Posteriormente se adquirieron tres (3) unidades de generación diesel Cummins de 2000 kW en Stand-by (1600 kW en operación continua), denominadas D601, D701 y D801, que generan desde Marzo de 2002.

En la actualidad se adelantan acciones para recuperar en el corto plazo las unidades GMT D101y D201. También se adelanta actualmente la reparación de un radiador de la D501 que le permitirá alcanzar el nivel de 2500 kW. Además se adelantarán las acciones para hacer en la unidades D601,D701 y D801 el mantenimiento de 5000 horas. Más allá de las acciones en curso o de corto plazo, queda pendiente la recuperación de las unidades D401 (requiere de un cigüeñal nuevo) y del mantenimiento de la D301.

En cuanto se refiere a la demanda de potencia, es claro que en la situación actual la capacidad efectiva del parque de 8500 kW es suficiente para atender la demanda de potencia de la ciudad. Por otro lado, es también claro que la potencia nominal es por lo menos tres veces superior a la demanda de potencia requerida para la ciudad. Por lo tanto, las reparaciones en curso y las que deberían estar programadas deberían elevar la confiabilidad del parque y disponer de capacidades de generación de por lo menos dos veces la demanda de la ciudad.

Como medida de largo plazo se busca por parte del IPSE determinar la mejor manera de llevar a cabo la reposición del parque generador, mediante la implementación de alternativas de energía diferentes a la generación con combustibles fósiles.

2.2 Demanda actual de potencia

A partir de información suministrada por EEASA E.S.P.[1], la demanda de potencia para cada uno de los cuatro circuitos (L2, L3, L4 y L5) evaluada cada quince minutos, permite obtener la curva de demanda diaria que se muestra en la Para la ciudad de Leticia no se encontraron estudios de demanda de potencia. Sin embargo la demanda anual de energía de la ciudad es inferior a 30.000.000 kWh y no ha crecido en los últimos años.

Figura 2. Esta curva de demanda típica presenta tres picos a saber: Demanda de 4200 kW entre las 11:00 y las 12:00, un segundo pico de 4195 kW entre las 14:30 y las 15:30. Y finalmente el pico de demanda de 4751 kW entre las 18:30 y las 19:30. Esta demanda máxima ha alcanzado niveles hasta del orden de 5700 kW a las 17:53 horas el día 12 Octubre de 2001[2].

Para la ciudad de Leticia no se encontraron estudios de demanda de potencia. Sin embargo la demanda anual de energía de la ciudad es inferior a 30.000.000 kWh y no ha crecido en los últimos años.

Figura 2. Curva de demanda de potencia para un día jueves (Año 2002)

La generación bruta en el año 2002 fue de 29.393.119 kWh y la neta fue de 27.548.715 kWh, el consumo propio o interno se situó en 503.957 kWh y las perdidas técnicas de la Central fueron de 1.146.868 kWh, lo que equivale al 3.90%[3]. Estas son originadas por pérdidas en los transformadores de potencia, las cuales se convierten en calor y forman parte de la eficiencia de los equipos. Se garantizó la prestación del servicio en forma continua, y la generación se sostuvo con base a las unidades: GMT D301, EMD D501, y CUMMINS D601, D701, D801

En la siguiente gráfica, se observan los porcentajes de producción de cada una de las máquinas durante el año 2002, en donde se aprecia que las unidades de mayor producción fueron la D301 y D501 con 40% y 29% respectivamente.

Figura 3. Generación de energía por motor en el año 2002 ³

2.3 Consumo actual de combustibles

En cuanto al comportamiento de los combustibles, el mayor consumo en el año 2002 fue de 1.508.501 galones de ACPM contra 882.893 galones de fuel oil, cifra más equilibrada con respecto a los meses anteriores, el consumo total es 2.391.394 galones año³.

El combustible es adquirido directamente a Ecopetrol, quien a su vez, tiene convenios internacionales con Petroperú y Petrobras de Perú y Brasil respectivamente. En el primer caso, el combustible es llevado de Iquitos (Pe), mientras que en el segundo es llevado desde Manaus (Br). En el mes de octubre de 2002, Ecopetrol cambió de proveedor, lo que causó algunos inconvenientes iniciales con las entregas por parte de Petrobras. Esto llevó a realizar algunos racionamientos en la ciudad de Leticia debido a la falta de combustible.

2.4 Costo de los combustibles

Los precios de compra final son:

· Diesel 2046.05 $/gal (factura de Mayo 29, 2003)

· Fuel Oil 1788.81 $/gal (factura de Marzo 28, 2003)

La tasa de cambio que se considerará es de US$1 = $2850 (Junio 2003).

2.5 Costo de generación por concepto de combustible

El costo de generación del kWh se situó en el año 2002 en promedio en $185, de los cuales el 92% corresponde al costo de los combustibles.

3. Objetivo

Este proyecto busca reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante la sustitución de los combustibles fósiles utilizados actualmente en la generación de electricidad en la central de Leticia por biodiesel, contribuyendo de esta manera al logro de los objetivos gubernamentales de desarrollo sostenible.

El proyecto como tal se encuentra en una fase muy preliminar y por lo tanto en este documento se formulan consideraciones básicas y fundamentales que permiten considerar la viabilidad de este proyecto, aún en su estado inicial.

4. Límites del proyecto y localización

Para efectos del presente estudio, el análisis se centrará en la producción del biodiesel y su posterior utilización como fuente primaria en la generación eléctrica. Con el fin de facilitar el estudio, los límites del proyecto permiten establecer hasta que punto deben evaluarse sus efectos y por lo tanto constituyen el pilar para establecer las metodologías para la línea base de emisiones y para el monitoreo y seguimiento posteriores.

Para este caso los límites establecidos coinciden con los límites geográficos de Leticia y se ilustran en la Figura 3. El sistema se eligió luego del análisis de las fuentes de emisiones y posibles reducciones, de tal manera que su medición y posterior seguimiento permite aumentar la precisión de los cálculos que de otra manera se harían muy complejos y perderían validez al no resultar de fácil verificación.

Figura 3. Limites del proyecto

Inicialmente se plantea la posibilidad de establecer el proyecto en Leticia.

5. estimacion del consumo de biodiesel para la generacion de energía electrica Y ESCENARIOS DE SUSTITUCION

El proyecto consiste en la sustitución de los combustibles actualmente utilizados, ACPM y Fuel oil, por biodiesel. Este biodiesel a consumir se podría producir localmente a partir de aceites vegetales traídos del interior del país o se podría producir localmente a partir de aceites vegetales (como por ejemplo, aceite de palma o aceite de plantas locales como la copaiba, la andiroba, la palma milpesos o la palma de canangucho). La sustitución se realizaría bajo la óptica de cuatro escenarios, que se discutirán más adelante.

5.1 Consumo de combustibles para la generación de electricidad en Leticia

Para la definición del tamaño del proyecto se ha tomado como punto de partida la generación bruta anual de electricidad reportada por los operadores del parque de generación para el año 2001 [4]. La Tabla 2 y la Figura 4 muestran la generación mensual bruta, y los consumos mensuales y anuales de los combustibles Diesel y Fuel Oil. La generación bruta total para un año (año corrido de Marzo 2001 a Febrero 2002) fue de 27.4 MkWh y el consumo de combustibles alcanzó el total de 2.34 M gal (1.168 M gal de Diesel y 1.178 M gal de Fuel Oil). La generación promedio fue de 11,7 kWh / galón de combustible fósil consumido para una demanda pico es de 5400 kW y atendiendo una población de 36.000 habitantes.

El año 2001 es el año siguiente a la crisis de energía del 2000 y por consiguiente el consumo de combustible por tipo se vio afectado por el tipo de combustible que consumían las unidades de emergencia alquiladas. Sin embargo, el total del consumo anual de combustibles no varía significativamente con relación al año 2002.

Tabla 2. Generación de electricidad y consumo de ACPM y Fuel oil para un año corrido (Marzo 2001 a Febrero 2002).

Figura 4. Consumo de combustibles (diesel y fuel oil) en la central de Leticia para el año corrido

Consumo de año 2002

En el año 2002, la generación bruta fue de 29.393.119 kWh y la neta fue de 27.548.715 kWh. El consumo propio o interno fue de 503.957 kWh y las pérdidas técnicas de la Central fueron de 1.146.868 kWh, lo que equivale al 3.90% de la generación bruta. Estas pérdidas son originadas en los transformadores de potencia, las cuales se convierten en calor y forman parte de la eficiencia de los equipos. Se garantizó la prestación del servicio en forma continua, y la generación se sostuvo con base a las unidades: GMT D301, EMD D501, y las CUMMINS D601, D701, D801 [5].

En cuanto al consumo de combustibles para la generación, el consumo de ACPM que fue de 1.508.501 gal y el de Fuel Oil de 882.893 galones. El consumo total fue 2.391.394 galones año para el año 2002 ⁵.

La demanda anual de energía no ha superado los 30 M kWh durante los últimos 5 años[6]. Por lo tanto, el consumo anual de combustibles Diesel y Fuel Oil se puede considerar del orden de 2.4 Mgal.

5.2 Estimación del consumo de biodiesel

Con el fin de determinar el volumen biodiesel requerido, se estableció una equivalencia energética a partir del poder calorífico de cada uno de ellos. El poder calorífico es una propiedad que caracteriza a los combustibles, dependiendo de su composición físico-química y que representa el calor desprendido debido a la combustión completa del combustible por unidad de masa. De esta manera, la combustión completa de un galón de Diesel puede generar 138.000 Btu, en tanto que un galón de fuel oil desprende 150.000 Btu durante su combustión.

En el caso del biodiesel se han realizado algunas determinaciones experimentales[7] a partir de las cuales se estableció un poder calorífico promedio de 116.000 Btu/gal para el biodiesel procedente de aceite de palma, valor que se tomó como base para determinar la equivalencia energética antes mencionada:

EE _n = PC_n / PC_B

en donde:

E E _n= Factor de equivalencia energética para el combustible n.

[ gal B / gal n ]

PC_n = Poder calorífico del combustible n [ Btu / gal n]

PC_B = Poder calorífico del biodiesel [ Btu / gal B]

Una vez establecido el factor de equivalencia energética, se determinó el volumen equivalente de biodiesel para las condiciones de consumo actuales, mediante la relación:

VE_B= EE_n * CA_n

donde:

VE_B= Volumen equivalente de biodiesel [gal de biodiesel]

EE_n = Factor de equivalencia energética para el combustible n.

[ gal B / gal n ]

CA_n = Consumo actual del combustible n [gal n]

Para determinar el volumen equivalente de biodiesel para el caso del diesel tradicional, tenemos que:

EE _n = PC_n / PC_B

EE _n = 138.000 / 116.000 = 1,19

o sea que:

1 gal diesel = 1.19 gal Biodiesel.

En tanto que para el Fuel oil:

EE _n = 138.000 / 116.000 = 1,29

o sea que

1 gal Fuel Oil = 1.29 gal Biodiesel

Considerando el año corrido de Marzo 2001 al Febrero 2002, los volúmenes de Biodiesel requeridos son entonces:

VE_B= EE_n * CA_n

VE_B= 1,19 gal biodiesel/gal diesel * 1.167.942 gal diesel/año

= 1.389.449 gal biodiesel/año

Para el Fuel Oil

VE_B= 1,29 gal biodiesel/gal Fuel oil * 1.178.485 gal Fuel Oil/año

= 1.523.903 gal biodiesel/año

Sumados los dos volúmenes, se obtiene la cantidad de biodiesel requerido para sustituir la totalidad del consumo actual de diesel y fuel oil. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3. Volumen equivalente de biodiesel requerido para llevar a cabo la sustitución total del consumo de combustibles fósiles del 2001

5.3 Escenarios de sustitución de combustibles a analizaR

A partir del volumen de consumo de 2.913.352 gal/año, se definieron ademas del caso base, dos escenarios a analizar (Tabla 4), en los que el porcentaje de sustitución se modificó es del 20% y 50%, afectando no solamente los requerimientos de biodiesel sino la tecnología requerida en la producción del mismo y en la posterior generación eléctrica, temas que se tratarán en el Capítulo 7. Se consideró un tercero con motor nuevo de mayor eficiencia.

