a gran escala.
Durante los últimos años se ha venido desarrollando el proceso de deglaciación, generando
impactos negativos como un menor abastecimiento de agua para el campo y las ciudades, así
como limitaciones en la generación de hidroelectricidad. Otros de los impactos del cambio
climático en el Perú, según Reyes (2009) es el incremento de la temperatura hasta en 5.8ºC,
además de la elevación del nivel del mar, los fenómenos climáticos exacerbados (El Niño),
avance de la desertificación, afectación de la biodiversidad, intensificación de vectores de
enfermedades, desarticulación de ciclos agrícolas, aumento de migraciones forzadas,
intensificación de condiciones de pobreza y conflictos sociales.
2. DEFORESTACIÓN
Sohngen et al (2006) citan que la deforestación tropical contribuye a las emisiones del carbono
almacenado en la vegetación y suelos hacia la atmósfera. Esta equivale entre el 20% y el 29%
de las emisiones antropogénicas globales de GEI (IPAM, 2005; Sohngen et al, 2006;
Naughton-Treves, 2004). En el caso de Perú, las emisiones de GEI en CO2 equivalente por
cambio de uso de la tierra y silvicultura representan el 41.7% del total nacional de emisiones y
captura de GEI de acuerdo a la Primera Comunicación Nacional del Perú a la Convención de
Naciones Unidas sobre Cambio Climático (Iturregui, 2001).
El IPAM (2005) afirma que existe un consenso internacional en cuanto a la necesidad de crear
incentivos para prevenir la deforestación en los países tropicales, de manera tal que los países
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
31
desarrollados deberán compensar a aquellos países que controlan la deforestación. Según
Naughton-Treves (2004) el Perú es el segundo país en extensiones de bosque tropical de
tierras bajas intactas luego de Brasil.
Según Naughton-Treves (2004) la incertidumbre respecto al rol de la Amazonía como una
fuente o sumidero de carbono refleja la limitada información sobre biomasa forestal y ratios de
absorción de carbono. Si bien existe consenso en cuanto a la necesidad de un incentivo para
prevenir la deforestación en los países tropicales y que los países desarrollados deben
compensar a aquellos países que controlan la deforestación, Naughton Treves (2004) hace
referencia que la conservación de bosques tropicales como estrategia de mitigación del cambio
climático es un asunto altamente político pues este enfoque podría desviar la atención de la
causa raíz, es decir, las emisiones de GEI por combustión de combustibles fósiles en los
países desarrollados.
De acuerdo a Chambi (2001) la creación de mecanismos internacionales (como el MDL) para
que diversos países puedan comprar y vender servicios de absorción de CO2 permite a los
mismos tener una fuente potencial importante de financiamiento para proteger los bosques de
América Latina a la vez que responden a la preocupación global por el deterioro del ambiente.
Según Smith et al (1997) la destrucción de bosques primarios conlleva a la expansión de
bosques secundarios. Esto ha generado iniciativas que inducen a incrementar su valor para
agricultores y ganaderos de tal forma que se conserven estos bosques indefinidamente pues
éstos son capaces de proveer algunos de los servicios económicos y ambientales que brindan
los bosques primarios, acumulando biomasa rápidamente durante los primeros 20 a 30 años.
Las regiones de tierras bajas húmedas tropicales de América Latina son la eco-región más
extensa en términos de cobertura boscosa y donde se concentra la deforestación actual,
fenómeno que usualmente implica la conversión de bosque primario principalmente por
pequeños agricultores para fines agropecuarios, menciona Smith et al (1997).
Las emisiones dependen del ratio de deforestación y de las variaciones del carbono
almacenado por hectárea luego de la deforestación (que dependen del uso del suelo, región,
ecosistema y uso de la biomasa extraída). La quema emite el carbono inmediatamente
mientras que la descomposición de la materia orgánica puede tardarse hasta 100 años
(Sohngen, 2006).
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
32
3. VINCULACIÓN DE LOS DATOS CON LA UNIDAD FUNCIONAL
Para el desarrollo de este estudio se ha definido, de acuerdo al valor propuesto por los reportes
de ECOINVENT, 2007, que para la obtención de un MJ se requieren 0.0269 Kg de biodiesel
obtenido a partir de aceites de cultivos oleaginosos o 0.0373 Kg de etanol anhidro de 99.7°. De
acuerdo a los rendimientos en cada etapa y considerando una pérdida del 0.05%, definida por
los reportes de ECOINVENT, en el transporte del biocombustibles a la estación de servicio se
obtienen las cantidades requeridas de los recursos para recorrer 1 Km., tal como se muestra
en la Ilustración 16 y en la Ilustración 17.
