GLP-GNC COMO COMBUSTIBLES PARA UNA MOVILIDAD SOSTENIBLE

Transformación a bifuel GLP

GLP y GNC, NO TAN NUEVO

El futuro de los vehículos a motor está apostando por una movilidad sostenible, las alternativas a esa sostenibilidad son varias: biocombustibles, electricidad, hidrógeno…

Una de las apuestas que parecen asomar como más prometedoras son el Gas Licuado de Petróleo (Autogás GLP y su alternativa BioGLP) y el Gas Natural Comprimido (GNC).

No tan nuevo: Algunos recordareis, allá por los años 70 y 80, como gran número de la flota de taxis, colocaban un depósito en el maletero; se trataba de un depósito tipo “bombona” de butano y que incorporaba, primeramente butano, y posteriormente pasó a rellenarse con GLP.

¿Y tractores?: También lo s hubo. Al final de la 2ª guerra mundial, y sobre todo en EEUU, varios modelos de tractores agrícolas eran alimentados por GLP.

¿GNC O GLP?

Ambos combustibles son catalogados como ecológicos; su uso en los motores de combustión interna (MCI) es suficiente para obtener la etiqueta ECO. Pero existen más denominadores en común: para el uso de GLP o GNC en motores convencionales se necesita una pequeña adaptación; ambos requieren pequeños aportes de gasolina o diésel, es decir que se convierten en motores que no solo consumen gas.

GNC: Emplea un 90% de metano. Se trabaja a presiones de hasta 200 bares. Su uso está muy extendido en flotas de autobuses, especialmente urbanos.

Precios (gasolineras en Madrid) 14 enero 2025 GLP-gasóleo-gasolina:

• GLP: 0,71 €/L
• GNC: 1,30 €/L
• Gasóleo A: 1,31 €/L
• Gasóleo B: 0,98 €/L
• Gasolina 95: 1,40 €/L

GLP: Su obtención proviene bien por la destilación del petróleo o como excedente de pozos de gas natural. Su composición es mezcla de butano (65-70%) y propano (35-30%) Presión hasta 7,5 bares.

Comparativa GLP-GNC: Ambos son gases menos contaminantes en emisiones de CO₂, NOx y otras partículas que los combustibles tradicionales a los que puede sustituir, gasóleo y gasolina.

Desde el punto de vista mecánico, la gran diferencia reside en que el GNC se inyecta a alta presión y eso significa que los componentes requieren por lo general ser más pesados y caros. Sin embargo, en el sector agrícola, con el uso del biometano, el GNC-biometano se ve con las mejores perspectivas.

En la actualidad hay una desventaja que ha hecho perder “fuelle” al GNC y es que su precio está referenciado al gas natural y por lo tanto depende más de las coyunturas geopolíticas, mientras que el GLP dispone de un precio “intervenido” por lo que tiene un comportamiento más estable en los precios. Además, en detrimento del GNC, está el menor número de gasolineras que lo suministran.

Debe añadirse la ventaja del GLP en el formato de depósitos; mientras que con el gas licuado se suelen montar en los espacios reservados para la rueda de repuesto, y con flexibilidad de formas, los contenedores del GNC son obligatoriamente cilíndricos y se suelen montar, en turismos, en el maletero.

ADAPTACIÓN DE VEHÍCULOS DIESEL-GASOLINA A GLP

La moda: Un uso que se está popularizando es la modificación de los motores convencionales, con gasóleo y gasolina, para poder usar GLP y GNC (vehículos “bi fuel” o “dual fuel”) Esta modificación otorga el marchamo para obtener la preciada etiqueta “Eco” y no perder movilidad en las cada vez más numerosas y extensas zonas de bajas emisiones (ZBE). Pero, hecha la ley, hecha la trampa, y se han popularizado talleres que en pocas horas consiguen dotar al vehículo de la posibilidad de quemar GLP o GNC y así optar a la tarjeta "Eco". La rapidez en base a una instalación sencilla y poco voluminosa, se ha conseguido por la ayuda de la tecnología electrónica y el software.