El escenario base corresponde a aquel en el cual la situación actual se mantiene (línea base) mientras que los escenarios 1 y 2 siguientes se refieren a una sustitución del 20 y 50% de la totalidad de los combustibles fósiles, por biodiesel. Para facilitar el análisis, también se refieren toneladas de biodiesel en lugar de galones. Para la conversión se utilizó una densidad promedio de 0,9 kg/l, de tal manera que los 2.913.352 gal de biodiesel corresponden a 9.940 ton/año, cifra que se ha redondeado a 10.000 ton/año. Un escenario de sustitución total de 100% arrojaría resultados muy similares a los de 50%. En vez de analizar este caso, se consideró mejor como tercer escenario la adquisición de una nueva unidad de generación con capacidad de consumir bioaceite directamente (motor que se encuentra en desarrollo) y que permitiría la no adquisición de la planta de esterificación para transformar el bio-aceite en bio-diesel. Este nuevo motor trabajaría en la base, sería más eficiente que los actuales, con una capacidad de 2630 kW y generando 21.024.000 de kWh al año que corresponde al 76.7 de la energía demandada anualmente en la ciudad. El consumo de aceite sería por una mayor eficiencia del motor de 6459 ton/año.

Tabla 4. Escenarios a analizar

6. REDUCCION de EMISIONES DE gases de efecto invernadero (GEI)

En ausencia del proyecto, la generación eléctrica en Leticia seguiría desarrollándose con combustibles fósiles. Por esta razón el escenario 0, que realmente constituye el caso base en el cual la situación actual se mantiene, permite calcular la posible reducción de emisiones, teniendo en cuenta que los biocombustibles son considerados como generadores de cero emisiones de CO₂ y que por lo tanto su participación en el proceso produce una reducción directa de las emisiones antropogénicas de GEI.

El proyecto se encuentra en la fase de prefactibilidad y de acuerdo con los cálculos iniciales, dependiendo del escenario analizado, con su implementación se espera lograr una reducción anual en las emisiones de CO₂ que puede variar entre 5,42 kt CO₂para el escenario de menor sustitución (20%) y 13,55 kt CO₂ como consecuencia de la sustitución del 50%. Para el caso 4, la reducción de emisiones sería de 20.82 kt para una sustitución del 77% de los combustibles fósiles actualmente consumidos(Ver Tabla 3).La razón para esta diferencia en entre la reducción en emisiones y el consumo de biocombustible se debe a que el motor sería nuevo (en los escenarios 1 y 2 los actuales viejos) con una mejor eficiencia.

Para la determinación de las emisiones de CO₂ generadas por el consumo actual de los combustibles fósiles, se acudió a los factores de emisión sugeridos por el IPCC:

· Factor de emisión CO₂ Diesel : 74.067 kg/TJ

· Factor de emisión CO₂ Fuel Oil: 77.367 kg/TJ

de tal manera que:

E_CO2n₌VEn * PCn * FE_CO2

donde:

E_CO2n = Emisiones de CO₂ debido a la combustión del combustible n.[kt CO₂]

CA_n = Consumo actual del combustible n [gal ]

PC_n= Poder calorífico del combustible n [TJ/gal]

FE_CO2n = Factor de emisión de CO₂ del combustible n [kg CO₂/TJ]

Dado que el uso de biodiesel es considerado como una actividad de cero emisiones de CO₂, las emisiones son las que corresponden al consumo de diesel y fuel oil. La sustitución de un porcentaje determinado generará una reducción proporcional. La Tabla 5 muestra la reducción de emisiones de CO₂ para cada escenario.

Tabla 5. Reducción de emisiones de CO₂de acuerdo al escenario de sustitución

7. Producción deL biodiesel

7.1 Biodiesel

El biodiesel es un combustible renovable que se produce a partir de aceites de origen vegetal (soya, girasol, palma, otros locales, etc.) o animal y que químicamente se define como un alquil-éster de ácidos grasos. Dada su similitud con el diesel, puede utilizarse como sustituto en sus diferentes aplicaciones, en este caso, como fuente primaria para la generación de energía eléctrica en la central de Leticia.

7.2 Propiedades del biodiesel

Cuando se estudia la posibilidad de utilizar un bio-combustible como combustible sustituto de los aprobados por los fabricantes de motores, es necesario comparar sus propiedades fisicoquímicas y de combustión con las de los LFO y HFO (Light Fuel Oil y Heavy Fuel Oil). Existe además de la posibilidad de utilizar biodiesel, la de emplear los aceites vegetales, precursores del mismo.

La Tabla 6 muestra comparativamente las propiedades de los tres principales bio-aceites que se podrían considerar como combustibles sustitutos.

De la tabla anterior se pueden extraer las siguientes conclusiones:

· Altos puntos de temperatura de vertimiento

· Grandes variaciones en el contenido de cenizas

· Grandes variaciones en el numero ácido

· Valores de azufre extraordinariamente bajos

Tabla 6. Propiedades fisicoquímicas de los bioaceites[8]

LFO: Light Fuel Oil HFO: Heavy Fuel Oil

Estas propiedades de los bioaceites considerados tienen consecuencias importantes sobre los motores:

Para el suministro de combustible, este se debe calentar / precalentar. El aumento en el valor de la viscosidad incide negativamente en la inyección del combustible y por lo tanto en su combustión, sin embargo, al esterificar, el valor se reduce lo suficiente como para asemejarse al del diesel

Se debe evitar que por el alto contenido de cenizas y componentes ácidas pueden producir formación de depósitos y corrosión

Debido al más bajo poder calorífico del combustibles, el consumo de bio-aceites es mayor (más bajo pode calorífico significa mayor consumo)
No producen emisiones de azufre. Esto representa una ventaja ambiental importante.

Las emisiones de diferentes ensayos realizados por Wärtsilä Diesel se muestran en la tabla siguiente.

Tabla 7. Emisiones de diferentes combustibles[9]

Es importante notar que hay un ligero aumento de las emisiones de NO_x, dependiendo del bioaceite. El beneficio real de la utilización de bioaceites son:

· Las emisiones de SO_x se reducen casi a cero

· Las emisiones de CO₂ se consideran como inexistentes porque el carbono forma parte del ciclo del carbono.

En cuanto al biodiesel se refiere, la EPA (Environmetal Protection Agency) de Estados Unidos realizó en 2001 un estudio en el que consideró el análisis de un grupo conformado por 31 tipos de biodiesel, para el cual promedió algunas de las principales propiedades. Los resultados consignados en la Tabla 8 son comparables a los resultados de la Tabla 7. Aunque el grupo incluyó biodiesel de origen animal, un 80% de la muestra se construyó a partir de la información obtenida sobre ésteres de origen vegetal, por lo cual , el resultado constituye un punto de partida interesante para efectuar la comparación entre el biodiesel y el diesel tradicional.

El menor poder calorífico, implica, al igual que en el caso de los bio-aceites, la necesidad de un volumen mayor, que como se indicó en el capítulo 5, se debe al factor de equivalencia energética.

Otra propiedad importante es el número de cetano, que indica la facilidad de inflamación del combustible, mejora en promedio para el biodiesel con respecto al diesel.

Tabla 8. Comparación de las propiedades del biodiesel y del diesel tradicional [10]

Propiedad	Unidad	Promedio biodiesel	Promedio diesel
Poder calorífico inferior	Btu / gal	117.093	131.295
Numero Cetano		55	44
Contenido de Azufre	ppm	54	333
Aromáticos	% vol	0	34
Gravedad Específica		0.88	0.85
Viscosidad a 40ºF	CSt	6.0	2.6

En síntesis, con respecto a las propiedades físico-químicas más importantes, se puede afirmar que aunque para una determinada aplicación final, la sustitución de diesel por biodiesel o por un bio-aceite representa un consumo específico mayor del biocombustible y un ligero incremento en la emisiones de NO_x, se logra también una disminución de las emisiones de SO_x y la eliminación de las emisiones de CO₂. Sin embargo, la menor viscosidad del biodiesel comparada con la de los aceites vegetales hace que no se requiera precalentamiento para favorecer la atomización en la cámara de combustión y que los motores diesel puedan hasta cierto punto acoplarse para su utilización. No sucede así con los bioaceites, situación que ha propiciado el estudio de las reacciones de trans-esterificación para la producción biodiesel.

7.3 Utilización del biodiesel como combustible

Es importante resaltar que existe la posibilidad de utilizar el biodiesel puro o mezclado con el diesel tradicional. Las mezclas BXX se refieren a un combustible que está compuesto por XX% de volumen de biodiesel y (100-XX)% Volumen de diesel. Por ejemplo, un biodiesel B100 se refiere a biodiesel puro, en tanto que un biodiesel B20 designa un combustible que contiene 20% de biodiesel y 80% de diesel. Hasta el momento la mezcla más utilizada es la B20 por diversas razones:

· Minimiza el impacto sobre el precio al consumidor final.

· Minimiza los depósitos que pueden formarse al contacto del biodiesel con los sedimentos acumulados en los tanques de almacenamiento del diesel.

· Esta mezcla impide que se presenten incompatibilidades con los materiales que, de usar B100, representarían daños en algunas piezas como mangueras y sellos de caucho.

Como efecto contraproducente se tiene un:

· Incremento de las emisiones de NOx en un rango aceptable (1-4%)[11].

Sin importar si se utiliza biodiesel puro o mezclado, éste debe cumplir con las criterios establecidos por la norma ASTM PS-121[12]. También existe la norma alemana E DIN 51606.

7.4 Descripción del proceso de producción del biodiesel

La producción de biodiesel se realiza a través de un proceso de transesterificación en el que intervienen como materias primas un alcohol (generalmente metanol) y un aceite de origen vegetal (por ejemplo, aceite de palma) o animal, resultando el ester metílico del aceite (biodiesel) y como subproducto glicerina. En la reacción interviene un catalizador, que puede ser ácido o básico, siendo éste último el de aplicación más generalizada en razón de sus altos factores de conversión (cercanos al 98%), sin formación de compuestos intermedios y sin altos requerimientos de presión y temperatura. Se utiliza Hidróxido de Sodio (soda cáustica) o Hidróxido de Potasio (potasa cáustica)[13].

Durante el proceso industrial se puede recuperar parte del metanol alimentado como materia prima. Si se toma como base de cálculo 1 kg de aceite vegetal, se requerirán aproximadamente 0,156 kg de metanol y 0,0092 kg de soda cáustica para producir 0,965 kg de biodiesel puro, 0,023 kg de metanol (recuperado) y 0,178 kg de mezcla de glicerina (Ver Figura 5).

La reacción química, que rige el proceso es la siguiente:

CH2OCOR''' CH2OH R'''COOR

| NaOH | |

CH2OCOR'' + 3 ROH à CH2OH + R''COOR

| | |

CH2OCOR' CH2OH R'COOR

Aceite Alcohol Glicerina Biodiesel

Figura 5. Balance másico en el proceso de producción de biodiesel

7.5 fases del proceso productivo del biodiesel

Las fases del proceso productivo pueden sintetizarse en seis etapas principales; que se describen a continuación y se ilustran en la Figura 6.

1. Mezcla de alcohol y catalizador

El catalizador se mezcla con el alcohol en un tanque de mezcla estándar.