Ilustración 16: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Biodiesel
Como se puede apreciar, la cantidad necesaria de biodiesel para la obtención de 1 Km. es la
misma para ambos cultivos; esto se debe a que el rendimiento en la etapa de transporte es el
mismo. La diferencia se da en la extracción de aceite debido a que el contenido de éste es
diferente para cada cultivo, adicionalmente la palma aceitera requiere de un proceso adicional
en la etapa de transesterificación a fin de disminuir su acidez.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
33
Ilustración 17: Vinculación de los datos con la unidad funcional – Etanol
En el caso del etanol, las cantidades necesarias de biocombustible para la obtención de 1 Km.
son las mismas, debido a que los rendimientos utilizados para las etapas de destilación y
transporte son iguales, tanto para los sistemas de producción a partir de la caña de azúcar
como para los de producción a partir del sorgo dulce.
4. ASIGNACIÓN DEL IMPACTO
En un ACV es importante considerar los productos derivados y asignarles el impacto ambiental
correspondiente. La asignación de dicho impacto consiste en definir el porcentaje de la carga
ambiental correspondiente a cada subproducto, lo que se realiza de acuerdo al valor
económico y al peso de los subproductos de acuerdo a la ecuación mostrada a continuación:
F = Pi x Wi ∑(Pi x Wi)
Donde: Pi: Precio del subproducto i Wi: Peso del subproducto i
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
34
Para los sistemas de biodiesel se utilizan los rendimientos mencionados en la Tabla 6 y los
precios por tonelada de producto mostrados en la Tabla 7. Luego de realizar los cálculos
respectivos para cada uno de los productos y subproductos en las distintas etapas de la
cadena de producción se obtiene el porcentaje de contribución a la carga ambiental de cada
uno, tal como se muestra en la
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
35
Tabla 8.
Tabla 6: Rendimientos de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto Rendimiento Referencia
Agrícola Palma Racimos de fruta 19.0 Ton/ha
Ramírez, 2008
Ocroposma, 2008
Jatropha Semilla seca 6.04 Ton/ha Grupo Tello, 2009
Extracción de
aceite
Palma Aceite de palma 0.20 Kg /Kg RFF Ramírez, 2008
Torta de palmiste 0.03 Kg /Kg RFF Ramírez, 2008
Aceite de palmiste 0.02 Kg/Kg RFF Ramírez, 2008
Jatropha Aceite de Jatropha 0.27 Kg/Kg SJS INIA-Romero, 2008
Torta de Jatropha 0.29 Kg/Kg SJS
Producción de
biodiesel
Palma B100 0.89 Kg/Kg Aceite Ecolab, 2008
Glicerina 0.10 Kg/Kg Aceite
Jatropha B100 0.95 Kg/Kg Aceite Ecolab, 2008
Glicerina 0.10 Kg/Kg Aceite
Tabla 7: Precios de los subproductos en la cadena del biodiesel
Fase Cultivo Producto USD/Ton Referencia
Agrícola Palma Racimos de fruta $ 90.00 Palmas del Espino, 2007
Jatropha Semilla seca $ 200.001 Grupo Tello, 2009
Extracción de aceite Palma Aceite de palma $ 800.00 Galván, 2008
Torta de palmiste $ 11.00 Ribeiro, 2007
Aceite de palmiste $ 636.00 Ramírez, 2008
Jatropha Aceite de Jatropha $ 760.00 INIA, 2008
Torta de Jatropha $ 50.00 INIA, 2008
Producción de biodiesel Palma y
Jatropha
B100 $ 850.00 Grupo Tello, 2009
Glicerina $ 650.00 Ribeiro, 2007
1 El precio de $200 por tonelada de SJS es sólo considerando una venta a nivel regional. En caso se comercializaran las semillas en Lima el precio oscilaría entre $100 y $130 por tonelada.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
36
Tabla 8: Asignación del impacto para los subproductos del biodiesel
Fase Cultivo Producto Factor
Agrícola Palma Racimos de fruta 100%
Jatropha Semilla seca 100%
Extracción de aceite Palma Aceite de palma 92.5%
Torta de palmiste 0.2%
Aceite de palmiste 7.3%
Jatropha Aceite de Jatropha 93.0%
Torta de Jatropha 7.0%
Producción de biodiesel Palma B100 92.1%
Glicerina 7.9%
Jatropha B100 92.6%
Glicerina 7.4%
Para los sistemas de etanol se consideran los factores de la Tabla 9. Como se puede apreciar,
a diferencia del caso del biodiesel, no ha habido una asignación de impacto a otros
subproductos; esto se debe a que la vinaza y el bagazo no tienen un valor comercial y se
aprovechan dentro del mismo sistema, siendo utilizados como fertilizante y en la cogeneración
de energía respectivamente.