La instalación depende del tipo de inyección que lleve cada vehículo; no implica una modificación invasiva del motor, es más bien una instalación de un sistema de inyección de combustible en paralelo y así tener la posibilidad de usar el GLP como combustible alternativo o desactivarlo a voluntad. Durante la transformación del vehículo, se realiza una instalación de un depósito adicional para el GLP; depósito que cuenta con su correspondiente boca de carga. Toca implementar el correspondiente sistema de tuberías y la instalación eléctrica. También se pone un conmutador y un visor en el puesto de conducción para poder seleccionar si se quiere pasar a funcionar únicamente con combustible convencional.

En paralelo se monta la centralita electrónica (ECU) que es la que gestiona la inyección del propio gas previa estabilización de la presión en el colector de admisión que es donde se vaporiza el gas desde su estado líquido.

Depósito GLP en carretilla elevadora

Una vez todo instalado, y tras las pruebas oportunas, se procede a la homologación del sistema (a través del Ministerio de Industria) y certificación ante ITV que incluye la modificación de la ficha técnica con la reforma autorizada.

No es lo mismo la adaptación en vehículos a gasóleo o gasolina: Con la adaptación se consigue usar pequeñas aportaciones de GLP y aquí está la diferencia entre motores Diesel u Otto, y es que mientras en un motor Otto (gasolina) se usa prácticamente en su totalidad GLP, en los de ciclo Diésel la mayoría del consumo la sigue realizando en gasóleo.

En resumen, en vehículos diésel se obtiene menos ahorros por uso de combustible que en los de gasolina por lo que el beneficio más importante en un diésel va a ser la obtención de la etiqueta ECO

Repostando (y en la UE cada cual a su bola): La red de suministro en España cuenta con más de 800 puntos de suministro; en Europa son 50.000 puntos de repostaje. El problema es que, ¡dentro de la UE!, cada país tiene su sistema de boquerel en los surtidores, ¡no hay un tipo común de toma de llenado…! Para viajar con un vehículo GLP a otros países UE se deberá contar con el adaptador adecuado e incluso atravesar varios países puede requerir un juego de diversos adaptadores GLP… En cuanto al proceso de repostaje es similar al habitual para suministrar gasóleo o gasolina, se conecta la pistola de la manguera y se suministra pulsando un botón. El tiempo de repostaje es similar a otro combustible.

¿Y mi viejo diésel, puede obtener la etiqueta ECO?

La respuesta es “depende”; ¿Y de qué depende?, pues del año de fabricación y de la normativa que cumpla.

No todos los vehículos pueden ser adaptados a GLP y tampoco todos podrán obtener la etiqueta ECO. En concreto, si un diésel posee etiqueta C (Euro 6) si podrá obtener la ECO tras la transformación a GLP. Pero si el vehículo apenas cuenta con etiqueta B entonces no se podrá obtener la ECO, aunque si se pueden argumentar el resto de ventajas por usar GLP. Esto significa que turismos y furgonetas ligeras diésel matriculadas a partir de 2014 (cumplen la Euro 6) si pueden optar a la ECO. Los turismos o furgonetas ligeras diésel matriculadas a partir de enero de 2006 y que cumplen la Euro 4 y Euro 5 conservarán la etiqueta B pero si pueden incorporar la transformación.

Bocas de llenado gasóleo, adblue y GLP

¿Y la ECO “pa cuando”?: Una vez que el taller ha realizado la adaptación del vehículo a GLP se procede a pasar una ITV de reforma. En la ITV se revisa la modificación y, si todo es correcto, se notifica a la Dirección General de Tráfico (DGT) la reforma realizada. La DGT debe cambiar el permiso de circulación donde se recoge el combustible del vehículo, pasando de poner diésel a Bi-Fuel. Todo el proceso suele llevar aproximadamente un mes.