Figura 6. Fases del proceso productivo del biodiesel

2. Reacción

La reacción puede tener lugar a temperatura ambiente pero con el fin de acelerar el proceso, se lleva a cabo a temperaturas cercanas a los 55ºC, en un sistema cerrado para evitar las pérdidas por evaporación.

3. Separación

Un vez finalizada la reacción química, se obtienen dos fases que se pueden separar por efecto de la gravedad o mediante una centrífuga si se requiere acelerar el proceso. La fase más pesada contiene primordialmente glicerina y alcohol, mientras que la fase liviana está constituida principalmente por biodiesel, con algún contenido de alcohol.

4. Recuperación del alcohol

El alcohol es separado de cada una de las fases mediante un proceso de destilación. Este alcohol recuperado, una vez evaluada y aprobada su calidad, puede reutilizarse como materia prima.

5. Neutralización de la glicerina

Una vez removido el alcohol de la fase más pesada, la mezcla resultante aún contiene catalizador y restos de jabón, además del componente principal que es la glicerina. Con el fin de remover estos componentes, la mezcla puede someterse a un proceso de neutralización mediante la adición de ácido, de tal manera que una vez retirado el alcohol y el contenido de agua y neutralizada la mezcla, se obtiene glicerina con purezas entre 80 a 99%, dependiendo de la sofisticación del proceso.

6. Lavado del metil-éster (biodiesel)

En algunas ocasiones es necesario someter la fase liviana que contiene el biodiesel a un lavado con agua para retirar los residuos de catalizador y jabones que aún pudieran permanecer; algunos procedimientos involucran una nueva destilación con el fin de obtener un biodiesel más limpio.

7.6 disponibilidad de aceites para la produccion de biodiesel

Para la producción de biodiesel es necesario tener en cuenta la disponibilidad de aceites de origen vegetal o animal para su posterior procesamiento. En la región del Amazonas existen árboles y palmas cuyos aceites se podrían considerar para la producción de biodiesel. Además, el país en el interior cuenta con plantaciones de palma africana de las cuales se extrae el aceite de palma. En esta sección se discutirá la disponibilidad de estos recursos.

7.6.1 Disponibilidad de plantas productoras de aceite en la región Amazónica

De parte del Ministerio del Medio Ambiente y de otras instituciones del estado existe el interés de establecer las especies potenciales en la Amazonía para la producción de biodiesel. El SINCHI ha formulado una propuesta de investigación en la cual se han identificado preliminarmente cuatro especies de oleaginosas nativas como posibles fuentes para la producción de biodiesel en Leticia[14]:

· Copaiba (Copaifera multyuga Hayne)

· Andiroba (Carapa guianensis Aubl.)

· Palma mil pesos (Oenocarpus bataua Mart)

· Palma de canangucho (Mauritia flexuosa L.)

La información técnica con que se cuenta acerca de estas cuatro especies es mínima y procede en gran medida de fuentes internacionales como el Centro Nacional de Recursos Genéticos CENARGEN/EMBRAPA en Brasil o el Jardín Botánico de New York, a partir de las cuales se recopilaron los datos que se muestran en la Tabla 9 [15]^, [16].

7.6.1.1 Copaiba (Copaifera multyuga Hayne)

Es un árbol que puede alcanzar una altura de 36 m, capaz de desarrollarse en diferentes ambientes que van desde las espesas selvas de Brasil hasta las orillas inundadas y/o arenosas de lagos y ríos. Su explotación maderera es la aplicación más frecuente, aunque existe una demanda importante del aceite que produce con destino a la industria cosmética (como fijador de perfumes) y farmacéutica. También se utiliza como sustituto del aceite de linaza en la industria de las pinturas y a nivel medicinal como tratamiento para afecciones respiratorias.

El aceite se extrae mediante la perforación del tronco, a 60 o 70 cm sobre el suelo, acompañada de calentamiento cuando el aceite no fluye fácilmente.

Durante la crisis petrolera de los años setenta, la investigación sobre las posibilidades a nivel industrial de reemplazar el combustible diesel por el aceite directamente extraído del tronco de éste árbol se truncó debido a sus bajos niveles de productividad; la resina se recolecta a través de perforaciones en el tronco que permiten drenarla en una cantidad inferior a un litro por árbol.

7.6.1.2 Andiroba (Carapa guianensis Aubl.)

La andiroba es un árbol que alcanza 30 m de altura y que se encuentra en Centro América, Colombia, Venezuela, Guyana, Brasil, Perú y Paraguay, así como en algunas islas caribeñas. Es considerado y explotado como una especie fundamentalmente maderera, aunque el aceite obtenido de sus frutos se usa como un remedio casero para tratar dolores musculares y heridas superficiales en la piel. Algunos indígenas lo utilizan también como repelente de insectos.

Un estudio realizado en Manaos en 1985 por Fernández en la reserva forestal Ducke, planteó que el ciclo productivo de éste árbol podría ser de 18 a 20 años. Los árboles comienzan a producir a los diez años.

Un árbol maduro puede producir 180-200 kg de semillas al año. En un monocultivo, con una densidad moderada de un árbol por 48 m², un rendimiento de 25 a 50 kg de fruto/árbol/hectárea es posible. Teniendo en cuenta un rendimiento de 56% de aceite por kg de fruto, la productividad extrapolada es de 2600 a 5200 kg aceite/ha/año.

En Brasil, las semillas se recolectan del piso, y se procesan en pequeñas plantas en las cuales se realizan los procesos de molienda, secado (a 60 – 70ºC) y prensado hidráulico, que puede repetirse para lograr mayor eficiencia pero que rara vez logra superar el 30% de extracción efectiva de aceite.

7.6.1.3 Palma mil pesos (Oenocarpus bataua Mart)

Es una palma de 15 a 25 m de altura que se encuentra en Bolivia, Panamá, Brasil y Colombia. Se desarrolla en terrenos secos así como en pantanosos, aunque su densidad es mayor en aquellos lugares en los que reciben plena luz. Se pueden encontrar hasta 500 plantas maduras por hectárea en su estado natural, en tanto que plantas más jóvenes pueden alcanzar un número de 800 o 900 por hectárea.

El aceite que los indígenas extraen mediante calentamiento, maceración y prensado de los frutos, con una eficiencia aproximada del 35%, es muy parecido al aceite de oliva en su apariencia física y composición de ácidos grasos. También se puede obtener a partir de sus frutos una bebida no alcohólica con alto valor nutritivo.

Aunque la información disponible sobre la productividad de esta palma es escasa, se han calculado 240 a 525 kg de aceite por hectárea para una densidad de 204 plantas/ha. Su período productivo se inicia a los 10 – 15 años de edad.

7.6.1.4 Palma de canangucho (Mauritia flexuosa L.)

La palma de canangucho o buriti puede alcanzar 30 m de altura y sus hojas pueden medir de 5 a 6 m de longitud. Sus raíces se caracterizan por ser hidrófilas, por lo que se le encuentra en asociaciones ubicadas en la rivera de los ríos o en suelos que retengan suficiente humedad. Florece una vez al año, aunque de manera irregular, dependiendo de la zona en que se encuentre. Su presencia se extiende desde el valle del Orinoco en Venezuela en el norte hasta la costa de Amapá en Brasil, pasando por Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia.

Su uso más generalizado está relacionado con su fruto, a partir del cual se prepara una bebida llamada vino de buriti, apreciada por su alto contenido de vitamina A. La pulpa fresca se utiliza también para preparar dulces.

En su estado silvestre las plantas inician su producción a los 7 u 8 años, reduciendo su productividad luego de varias décadas, a los 40 o 50 años. Algunas estimaciones se refieren a una productividad de 3.6 t/ha de aceite, asumiendo una densidad de 150 palmas por hectárea.

7.6.1.5 Extensión requerida de cultivos y disponibilidad de tierras

Para realizar la sustitución del 100% del requerimiento actual de biodiesel, es decir, si se fueran a producir 10.000 toneladas de biodiesel al año a partir del aceite extraído de la palma de canangucho, que es la que presenta una mayor productividad, se requeriría un área aproximada de 2.800 hectáreas, asumiendo una tecnología de extracción superior a la extracción artesanal que se desarrolla en la actualidad, que comenzaría a ser productiva en un plazo mínimo de cinco años. Si se empleara andiroba, la extensión sería del orden de 3800 hectáreas (Ver Tabla 10). La disponibilidad de este terreno para la implementación de un cultivo agroindustrial estaría sometida a revisión por parte de las autoridades pertinentes, ya que un amplio porcentaje del territorio del departamento del Amazonas está declarado como parque natural o resguardo indígena.

Tabla 10. Extensión de terrenos requerida

En la región de la Amazonía, se puede definir tres cuencas: Río Caquetá, Río Putumayo y en la parte sur, la cuenca del Río Amazonas. La extensión del departamento es de 110.000 km² y se trata de un mosaico de propiedades[17]. Constitucionalmente existen el departamento, dos municipios y los resguardos indígenas (futuras entidades territoriales indígenas). Estos últimos cubren el 70% del territorio, conformado por 21 resguardos, 12 de los cuales se hallan en el sur del trapecio.

En la región entonces se tienen los resguardos, áreas protegidas (por ejemplo, el parque Amacayaco con 230.000 hectáreas), áreas sustraídas (carretera hasta el km 25 entre Leticia y Tarapacá), áreas del municipio de Leticia, áreas de reserva forestal del Amazonas (área entre el Río Calderón y el Putumayo).

Para cultivos extensivos se necesitan grandes extensiones de tierra. Un área a considerar sería el corredor de la vía Leticia -Tarapacá de 25 km de extensión. Los primeros 11 km tiene un área de 1000 m a cada lado, del km 11 al km 25 , 2000 m a cada lado. Para poder pensar en utilizar esta área se requeriría negociar con cerca de 100 propietarios. Otra posibilidad sería negociar la intervención de las áreas de reserva forestal o aún más complicado, con los resguardos. El área de reserva forestal sería la de Tarapacá. Esta región está a más de 170 km de distancia, región para la cual no hay transporte terrestre pero si fluvial por el Brasil[18].

7.6.1.6 Otros factores que afectan la utilización de las especies nativas propuestas

Aunque existe información sobre la calidad de algunos de estos aceites¹⁵, ésta está dirigida especialmente a su valor nutricional o como materia prima en las industrias farmacéutica y cosmética.

Dado que no hay explotación industrial de los aceite extraídos de estas plantas como combustible y que no se conocen estudios previos sobre sus propiedades como tal, no se cuenta con la información básica indispensable para desarrollar la evaluación del proyecto de sustitución. Tampoco existen ensayos de empresas fabricantes de motores con estos aceites.

Sobre este punto se resalta la importancia de adelantar investigaciones que permitan establecer el valor real de estas especies como fuentes energéticas.

La propuesta formulada por el SINCHI es de orden biológico. Inicialmente se trata de establecer la extensión de cananguchales y su productividad. La parte asociada con la caracterización físico/química del aceite producido y su combustión en motores no fue considerada[19].

Para iniciar la producción del aceite se requiere un tiempo mínimo de 5 años y en ningún caso se tiene conocimiento de cultivos tecnificados desarrollados para la explotación industrial de estas especies.

Teniendo en cuenta estas observaciones, en contra de la selección de árboles y plantas nativos de la región Amazónica como posibles fuentes de aceite para la producción de biodiesel, surgen las siguientes consideraciones:

· Desconocimiento de las propiedades agroindustriales de las especies nativas mencionadas.

· Desconocimiento de las propiedades fisicoquímicas y de combustión de los aceites producidos.

· Inexistencia de experiencias de producción de biodiesel a partir de aceites de especies nativas.

· Inexistencia de cultivos industriales de árboles y palmas productoras de aceite en la región amazónica.