Tabla 9: Asignación del impacto en la cadena de valor del etanol
Fase Producto Factor
Agrícola Caña 100%
Sorgo 100%
Producción de etanol E100 caña 100%
E100 sorgo 100%
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
37
5. EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL
5.1 Metodología IPCC
La metodología del IPCC cuantifica las emisiones de GEI a lo largo del ciclo de vida del
producto, por ello sólo ha considerado el impacto ambiental en la categoría de cambio climático.
La caracterización de los principales GEI, de acuerdo a la metodología IPCC presentada en la
base de datos de Ecoinvent (2008), se incluye en la Tabla 10.
Tabla 10: Caracterización de los GEI más representativos
Símbolo GEI kg CO2 eq /Kg.
CO2 Dióxido de carbono 1
CO Monóxido de carbono 1.57
N2O Óxido nitroso 298
CH4 Metano 25
Fuente: Ecoinvent, 2008
A continuación se presentan los resultados obtenidos al aplicar la evaluación de impacto
ambiental del IPCC para los distintos sistemas analizados. Los resultados por etapa y el total
en Kg. de CO2 equivalente, se presentan la Tabla 11, la
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
38
Tabla 13, la y la Tabla 14, donde se resalta en color verde aquellos sistemas con un menor
impacto que la alternativa fósil, sea diesel y gasolina de 97 octanos, respectivamente.
Las etapas consideradas son:
• Cambio de uso de suelos (LUC: Land Use Change): considera las emisiones
ocasionadas por cambiar el uso de suelo de los escenarios previos a cultivos agro-
energéticos.
• Fase agrícola: muestra las emisiones considerando la plantación y cosecha de los
cultivos agro-energéticos, así como el manejo agronómico implicado.
• Fase producción: implica la producción de los biocombustibles a partir de la biomasa,
así como todos los transportes asociados, hasta contar con el combustible en la
estación de servicio.
• Fase uso: considera las emisiones generadas durante la etapa del uso energético del
combustible e incluye las emisiones referidas a la producción y al mantenimiento del
vehículo, así como a la combustión directa del combustible.
Tabla 11: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100 por etapa
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Bos
que
prim
ario
Purm
a
15 a
ños
Cos
ta
Die
sel
1a 2a 3a 4a 5a 8
LUC 0.272 0.030 0.777 0.302 -0.269 -
F. agrícola 0.050 0.034 0.077 0.051 0.151 -
F. producción 0.038 0.039 0.033 0.034 0.033 0.03
F. uso 0.023 0.023 0.023 0.023 0.023 0.20
kg CO2 eq 0.38 0.13 0.91 0.41 -0.063 0.23
Tabla 12: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100 por etapa
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
6a 7a 9 10 11
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
39
LUC 0.035 0.000 - - -
F. agrícola 0.118 0.047 - - -
F. producción 0.029 0.024 0.04 0.04 0.02
F. uso 0.022 0.022 0.21 0.23 0.17
kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
40
Tabla 13: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5 por etapa
Palma B5 Jatropha B5
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Cos
ta
Die
sel
1b 2b 3b 4b 5b 8
LUC 0.012 0.001 0.034 0.013 -0.012 -
F. agrícola +
F. producción 0.031 0.030 0.032 0.030 0.035
0.03
F. uso 0.190 0.190 0.190 0.190 0.190 0.20
kg CO2 eq 0.23 0.22 0.26 0.22 0.21 0.23
Tabla 14: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8 por etapa
Cañ
a E7
.8
Sorg
o E7
.8
G97
G84
Gas
na
tura
l 6b 7b 9 10 11
LUC 0.003 0.001 - - -
F. agrícola +
F. producción 0.046 0.042
0.04 0.04 0.02
F. uso 0.212 0.212 0.21 0.23 0.17
kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19
En la Ilustración 19 se aprecian los resultados al evaluar los distintos sistemas utilizando la
metodología del IPCC. Se observa que el B100 de jatropha cultivada en bosque primario,
según esta metodología, tiene la mayor cantidad de emisiones en CO2 equivalente. De otro
