Marcelo Mena

Clima de cambio

 

Bioelectricidad: Entrevista a Elliott Campbell

May. 27 , 2009

18 Comments

Hace rato se habla de biocombustibles en Chile. Y la lección que hemos aprendido es que no tenemos porqué seguir el mismo camino que los países desarrollados, sino que nos podemos saltar etapas tecnológicas. Pasa con los celulares, en donde los países en Africa o Sudamérica ni siquiera pasan por una red fija de teléfono y van directamente a una tecnología inalámbrica. En resumen, Estados Unidos hace etanol de maíz porque es fácil ya que si algo saben hacer los agricultores gringos es cosechar maíz, y el proceso de fermentación funciona con carbón (que a los gringos les sobra), borrando o disminuyendo cualquier beneficio climático. Los brasileros fueron más visionarios. Desde los años 70 se han desarrollado a base de caña de azúcar, y la caña agotada es la que da la energía para la fermentación (u otros fines) lo que sí da beneficios climáticos netos. A los gringos les sigue conveniendo seguir la senda porque esencialmente lo que están haciendo es transformar el carbón que les sobra, en combustible para autos que les falta.  Los brasileros se dejan querer, ya que muchos países los ven a ellos como la senda a seguir. Lo que se olvida es que claramente usar las cosechas en biocombustibles, como el caso de la soya para biodiel ha hecho que sea cada vez más rentable su cultivo, porque la demanda ha aumentado. Esto ha causado que indirectamente los biocombustibles han causado el impulso financiero para tala de árboles en el Amazonas, ya que se ha procedido a aumentar el terreno agrícola de ese forma.

¿Entonces hay alguna forma de hacerla bien con los biocombustibles? Una forma que ha aparecido recientemente es la bioelectricidad. En vez de cultivar algo, fermentarlo y generar un biocombutible para un auto (que seguirá usando una mezcla de bencina y alcohol con los mismos efectos a la contaminación atmosférica, y que algu nos dicen que incluso la empeoraría), lo que se puede hacer es aprovechar la cosecha al máximo mediante la quema de ésta en forma directa (en forma de biomasa), y generar energía eléctrica que pudiera usar un auto eléctrico. La revista Science recientemente publicó un estudio reciente de la Universidad de California en Merced  y Stanford University justamente analizó estas alternativas. El resultado es que la vía de la bioelectricidad permite sacarle 80% más kilómetros que la vía del biocombustible.

schematic 

 El impacto que generó el resultado fue  generó artículos en el New York Times, Wall Street Journal, Scientific American, y en Chile en el Mercurio.  Para poder analizar las implicancias del estudio conversé con su autor, el Dr. Elliott Campbell, profesor de la Universidad de California en Merced, y además asesor de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos en el tema de biocombustibles. A continuación nuestra entrevista

¿Cómo cambia un enfoque hacia la bioelectricidad el dilema de comida vs. combustible?

La bioelectricidad usaría menos terrenos agrícolas convencionales que el etanol para poder lograr los mismos objetivos climáticos y de transporte. Significaría que la bioelectricidad crearía menos problemas a la seguridad de la distribución de alimentos.

¿Si es tan bueno el enfoque hacia bioelectricidad, por qué no ponerse a quemar el petróleo en termoeléctricas para generar esa electricidad para autos eléctricos en vez de quemarlo en millones de fuentes móviles?

Es algo que también se debería analizar. El petróleo podría usarse en una central termoeléctrica o en un generador como lo hacen los híbridos. De hecho en Brasil existe un prototipo de híbrido que genera electricidad con bencina.

¿Por qué Estados Unidos todavía promueve el uso de biocombustibles de primera generación si se saben las desventajas ambientales y de suministro de alimentos?

La esperanza es que estos biocombustibles servirían de puente para los biocombustibles de segunda generación (por ejemplo en el desarrollo de vehículos flex fuel).

¿Qué lecciones puede tomar un país en vías de desarrollo respecto de estos resultados?

Los países en desarrollo tienen la oportunidad de saltarse el camino de las tecnologías contaminantes y pasar directamente a las tecnologías renovables. Puede que sea mejor generar electricidad con biomasa en vez de etanol, pero además de estos beneficios en países en vía de desarrollo una amenaza ambiental como la calefacción a leña se puede transformar en un beneficio para el ambiente. Podemos quemar esa misma leña para generar electricidad para los autos y usar el calor que sobra de la combustión para calefaccionar las ciudades mediante un sistema de distribución de agua caliente por cañerías. También se podría proveer de agua caliente o vapor a las industrias circundantes.Entonces el proceso tendría una disminución neta de material particulado con respecto al caso actual de tener cientos de pequeñas estufas ineficientes que generan problemas de contaminación atmosférica. La costoefectividad de abatimiento de emisiones en una fuente concentrada es mayor que varias fuentes difusas.

¿Qué otra tecnología de biocombutibles podría implicar mejores beneficios climáticos?