Y debe quedar claro que para la obtención de etiqueta ECO se debe partir de vehículos con etiqueta C (gasolina EURO 4 o superior y diésel EURO 6 o superior C)

BENEFICIOS Y DESVENTAJAS POR USAR GLP

El análisis de la posible rentabilidad se hace desde el punto de vista de la reconversión de un vehículo gasolina o diésel a bifuel.

Precio de adaptación: Depende del vehículo; para un turismo rondan los 2000 a 2500 €.

Beneficios tangibles: El gasto, inversión, inicial de la instalación de un kit GLP se debe compensar con los ahorros tangibles que se suponen por la reforma y que llegarán vía ahorro en combustible, mantenimiento, beneficios fiscales… 

• Motor: Los motores adaptados a GLP realizan una combustión más limpia. El GLP no genera carbonilla haciendo que la vida útil del motor se prolongue por más tiempo. Partes como el turbo, EGR o filtros de gases de escape (DPF) mejoran al no verse obstaculizados por la carbonilla.
• Coste combustible: El precio del GLP se ha mantenido por debajo de los combustibles como el diésel o la gasolina. El precio del GLP, se mantiene de manera estable, está regulado por la UE, oscilando entre un 40-50% más económico que el del diésel o la gasolina.
• Autonomía: La autonomía combinada, al incorporar dos depósitos con sendos combustibles, aumenta.
• Fiscales: Como por ejemplo, el impuesto de circulación municipal que suele ser más bajo según la etiqueta que se porta.

Beneficios intangibles: En este apartado se pueden citar beneficios que no tienen una contabilidad económica pero que se deben considerar.

Tractor con GLP

• Achatarramiento: Transformar un vehículo a bifuel puede ser la alternativa al achatarramiento y eso significa un importante ahorro tanto por el proceso de reciclaje como por el de fabricación de un nuevo vehículo.
• Residuos: La conversión a GLP reduce las emisiones de CO₂, partículas contaminantes (PM) y de óxido de nitrógeno (NO_X) y que redunda en la contribución a la mejora de la calidad del aire.
• Diversificar energía: el GLP reduce la dependencia del petróleo.
• Ampliación de horarios de trabajo: En vehículos comerciales que se deben mover por ZBE, tener una etiqueta ECO le amplía el horario de acceso a esas zonas (hasta las 21:00h en la mayoría de dichas zonas; mientras que una etiqueta C, normalmente, solo pueden hacerlo hasta las 15:00)

¿Y las desventajas?

Un bifuel tiene una determinada pérdida de potencia del motor. Desgraciadamente no podemos proporcionar cifras exactas y propias de ahorro; pero recurriendo a fuentes bibliográficas se habla de pérdidas de potencia para adaptaciones de motores de gasolina entre el 5 y el 10% y algo más cuando se trata de la adaptación de motores diésel.

En cualquier caso, si en un momento se necesita toda la potencia del motor, solo se debe apagar el sistema de GLP y pasar a la combustión de gasolina o diésel.

Vehículos con GLP en España: Las cifras ofrecidas por la Asociación Española de Fabricantes de Automóviles y Camiones (Anfac), es que en 2023 se matricularon en nuestro país alrededor de 25.000 vehículos con GLP (13000 unidades en 2022) y hay unos 100.000 vehículos GLP matriculados ya en España. En cuanto a la transformación de vehículos a GLP las cifras hablan de unas 105.000 unidades en 2023 (datos de la Asociación de Transformadores de Vehículos, Astrave)

En Europa el GLP es el combustible alternativo más utilizado. Actualmente se sobrepasan los 15 millones de vehículos usando GLP en Europa (datos de la Asociación Europea de Gas Licuado)

BIOGLP

T7 270 Methane power de New Holland

Para motores agrícolas, quizá la visión más atractiva del GLP sea la de su vertiente “bio”, es decir, el gas renovable elaborado desde materias primas de origen biológico. Se obtiene a través de la fermentación de materia orgánica (biorresiduos de origen doméstico, industrial, lodos de aguas residuales, estiércoles, restos de cultivos herbáceos…) El proceso de fermentación se hace a través de una “digestión” anaeróbica (en ausencia de oxígeno)

Desde el punto de vista práctico no hay diferencias entre bioGLP y GLP Autogas; la molécula es idéntica. Pero si el GLP ya supone un ahorro en la huella de carbono, en el bioGLP esa reducción de huella es aún más patente. Aunque en la realidad actual, es que ni se produce ni se comercializa el suficiente bioGLP para abastecer a flotas y todo queda en “proyectos bonitos” de las Administraciones públicas; así que la esperanza existe.