lado, el sistema de Jatropha B100 en costa tiene un impacto positivo en el ambiente por la
captura de CO2 en la biomasa que representan estos cultivos perennes. Esto resalta la
importante participación de las emisiones por cambio de uso de suelos en los sistemas de
biodiesel, tanto positiva como negativamente.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
41
1a 2a 3a 4a 5a 6a 7a 8 9 10 11
kg C
O2
eq/k
mCambio de uso de suelos
Fase agrícola
Fase producción
Fase uso
0.38
0.13
0.91
0.41
-0.06
0.20
0.09
0.230.25 0.27
0.19
kg C
O2
eq /
km
0.23
0.22
0.26
0.23 0.21
0.26 0.26
0.23
0.250.27
0.19
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a D
iese
l 2
Gas
olin
a
97 o
ctan
os
Gas
olin
a 8
4 oc
tano
s G
as N
atur
al
Cambio de uso de suelos
Fase producción + agrícola
Fase uso
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a D
iese
l 2
Gas
olin
a
97 o
ctan
os
Gas
olin
a 8
4 oc
tano
s G
as N
atur
al
Ilustración 19: Emisiones de GEI por etapa en los combustibles B5 y E7.8
Ilustración 18: Emisiones de GEI por etapa para los combustibles B100 y E100
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
42
A continuación se presentan los resultados obtenidos por tipo de gas en kg de CO2 equivalente,
en la Tabla 15, Tabla 16. Cabe señalar que en la Tabla 18 se resaltan en color verde aquellos
sistemas con un menor impacto que su alternativa fósil, diesel y gasolina de 97 octanos,
respectivamente.
Tabla 15: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B100
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Purm
a
15 a
ños
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Cos
ta
Die
sel
CO2 fósil 0.071 0.071 0.083 0.083 0.173 0.219
CO2 LUC 0.272 0.031 0.777 0.299 -0.269 0.000
CO 0.007 0.000 0.011 0.000 0.001 0.001
N2O 0.020 0.018 0.021 0.017 0.018 0.002
CH4 0.012 0.005 0.017 0.005 0.013 0.004
Otros 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
kg CO2 eq 0.38 0.13 0.91 0.41 -0.063 0.23
Tabla 16: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E100
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
CO2 fósil 0.117 0.061 0.246 0.255 0.175
CO2 LUC 0.035 0.000 0.001 0.001 0.000
CO 0.023 0.000 0.002 0.003 0.001
N2O 0.006 0.027 0.001 0.001 0.000
CH4 0.021 0.003 0.005 0.004 0.008
Otros 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000
kg CO2 eq 0.20 0.092 0.25 0.27 0.19
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
43
Tabla 17: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas B5
Palma B5 Jatropha B5
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Cos
ta
Die
sel
CO2 fósil 0.212 0.212 0.212 0.212 0.216 0.219
CO2 LUC 0.012 0.001 0.034 0.013 -0.012 0.000
CO 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001
N2O 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002
CH4 0.004 0.004 0.005 0.004 0.004 0.004
kg CO2 eq 0.23 0.22 0.26 0.23 0.21 0.23
Tabla 18: Evaluación de las emisiones de GEI para los sistemas E7.8
Cañ
a E7
.8
Sorg
o E7
.8
G97
G84
Gas
na
tura
l CO2 fósil 0.248 0.245 0.246 0.255 0.175
CO2 LUC 0.003 0.001 0.001 0.001 0.000
CO 0.003 0.002 0.002 0.003 0.001
N2O 0.001 0.002 0.001 0.001 0.000
CH4 0.005 0.005 0.005 0.004 0.008
kg CO2 eq 0.26 0.26 0.25 0.27 0.19
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
44
0.7
0.1
3.2
1.4
-1.3
0.0 0.0
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a Kg C
O2
equi
vale
nte/
Kg p
rodu
cto
agríc
ola
5.1.1 Cambio de uso de suelos (LUC)
Las cantidades calculadas de emisiones de gases de efecto invernadero para cada uno de los
sistemas se muestran en la ilustración 20, en kg de CO2 equivalente por kg de productos
cosechados, según los cálculos mostrados en la Tabla 3. El sistema con mayores emisiones es
el de biodiesel de jatropha cultivada en bosques primarios, y aquél que tiene un impacto
positivo por capturar CO2 es el sistema de biodiesel de jatropha cultivada en la costa.