Climáticamente, el concepto de la generación eléctrica con biocombustibles se ve como neutro. Ahora, si capturamos el CO2 de una central de bioelectricidad y lo almacenamos para que no vaya a la atmósfera, eso sería una antiemisión. El proceso no sería carbono neutro, sino carbono negativo. Y claro, el concepto de la calefacción distrital permite mejorar el rendimiento energético del biocombustible sacándole el provecho máximo. La cantidad de gramos de contaminación emitida por unidad energética generada sería menor, ya que el rendimiento aumentaría de un 35 a un 85%. Sin duda, a la cogeneración le falta exploración, pese a lo tradicional que es.


¿Qué cambios tendríamos que hacer en nuestra infraestructura de transportes para implementar un enfoque bioelectricidad/autos eléctricos?


Ya tenemos la mitad de la infraestructura requerida. Los usuarios pueden cargar las baterías en la noche en sus casas. En el largo plazo se tienen que construir estaciones de carga, estaciones de intercambio de baterías cargadas por agotadas, y también una matriz energética inteligente (smart grid).

¿Y qué beneficios locales aparecerían?


Una reducción dramática del material particulado asociado al transporte urbano.

¿Pero, en general, los biocombustibles nos van a independizar de los combustibles fósiles?


Si
cultivamos cosechas en terrenos marginales en vez de terrenos
agrícolas, es decir terrenos que fueron degradados, entonces los
biocombustibles pueden dar un pequeño, pero importante aporte hacia nuestra independencia energética.




Comments:

El problema que podrían acarrear los biocombustibles es que podrían dar un uso comercialmente más atractivo a los suelos agricolas y al agua, en desmedro de los cultivos destinados a consumo humano. En todo caso, la idea es escelente, y deberia traer un cambio en las tecnologias de cultivo, para asi ocupar suelo que hoy no tiene posibilidades de ser agricola, y con menos agua, o usada mas eficientemente...los que tambien traeria beneficios para la agricultura para consumo humano. Bna entrevista

Posted by david on May 28, 2009 at 09:31 AM CLT #

Muy buena nota. A los que, como yo, no estamos formados en disciplinas ambientales nos dejó bastantes cosas claras.

saludos

Posted by Pablo on May 28, 2009 at 10:02 AM CLT #

Este tema es muy interesante, pero falta poder concretar proyectos y que no queden solo en un reportaje.
Dentro de los problemas en la industria del Salmón, es la generación de purines. Compuestos por fecas y alimento no consumido.
Estos purines son muy ricos en nitrigeno y fosforo, lo que seria muy bueno como fertilizantes, para usar en el campo.
Además en paises desarrollados se usan para producir biogas o bioelectricidad. En Chile estos purines son dejados en vertederos autorizados...

Posted by Andres Vidaurre on May 28, 2009 at 10:58 AM CLT #

El hidrógeno es el elemento mas abundante del universo y el tercero mas abundante en la Tierra.
Es un gas inodoro, incoloro e insípido que posee una capacidad calorífica específica seis veces superior a la gasolina, con lo cual puede utilizarse como combustible para
generación de electricidad o bien para propulsar vehículos en reemplazo de los
combustibles tradicionales, pero con la gran conveniencia de no emitir gases u otro
residuo tóxico indeseado durante su combustión.
Pero tal vez la principal virtud de esta tecnología radica en la facilidad de generar de
manera sencilla y segura este combustible limpio. El hidrógeno puede ser
generado localmente por el mismo consumidor sin requerir de un reaprovisionamiento de combustible por parte de terceros. El equipo utilizado para producir hidrógeno se denomina hidrolizador, y existen numerosos fabricantes a nivel mundial de estos equipos.

Posted by Matías on May 28, 2009 at 11:41 AM CLT #

Biocombustibles (etanol) versus Bioelectricidad (quema de biomasa). Y la bioelectricidad genera marginalmente calor que puede ser aprovechado, ¿esto es la cogeneración? ¿Generación de electricidad y calor?
Otra pregunta, he sabido que el biocombustible consume gran cantidad de agua, ¿qué tal la bioelectricidad?

Posted by Andres on May 28, 2009 at 12:21 PM CLT #

Hola.

La bioelectricidad sin recuperar el calor es mucho más beneficioso que los biocombustibles. Recuperando el calor más todavía. La bioelectricidad como concepto es simplemente quemar la biomasa en vez de fermentarla. Es decir consume la misma cantidad de agua de la cosecha original, pero sin el consumo extra de agua de la fermentación. Pero la gracia de la bioelectricidad es no necesariamente usar maíz u otros, sino fuentes que usen menos agua, fosforo, y que crezcan en todos lados.