· Desconocimiento mismo de la tecnología agrícola requerida para su explotación industrial

· Limitaciones para el desarrollo de áreas de cultivo, dada la existencia de extensos parques naturales y resguardos indígenas.

Este último aspecto es de especial importancia pues es necesario tener en cuenta la disponibilidad de la tierra para cualquier empresa agroindustrial.

Dadas entonces las consideraciones anteriores y teniendo en cuenta que un desarrollo industrial de estas especies puede tomar más de un lustro o década, la opción de emplear estos aceites en el corto y mediano plazo no es viable. La opción a considerar entonces es la emplear aceite de palma aprovechando el conocimiento que se tiene en el interior del país y la disponibilidad de aceite ya que se requerirían del orden de 2000 ton año de este aceite, lo cual representa menos de 4% de la producción nacional de este aceite.

7.6.2 Justificación del recurso aceite de palma

Si bien en la región amazónica no existe plantación alguna de aceite de palma africana, este aceite se produce en el interior del país de manera industrial y en volúmenes considerables que ubican como el de mayor producción en el país.

A nivel nacional, la producción de aceite de palma crudo corresponde al 85,8% de la producción de aceites vegetales, seguido por el aceite de palmiste crudo con un 7,4% (Figura 7) con lo cual, la industria de la palma africana genera en Colombia el 93% de la producción nacional de aceites y grasas en un total de 610.000 ton de aceites y grasas producidas en Colombia en el año 2000. La capacidad instalada de plantas de beneficio de fruto de palma africana que alcanzó 762 toneladas de racimos de fruto fresco por hora en 2001[20], ubica a Colombia en el cuarto lugar como productor mundial en la industria del aceite de palma.

Figura 7. Producción nacional de aceites y grasas, año 2000

Este nivel de producción, sumado a su crecimiento sostenido logrado tras más de cincuenta años de desarrollo comercial y tecnológico, y que se ilustra en la Figura 8 para los años 1996 a 2002, a su disponibilidad en 54 municipios del país y a la fortaleza institucional del gremio, hacen del aceite de palma el uno de los aceites a considerar en Colombia como materia prima para la producción de biodiesel.

Figura 8. Evolución de la producción nacional de aceite de palma (en miles de toneladas)

7.6.3 Precio del aceite de palma

El análisis del aceite de palma como posible materia prima en la producción de biodiesel exige un estudio cuidadoso no solamente de su disponibilidad en el territorio nacional, de sus niveles de calidad y de sus proyecciones técnicas y comerciales, sino también de sus precios, sobre los cuales es importante tener en cuenta el riesgo asociado con su alta volatilidad. La Figura 9 muestra variaciones de hasta 35% en los precios internacionales promedio anuales de los años 1996 a 2000, con valores que oscilaron entre los 255 y 703 dólares por tonelada. El descenso de los precios ocurrido en los dos últimos años allí ilustrados se explica por el mayor crecimiento de su oferta en relación con su demanda, situación que se repite en períodos de aproximadamente 12 años como consecuencia del ciclo productivo natural de la palma. Esta variabilidad constituye sin duda un riesgo importante para los cultivadores que se pueden ver seriamente afectados, sobre todo durante los primeros años, en los que la producción de la plantación es baja.

Figura 9. Evolución del precio internacional del aceite de palma crudo.

Ahora bien, ignorando esta volatilidad y asumiendo un precio promedio histórico de 500 US$/t, o lo que es lo mismo, 1,60 US$/gal de aceite de palma, y comparándolo con el precio actual del diesel de 0,72 US$/gal se obtiene una diferencia de 0,88 US$/gal, que claramente impide el desarrollo del proyecto de sustitución bajo las condiciones actuales.

De esta manera, la implementación del proyecto de sustitución exige la ocurrencia de algunas condiciones encaminadas a disminuir esta diferencia, dentro de las cuales se destacan, como relacionadas con el factor precio, las siguientes:

· El aumento del precio del diesel, generado por la necesidad de importarlo ante la insuficiencia de producirlo localmente en las refinerías de Barrancabermeja, Cartagena, Apiay y Orito.

· La necesidad de un acuerdo con los palmicultores sobre un precio fijo para el aceite de palma crudo destinado a la producción de biodiesel, que elimine el riesgo de volatilidad de precios para el proyecto.

7.7 Caracterización de las materias primas y subproductos PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL

7.7.1 Aceite de Palma

El aceite de palma es un líquido graso, de color amarillento, extraído del pericarpio de la palma africana (Elaeis guineensis L. y variedades) que se emplea como aceite comestible en la fabricación de margarinas y diferentes productos de panadería, heladería y salsas entre otros. También se utiliza ampliamente en la fabricación de jabones y detergentes

El proceso de extracción del aceite de palma involucra una primera etapa de esterilización de los frutos. Posteriormente éstos se separan de los racimos y se maceran con el fin de obtener el aceite de la pulpa, que de acuerdo con la Norma ICONTEC NTC 431 (segunda actualización) deberá cumplir con los requisitos señalados en la Tabla 11, que también ilustra los procedimientos a seguir para la determinación de cada característica.

Tabla 11. Propiedades del aceite de palma según la norma ICONTEC NTC 431

Requisito	Máximo	Mínimo	Valor determinado de acuerdo con el procedimiento
Densidad 60 / 25 ºC	0.876	0.868	NTC 336
Índice de Yodo	58	50	NTC 283
Índice de saponificación	205	195	NTC 335
Índice de refracción a 50 ºC	1,455	1,449	NTC 289
Materia insaponificable en %	1,5		NTC 235
Humedad y materia volátil en %	0.5		NTC 287
Punto de fusión	40	34	NTC 213
Acidez expresada como ácido palmítico, en %	5		NTC 218
Impurezas solubles en %	0.1

El perfil de ácidos grasos, deberá cumplir, de acuerdo con la misma norma, con lo indicado en la tabla siguiente.

Tabla 12. Perfil de ácidos grasos para el aceite de palma de acuerdo a la norma ICONTEC NTC 431

Nombre	Nivel %
Ácido Láurico	<0,4
Ácido Mirístico	0,5 – 2
Ácido Palmítico	41 – 47
Ácido Palmitoleico	< 0,6
Ácido Esteárico	3,5 – 6
Ácido Oleico	36,0 – 44,0
Ácido Linoleico	8 – 12
Ácido Linolénico	< 0,5
Ácido Araquídico	< 1

Para el caso específico de la tecnología que se analizará adelante, de acuerdo al fabricante del planta productora de biodiesel, el aceite de palma debe cumplir con los siguientes requisitos mínimos:

· Contenido de Ácidos libres: < 1.5%

· Contenido de agua: < 500 ppm

· Libre de sólidos (Filtro 0,25 micras)

Estas condiciones mínimas deberían entonces ser requeridas a los productores nacionales de aceite de palma para su utilización en la producción de biodiesel, de acuerdo a la tecnología que se considerará más delante.

7.7.2 Metanol

El alcohol metílico, de fórmula CH₃OH y también denominado alcohol de madera, es un líquido incoloro, soluble y combustible que se utiliza como disolvente de lacas, barnices, pinturas, grasas, tintas, gomas, ceras, en perfumería, en la obtención de productos intermedios en la síntesis de colorantes o en la fabricación de adhesivos y pegantes. Sirve también para impotabilizar el alcohol etílico y así prevenir su uso en bebidas embriagantes, sin interferir sus características como agente químico y como solvente.

El empleo de metanol requiere la observancia de ciertas precauciones para evitar riesgos por su toxicidad y porque puede formar mezclas explosivas. Se debe por lo tanto disponer de equipo de protección personal y de equipo contra incendio.

Aunque en el proceso de producción de biodiesel también puede utilizarse etanol, el metanol ofrece ventajas relacionadas no solamente con su capacidad de reacción debida fundamentalmente a su estereoquímica (disposición espacial) sino con su precio, que es inferior.

Algunas de las propiedades del metanol se resumen en la tabla siguiente.

Tabla 13. Propiedades físico-químicas del metanol

Propiedad	Unidad	Valor
Peso molecular		32,04
Peso específico a 15 ºC, referido al agua a 15ºC.		0,79648
Punto de fusión	ºC	-97,8
Viscosidad a 20 ºC.	Centipoises	0,5945
Límites de inflamabilidad en el aire, vol	%	6 - 36
Temperatura de inflamación	ºC.	12
Solubilidad en el agua		Soluble

Para la aplicación de la tecnología específica en estudio, el metanol debe tener una concentración mínima del 99.5%.

7.7.3 Hidróxido de sodio (Soda Cáustica)

La soda cáustica o Hidróxido de Sodio es un sólido blanco higroscópico y altamente corrosivo que tiene aplicaciones en la industria textil, del papel y del jabón, de refinación del petróleo y de las curtiembres. Actúa como catalizador en la producción de biodiesel, ofreciendo altas velocidades de reacción. Debido a sus cualidades higroscópicas, debe mantenerse en condiciones anhidras.

7.7.4 Glicerina

Es un alcohol polihídrico incoloro o amarillento y espeso, de fórmula CH₂OHCHOHCH₂OH, que sirve para fabricar lacas y barnices, materias plásticas, medicamentos, cosméticos y anticongelantes. En alimentos puede actuar como agente higroscópico humectante, solvente, edulcolorante o como modificador de cristalización.

Entre los polialcoholes el de uso más frecuente es la glicerina debido a que su estado líquido facilita su manejo y a que, dado su alto punto de ebullición, se puede incorporar a los demás componentes del producto final fundidos o con solvente caliente. Algunas de sus propiedades se señalan en la tabla 8.

Tabla 14. Algunas propiedades de la glicerina

Propiedad	Unidad	Valor
Peso molecular		99
Punto de fusión	ºC	17,9
Punto de ebullición, 760 mm	ºC	290
Densidad a 25 ºC		1.2613
Viscosidad a 25 ºC	Centipoise	954
Solubilidad en agua a 25 ºC		Soluble
Higroscopicidad		Media - alta

Las especificaciones para la glicerina varían dependiendo de la aplicación. La glicerina grado USP, por ejemplo, es apropiada para usarse en alimentos, productos farmacéuticos, cosméticos y cualquier fin donde se requiera alta calidad o donde el producto va a ser ingerido. La designación “grado químicamente puro” se usa para una calidad cercana a la USP, con ampliaciones en el rango de las especificaciones, de acuerdo con el uso final. El grado de alta gravedad o peso específico elevado se abastece comúnmente en una concentración no menor de 99% y es de color amarillento. El grado dinamita, un poco más amarillo que el anterior se produce especialmente para la industria de explosivos y el grado amarillo destilado, con una concentración no menor de 95% para otras aplicaciones industriales.

Para el caso específico de la tecnología analizada, la fase pesada (Ver fases del proceso productivo Secc. 7.5) debe someterse a tratamiento para lograr una glicerina grado comercial, razón por la cual es recomendable comercializarla sin tratar, directamente con los productores de glicerina o con industrias que cuenten con la capacidad de procesarla y llevarla al grado requerido para incorporarla en su proceso industrial. Los componentes de la fase pesada se muestran en la tabla siguiente.

Tabla 15. Componentes de la fase pesada[21]

Componente	Contenido (% en peso)
Glicerina	50 – 60
Alcalinos (principalmente jabones e hidróxidos)	14-16
Metil-éster	18 – 20
Metanol	10 – 12
Agua y otros componentes	2 – 3

7.7.5 Disponibilidad de las materias primas

Todos las materias primas se pueden obtener a nivel industrial en las cantidades y calidades requeridas en el interior del país o podrían importarse de otros países. De las anteriores materias primas, solamente el metanol requiere de permiso de las autoridades porque en su mal uso es un precursor de la producción de narcóticos. Los aspectos relacionados con los precios de estos insumos se tratarán más adelante.