Ilustración 20: Emisiones en kg de CO2 por cambio de uso de suelos por kg de biomasa para los biocombustibles B100 y E100
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
45
5.1.2 Deuda de carbono
Según Searchinger et al (2008) muchos de los estudios previos relacionados a los impactos de
los biocombustibles sólo consideran las emisiones generadas durante la etapa agrícola y la
etapa de producción del combustible. De esta manera, consideraron que los combustibles agro-
energéticos, al capturar carbono de la atmósfera, pueden disminuir las emisiones de GEI en
relación a los combustibles fósiles. Sin embargo, la deforestación en que se incurre con los
cultivos energéticos, los que emiten a la atmósfera una gran parte del carbono almacenado
previamente en las plantas y suelos. En el presente estudio se han calculado los impactos
ambientales, incluyendo las emisiones por cambio de uso de suelos. Para el cálculo de la
deuda de carbono de los biocombustibles es necesario disgregar dichas emisiones.
De acuerdo a Fargione et al (2008) al transformar bosques primarios, secundarios o pastizales
para producir biocombustibles a partir de cultivos agro-energéticos se genera una deuda de
carbono, pues se emite más CO2 que las reducciones anuales de GEI que se obtienen al
desplazar combustibles fósiles. La fórmula, según Gibbs et al (2008), para calcular el tiempo de
pago de de dicha deuda de carbono (ECPT: Ecosystem ‘Carbon Payback Time’), definida como
la cantidad de años requeridos para que las emisiones evitadas por desplazar combustibles
fósiles compensen las pérdidas de carbono en los ecosistemas por cambio de uso de suelos,
es expresado por:
En la
ECPT = Cecosistema – Ccultivo energético
Emisiones ahorradas/ha/año
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
46
Tabla 19 se muestra la cantidad de kg equivalentes de CO2 que se dejan de emitir al
reemplazar los combustibles fósiles por biocombustibles (a), la deuda incurrida al realizar el
cambio de uso de suelos (d) y los años requeridos para pagar dicha deuda (e). Para calcular
las emisiones ahorradas (a) se obtienen las emisiones de GEI del B100 y E100 sin tomar en
cuenta las emisiones de CO2 por cambio de uso de suelos y se restan de las emisiones de
diesel o gasolina respectivamente.
Se puede observar que los escenarios en bosque primario son los que demoran más tiempo en
pagar su deuda de carbono, mientras que el escenario de Jatropha en la costa no incurre en
una deuda de carbono. Según Fargione et al (2008) los biocombustibles producidos a partir de
plantaciones perennes, como lo son la palma y la jatropha, cultivadas en tierras eriazas
minimizan la destrucción de ecosistemas y las deudas de carbono, asociadas con la
deforestación directa o indirecta para la producción de biocombustibles.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
47
260
38
383
170
-153
51 51
-200
-100
0
100
200
300
400
500
Deu
da
(t C
O2/
ha)
6 7
2 3
1
6
28
0
5
10
15
20
25
30
Pago
anu
al(t
CO
2 / h
a añ
o)
42
5
167
58
82
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Tiem
po d
e pa
go
(año
s)
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a
Tabla 19: Cálculo de la deuda de carbono para los biocombustibles al 100%
Sistema kg CO2 eq ahorrado/ km
km/ ha año
tCO2 eq ahorrado/ ha año
Deuda (tCO2/ha)
Deuda (años)
(a) (b) (c)=(a)x(b) (d) (e)=(d)/(c) S1 0.116 53024 6.153 260 42.3
S2 0.132 53024 6.993 38 5.4
S3 0.094 24459 2.292 383 167.1
S4 0.120 24459 2.930 170 58
S5 0.021 24459 0.514 -153 -
S6 0.087 72633 6.302 51 8.1
S7 0.163 173814 28.336 51 1.8
Ilustración 21: Deuda de carbono
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
48
5.2 Eco Indicador 992
La metodología de evaluación de impactos, Eco Indicador 99, fue desarrollada por PRé para
facilitar la comprensión de los resultados de la fase del inventario. De acuerdo a lo indicado por
PRé (2008), es una metodología de evaluación de impacto de puntuación única que utiliza tres
categorías principales de impacto o endpoints para obtener la puntuación global, como se
muestra en la
Ilustración 22. El Eco Indicador 99 trabaja relacionando diferentes categorías de
impacto con los daños ocasionados en tres grandes rubros: ecosistema, salud humana y
recursos.
• Daño a la salud humana: expresado en DALY (Disability Adjusted Life Years).
• Daño a la calidad del ecosistema: expresado en la cantidad de especies que
desaparecen en un área determinada.
• Consumo de recursos minerales y fósiles: expresado en MJ de energía adicional
requerida para extraer dichos recursos cuando su concentración sea menor.