GLP Y GNC EN AGRICULTURA 

El GLP ya es una alternativa energética, con demanda creciente, en la agricultura; sustitución del gasóleo en labores de secado de granos, calefacción de granjas e invernaderos, combustible en grupos electrógenos…

¿Y en tractores?

Varios fabricantes trabajan en la puesta en marcha y perfeccionamiento de tractores con GLP y GNC. Con la llegada de las restricciones en emisiones contaminantes y los niveles máximos que establecen las sucesivas normativas, los fabricantes tuvieron que ir dotando a los motores de sistemas, tanto en pre como en postcombustión, para reducir dichas emisiones. Pero todo componente adicional acarrea problemas añadidos: obstrucciones en catalizadores y/o filtros de partículas (DPF), válvulas EGR… El uso de GLP y GNC parece disminuir algunos de esos problemas.

Veamos dos ejemplos de proyectos de tractores con GNC y GLP

NEW HOLLAND con GNC: New Holland, usando la base tanto del T6.180 y el T7.270 lleva años investigando desde su centro de desarrollo de biocombustibles alternativos y reclamando sitio para el uso de metano en la agricultura (en el proyecto también interviene la empresa inglesa Bennamann)

Zetor rellenando depósito GLP

Le Methane Power de New Holland incorpora un motor de 6,7 litros alimentado con biometano. Las cifras que da el fabricante son altamente atractivas: 1148 Nm para una potencia máxima de 270 CV; 15000 kg de MMA (Masa Máxima Autorizada). El depósito de GNC para el T7.270 llega a 660 litros (con posibilidad de depósito auxiliar en el elevador delantero y llegar entonces a 1265 litros, 219 kg). Al quemar metano, no se requiere de sistemas SCR (reducción catalítica selectiva). Además, con el uso del metano en la agricultura, se puede pensar en la producción de biometano (obtenido a partir de subproductos agrícolas y ganaderos)

El resto del tractor lleva la misma tecnología que ya llevan los tractores de New Holland: transmisión CVT AutoCommand pero si que difiere bastante en diseño. Por ejemplo, la cabina es muy diferente (y con nivel sonoro interior de solo 66 decibelios), la batería se reubica en el lado izquierdo para liberar espacio para el depósito de metano.

Zetor GLP: He recogido un ejemplo de un tractor convencional al cual se le ha equipado con un depósito adicional de GLP. El depósito, cilíndrico de 50 L, se ha situado entre el eje delantero y los contrapesos delanteros.

Algunas alternativas DE instalación de
depósitos GLP en maquinaria agrícola

Tras la reforma, el consumo en trabajo continuado en campo, ha pasado de 6 litros de gasóleo por hora de trabajo a 3 litros de gasóleo, más 4 litros de GLP.

El tractor ha mejorado en características como el nivel sonoro, también se aprecia una reducción de humo en el escape; también el artículo destaca la reducción de temperatura de los gases de escape (a la entrada del turbocompresor) desde los 280 ºC con solo gasóleo a 260 ºC con la combinación con GLP

By: Catalán Mogorrón, H.

Copyright © Más que Máquinas. Prohibida la reproducción total o parcial de este artículo sin permiso y autorización previa por parte del autor.

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA, ¿HAY VIDA MÁS ALLÁ DE 2035? Parte II

New-Holland T7 Methane Power

LA PERSECUCIÓN AL DIÉSEL

En la entrega anterior poníamos sobre la mesa como el sesgo de la Unión Europea (UE) se ha decantado por ser más exigente con los propulsores de gasóleo frente a los de gasolina.