8. Tecnología disponible

En este capítulo se considera nuevamente los equipos de generación disponibles en la ciudad de Leticia. También presente la tecnología de generación empleando biodiesel, principalmente la posición de las empresas fabricantes de motores. Finalmente, presenta la tecnología de su producción.

8.1 equipo de Generación de electricidad en leticia

La tecnología actual disponible para la generación eléctrica en Leticia ha exigido acciones importantes para efectuar su mantenimiento y reparación, y solamente requiere una asignaciones presupuestales adicionales importantes que permitirían reactivar el parque en su totalidad, cubrir las necesidades de la localidad y aprovechar su vida útil restante, que para las plantas mas viejas (las GMT )puede ser de otros 15 años adicionales. Una descripción del estado actual del parque se da en Cap. 2.

El análisis de cada uno de los escenarios propuestos conduce a una aplicación diferente de la tecnología disponible. Para los escenarios 1 y 2 se emplean los mismos motores del parque actual. (Ver 8.2.2), entendiendo que con el nivel de sustitución crece el nivel de riesgo, debido a que la garantía emitida por los fabricantes de los motores no incluye el uso de combustibles diferentes a los establecidos originalmente (Ver Secc. 8.2.2). El escenario 3 introduce un nuevo motor diseñado exclusivamente para la utilización de bioaceite (este tipo de motor se encuentra en la actualidad en pruebas por una empresa y sería de mayor eficiencia- Ver Secc. 16).

Las modificaciones principales iniciales a realizar en los motores están ligados al sistema de manejo e inyección del biodiesel.

8.2 TECNOLOGIA DE GENERACIÓN CON BIODIESEL

8.2.1 Plantas experimentales

En la literatura disponible en la web y en los sitios visitados solamente se encuentran algunas experiencias relacionadas con el uso del biodiesel en plantas de generación de electricidad. A continuación se presentan los casos que se encontraron.

Wärtsilä [22] vendió en Junio de 2002 una unidad de generación del tipo 6L32 de 2636 kW a 750 rpm a la empresa INEACTEC GmbH de Alemania, la cual debería entrar en operación antes de Diciembre de 2002 y generar 17GWh /año interconectada a la red. Esta planta consumirá diferentes bioaceites (no bio-diesel). No se conocen a la fecha información de los resultados de su operación.

Adicionalmente, existen otros dos proyectos en California, USA. El primero surgió como reacción a la crisis energética en ese estado; su objetivo: generar 6 MW como soporte para el sistema central de generación eléctrica de la Universidad de California, mediante tres motores Cummins (de 2 MW y 480 VAC), funcionando con biodiesel B100. La operación de los motores fue parte de las pruebas programadas, en Agosto de 2001, por Riverside Public Utilities para asegurar su confiabilidad en caso de emergencia. Durante las mismas no se informó sobre dificultades pero tampoco se tiene información de nuevas pruebas o de alguna emergencia que haya requerido poner en marcha los motores nuevamente. Se considera que la experiencia operacional es insuficiente [23].

Un segundo proyecto en USA genera electricidad a partir de biodiesel, utilizando la tecnología disponible en el sector ferroviario y permitiendo simultáneamente la demostración de métodos para reducir emisiones, que no podría hacerse con los trenes en funcionamiento normal y que constituye el fin primordial del experimento. La generación planeada es de 100 MW, utilizando 48 motores de locomotoras construidos a comienzos de la década de los 80, contemplando un horizonte de 5 años para los ensaños y trabajando con biodiesel B100 a partir de frijol de soya. El proyecto se encuentra en su fase inicial; hasta el momento se han puesto en marcha dos de los 48 motores (diesel turbo GE 7FDL12. 2,1 MW y 3000 hp). No se conoce a la fecha información sobre los resultados de su operación.

La resume la información sobre estos dos últimos proyectos.

8.2.2 Posición de los fabricantes de motores frente al biodiesel

La posición de diferentes empresas productoras de equipo diesel analizadas es la siguiente:

8.2.2.1 Cummins

Cummins [24] certifica sus motores con los combustibles que cumplen con las certificaciones EPA y ECF (European Certification Fuels). Cummins NO certifica sus máquinas para otros combustibles diferentes. Es responsabilidad del usuario operar sus máquinas con el combustible certificado.

Para mezclas B5 no se esperan efectos adversos importantes sobre el rendimiento de los motores y la integridad/durabilidad de los motores. Si el % en volumen de biodiesel en la mezcla de biodiesel-diesel es mayor a 5% en volumen (>B5), los efectos aumentan mientras más alto sea este nivel.

8.2.2.2 Caterpillar

Caterpillar [25] reconoce biocombustibles que satisfacen la norma ASTM PS121, la DIN51606 o la especificación de Biodiesel Caterpillar. Al igual que Cummins, Caterpillar certifica sus motores con los combustibles que cumplen con las certificaciones EPA y ECF (European Certification Fuels). Caterpillar tampoco certifica sus máquinas para otros combustibles diferentes. Al igual Cummins, Caterpillar afirma que es responsabilidad del usuario operar sus máquinas con el combustible certificado.

Caterpillar ni aprueba ni prohíbe el uso de biodiesel en sus máquinas.

8.2.2.3 Detroit Diesel

Detroit Diesel [26]manifiesta que el biodiesel puede ser producido de una gran variedad de fuentes y puede ser empleado en sus motores con tal que de metil-ester de soya y metil-ester de colza, y mezclados hasta un máximo de 20% en volumen con combustible diesel (B20). La mezcla B20 debe cumplir con todas las Especificaciones de combustible diesel de sus motores (Ver Anexo 4). (Probablemente debido a que el documento encontrado está incompleto, no se ha encontrado ninguna consideración sobre el comportamiento de sus motores ni está tratado el asunto de las garantías).

8.2.2.4 Wärtsilä

Wärtsilä [27] ha comenzado una serie de ensayos encaminados a probar sus máquinas con bioaceites (no necesariamente biodiesel). Las primeros evaluaciones de sus motores con bioaceites ser realizaron en 1995 y resultó en la aprobación del aceite refinado de colza como un equivalente al combustible diesel. Estos ensayos han continuado con la evaluación de otros aceites como aceite de palma y aceite de oliva. Un desarrollo exitoso para la utilización de estos bioaceites depende de estudios extensos de sus propiedades físico-químicas y de un diseño apropiado de los sistemas de manejo e inyección de combustibles. Pero solamente ensayos extensos pueden verificar su funcionalidad.

8.2.2.5 Conclusión

En conclusión, los fabricantes de motores conocen la existencia del biodiesel, consideran que puede utilizarse en sus motores un B5 y hasta un B20 (Detroit Diesel), pero de todas maneras el biodiesel debe cumplir normas y especificaciones. Es claro también que es responsabilidad del operador de la planta las consecuencias que conlleve la operación con este combustible. Es importante discutir con las compañías el asunto de las garantías sobre los motores. Si bien Wärtsilä tiene experiencia con bioaceites y tiene en operación una planta operando exclusivamente con aceite de origen vegetal, cualquier decisión que se tome en base a esta experiencia debe esperar a sus resultados.

8.3 plantas DE PRODUCCION de biodiesel de GPH TECHNOLOGIES

Después de una búsqueda intensiva en web, se identificaron tres siguientes fabricantes que suministran el equipo y la asesoría requerida para la construcción y puesta en marcha de plantas de esterificación de aceites para biodiesel.

· Browner S.A

Compañía Argentina. Su marca registrada es Savoia. Ofrecen plantas con capacidades de 200 y 400 l/h de biodiesel. Su producción no es continua (por tandas), cada ciclo requiere aproximadamente 11 horas, con lo cual con una planta se cubriría menos del 10% del requerimiento de la central de Leticia para el caso de la sustitución total. La información técnica y económica provista ese muy reducida y no permitió una elaboración posterior.

· EKOIL

Ofrece plantas a gran escala (desde 1.600.000 galones por año). Su capacidad excede la requerida en Leticia.

· GPH-Technologies

Es una compañía austriaca dedicada a explotar el segmento de mercado de plantas productoras de biodiesel a pequeña escala. Ofrecen comercialmente plantas con unidades cuyas capacidades pueden ser de 200, 500 y 1000 l/h.

El fabricante a ser seleccionado para el análisis siguiente dependió en gran medida del volumen de producción requerido, factor que junto a las ventajas que ofrece por su diseño compacto, y fácil instalación y transporte orientó el análisis hacia la planta ofrecida por GPH-Technologies, que se describe a continuación. Por otro lado, fue la única empresa que suministró información suficiente para loa análisis de este estudio.

8.3.1 Unidades Compactas CPU de GPH Technologies

Son unidades de producción, disponibles en capacidades de 200, 500 y 1000 lt/h, cuyos elementos principales van instalados en un contenedor de 20’. Están conformadas por dos módulos de esterificación en los que se lleva a cabo la reacción química y la separación de las fases, un módulo de destilación en el que se remueve el alcohol que se encuentra en la fase liviana y un módulo de acondicionamiento del biodiesel en el que se eliminan las últimas impurezas y se obtiene el biodiesel listo para su aplicación final. El biodiesel a emplearse debe de acuerdo a los fabricantes de motores cumplir con las normas respectivas ASTM PS121 (Ver Capitulo 13) o la norma DIN alemana. La Figura 6 ilustra el flujo de las diferentes etapas del proceso de producción del biodiesel.

La alimentación del catalizador al tanque de pre-mezcla, localizado fuera de la CPU, es manual. Cuando la bomba de circulación se activa, el metanol circula a través del catalizador, disolviéndolo. La mezcla de metanol y catalizador se conduce alternativamente a los tanques de mezcla (3). Posteriormente ésta mezcla y el aceite de palma (2) se conducen hacia el reactor (5) mediante un sistema de bombeo neumático que además permite dosificar y medir los volúmenes. El metil-éster (6) es re-esterificado en el segundo reactor (7). El resultado es biodiesel (9) y Glicerina (8).

Figura 10. Proceso productivo del biodiesel[28]

El metil-éster obtenido en la segunda etapa de reesterificación se somete a un proceso de destilación al vacío en dos etapas, donde se remueve el exceso de metanol (proceso no incluido en el diagrama).

8.3.2 Experiencia de GPH Technologies en la producción de biodiesel

SI bien esta empresa es la única que facilitó información y costos, no suministró información y referencias de plantas construidas por ellos en Austria u otros países. Informó que actualmente se encontraban desarrollando una planta de estas y suministró un ejemplo de cálculos para el dimensionamiento y estimación de la estructura de costos, cuyos resultados se muestran en la Tabla 17.

GPH afirma que sus unidades son capaces producir biodiesel a partir de aceite de palma. Este efectivamente junto con otros aceites vegetales son los únicos que mencionan como materia prima pero este listado no incluye ninguno de los árboles o palmas potenciales de la Amazonía.

Tabla 17. Hoja de cálculo suministrada por GPH Technologies

8.3.3 Distribución en planta

Los fabricantes sugieren destinar un área de 1000 m² a la instalación de la planta, dedicando 350 m² al área de producción y distribuyendo el espacio restante entre el laboratorio, oficinas y demás requerimientos, según se muestra en la Figura 10.

A corresponde al área ocupada por la CPU, B y C a los tanques de almacenamiento, 1 al almacenamiento de químicos, 2 al laboratorio, 3, 4,6 y 7 a servicios, y 5 a las oficinas.

Figura 11. Distribución en Planta

8.3.4 Inversión en Equipos

Cada CPU está constituída por:

· Un contenedor de 20’

· Bombas y válvulas neumáticas.

· Los grupos funcionales están diseñados como módulos para fácil mantenimiento

· Dos tanques para la mezcla de metanol y catalizador.