Ilustración 22: Eco Indicator 99
Fuente: Goedkoop, 2000
Los resultados obtenidos para los sistemas analizados se muestran en milipuntos en la Tabla
20, Tabla 21, Tabla 22 y Tabla 23.
2 Ver anexo 3, donde se muestran los impactos en puntos EI 99 por las etapas relevantes en el proceso de obtención de biocombustibles. Ver anexo 4, donde se muestra el reporte de la metodología de evaluación de impacto Eco Indicador 99.
Indicador
Daños a las fuentes minerales y fósiles [MJ energía excedente]
Daños a la calidad del ecosistema [% especies de plantas vascular *km2*año]
Daños a la salud humana [años de vida ajustados por discapacidad (DALY)]
Energía excedente para extracción futura
Energía excedente para extracción futura
Efectos regionales en especies de plantas
Efectos locales en especies de plantas vasculares
Acidificación/eutrofización (ocurrencia en especies)
Ecotoxicidad: estrés tóxico (PAF)
Cambio climático (enfermedades y desplazamiento)
Agotamiento de la capa de ozono (cáncer y
Radiación ionizante (casos y tipo de cáncer)
Efectos respiratorios (casos y tipo)
Carcinogenesis (casos y tipo de cáncer)
Concentración de minerales
Disponibilidad de combustible fósil (por tipo)
Cambio en el tamaño del hábitat
Cambio en el pH y disponibilidad de nutrientes
Concentración de suelo agrícola, urbano y
Concentración de gases de efecto invernadero
Concentración de gases que agotan ozono
Concentración de radionucleidos
Concentración de MPS y COVs
Concentración en aire, agua y alimentos
Extracción de minerales y combustibles fósiles
Uso de tierra: ocupación y transformación
NOX
SOX
NH3
Plaguicidas Metales pesados CO2
CFC Nucleidos (Bq) MPS COVs HPAs
Normalización y
Análisis de daños
Exposición y análisis de
efectos
Análisis de recursos
Análisis del uso de tierra Análisis de disposición
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
49
Tabla 20: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por categoría de
impacto
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Bos
que
prim
ario
Tier
ras
degr
adad
as
Cos
ta
Die
sel
Carcinógenos 0.008 0.008 0.010 0.009 0.010 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.011 0.003 0.016 0.004 0.006 0.003
Cambio climático 0.002 0.001 0.005 0.002 0.000 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000
Combustibles fósiles 0.004 0.004 0.005 0.005 0.008 0.010
Total 0.027 0.018 0.038 0.022 0.027 0.016
Tabla 21: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por categoría de
impacto
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Carcinógenos -0.007 -0.001 0.000 0.000 0.000
Resp. orgánicos 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Resp. inorgánicos 0.006 0.005 0.002 0.003 0.001
Cambio climático 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Radiación 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Capa de ozono 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ecotoxicidad 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Acidificación/ Eutrofización 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Minerales 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Combustibles fósiles 0.005 0.003 0.012 0.012 0.008
Total 0.008 0.009 0.016 0.017 0.011
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
50
Tabla 22: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas B100 en puntos EI99 por fase
Palma B100 Jatropha B100
Bos
que
prim
ario
Purm
a 15
año
s
Bos
que
prim
ario
Purm
a
15 a
ños
Cos
ta
Die
sel
Fase agrícola 0.020 0.011 0.032 0.015 0.021 0.000
Producción del combustible 0.004 0.004 0.004 0.004 0.003 0.011
Uso energético 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 0.005
Total 0.027 0.018 0.038 0.022 0.027 0.016
Tabla 23: Evaluación del impacto ambiental para los sistemas E100 en puntos EI99 por fase
La categoría de impacto más relevante es el uso de suelos. Ésta involucra la ocupación y
transformación de los suelos y depende del terreno previo y en qué se está transformando el
mismo. Al utilizar esta metodología, no fue posible asignar una categoría de uso de suelo
adecuada a los escenarios de terrenos forestales degradados ni a los terrenos eriazos
costeros. Dada la relevancia de la categoría de impacto y la incertidumbre de los resultados por
una pobre aproximación de la categoría del uso previo del suelo se ha considerado necesario
mostrar los resultados sin incluir dicha categoría. Los impactos en milipuntos EI 99 se muestran
en la Ilustración 23 y en la Ilustración 24.
