Els biocombustibles són combustibles obtinguts a partir de biomassa dorigen vegetal o animal. Aquests poden derivar-se de cultius agrícoles, com l'oli de palmell, la canya de sucre, la soja, el blat de moro o residus orgànics.
La seva principal funció és servir com a alternativa als combustibles fòssils en motors de combustió interna i altres processos energètics.
Característiques dels biocombustibles
Origen argànic : Es produeixen a partir de matèria orgànica renovable en períodes relativament curts.- Sostenibilitat qüestionada Encara que es promouen com una alternativa més ecològica, el seu impacte ambiental depèn del procés de producció.
- Diversitat de tipus : Es poden classificar segons la font d'origen i la tecnologia de producció.
- Ús en motors convencionals Molts biocombustibles es poden barrejar amb combustibles tradicionals sense modificar els motors.
- Emissions variables Alguns redueixen l'emissió de certs contaminants, però d'altres poden ser fins i tot més perjudicials que els combustibles fòssils.
Els biocombustibles són recursos renovables o no renovables?
Els biocombustibles es consideren tècnicament renovables, ja que provenen de matèria orgànica que es pot regenerar en terminis relativament curts en comparació dels combustibles fòssils.
Tot i això, la seva sostenibilitat és qüestionada, ja que la seva producció a gran escala pot generar problemes com desforestació, pèrdua de biodiversitat i emissions de gasos d'efecte hivernacle.
A més, la taxa de regeneració dels cultius usats per a biocombustibles és menor que la velocitat de consum, cosa que els fa menys viables a llarg termini en comparació amb fonts realment sostenibles com la solar o l'eòlica.
Obtenció i procés de fabricació
El procés d'obtenció dels biocombustibles consta de 5 fases diferents:
1. Cultiu i recol·lecció de matèria primera
Els biocombustibles es produeixen a partir de matèries primeres d'origen vegetal o animal, com ara cultius energètics (blat de moro, canya de sucre, soja), residus agrícoles, olis usats i biomassa forestal. Aquestes matèries primeres es conreen i cullen seguint pràctiques agrícoles específiques per maximitzar la producció de biomassa.
2. Processament i extracció
Un cop recol·lectades, les primeres matèries se sotmeten a processos d'extracció per obtenir els components essencials per a la producció de biocombustibles.
En el cas dels olis vegetals, s'extreuen mitjançant premsat o solvents, mentre que la biomassa lignocel·lulòsica se sotmet a processos físics i químics per descompondre'n les estructures.
3. Conversió en biocombustible
El material extret es converteix en biocombustible a través de diversos processos.
Per als biocombustibles líquids, com el biodièsel, es fa servir la transesterificació d'olis vegetals o greixos animals, mentre que el bioetanol s'obté per fermentació de sucres. En el cas del biogàs, la matèria orgànica es descompon mitjançant digestió anaeròbia, produint metà utilitzable com a combustible.
4. Purificació i refinament
El biocombustible cru obtingut s'ha de sotmetre a processos de purificació per eliminar impureses i millorar-ne la qualitat.
Això pot incloure la destil·lació de l'etanol per augmentar-ne la concentració, la filtració del biodièsel o l'eliminació de contaminants al biogàs per fer-lo apte per al seu ús en motors i xarxes de distribució.
5. Distribució i ús
Un cop refinats, els biocombustibles s'emmagatzemen i es distribueixen per al seu ús en diversos sectors, com ara el transport, la generació d'electricitat o la calefacció. En alguns casos, es poden utilitzar de forma pura o barrejats amb combustibles fòssils per optimitzar-ne el rendiment i la compatibilitat amb els motors convencionals.
Tipus de biocombustibles
Els biocombustibles són una font d'energia renovable que s'obté a partir de biomassa i es poden utilitzar com a alternativa als combustibles fòssils. Entre els més comuns destaquen:
1. Bioetanol
El bioetanol és un biocombustible líquid que s'utilitza com a substitut o additiu de la gasolina als motors de combustió interna. S'obté mitjançant la fermentació de sucres presents en cultius com la canya de sucre, el blat de moro, el blat i la remolatxa.
El seu ús permet reduir la dependència del petroli i disminuir l'emissió de certs contaminants atmosfèrics, tot i que la producció intensiva ha generat debat pel seu impacte en l'ús del sòl i la disponibilitat d'aliments.
2. Biodièsel
El biodièsel és una alternativa al gasoil que es produeix a partir d'olis vegetals, com els extrets del gira-sol, la colza, el palmell i la soja, així com de greixos animals i olis reciclats.
La seva fabricació es basa en un procés químic anomenat transesterificació, que permet convertir els triglicèrids en èsters metílics o etílics d'àcids grassos.
La seva combustió genera menys emissions de sofre i partícules en comparació del dièsel fòssil, encara que l'expansió de cultius oleaginosos per a la seva producció ha estat criticada pel seu impacte en la desforestació i la biodiversitat.
3. Biogàs
El biogàs és un combustible gasós compost principalment per metà i diòxid de carboni, generat per la descomposició anaeròbia de matèria orgànica, com a residus agrícoles, fems, fangs de depuradores i deixalles urbanes.
Es pot utilitzar per a la generació d'electricitat, calefacció i com a combustible vehicular, previ a la purificació. La seva producció contribueix a la gestió de residus ia la reducció d'emissions de metà, un gas potent d'efecte hivernacle.
