Análisis técnico, económico y medioambiental de los potenciales sustitutos de los hidrocarburos en el mercado español de los combustibles para automoción

Resumen

El uso de biocombustibles tendría, potencialmente, múltiples ventajas. Podrían ayudar a reducir la dependencia energética del petróleo ya que la materia prima de la cual proceden puede obtenerse de forma interna. Esta reducción llevaría consigo también una mejora de la balanza de pagos y provocaría un aumento de la seguridad interna en cuanto a la producción energética. Adicionalmente, los biocombustibles pueden contribuir a minimizar un aumento del precio del petróleo al reducir su demanda y, por otra parte, podría provocar un aumento de la demanda de productos agrícolas, lo que impulsaría los ingresos de los agricultores. Desde el punto de vista medioambiental, la materia prima de los biocombustibles son vegetales que, en su crecimiento, fijan en forma de carbono una parte del dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera, lo que favorece el cumplimiento de compromisos internacionales ya adquiridos como el Protocolo de Kioto. Como consecuencia de todas estas potenciales ventajas, la Unión Europea elaboró la directiva 2003/30/EC para regular el uso de biocombustibles. Esta directiva marca un objetivo de consumo de biocombustibles en todos los países de la Unión para finales de 2010. Con el objetivo de cumplir con dicho objetivo, los gobiernos están fomentando el uso de biocombustibles como es el caso de España, donde se les ha eximido del pago del impuesto especial sobre hidrocarburos. El CIEMAT ha desarrollado dos modelos completos de análisis de ciclo de vida de los biocombustibles frente a los combustibles fósiles, cuyos resultados son favorables a los primeros. Con toda esta información cabe hacerse muchas preguntas: Las ventajas potenciales de los biocombustibles frente a los combustibles fósiles… ¿Realmente son ventajas? Las acciones llevadas a cabo para incentivar su uso ¿Están haciendo que los biocombustibles ganen cuota de mercado? ¿Son ahora competitivos los biocombustibles? En el caso de que no lo sean ¿Hay indicios de que lo serán en el futuro? Los análisis de ciclo de vida realizados por el CIEMAT ¿Son suficientemente completos? ¿Cabe resquicio a la crítica? ¿Puede llevarse a cabo un nuevo modelo de análisis de ciclo de vida que mejore y elimine los posibles inconvenientes del primero? La directiva europea 2003/30/EC ¿Realmente ha alineado sus objetivos con la directriz que impone a los estados miembros? En el caso de que los biocombustibles no sean un buen producto para sustituir a los combustibles fósiles ¿Existen otras alternativas rentables? Con el fin de dar respuesta a estas preguntas y a otras más, se ha llevado a cabo la presente tesis doctoral que consta de las siguientes partes: Un estudio técnico y económico de los biocombustibles en donde se hace un análisis exhaustivo del estado actual de los mismos en términos de competitividad en el mercado y de grado de penetración. Un análisis crítico de los modelos de ciclo de vida desarrollados por el CIEMAT y una propuesta de un nuevo modelo que solventa los inconvenientes de los primeros. Un análisis crítico de la directiva europea 2003/30/EC para el fomento del uso de los biocombustibles a través de una de las iniciativas que se están llevando a cabo para la producción de etanol para corroborar si la obligación impuesta por la directiva está alineada con los objetivos de la misma. Un análisis de las posibilidades futuras de los biocombustibles, analizando las relaciones existentes entre las diferentes variables que los pueden hacer más o menos competitivos. Un estudio de otro posible sustituto para los combustibles fósiles: el hidrógeno. En este caso se analizan las posibilidades técnicas y económicas de este combustible en el caso de que sea obtenido por electrolisis de agua de mar mediante una central eléctrica dedicada. Abstract Biofuels have characteristics that are beneficial in principle. Their use is advantageous compared to fossil fuels: They may reduce the external energy dependence; they could be produced domestically in the EU, reducing petroleum imports, improving the balance of payments, improving domestic energy security, and reducing the reliance on petroleum from unstable areas of the world. Biofuels may help to stabilize fossil fuel prices. Petroleum prices are volatile and expected to increase over time. However, biofuels are a backstop technology, potentially constraining the growth in petroleum prices. Biofuels may help to reduce the emission of greenhouse gases (GHG) and other emissions. Biofuels recycle carbon from the atmosphere and have cleaner emissions, thus reducing GHG emissions and mitigating climate change. Biofuels may be an additional source of income for the primary sector. Biofuels are renewable and increase the demand for agricultural commodities, thus potentially boosting agricultural producers’ income and prices. As a result of this policy, in 2003 the European Union (EU) Directive 2003/30/EC was developed with the aim of promoting the use of biofuels as a substitute for diesel or gasoline among European Union countries as well as to contribute to fulfilling the commitments acquired on climate change, security of supply in environmentally friendly conditions and the promotion of renewable energy sources. In order to achieve these goals, the directive forces all EU members to ensure that before December 31 of 2010 at least 5.75% of all gasoline and diesel fuels sold for transport purposes are biofuels. In order to achieve this goal, governments are encouraging the use of biofuels. The CIEMAT has developed two life cycle analysis of biofuels versus fossil fuels (for Otto and Diesel engines) where the results show that biofuels are favourable to fossil fuels. At this point many questions arise: The potential benefits of biofuels... Are they really benefits? Related to the actions taken to encourage the use of biofuels… Are these actions helping biofuels to gain market share? Are biofuels competitive now? In the event that they are not… Are there indications that they will be competitive in future? Life cycle analysis models developed by CIEMAT… Are they comprehensive enough? Is there room for criticism? Is it possible to develop a new model of life cycle analysis to surpass these models? 2003/30/EC European directive… Are its objectives aligned with the obligation imposed? In case that biofuels are not so good products to substitute fossil fuels… Are there alternatives? To answer these questions, the following sections have been developed: A technical and economic study of biofuels in which an exhaustive analysis of their current status in terms of competitiveness and market penetration. A critical analysis of life cycle models developed by CIEMAT and a proposal for a new model that solves the disadvantages of the CIEMAT’s models. A critical analysis of the European Directive 2003/30/EC. For this analysis, a case study related to the waste citric is done. Two different applications are compared using the new life cycle model An analysis of the future competitiveness of biofuels. An analysis of the relations of different variables is done to try to find out if they will be more or less competitive in future. A study of hydrogen as substitute for fossil fuels: A technical and economic discussion of this fuel when it is obtained by seawater electrolysis thorough a dedicated power plant.