Cañ
a E1
00
Sorg
o E1
00
G97
G84
Gas
na
tura
l
Fase agrícola 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000
Producción del combustible 0.005 0.005 0.012 0.012 0.007
Uso energético 0.003 0.003 0.004 0.005 0.004
Total 0.008 0.009 0.016 0.017 0.011
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
51
Fase uso
Fase producción
Fase agrícola (sin Uso de suelo)27
18
38
22
27
8 9
16 16 17
1
Pt E
I 99
/ km
Fase uso Fase agrícola + producción
19 1821 19 18
17 16 16 16 17
11
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a D
iese
l 2
Gas
olin
a
97 o
ctan
os
Gas
olin
a 8
4 oc
tano
s G
as N
atur
al
Palm
a Bo
sque
pri
mar
io
Palm
a Pu
rma
Jatr
opha
Bo
sque
pri
mar
io
Jatr
opha
Pu
rma
Jatr
opha
Co
sta
Caña
de
azúc
ar
Cost
a
Sorg
o du
lce
Cost
a D
iese
l 2
Gas
olin
a
97 o
ctan
os
Gas
olin
a 8
4 oc
tano
s G
as N
atur
al
Al eliminar la categoría uso de suelos, los impactos de los combustibles producidos a partir de
cultivos agro-energéticos disminuyen entre un 50% y 70%.
Ilustración 23: Impactos ambientales de los combustibles B100 y E100 - EI 99
Ilustración 24: Impactos ambientales de los combustibles B5 y E7.8 - EI 99
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
52
6. ANÁLISIS DE AMBOS INDICADORES
Para poder comparar los combustibles tomando en cuenta ambas metodologías se ha
realizado un esquema comparativo, como se observa en la Ilustración 25.
Ilustración 25: Relación entre el EI99 y los kg de CO2 eq para los biocombustibles al 100%
0%
50%
100%
150%
200%
250%
-50% 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 350% 400%
CO2 equivalente (IPCC)
EI99
sin
uso
de
suel
o
B100 Palma/Bosque
B100 Palma/Degradado
B100 Jatropha/Bosque
B100 Jatropha/Degradado
B100 Jatropha/Costa
E100 Caña
E100 Sorgo
Diesel 2
G97
G84
GN
Purma
Purma
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
53
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El estudio muestra que la contribución al cambio climático de los biocombustibles durante la
etapa de uso es mínima en comparación al de los combustibles fósiles. Esto se debe a que se
considera un ciclo de carbono cerrado para los biocombustibles, pues estos emiten la cantidad
de carbono absorbida durante su vegetación, ya que no contienen tantos contaminantes (SO2,
CO, NOx) como los combustibles fósiles (Puppán, 2001).
A pesar de las emisiones mínimas de GEI durante la fase de uso, existe una carga ambiental
considerable en la etapa de producción de los biocombustibles debido a la fase agrícola. Esta
podría minimizarse si se utilizará un mayor porcentaje de la biomasa incrementando los
rendimientos, pues según Larson (2006), el principal motivo del pobre rendimiento de los
biocombustibles de primera generación es el hecho de utilizar sólo una parte del total de la
biomasa.
Respecto a las emisiones por cambio de uso de tierras, Gibbs et al (2008) menciona que la
expansión agraria hacia ecosistemas de bosques tropicales guía hacia una emisión neta de
GEI, mientras que el cultivo en tierras degradas suele brindar ahorros casi inmediatos. En los
resultados mostrados para este estudio se puede observar que, de la misma manera, aquellos
biocombustibles obtenidos a partir de cultivos sembrados en zonas eriazas o de purma tienen
una deuda de carbono baja o incluso un impacto positivo, pues la nueva biomasa de las
plantaciones captura más carbono del que existía previamente en esos escenarios.
Debido a las altas deudas de carbono que alcanzan los diferentes biocombustibles producidos
a partir de cultivos agro-energéticos cuando son cultivados en zonas boscosas, la investigación
de Searchinger et al (2008) resalta el valor de aquellos biocombustibles producidos a partir de
residuos municipales, agrícolas e industriales. Según esto, los escenarios en que se convierten
ecosistemas naturales para la producción de biocombustibles pueden ser contraproducentes.
Las mejoras en rendimientos y tecnologías para la producción de biocombustibles a partir de
cultivos agro-energéticos incrementarán los beneficios en reducción de emisiones. Sin
embargo, si se deforestan bosques, la deuda de carbono aun requerirá de varias décadas para
ser pagada. (Gibbs et al, 2008)
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
54
8. CONCLUSIONES
Para determinar si los biocombustibles tienen un menor impacto ambiental que los
combustibles fósiles es necesario identificar y analizar la carga ambiental de todas las etapas
de su ciclo de vida: fase agrícola, producción, transporte y uso energético del biocombustible.