· Dos módulos de reesterificación formados por:

o Bombas dosificadoras de velocidad controlada automáticamente.

o Reactor

o Tanque de separación

· Módulo de destilación al vacío para remover el metanol de la fase éster

· Módulo de acondicionamiento del biodiesel conformado por:

o Bomba neumática

o Reactor

o Tanque de separación.

Todas las conexiones son de ½ pulgada, excepto la que conecta el tanque de almacenamiento del aceite con la CPU, que es de 1 pulgada. Además de los componentes mencionados, se incluyen los accesorios requeridos para la instalación (controladores electrónicos, válvulas, bombas de vacío, etc.).

La Tabla 18 ilustra la inversión requerida en los casos de las plantas con capacidades de 500 y 1000 l/h. Todos los costos están en US$ y son FOB puerto Europeo. Los costos de las plantas están entre 900.000 y 1’200.000 US$, y no incluyen costos de transporte, seguros e instalación de equipos.

Tabla 18. Inversión planta productora de biodiesel.

9. Evaluación económica del proyecto

El presente capítulo tiene como objetivo realizar la evaluación económica de las diferentes alternativas técnicas propuestas para la implementación del proyecto de Biodiesel en Leticia, Amazonas.

La evaluación económica se realizará con base al análisis incremental entre la situación con y sin proyecto, donde se determinarán diferentes indicadores de rentabilidad económica, como el Valor Presente Neto, Tasa Interno de Retorno y Periodo de Repago, y por ende la viabilidad económica del proyecto. En el análisis se consideraran los impactos económicos de diferentes parámetros técnico-económicos, tales como consumo de combustibles, costos de inversión, precios de energéticos actuales, rendimientos y precios de insumos para la producción del biodiesel, venta de certificados de reducción de emisiones CERs etc.

9.1 descripción de la situación actual

Tal como se describe en el capítulo 2 de este informe, la ciudad de Leticia cuenta con cuatro unidades GMT de 2.850 kW cada una, además de 4 unidades que han sido instaladas recientemente para resolver problemas de funcionamiento en las unidades anteriores. Es importante destacar que en la actualidad el IPSE lleva un plan de corto plazo, el cual tiene como fin poner nuevamente en optimas condiciones el actual parque de generación, para lo cual faltan los pagos de unas reparaciones mayores a los ejes de dos unidades GMT y los que se deriven de la puesta a punto de estas unidades.

Con este plan de contingencia puesto en operación se espera que todas las unidades actuales queden repotenciadas y que no van a haber reparaciones mayores en las próximas 40.000 horas de operación. Es importante tener en cuenta la actual sobrecapacidad instalada del parque de generación ya que la demanda pico en el año 2001 tan solo fue de 5.400 kW, y con la información de la energía generada se obtiene una potencia anual de tan solo 3.127 kW. Referente al aumento en la demanda anual de energía eléctrica, se estableció que en los dos últimos años ésta no ha tenido un aumento significativo y no existen proyectos para un incremento significativo de ésta en el corto y mediano plazo, por lo tanto para efectos de proyecciones se mantuvo constante la demanda para el horizonte de evaluación.

9.2 descripción de las alternativas

Tal como se menciono en la sección 5.3, para la presente evaluación se consideraron tres posibles alternativas para implementar el proyecto de uso de Biodiesel en Leticia. Estas alternativas son:

· Reemplazo del 20% de los combustibles actuales por biodiesel

· Reemplazo del 50% de los combustibles actuales por biodiesel

· Implementación de un motor de 2,630 kW para generación con base en aceite vegetal, el cual reemplazaría un equivalente del 76.7% en energía de la demanda actual de Leticia.

Para dos de las tres alternativas se debe pensar en la instalación de una planta para el procesamiento del Biodiesel, ya sea en una locación fuera de Leticia para el procesamiento y posterior embarque del biodiesel a las plantas de generación, o la implementación de la planta de procesamiento del biodiesel en Leticia. En el Capítulo 7 se trata más detalladamente el tópico sobre la producción del biodiesel para la planta.

Relacionado con las alternativas a evaluar, es importante destacar en relación con los equipos actuales, los cuales utilizan fuel oil y ACPM como combustibles, que los fabricantes de estos consideran que sus motores pueden utilizar biodiesel en mezclas que pueden llegar a ser de 20% en Volumen con diesel oil (es diferente para cada fabricante, Ver Secc. 8.2.2). Es importante tener en cuenta que muchos de los fabricantes no proporcionan la garantía del equipo cuando se usa como combustible una mezcla de combustible convencional mas biodiesel. Igualmente, referente a la generación de electricidad con base en motores dedicados totalmente a usar como biodiesel como combustible es relativamente nueva, y no existe aun fabricantes de equipos dedicados a la comercialización masiva de esta clase de equipos (Ver Capitulo 16) De acuerdo a lo anterior, y con base en la experiencia del fabricante de motores Wärtsilä, se evalúo la tercera alternativa que es la instalación de un motor completamente dedicado que usa aceite vegetal como combustible, en este caso el aceite de palma.

9.3 aspectos sobre los costos de producción del biodiesel

Para la implementación del proyecto, es fundamental solucionar en primera instancia la disponibilidad del recurso para la producción del biodiesel. Este no solo conlleva la determinación del tipo de planta a utilizar como insumo básico, sino también determinar la logística y la viabilidad técnica, económica y de producción para el procesamiento del biodiesel, ya sea en sitio o llevado desde otro sitio.

Como se ha mencionado, se tienen tres posibles escenarios para la producción del biodiesel los cuales conducirán a tres posibles esquemas de planta de procesamiento del biodiesel. El proceso propio de la producción del biodiesel, parte de la determinación del insumo básico para el procesamiento de este. En este punto vale la pena destacar que aunque en la región existen posibles potenciales árboles y plantas para la extracción del aceite, insumo básico para la producción del biodiesel, no se cuenta con información detallada y precisa sobre las características de estos así como de la existencia de cultivos tecnificados que hagan pensar que estos aceites puedan ser materia prima en el corto y en el mediano plazo (Ver Secc. 7.6.1).

De acuerdo a lo anterior, y dada la poca experiencia en el país para la producción de biodiesel y acorde a experiencias internacionales en la producción de éste, se determinó que el aceite de palma africana podría ser el insumo primario para la producción del biodiesel (Ver Secc. 7.6.2). La palma africana ofrece importantes atractivos como materia prima a ser utilizada en el proyecto dada sus características técnicas, económicas y de producción. Es importante destacar que el cultivo de la palma africana se encuentra en varias regiones del país, sus cultivos están ya plenamente tecnificados y se conocen de manera detallada aspectos como rendimientos, producción, costos, etc., que podrían fácilmente ser replicados en caso de ser necesario en otros lugares del país.

Para la presente evaluación se va a analizar como caso base la producción del biodiesel con base en aceite de la palma africana y en segunda instancia se realizará un análisis de cual sería el precio del insumo primario para que el biodiesel sea competitivo económicamente con el fuel oil y ACPM, que son los combustibles actuales de la planta de generación.

De acuerdo con los escenarios planteados la demanda por biodiesel es de 582.000 y 1’456. galones anuales para cada un escenario de sustitución del 20% y 50% respectivamente.

Partiendo de estos niveles de demanda y teniendo en cuenta la tecnología disponible y los recursos necesarios para ponerla en marcha, se estableció la capacidad requerida para cada escenario. Se contemplaron dos turnos diarios, y semanas de siete días de trabajo durante los doce meses del año, de tal manera que una vez establecidos los galones de biodiesel requeridos al año en cada escenario, se calcularon las capacidades correspondientes en litros y toneladas por hora que se muestran en la Tabla 19. La densidad del biodiesel se tomó como de 0,9 k/l.

Tabla 19. Capacidad requerida en litros por hora para cada escenario de sustitución.

Para cubrir esta demanda se consideró una planta con una capacidad de 500 l/h para la primera alternativa, de 1.000 l/h para la segunda alternativa. La operación de una planta requiere un operario por turno (mano de obra directa), un supervisor y una persona encargada del área administrativa (mano de obra indirecta).

Teniendo en cuenta el proceso de producción descrito en la sección 7.5 y los costos de los insumos básicos para el proceso: aceite (561,14 US$/Ton)^{^[29]}, soda cáustica (667,67 US$/Ton)^{^[30]}y metanol (631,58 US$/Ton)^{^[31]}^, se determinó el costo de producción del biodiesel teniendo en cuenta la siguiente metodología:

Para la evaluación del costo de producción del biodiesel se consideró un horizonte de evaluación de 15 años, y una tasa de descuento del 10% en dólares constantes. En la Tabla 20se muestra los costos e ingresos para un año típico, así como el costo de inversión total correspondiente para cada una de las alternativas estudiadas.

Tabla 20. Costo producción del biodiesel

De la anterior evaluación se observa que los costos de producción por galón de biodiesel oscilarían entre 1,78 a 1,94 US$/gal, dependiendo la alternativa de sustitución del combustible actual. . Si se tiene en cuenta el transporte a sitio de producción a Leticia, el cual podría estar en 0,196 US$/kg (0.67 US$/gal), se obtendría que el precio por galón de biodiesel puesto en sitio estaría entre 2.45 a 2.61 US$/gal.

Si se tiene en cuenta que un galón de diesel y fuel oil evitan unas emisiones equivalentes de CO₂ de 78.37 kg/MBtu (12.28 kg/gal) y 81.86 kg/MBtu (10.81 kg/gal) respectivamente, y el precio de la tonelada reducida de CO₂ se estima en 4 US$/Ton, se obtendría que el impacto de las ventas de emisiones en el costo de producción sería de 0,043 y 0,049 US$/gal para el diesel y el fuel oil respectivamente.

Del anterior análisis se concluye, que el impacto de la internalización de las ventas de emisiones tienen un efecto máximo del 2.78% sobre el costo de producción, sin incluir los costos de transacción de inversión y operación generados por la implementación del MDL. Para analizar cual sería el precio del insumo básico, es decir el valor por tonelada de aceite de palma que haría competitiva a precios de mercado el biodiesel con el diesel y el fuel oil , se determinó el precio de equivalencia para este aceite, suponiendo producción en sitio de consumo. Los valores de equivalencia son los siguientes:

Tabla 21. Precios equivalencia de aceite de palma

Como se observa de la tabla anterior, si se quiere llegar a un precio de mercado del biodiesel que sea competitivo con los actuales combustibles disponibles para la generación de energía, se debería suministrar un aceite vegetal a un precio que fuera entre el 73% y 59% más barato que el precio del mercado del aceite de palma, para el cual ya existen cultivos y procesos de producción plenamente tecnificados para su comercialización en el mercado.

9.4 parametros de la evaluacion ECONOMICA

A continuación se van a describir los parámetros técnicos y económicos tomados en cuenta para la evaluación de las alternativas. La evaluación económica fue realizada analizando la situación incremental entre la situación actual y la alternativa de sustitución escogida, obteniéndose así los indicadores de rentabilidad del proyecto.

- Parámetros generales de evaluación

La evaluación económica fue realizada en dólares constantes del año 2003, tomando un horizonte de evaluación de 15 años y una tasa de descuento del 12%. También fue considerado un valor terminal de los equipos del 5% del valor de la inversión, efectivos en el último año de la evaluación. La tasa representativa adoptada fue de 2850 pesos por dólar.

- Energía generada y Costos de los combustibles

De acuerdo a la información disponible, la energía generada en el año 2001 fue de 27.389.721 kWh, año en el cual fueron utilizados 1.167.942 galones de diesel y 1.178.485 galones de fuel oil. Esta información fue utilizada como para la situación actual y no fueron considerados aumentos de demanda en la energía generada y en la demanda pico.