Posted by Marcelo Mena on May 28, 2009 at 12:52 PM CLT #

Esta idea se genera inicialmente por la ineficiencia comparativa entre la combustion de los automóviles y la combustión en grandes centrales??, se podría hacer lo mismo con el carbon y petroleo para generar electricidad para automóviles??, como se realiza la comparación entre los automóviles electricos y los a combustión, considerando que los segundos son mucho mas potentes que los electricos??. No habrá una ineficiencia intrínseca en los automóviles a combustión que se podría solucionar??

Posted by juan b on May 28, 2009 at 02:58 PM CLT #

...biocombustible es tan solo etanol, y se logra solo por fermentación. Dónde queda el biodiesel de primera generación y los biocombustibles de segunda generación, etc. La verdad, y tan solo con la información aquí entregada, que falta peso técnico para fundamentar esto de la "bioelectricidad".

Posted by Ariel Villalón M on May 28, 2009 at 03:27 PM CLT #

Considerando que este es el blog de la Tercera y no la revista Science, expuse las conclusiones principales. Los biocombustibles de segunda generación en el mejor de los casos podrían igual energéticamente a la quema directa de la biomasa porque la energía química de una cosecha es una. Si la quemas como celulosa, o transformas la celulosa en azúcares en el mejor de los casos es la misma energía. Campbell también escribió un paper sobre el potencial global de biocombustibles. Y era bajo.

Posted by Marcelo Mena on May 28, 2009 at 04:17 PM CLT #

Indudablemente las nuevas tecnologias son "verdes", la problematica comienza en la ecuacion de rentabilidad de la inversion, tomando en cuenta que hay practicamente un monopolio de las aguas, se tendria que realizar una redistribucion de los elementos esenciales, en un futuro intermedio se tendran que dar las condiciones para la realizacion de estos proyectos; Seria ideal poder saltarnos la inversion de invencion y desarrollo embrionario, pero la legislacion marcha atras de los avances.

Posted by Fantomas on May 28, 2009 at 06:00 PM CLT #

No quedó el resto de mi comentario, por eso no se entiende el contexto, solo digo que eso de la "bioelectricidad" es la combustión directa de biomasa, (y CHP)y en Chile, lleva por lo menos 15 años en funcionamiento. Para qué hablar de países desarrollados. Respecto a un proyecto concreto, mañana en la casa central de la Chile, habrá un seminario sobre gasificación de biomasa, donde se mostrará funcionando un gasificador de madera, conectado a un motor diesel,donde lo sustituye.Qué más concreto?

Posted by Ariel Villalón M on May 28, 2009 at 06:15 PM CLT #

Gracias por la invitacion. La cogeneración es claramente la forma de irse para enfrentar el tema de la contaminación por calefactores a leña. Es el biocombustible de generación cero. Los grandes logros del estudio se basan en destacar lo ineficiente que son los autos. Es mas en promedio el motor de combustion interna de Estados Unidos no ha mejorado con respecto al Model T de Ford, hace casi 100 años. Gracias a dios Obama está obligando a que hayan mejoras dentro de su mandato.

Posted by Marcelo Mena on May 28, 2009 at 06:20 PM CLT #

El analisis de ciclo de vida (LCA) es una herramienta que se utiliza para comprar sistemas teniendo en cuenta todas las etapas asociadas a dicho proceso, con el fin de poder comprarlas y ver cual tiene un menor impacto. En Chile debido a sus caracteristicas energeticas e incipientes ideas de como diversificar nuestra matriz, es necesaria la utilizacion de esta herramienta como se hace en Europa con el fin de desarrollar las estrategias energeticas y productivas mas eco-eficientes.

Posted by Rodrigo V on May 28, 2009 at 09:09 PM CLT #

Un ejemplo de la utilizacion del LCA es que CONAMA realizó un estudio para ver el impacto a lo largo de todo el ciclo de vida de la produccion de Biocombustible. Creo que es una iniciativa excelente pionera en Chile y que se deberia utilizar para definir politicas nacionales y sobre todo en temas tan sensibles como es la energia.

Posted by Rodrigo V on May 28, 2009 at 09:12 PM CLT #

Los biocombustibles y bioelectricidad son sólo una solución parche. La verdadera respuesta al problema energético está en el hidrógeno y en la energía solar.

Posted by Nicolás on May 29, 2009 at 12:39 AM CLT #

Los biocombustibles y bioelectricidad son sólo una solución parche. La verdadera respuesta al problema energético está en el hidrógeno y en la energía solar.

Posted by Nicolás on May 29, 2009 at 12:39 AM CLT #

Matías y Nicolás: el hidrógeno es un combustible muy bueno, sin lugar a dudas, pero el problema está en su producción, pues en ella se consume la misma energía que luego puedes obtener, como máximo, en su combustión...Realmente, la obtensión de energía dela combustión generalmente significa pérdidas del orden del 50%...
Saludos

Posted by Rodrigo on June 02, 2009 at 09:46 AM CLT #

¿Qué hay de la utilización de las algas como biocombustible?

Posted by Tomás on June 24, 2009 at 05:08 AM CLT #

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