8.1 Gases de Efecto Invernadero - IPCC
Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando las
emisiones de GEI durante todo el ciclo de vida se obtuvo que:
• Los biocombustibles tienen una menor emisión de GEI que los combustibles fósiles en
algunos escenarios e incluso pueden llegar a ser favorables al ambiente pues las
plantaciones perennes se comportan como sumideros.
• Las emisiones generadas por el cambio de uso de suelos son las más relevantes en
todo el ciclo de vida de los biocombustibles, llegando a representar hasta el 85% del
total de emisiones.
• La fase de producción de los biocombustibles genera más GEI que la producción de los
combustibles fósiles, debido a que se utilizan plaguicidas y fertilizantes químicos en la
etapa agrícola.
• El uso energético de los combustibles fósiles genera entre el 83% y 92% de las
emisiones de GEI en todo su ciclo de vida, mientras que en los biocombustibles se
encuentra entre el 2% y 17%, esto debido a que se emite el carbono que fue
previamente capturado en la biomasa de los cultivos agro energéticos.
• La alternativa de reemplazar el diesel por biocombustibles de jatropha constituye un
beneficio en la contribución de GEI cuando se realiza el cultivo en la costa.
• Si las plantaciones son en bosques primarios, las emisiones de GEI son mayores que
la del diesel. La principal razón del beneficio de los biocombustibles de palma aceitera
en tierras eriazas frente al diesel se debe a que en la etapa de cambio de suelo las
nuevas plantaciones captan gran cantidad de CO2.
• Considerando la evaluación de la deuda de carbono, se concluye que los cultivos agro-
energéticos en bosque primario no son viables debido a que dicha deuda se pagaría
entre 40 y 170 años.
ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE BIOCOMBUSTIBLES EN PERÚ
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8.2 Eco Indicador 99
Al realizar la comparación de los biocombustibles con los combustibles fósiles analizando las el
impacto ambiental durante todo el ciclo de vida con la metodología Eco Indicador 99 se
concluye:
• Todos los biodiesel analizados tienen un mayor impacto ambiental que los
combustibles fósiles, debido a que esta metodología considera, además del cambio
climático, otras categorías de impacto adicionales.
• La etapa de producción de los combustibles fósiles tiene un mayor impacto ambiental
que la etapa de producción de los biocombustibles, debido a que el Eco Indicador 99 le
da un mayor peso al consumo de recursos no renovables.
8.3 Gases de Efecto Invernadero – IPCC y Eco Indicador 99
Considerando ambas metodologías de evaluación de impacto ambiental se concluye que:
• Los biocombustibles E100 de caña y sorgo dulce tienen menor impacto ambiental que
los combustibles fósiles utilizando ambas metodologías.
• No hay una diferencia significativa en el impacto ambiental de los biocombustibles B5 y
E7.8 con los combustibles fósiles considerando ambas metodologías.
Es importante analizar los impactos ambientales generados por los biocombustibles en todo su
ciclo de vida utilizando distintas categorías de impacto ambiental que sean relevantes en
nuestro contexto.
Para concluir sobre la viabilidad de los biocombustibles en el Perú es indispensable
complementar los resultados del estudio de impacto ambiental con estudios socio-económicos.
Los resultados de esta investigación son aplicables en los escenarios aquí estudiados.
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9. RECOMENDACIONES
Se recomienda tener un inventario actualizado periódicamente de los diversos tipos de terrenos
que existen en el Perú, así como la dimensión y ubicación de los mismos, para definir posibles
plantaciones de cultivos agro-energéticos.
Por otro lado, se recomienda no cultivar en terrenos pantanosos puesto que las emisiones se
incrementarían significativamente al liberarse el carbono capturado en este tipo de terreno.
Se recomienda realizar estudios de manejo agronómico en los distintos tipos de terreno que
minimicen el consumo de fertilizantes y plaguicidas sin comprometer el rendimiento de los
cultivos.
Se recomienda utilizar las metodologías de evaluación de impacto ambiental existentes
adaptándolas a la realidad peruana.
Se recomienda considerar los resultados obtenidos para la propuesta de políticas integrales
que contribuyan al desarrollo sostenible, tomando en cuenta estudios de impactos sociales y
económicos que complementen al estudio ambiental.
Se recomienda utilizar el Análisis de Ciclo de Vida como herramienta para la evaluación de
impactos ambientales para determinar la viabilidad ambiental de productos y/o servicios que se
desee promover o desarrollar.
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