Entre 2016 y 2018 se realizó una tarea ambiciosa y necesaria: la de trazar los Mapas de Ruta Tecnológica (MRT) que México debe seguir para cumplir con ciertos objetivos en energías renovables. Para ello, se realizaron diversos talleres donde expertos nacionales e internacionales provenientes de la academia, la industria y el gobierno, analizaron y construyeron una visión, hasta el año 2030, para cada tipo de energía renovable. Las preguntas más importantes para contestar: qué se necesita para llegar a cada meta; qué retos se enfrentan y con qué acciones sería posible superarlos.
A continuación, un breve resumen de los MRT de cada una de las energías renovables posibles a partir de la biomasa.
*con información de los Mapas de Ruta Tecnológica
Biogás
El biogás, en una de las definiciones contenidas en el MRT correspondiente, es el “gas que se produce por la conversión biológica de la biomasa, como resultado de su descomposición”. Compuesto por metano y bióxido de carbono y dependiendo de la proporción de estos elementos en el gas, puede recibir otro nombre. El biometano es un gas cuyo contenido de metano es superior al 80%, el cual se obtiene a partir de la purificación del biogás. La cadena de valor del biogás consiste en la colecta de materia prima, pretratamiento (pudiendo ser físico, químico, térmico o biológico), conversión y acondicionamiento.
Uno de sus muchos usos es la generación de energía eléctrica, generación de calor o vapor para calentamiento de agua y alimentos, así como combustibles para vehículos.
Para 2030, se espera contar con una industria de biogás desarrollada con una capacidad instalada de producción anual de 200 a 250 millones de metros cúbicos de biometano equivalente. Esa visión implica una tasa de crecimiento de capacidad anual del 16 al 18%.
Los beneficios del biogás se clasifican en función de su impacto en la seguridad energética, cuidado del medio ambiente, reducción de los gases de efecto invernadero y beneficios económicos y sociales.
El MRT identifica dos retos fundamentales: a) diseñar y establecer una estrategia de manejo y disposición de residuos a nivel nacional para poder aprovecharlo en la producción de energía a mediano y largo plazos; b) diseñar e implementar programas para instalar plantas que permitan ampliar el conocimiento y el número de especialistas y operadores.
Biodiésel
La Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos en México, define al biodiésel como “el combustible que se obtiene por la transesterificación de aceites de origen animal o vegetal”. El biodiésel convencional usa biomasa de fuentes comestibles/alimenticias, conocidas también como de “primera generación”. El biodiésel avanzado proviene de biomasa de fuentes no comestibles, desarrolladas sustentablemente (aceites, grasas residuales, residuos agrícolas y municipales e, incluso, de aceites derivados de micro-organismos).
La materia prima con mayor potencial de uso en México para la producción de biodiésel en el corto plazo es el aceite de cocina usado. Según Ecofys, en ciudades de más de 100 mil habitantes se podrían recuperar volúmenes en el rango de 120 a 360 millones de litros anuales.
El MRT de biodiésel visualiza alcanzar, para el año 2030, una capacidad instalada superior a los 900 millones de litros. Ese volumen de producción abastecería alrededor del 2% de la demanda proyectada de diésel en el sector transporte para ese año.
Entre las necesidades resaltadas en el MRT está lograr que se defina a nivel federal qué cultivos son permitidos para la producción de combustibles. Ese acuerdo logrará enfocar mejor los esfuerzos técnicos e inversiones de capital.
Se identificó la necesidad de formar un Grupo de Implementación del mapa que tenga representantes de gobierno, industria y comunidad de investigación, desarrollo tecnológico e innovación para que coordine las acciones concretas que requieren comunicación e implementación entre los distintos grupos de interés.
Bioetanol
“Los Mapas de Ruta son un documento muy importante que tenemos para la planeación. Una herramienta valiosa producida por la Secretaría de Energía que pone en blanco y negro una visión, para el año 2030, de cuáles deberían ser las circunstancias para las distintas fuentes de energía provenientes de biomasa”, comenta el doctor Arturo Sánchez Carmona, responsable Técnico del Clúster de Bioalcoholes del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía.
La visión propuesta en el Mapa de Ruta Tecnológica para bioetanol, espera tener, en 2030, una producción de, al menos, 2,000 millones de litros anuales de bioetanol. Se espera que la producción de bioetanol de primera generación sea mayor que la producción de bioetanol de segunda generación.
El MRT de bioetanol identifica algunas barreras regulatorias, económicas, de recursos humanos y sociales, y para cada barrera propone acciones habilitadoras entre las que destacan: promover la inversión privada y crear una red de expertos nacionales, así como crear cooperativas de pequeños productores de materia prima, entre otras.