¿Igualdad?: En Europa se ha perseguido más el CO₂ (obsérvese por ejemplo como los turismos incorporan filtro de partículas DPF desde su Euro 5 cuando en realidad los motores de gasolina solo lo hicieron con la Euro 6C)

Los fabricantes de vehículos y por supuesto los motoristas, han intentado romper ideas “atávicas” haciendo notar que no se puede meter en el mismo saco a todos los motores diésel. En nada se parecen los motores actuales, y su nivel de emisiones, con motores de hace 35 a 40 años. Los motores diésel actuales son altamente eficientes y, hasta ahora, van cumpliendo con los límites de emisiones impuestos. Entre un diésel actual y uno de hace 35 años hay una disminución del 90 % de NOx en material particulado. Pero es que además un diésel actual emite menos CO₂ que uno de gasolina y en PM y NOx las cifras son similares. En consecuencia, ¿no es demasiado pronto, y quizá injusto, “matarlos” ahora cuando se ha alcanzado tal grado de eficiencia y eficacia? ¿Por qué se persigue al vehículo diésel, o de combustión en general, pero “miramos de lado” cuando se trata de otros “grandes contribuyentes” al tan cacareado cambio climático y calentamiento global, por ejemplo, aviones, cruceros, ejércitos, flota mercante…?

¡Cruceros!: El grupo de presión Transport & Environment (T&E) ha publicado que los cruceros de ocio, solo aquellos que atracaron en alguno de los puertos de la UE emitieron tantos óxidos de azufre (SOx) como 1000 millones de turismos. Sus emisiones, dejando aparte, sus vertidos al mar, son también, lógicamente, de óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado (PM)

¿HAY ALTERNATIVA AL GASÓLEO EN LA AGRICULTURA?

Si en el sector de la automoción se han barajado las alternativas de la electricidad o los combustibles sintéticos, en el caso agrícola, y analizando la generalidad del sector, y a día de hoy, no es viable apostar únicamente por el camino eléctrico.

Muchas son las voces que están en esta misma idea y en contra de las happy friendly del “pacto verde europeo” del gurú-vicepresidente de la Comisión Europea, Frans Timmermans. Más bien estamos en un sector, el agrícola o incluso de forma general, el agrario, en el cual, las máquinas autopropulsadas, y en el estado actual de la tecnología, se deberá apostar por alguna, o varias, de las siguientes alternativas: Biocombustibles; combustibles sintéticos; hidrógeno

Biocombustibles

Se trata de combustibles procesados a partir de residuos orgánicos como pueden ser residuos vegetales, aceites usados, otros residuos orgánicos. Si de moda está la denominada Economía Circular, más deberán estarlo los biocombustibles, y sobre todo los denominados de 2ª generación. Buenos representantes de la famosa, y bien vendida, Economía Circular, son el metano o biometano, el biodiesel y el hidrógeno.

Valtra a biogás

Biometano: Europa ha disparado su producción de biometano en la última década. Obtenido a partir de la fermentación de residuos orgánicos, como los desechos de alimentos, purines y estiércol. En la actualidad Europa, según la European Biogas Association (EBA), produce más de 3,5 bcm de biometano (bcm: miles de millones o 10⁹ m³) Sin embargo se está muy lejos del objetivo de la Comisión Europea (plan REPowerEU) que es llegar a 35 bcm en el 2030

Hay países, a citar Alemania, Francia, Holanda y Dinamarca, que están claramente apostando por incentivar la producción y la infraestructura necesaria

Combustibles sintéticos (E-Diesel)

Como se expuso en el artículo del mes de junio (Parte I de la presente dilogía) la ventaja de estos combustibles sintéticos es que su huella de carbono es nula. De hecho, emiten menos CO₂ que el que se recupera durante la producción del mismo, por lo que en ese sentido “mejora” la calidad del aire. Además, la iniciativa promete generar independencia energética de los países productores de petróleo.