Tal como se mencionó en la sección 5.1, para la generación actual del parque de generación en Leticia se utiliza tanto el fuel oil como el ACPM. Estos combustibles generalmente provienen de los países vecinos, y sus precios corresponden a regulaciones especiales. En la ciudad de Leticia, el precio actual de dichos combustibles para EEASA de acuerdo a facturas de Ecopetrol a mayo del 2003 es de 2046 $/galón para el diesel y de 1788.81 $/galón para el fuel oil.

- Costos de los insumos para la producción del biodiesel

Para producción del biodiesel se requieren componentes como metanol y soda cáustica aparte del aceite vegetal, elemento base para la producción de este biocarburante. Además es importante tener en cuenta que del proceso de producción se obtiene la glicerina la cual puede ser vendida para ser usado como base en otros procesos industriales. Los precios considerados en esta evaluación son:

Aceite de palma: $1.599.256/Ton

Glicerina: $3.300.000/Ton

Soda cáustica: $1.900.000/Ton.

Metanol: $1.800/Ton

Para la parte de insumos, se consideró de manera preliminar en esta evaluación unos costos de transportes de insumos a sitio de 280 $/kg , que corresponde a flete marítimo desde Puerto Costa Atlántica a Leticia[32]. Por otro lado, de acuerdo a los procesos productivos del biodiesel, y las características técnicas del motor a aceite vegetal, en el siguiente cuadro se presentan los insumos demandados anualmente por cada una de las alternativas, así como la producción de metanol y glicerina resultantes del proceso de producción del biodiesel.

Tabla 22. Demanda anual de insumos y producción de productos

- Costos de Inversión

Acorde con lo descrito en las en el detalle de las alternativas, los costos de inversión corresponden principalmente a la planta para la producción del biodiesel, alternativas 1 y 2, y el motor para uso de aceite vegetal (alternativa 3).

Tabla 23. Costos de inversión de las alternativas

Referente a los overhauls, o reparaciones mayores de los motores, estos se estiman que se realizaran cada 40000 horas de operación de las maquinas, estimando un valor de un millón de dólares para la situación actual, y de US$526.000 para la alternativa 3.

- Costos anuales

Los principales rubros considerados fuera de los costos y transporte de los insumos corresponden a los costos de operación y mantenimiento tanto de la planta para la producción del biodiesel como el motor para uso de aceite vegetal como combustible. Para la situación actual, de acuerdo a la información histórica del actual parque de generación los costos de O&M ascienden aproximadamente a US$60.000 dólares anuales.

Tabla 24. Costo anuales

- Costos de transacción del MDL e ingreso por ventas de CERs

Para las tres alternativas consideradas, se adoptó una sola provisión de costos del MDL ya que cualquiera de éstas tendrían costos muy similares tanto en la fase de operación como de inversión, y encajarían en la metodología simplificada especificada por el Comité Ejecutivo del MDL. Para el caso especifico de este estudio, se adoptó un método de costeo basado en horas hombre para la realización de los diferentes estudios y reportes, con una provisión importante para la acreditación y certificación de las actividades.

Tabla 25. Costos de transacción

Referente a los ingresos por venta de CERs, se tomó un valor de 4.00 US$/Ton CO₂ como precio de referencia, en el cual se tuvo en cuenta un descuento del 3% de los CERs como contribución al fondo establecido por el Comité Ejecutivo del MDL para la ayuda de las regiones más vulnerables por efecto del cambio climático.

9.5 Evaluación económica

Con los parámetros de evaluación anteriormente descritos, y mediante el análisis incremental de la situación con y sin proyecto se procedió a realizar la evaluación económica de cada una de las alternativas propuestas[33]..

En las siguientes tablas se observa la ficha resumen de cada una de las alternativas analizadas. Como hecho importante se observa la no viabilidad de las distintas alternativas, explicada principalmente por el mayor costo del biodiesel y el aceite de palma cuando se usan como combustibles en reemplazo de combustibles como el ACPM y fuel oil que tienen precios de mercados hasta 3 veces mas económicos que los combustibles potencialmente sustitutos. El valor presente neto para cada una de las alternativas son:

Alternativa 1: US$ - 6,862,686

Alternativa 2: US$ -15,384,600

Alternativa 3: US$ -21,890,629

Tabla 26. Resumen evaluación proyecto Alternativa 1

Para todos las alternativas el valor presente negativo se explica por la relación de costos entre los combustibles actuales que ascienden aproximadamente a US$1,580,000 anuales, y en el caso de las alternativas 1 y 2 que solo la compra del aceite de palma asciende a un monto de US$1,155,000 y US$2,889,000 anuales respectivamente, sin considerar la inversión en la planta y otros insumos necesarios para la producción del biodiesel. Es importante también destacar el impacto marginal que tienen la venta de CERs que para el caso de estas dos alternativas ascienden a unos ingresos anuales de US$21,000 y US$81,000 para las alternativas 1 y 2 respectivamente.

Tabla 27. Resumen evaluación proyecto Alternativa 2

Otro indicador importante para destacar es el denominado “Costo por tonelada de CO₂ evitada”, es cual es calculado como el cociente entre el valor presente del análisis incremental del proyecto dividido por el valor presente neto de las emisiones netas evitadas, el cual nos muestra un orden de magnitud de cual debería ser el mayor valor por tonelada evitada para que la venta de emisiones viabilizará el proyecto económicamente. Como se puede observar para cada una de las alternativas analizadas este indicador está en el rango entre 155 a 185 US$/Ton CO₂, lo cual hace que esta clase de proyectos no sean atractivos ante otros que presentan menores indicadores de tonelada evitada.

Tabla 28. Resumen evaluación proyecto Alternativa 3

Para el caso de la alternativa 3, al igual que las alternativas 1 y 2 la no viabilidad del proyecto se explica por el mayor costo del combustible a utilizar, mientras el monto anual en la situación con proyecto ascendería a US$3,600,000, en la situación actual este monto ascendería únicamente a la tercera parte, US$ 1,200,000, esto sin considerar la inversión inicial que se debería realizar en la compra de un motor dedicado únicamente al uso del aceite vegetal.

9.6 Análisis de sensibilidad

Las variables que tienen mayor impacto sobre la rentabilidad del proyecto son el consumo de aceite de palma, ya sea para la producción de biodiesel o para su uso directo en el motor, ya que con un aumento del 10%, tiene un impacto negativo en el valor presente entre 12% y el 15% según la alternativa.

Similarmente el precio del aceite de palma tiene un efecto importante, a un aumento del 10% en su costo, la rentabilidad de las alternativas se disminuye entre un 11% al 13%. Es importante notar el impacto marginal del precio de venta de los CERs, ya que con un aumento del 10% en su precio de venta, este solo mejora la rentabilidad de cualquiera de las alternativas en tan solo un 0.2%. En el siguiente cuadro se presenta el impacto de diversas variables sobre la rentabilidad de cada una de las alternativas.

Tabla 29. Análisis de sensibilidad

9.7 Costo real del ACPM y nivel de subsidios en Leticia

Por Resolución 80728 Junio 21 de 2001 del Ministerio de Minas y Energía, el precio del ACPM para electrogeneración en las zonas de frontera es de US$24/barril (US$0.57/gal). El precio pagado por EEASA es de US$0.72 / gal, en donde la diferencia de US$0.15/gal corresponde a transporte, seguros e inspecciones.

Para estimar el valor del subsidio a EEASA se ha considerado el valor del galón de ACPM en el mercado minorista de Leticia. Este es de US$1.27/gal, con la estructura de precios de la UPME a Agosto de 2003, que incluye un ingreso al productor de US$1.08/gal y márgenes e impuestos por US$0.09/gal. Si se tiene en cuenta que el precio del ACPM en el mercado internacional es de US$46/barril (US$1.10/gal), los ingresos al productor son inferiores a este precio y aún no se han considerado los US$0.15/gal que corresponden a transporte, seguros e inspecciones. De acuerdo a este análisis, el precio del ACPM al mercado minorista debería ser del orden de US$1.42/gal.

Para EAASA entonces, el valor actual del subsidio es de US$0.70/gal, o sea aproximadamente 50% del valor real del ACPM.

Para introducir el aceite de palma, el nivel de subsidio sería la diferencia entre US$0.72/gal que paga EAASA hasta el valor del aceite de palma de US$1.70 o del bioaceite de US$ 1.80 y 1.95/gal (sin incluir transporte a Leticia). De acuerdo a lo anterior el subsidio sería de por lo menos US$1.00 a US$1.30/gal mas el valor del transporte. Este subsidio es a todas luces superior al actual de US$0.70/gal, que cuesta anualmente al estado en la actualidad US$1.7 millones.

10. IMPACTO AMBIENTAL

Las actividades propias de la producción del biodiesel pueden incidir en el medio ambiente a lo largo de toda la cadena, es decir, durante la fase previa a la extracción, durante la extracción, durante la producción y finalmente durante su aplicación final.

Sin embargo, la definición de los límites aplicados al proyecto, que coinciden con los límites geográficos de Leticia, restringe el análisis a las dos últimas fases y permite establecer los impactos ambientales generados por el mismo de manera directa e indirecta.

No obstante, es importante anotar que no se espera un impacto ambiental como consecuencia del desarrollo de nuevos cultivos. En la medida en que se suplan los requerimientos de aceite de palma como materia prima para la producción de biodiesel con la producción de aceite existente, el desarrollo de nuevas plantaciones no será necesario y por lo tanto no se afectará el medio ambiente como consecuencia de la sustitución del ecosistema natural. Las posibilidades de suplir las necesidades con la producción nacional son altas: para cubrir los requerimientos de aceite de palma para lograr una sustitución del 20% se necesita menos del 0,5% de la producción nacional actual.

Dado que la generación de electricidad se mantiene como la principal actividad, el impacto ambiental de mayor importancia es directo y tiene que ver con la disminución de las emisiones de CO₂ por efecto de la sustitución del combustible y su efecto sobre la calidad del aire. No hay emisiones de CO₂ asociadas a la utilización de biodiesel, dado que éstas han sido previamente absorbidas por la plantación de palma, siendo éste el factor de mayor repercusión en beneficio del medio ambiente.

También dentro del impacto ambiental directo, como parte del análisis de las emisiones, es importante resaltar que la utilización de biodiesel incrementa las emisiones de NO_x en niveles del 1 al 4 % para mezclas de biodiesel al 20%, comparadas con las generadas por el uso de biodiesel tradicional. Sin embargo, estas emisiones son difíciles de medir con exactitud y por esta razón se determinó su exclusión del análisis.

En cuanto a la planta de producción se refiere, el sistema modular de la tecnología sugerida, genera un impacto mínimo durante la fase de construcción. Posteriormente, cuando la planta entre en funcionamiento, el nivel de ruido que se alcanzará será en promedio menor que 75 dB, cumpliendo con las normas establecidas. Aunque algunas de las materias primas utilizadas (metanol y soda cáustica) son consideradas riesgosas por su toxicidad e inflamabilidad en el primer caso y por su capacidad corrosiva en el segundo, el diseño contempla su manejo dentro de las normas de seguridad requeridas y la simplicidad del proceso asegura su consumo total dentro del mismo, sin que se generen residuos que afecten el entorno ambiental.

11. conclusiones

El objetivo principal de este estudio era determinar la viabilidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que se producen en Leticia por la operación de su parque de generación, que consume diesel y fuel oil, al sustituir estos combustibles por biodiesel. Las principales conclusiones de este estudio son:

De orden técnico

Disponibilidad de materias primas para la producción de biodiesel

· Si bien existen en la región plantas (árboles y palmas) de las cuales se puede extraer aceite vegetal, materia prima para la producción de biodiesel, no existen estudios ni información confiable sobre la productividad de tales plantas ni las características de su manejo agroindustrial.

· Tampoco existe una caracterización físico-química de los aceites producidos por esas plantas ni de sus propiedades como combustibles en motores.