4. Biometà
El biometà és una versió refinada del biogàs, obtinguda mitjançant l'eliminació d'impureses i l'increment de la concentració de metà fins a nivells comparables al gas natural. Això permet la seva injecció en xarxes de distribució i ús en vehicles amb tecnologia de gas natural comprimit (GNC).
El seu desenvolupament està creixent com una alternativa sostenible a la mobilitat i la indústria.
Generacions de biocombustibles
Des de la seva aparició, la tecnologia de producció de biocombustibles ha evolucionat, dividint-se en diferents generacions:
- Primera generació : Es produeixen a partir de cultius alimentaris, com el blat de moro i la canya de sucre, generant competència amb la producció d'aliments.
- Segona generació : Derivats de biomassa lignocel·lulòsica, com a residus agrícoles i forestals, la qual cosa redueix la pressió sobre els cultius alimentaris.
- Tercera generació : Es produeixen a partir d'algues, que poden generar alts rendiments d'olis sense afectar la producció d'aliments.
- Quarta generació : Utilitzen terres no cultivables i organismes modificats genèticament per optimitzar la producció de biocombustibles.
Impacte ambiental i relació amb el canvi climàtic
L'ús de biocombustibles ha estat promogut com una alternativa més sostenible als combustibles fòssils degut al seu origen renovable i al seu potencial per reduir les emissions de CO₂.
Tot i això, el seu impacte ambiental és objecte de debat, ja que la producció, processament i distribució d'aquests combustibles poden generar efectes negatius en el medi ambient.
Petjada de carboni i emissions
Tot i que els biocombustibles emeten menys diòxid de carboni (CO₂) durant la seva combustió que els combustibles fòssils, el seu cicle de vida complet pot no ser tan beneficiós com es pensava. El cultiu de matèria primera requereix grans quantitats d'aigua, fertilitzants i energia, cosa que pot generar emissions indirectes de gasos amb efecte d'hivernacle. A més, lús de maquinària agrícola i el transport dels biocombustibles poden augmentar la seva empremta de carboni.
Efecte dels òxids de nitrogen
Segons el Premi Nobel de Química Paul Crutzen, alguns biocombustibles poden contribuir a l'escalfament global a causa de l'emissió d'òxids de nitrogen (NOx), que tenen un potencial d'escalfament global molt més gran que el CO₂.
Durant la producció de biocombustibles, l'ús de fertilitzants nitrogenats als cultius allibera òxid nitrós (N₂O), un gas d'efecte hivernacle fins a 300 vegades més potent que el CO₂ en termes de retenció de calor a l'atmosfera.
Desforestació i pèrdua de biodiversitat
L'augment de la demanda de biocombustibles ha portat a l'expansió de monocultius com la soja i el palmell setrill, cosa que ha provocat la desforestació de selves tropicals i la pèrdua de biodiversitat.
En regions com l'Amazones o el sud-est asiàtic, grans extensions de boscos han estat talades per donar pas a plantacions destinades a la producció de biodièsel i bioetanol, cosa que redueix la capacitat dels ecosistemes naturals per absorbir CO₂.
Impacte a la seguretat alimentària
La competència entre cultius per a biocombustibles i cultius alimentaris ha generat preocupació per la seguretat alimentària.
En destinar terres agrícoles al cultiu de biocombustibles en lloc d'aliments, s'ha produït un augment en els preus de productes bàsics com el blat de moro i el blat, afectant especialment les poblacions més vulnerables.
Taxa de Retorn Energètic (TRE)
La Taxa de Retorn Energètic (TRE) dels biocombustibles varia segons el tipus i el procés de producció. En general, es considera que els biocombustibles de primera generació tenen una TRE baixa, propera a 1 o fins i tot menor en alguns casos.
Això significa que la quantitat denergia utilitzada en la seva producció pot ser similar o major que lenergia que generen en ser utilitzats.
Alguns valors aproximats de TRE per a biocombustibles són:
- Bioetanol de blat de moro: Entre 0.8 i 1.5 (segons el mètode de producció i el lloc de cultiu).
- Bioetanol de canya/canya de sucre: Pot arribar a 8 en alguns casos, com al Brasil, on el procés és més eficient.
- Biodièsel de soja: Entre 1 i 3.
- Biodièsel de palma: Aproximadament 3.
Aquests valors poden millorar amb l'avenç de la tecnologia i l'ús de primeres matèries de segona i tercera generació, com els residus agrícoles o les algues.
No obstant això, en comparació amb combustibles fòssils com el petroli (que històricament va tenir una TRE de 100 als seus inicis i actualment ronda els 20-30), els biocombustibles segueixen tenint un rendiment energètic relativament baix.
Diferència entre biocombustibles i agrocombustibles
Inicialment, el prefix "bio" en biocombustibles es va utilitzar per destacar-ne l'origen orgànic en contrast amb els combustibles fòssils. Tot i això, moltes empreses han utilitzat el terme "bio" per indicar un suposat benefici ecològic que en alguns casos és qüestionable.
Per aquest motiu, algunes organitzacions ecologistes prefereixen el terme "agrocombustibles", que emfatitza l'origen agrícola i subratlla els problemes relacionats amb l'ús de terres de cultiu per produir energia en lloc d'aliments.