El e-diésel, combustible basado en “agua y aire”, se consigue mediante el uso de agua y CO₂ atmosférico; el procedimiento implica calentar el agua hasta los 800ºC, así se consigue separar oxígeno e hidrógeno del agua. El oxígeno se libera a la atmósfera, y el hidrógeno se usa para combinarlo con el anhidrido carbónico para sintetizar metano (CH₄) La energía eléctrica utilizada en el proceso de electrolisis debe proceder de una fuente renovable como la solar o eólica. El resultado es un líquido de color azul, de ahí su apelativo “crudo azul”. El combustible obtenido es compatible con la maquinaria actual, al igual que las infraestructuras de distribución y repostaje existentes.

Sin embargo, en el apartado de “contras” se encuentra el precio de obtención. Y es que a día de hoy pocos pueden pronosticar un precio inferior a los 2 €/litro. Y una duda más, con los límites que parece impondrá la Euro 7, los combustibles sintéticos, aunque cumplan en emisiones de CO₂, no podrán cumplir con los del NOx.

Nada nuevo… pero algo distinto: el pueblo alemán lleva en su ADN grabado su dependencia energética. Ocurrió en la Iª Guerra Mundial con el bloqueo británico; ocurrió durante la IIª GM y ha ocurrido con la destrucción de los oleoductos Nord Stream.

Cuando los nazis tomaron el poder en 1933 ya empezaron a trabajar con IG Farben (un gigante químico que también fabricó el gas exterminador Zyklon B) para intentar resolver la dependencia energética. En 1943, Alemania obtenía aproximadamente la mitad de su combustible del carbón licuado. En 1944 Alemania produce hasta 25 millones de barriles de combustible sintético.

Audi&Sunfire: Con la alianza en 2014 entre Audi y la tecnológica Sunfire se inicia el e-diesel. Ambas empresas montaron una planta en Dresden. La técnica actual difiere de aquella pues consiste en extraer hidrógeno del agua y combinarlo con dióxido de carbono. Sin embargo, ambos métodos tienen sus raíces en la denominada síntesis de Fischer-Tropsch, un proceso desarrollado en la década de 1920 por dos químicos alemanes, Franz Fischer y Hans Tropsch.

En España es de resaltar la iniciativa de Repsol con Aramco con una planta proyectada en Bilbao.

¿Entonces biocombustible o combustible sintético?: La diferencia entre biocombustible y combustible sintético hay que encontrarlas en el proceso de fabricación. En el tema de emisiones, y en referencia a las emisiones de CO₂, el balance de ambos es nulo; lo que significa que ambos son combustibles renovables con cero emisiones netas, o lo que es lo mismo, ambos se producen a partir de materias primas renovables y con el marchamo de reducción de huella de carbono.

Lo que parece quedar claro es que, se elija una línea u otra para alimentar a los motores de combustión interna próximos, es que se irá incrementando el grado de electrificación de componentes hasta incluso determinar cierto grado de hibridación (microhibridación)

Hidrógeno

En este caso se trata de utilizar hidrógeno como combustible en motores de combustión interna “casi” convencionales y es por ello que se convierte en una de las alternativas más atractivas. Con el hidrógeno se puede lograr la autonomía suficiente para una jornada de trabajo con el tractor; además el trabajo se puede desempeñar con una potencia similar a la que proporcionan motores convencionales actuales.

Las modificaciones al motor tampoco son excesivas en cuanto que se puede emplear el hidrógeno en un MCI con ligeros cambios. En cuanto a la recarga se requiere de una infraestructura propia, pero es cierto que es una operación rápida (a diferencia de la recarga de las baterías de litio) Una alternativa con mínimo “riesgo”, utilizando una industria muy madura, componentes ya desarrollados, y eso siempre gusta a la industria.

Además, el hidrógeno, amén de su uso directo como combustible, también puede utilizarse como pila de combustible. En ambos casos, como combustible directo o vía pila, es el mismo combustible, sin carbono.

El hidrógeno como combustible directo se inyecta en motores convencionales.