· Las restantes materias primas para la producción del biodiesel deberían ser transportadas a Leticia para la producción local del biodiesel.

· Ante la dificultad en el corto y mediano plazo de producir localmente aceites de plantas nativas, se ha considerado la posibilidad de utilizar aceite de palma para la producción de biodiesel. Este aceite no solamente se produce en el interior del país en volúmenes más que suficientes para atender la producción de biodiesel en Leticia, sino que ya ha sido probado por algún fabricante de motores con resultados que solamente pueden confirmarse con la operación prolongada de motores con este combustible.

· La posibilidad de producir localmente el aceite de palma no se ha evaluado pero se considera que la introducción de un cultivo con especies foráneas es un asunto objeto de un estudio que está fuera del alcance de este. Este es un aspecto de por sí supremamente delicado por las consecuencias adversas que tal cultivo podría tener en la región.

· El transporte entonces del aceite de palma a Leticia conlleva dificultades logísticas por las limitaciones de transporte hacia esa ciudad y por las consecuencias que esto tendría sobre su disponibilidad localmente y el costo de la operación de transporte.

Oferta de tecnología para la producción de biodiesel

· La oferta de equipos es limitada en la escala requerida. Los proveedores de equipos (incluyendo las unidades de esterificación y demás equipos periféricos) no tienen experiencias extensas con aceite de palma ni aceites de las especias nativas de la región Amazónica. Se considera que la tecnología de producción de biodiesel está disponible para los volúmenes requeridos y es bastante confiable en cuanto a la productividad de las plantas y calidad de sus productos, sin confirmarse que el bioaceite producido cumpla con normas ASTM o europeas.

Parque de generación actualmente disponible en Leticia

· La tecnología actual disponible para la generación eléctrica en Leticia ha exigido acciones importantes para efectuar su mantenimiento y reparación, y solamente requiere de asignaciones presupuestales importantes que permitirán reactivar el parque en su totalidad, cubrir las necesidades de la localidad y aprovechar su vida útil restante que puede ser de otros 10 años.

· Una renovación del parque solamente puede ser gradual pero debe además tenerse en cuenta que la recuperación actual elevará la capacidad disponible de los 8.5 GW actuales (casi el doble de la demanda actual) a niveles superiores (la capacidad instalada en placa es de 18.7 GW).

Utilización de biodiesel en el parque de generación actual

· Un buen numero de los fabricantes de motores ni aprueba ni desaprueba el uso de biodiesel en sus motores, pero si enfatizan en que éste debe cumplir normas ASTM o europeas. En general hablan de mezclas de hasta 20% de biodiesel con 80% en volumen de diesel (B20). Sobre una operación con B50% no hay información explicita.

· Considerando que los motores del parque actual operan con combustibles aprobados por sus fabricantes, la utilización de los motores existentes en Leticia con biodiesel no se considera recomendable por el riesgo que ello significa (cada vez mayor mientras mayor sea la cantidad de biodiesel empleado) sobre los equipos. Una operación a B20 o B50 es responsabilidad de los operadores del parque.

· De introducirse combustibles derivados de aceite vegetales, la opción sería introducir un motor (que está en prueba por lo menos por un fabricante) que consuma bioaceite directamente sin pasar por el proceso de esterificación que requiere el biodiesel.

· Tampoco se conocen resultados del comportamiento de los motores con estos aceites ni de sus características como combustibles.

De orden ecológico - ambiental

Reducción emisiones de gases de efecto invernadero

· Dado que el uso de biodiesel es considerado como una actividad de cero emisiones de CO₂, el proyecto de sustitución generaría una reducción de emisiones de hasta 27,3 mil toneladas de CO₂, con el consecuente beneficio ambiental, si la sustitución fuera del 100%. Menores sustituciones tienen proporcionalmente menores reducciones de emisiones.

· Para que el proyecto sea un “Proyecto de Pequeña Escala”, las emisiones totales finales deberían ser menores a 15 mil toneladas de CO₂ . Por lo tanto, la sustitución de combustibles derivados del petróleo por biodiesel debería ser superior al 55% en energía. Proyectos de sustitución de 20 o 50% no serían considerados “Proyectos de Pequeña Escala”, con las respectivas consecuencias para la su formulación.

Producción agroindustral local de bioaceites

· La posibilidad de producir localmente el aceite de especias nativas a nivel agroindustrial es un asunto objeto de un estudio (que está fuera del alcance de este) por las consecuencias que puede tener sobre los ecosistemas amazónicos.

· La posibilidad de producir localmente el aceite de palma no se ha evaluado pero se considera que la introducción de un cultivo con especies foráneas es un asunto objeto de un estudio (que está fuera del alcance de este) per se. Este es un aspecto de supremamente delicado por las consecuencias adversas que tal cultivo podría tener en la región.

De orden económico

· Los costos de producción de aceites de especies nativas son en las actuales circunstancias de ausencia de información, inestimables.

· Al considerar la posibilidad de utilizar aceite palma, sus precios presentan un alto índice de volatilidad que genera un mayor riesgo en el desarrollo del negocio y que por lo tanto afecta de manera directa la implementación del proyecto de sustitución.

· Adicionalmente, la brecha existente entre los precios del diesel y fuel oil tradicionales en Leticia y del aceite de palma, hace que el proyecto de producir biodiesel no sea viable económicamente bajo las condiciones actuales (Biodiesel: 2.45 a 2.61 US$/gal; Fuel oil: 0.63; Fuel oil, 0.72 US$/gal).

Marginalidad del incentivo del MDL

· El incentivo provisto por el MDL de 4 US$/ton CO₂ evitado se puede considerar como un incentivo entre 0.043 y 0.049 US$/gal (ap. 5c US$/gal) en la sustitución de 1 gal de combustible derivado del petróleo. Sobre un costo del biodiesel (para sustitución del 20 o del 50%, o para la sustitución de 63% del tercer caso analizado) del orden de 2.45 a 2.61 US$/gal este incentivo resulta insuficiente para estimular cualquier cambio si se tiene en cuenta que el precio del combustible para generación es inferior a 0.72 US$/gal.

· La contribución del incentivo es a todas luces marginal y no constituye factor económico de incidencia alguna en la viabilidad del proyecto[34].

Conclusión final

No se considera viable ni técnica ni económicamente la introducción de biodiesel en el parque de generación de Leticia. Esta situación parece mantenerse por lo menos en el corto y quizá en el mediano plazo. Se considera mejor recuperar las unidades del parque de generación de Leticia y garantizar su operación mediante un apropiado mantenimiento.

Recomendación final

Orientado hacia la utilización futura de aceites vegetales de especies locales en el Amazonas, se recomienda que se realicen estudios de las especias nativas para la producción de aceites vegetales pero más allá de la propuesta del SINCHI, esto es, caracterizando física y químicamente los aceites, y estudiando sus propiedades como combustibles.

12. ANEXO 1. USO DE BIOACEITES EN MOTORES DIESEL - WÄRTSILä

13. ANEXO 2. Posición de Cummins frente al uso de Biodiesel en sus generadores

14. ANEXO 3. Posición de CATERPILLAR frente al uso de Biodiesel en sus generadores

15. ANEXO 4. Posición de DETROIT DIESEL frente al uso de Biodiesel en sus generadores

16. ANEXO 5. PRIMER MOTOR VENDIDO PARA OPERACIÓN CON BIOACEITE - WÄRTSILä

ULTIMA PAGINA DE ESTE INFORME

[1] EEASA. 2003. Demanda de Potencia.xls. Junio 2003. Leticia

[2] COENDIUSTRIAL LTDA. Informe actividades de Octubre 2001. Preparado para IPSE. Cúcuta.

[3] EEASA S.A. – ESP. Marzo de 2003. INFORME DE GERENCIA A LA HONORABLE JUNTA DIRECTIVA Y ASAMBLEA GENERAL DE ACCIONISTAS – AÑO 2002. Leticia

[4] Informes presentados al IPSE durante 2001 por

COENDIUSTRIAL LTDA. Informe actividades de Octubre 2001. Preparado para IPSE. Cúcuta.

[5] EAASA.2003. Informe de gerencia a la honorable Junta Directiva y Asamblea General de Accionistas Año 2002. Marzo de 2003. Leticia, Colombia

[6] Información de EEASA (EEASA: EMPRESA DE ENERGIA DEL AMAZONAS S.A. – ESP).

[7] US Department of Agriculture.1999. “Biodiesel: The Use of Vegetable Oils and Their Derivatives as Alternative Diesel Fuels”. Washington D.C.

[8] Tomado de Wärtsilä. Ver Anexo en Sección 12

[9] Tomado de Wärtsilä. Ver Anexo en Sección 12

[10] Adaptado de: EPA. 2002. “A Comprehensive Analysis of Biodiesel Impacts on Exhaust Emissions”. EPA (United States Environmental Protection Agency). Octubre 2002. Washington DC

[11] Biodiesel Handling and Use Guidelines. NREL (National Renewable Energy Laboratory). U.S. Department of Energy. 2001

[12] Ver Especificaciones de Norma en Anexo 2 en Sección 13

[13] Para este proyecto, la disponibilidad y el precio en el mercado interno hacen más atractiva la utilización de la soda cáustica

[14] SINCHI (Enero 2003). Estimación de la oferta de Canangucha para la producción de biodiesel en el Departamento del Amazonas. Leticia

[15] Clay J.W. & C. R. Clement. 1993. “Some Amazonian Forest Products and Initiatives for Adding Value to Them” FAO . Rome.

http://www.fao.org/docrep/v0784e/v0784e00.htm

[16] Duke, J.A..1983. “Handbook of Energy Crops”. Unpublished

http://www.hort.purdue.edu/newcrop/

[17] IGAC. Diciembre 1997. Zonificación ambiental para el plan modelo Colomb0-Brasileño. Bogotá

[18] Información personal de Luis Eduardo Acosta Muñoz, Sedeleticia@sinchi.org.co

[19] Información personal de Juan Carlos Arias, Sedeleticia@sinchi.org.co

[20] Fedepalma 2002. Anuario Estadístico 2001. Bogotá. Colombia

[29] Fedepalma. Marzo de 2003. Obtenido a partir de una tasa representativa de $ 2.850.

[30] Químicos orbe. Marzo de 2003. Obtenido a partir de una tasa representativa de $ 2.850.

[31] Alcoholes el Vesubio. Marzo de 2003. Obtenido a partir de una tasa representativa de $ 2.850.

[32] Información de compañía Marítima St. Martnn, Leticia

[33] El modelo de evaluación incluye , costos de inversión y operación, flujo de caja del proyecto, análisis de emisiones, etc

[34] Esta conclusión está acorde con Wärtsilä que afirma que “producir bioaceites directamente para generar energía tiene una mayor desventaja: el precio es prohibitivo”. Ver Anexo 1, página 71.

CDM	Clean Development Mechanism
CMNUCC	Convención Marco de las Naciones Unidas para el Cambio Climático
Ecopetrol	Empresa Colombiana de Petróleos
EEASA S.A. E.S.P.	Empresa de Energía del Amazonas
EPA	Environmental Protection Agency
GEI	Gases de Efecto Invernadero
HFO	Heavy Fuel Oil (Aceite combustible pesado)
IGAC	Instituto Geográfico Agustín Codazzi
IPSE	Instituto para la Promoción de Soluciones Energéticas del Ministerio de Minas y Energía
LFO	Light Fuel Oil (Aceite combustible liviano)
MDL	Mecanismo de Desarrollo Limpio
M&P	Modalities and Procedures
M&V	Monitoring and Verification
Petrobrás	Empresa brasilera de petróleos
Petroperú	Empresa peruana de petróleos
POT	Plan de Ordenamiento Territorial
SINCHI	Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas

2. Situación Actual de la generación de electricidad en leticia