Entre los retos tecnológicos más importantes está la reducción de los costos de producción, tanto de la materia prima, como del bioetanol. El MRT de bioetanol contiene 11 retos que incluyen 44 acciones muy concretas.
“El clúster de bioalcoholes es un consorcio que está enfocado a hacer investigación y desarrollo tecnológico para bioetanol de segunda generación. El clúster ya articula seis retos y 13 acciones de los que se proponen en el MRT para el bioetanol. Eso significa que alrededor del 30% de las acciones propuestas por el mapa de ruta, ya estaban siendo ejecutadas por el clúster”, afirma Sánchez Carmona, ingeniero químico con maestría en Ingeniería por la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), de México, y doctor en Ingeniería por el Colegio Imperial de Inglaterra.
“Una vez que el Mapa de Ruta se publicó, nosotros, como clúster, nos dimos a la tarea de ver cómo es que podíamos articular otros retos propuestos por el Mapa de Ruta. Encontramos que los retos y acciones que tienen que ver con la producción de biomasa y producción de bioetanol de primera generación eran algo que, al principio, no habíamos considerado en el clúster, pero el mapa de ruta le daba tanta importancia, sobre todo en el corto y mediano plazo, que decidimos que también teníamos que actuar en esa dirección. Para nosotros, el mapa de ruta ha sido un elemento de planeación fundamental”, concluye el doctor Sánchez Carmona, también actual coordinador del Laboratorio Futuros en Bioenergía, del Cinvestav, Unidad Guadalajara.
Biocombustibles sólidos
En cuanto a biocombustibles sólidos, para 2030 se espera tener tres mercados: de generación de calor residencial, de generación de calor comercial e industrial, y de generación de electricidad. Para el primero, la meta a 12 años es generar 160 PJ de energía mediante la introducción de sistemas eficientes de cocción y calefacción de biocombustibles sólidos. Para el segundo, se espera alcanzar un uso de hasta 192 PJ por año de energía para las industrias azucarera, cervecera, tequilera, de la cal y del hierro primario. Para el tercero, la visión a 2030 considera sólo proyectos de co-combustión de biomasa en las carboeléctricas de la CFE. Se espera generar 36 PJ/año, equivalentes a 10,017 GWh/año, de energía eléctrica con biomasa, sustituyendo el 30% de la energía del carbón que se quema en estas plantas.
El reto más urgente para los biocombustibles sólidos es enfrentar la falta de un mercado nacional. Los costos de producción y distribución son altos, comparados con mercados internacionales. Sin embargo, el Mapa de Ruta presenta las acciones estratégicas que, en consenso, se consideraron como prioritarias para alcanzar la visión establecida al año 2030.
Bioturbosina y retos comunes
La visión a 2030 contempla producir 750 millones de litros de bioturbosina por año. Para llegar a esa meta, el plan a corto plazo es construir dos plantas piloto que permitan desarrollar capacidades tecnológicas para construir y operar plantas comerciales. En el mediano plazo, se espera construir una planta comercial de 275 millones de litros por año; y, en el largo plazo, se espera construir una segunda planta comercial con igual capacidad.
Todos los MRT de biocombustibles detectan el reto de superar barreras de tipo regulatorio y económico. “Se requiere generar políticas y normatividad encaminadas a promover la producción y uso de biocombustibles de manera sustentable”, dice en uno de los documentos. En cuanto al ámbito económico, los MRT de biocombustibles coinciden en proponer acciones habilitadoras tendientes a promover el mercado de biocombustibles y establecer esquemas de financiamiento para proyectos a nivel industrial.
En todos los mapas realizados, se considera fundamental asegurar la disponibilidad de la materia prima para la producción de los diferentes biocombustibles. Para ello, proponen como acción estratégica generar y actualizar inventarios de materia prima.
Los Mapas de Ruta Tecnológica, ¿modifican en algo las actividades que venían haciéndose en el Cemie-Bio? “A nosotros, como clúster, nos ha servido muchísimo para poder alinear las actividades que hemos estado realizando en el clúster en estos dos años, y para planear nuestras actividades a futuro, en el corto y largo plazo. Sí nos ha dado mucha dirección”, afirma el doctor Sánchez Carmona.
Tanto bioturbosina como bioetanol y biodiésel enfrentan retos similares: reducir costos y asegurar abastecimiento de las materias primas. Entre las acciones planteadas, destaca la de incrementar el rendimiento de cultivos y reducir los costos de recolección y pretratamiento, así como disponer de inventarios de materia prima actualizados. También se considera prioritario fortalecer las capacidades nacionales (diseño, ingeniería y procuración y construcción de plantas, entre otras) para escalar y adaptar tecnologías para producción de biocombustibles.