En el caso del uso de pila de combustible, la propulsión mecánica proviene de motores eléctricos que reciben la energía desde la pila y esta a su vez, recibe un flujo de gas de hidrógeno: En la celda de combustible el hidrógeno reacciona químicamente con el oxígeno del aire para producir electricidad.

Vehículos Eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (FCEVs): La energía se almacena en forma de hidrógeno en un depósito de alta presión, no en baterías. Las pilas generan electricidad a demanda para motores eléctricos mediante reacción electroquímica entre el hidrógeno y el oxígeno. El hidrógeno va almacenado y el oxígeno se suministra de la propia atmósfera.

Motor Cummins Hydrogen Engine X15H

La potencia del motor, así como su autonomía, quedan determinados por el tamaño de la pila y el volumen del depósito de hidrógeno. En cuanto al poder energético, el del hidrógeno es varias veces superior al gasóleo.

Hidrógeno verde: Para obtener el “marchamo de verde”, el hidrógeno producido por la electrolisis del agua, debe producirse utilizando la energía desde fuentes renovables.

Pero ojo, porque también el hidrógeno “verde” tiene un inconveniente, y es que produce NOx, en baja cantidad, pero no “cero” como exige la normativa 2035. Es decir que el hidrógeno quemado puede ser “verde”, producido por electrólisis, pero seguirá generando NOx al combustionar…

Y LOS FABRICANTES DE MAQUINARIA

Desde hace años, tanto los fabricantes de automoción, o los de transporte pesado, como los fabricantes de maquinaria autopropulsada, se han ido afanando en mejorar el consumo de sus máquinas, aumentar eficiencia y reducir emisiones.

La implementación de soluciones ha venido mejorando muchos componentes y sistemas:

• Soluciones precombustión: inyectores multipunto; common rail; la sobrealimentación
• Soluciones postcombustión: el uso de catalizadores, sistemas de recirculación de gases de escape (EGR), reducción catalítica selectiva (SCR), filtros de partículas (DPF)
• Soluciones a nivel vehículo: diseño de transmisiones más eficientes; o la gestión conjunta de motor-transmisión
• Soluciones a nivel de técnicas de trabajo: aumento de la eficiencia con técnicas propias de la agricultura de precisión y la gestión de flotas

ALGUNOS EJEMPLOS CONCRETOS

Biometano

Ya figura en la oferta de algún fabricante, tractores producidos en serie y que trabajan con metano; por ejemplo los T6 y T7 Methane Power de New Holland.

T6 Methane Power: Es un tractor de New Holland que ya está producido en serie impulsado al 100 % por biometano.

Motor Toyota de combustión de hidrógeno

El proyecto de New Holland es incluso más ambicioso pues pretende que agricultores y ganaderos utilicen sus propios subproductos para la generación del biometano.

Según datos del fabricante, los tractores T6 Methane ofrece el mismo nivel de potencia que su equivalente diésel, pero con una disminución de hasta el 30% en los costes de funcionamiento. En cuanto a las emisiones, el T6 Methane genera 98% menos de partículas y un 11 % menos de CO₂. Su motor cumple con la normativa Tier 5, y no necesita si SCR ni DPF.

El tractor de biometano de NH está comercializado y es pionero en el mundo; incluso hay 2 unidades trabajando en España y sobre 60 en Europa.

Combustibles sintéticos

Repsol y New Holland han iniciado una interesante colaboración consistente en la evaluación del uso de combustibles renovables en el sector agrícola. El proyecto contempla utilizar este combustible en productos New Holland como tractores, cosechadoras, vendimiadoras…

Técnicos de New Holland, Repsol y también de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) irán evaluando el comportamiento del combustible en condiciones de trabajo real. Se registrarán parámetros para determinar potencia, consumo, emisiones se determinará la idoneidad de los nuevos combustibles y su comparativa con respecto a los derivados del petróleo.

Repsol se ha marcado como objetivo tener una producción de 2 millones de toneladas en España para 2030. A día de hoy Repsol ya tiene estaciones de servicio con combustible 100% renovable y cero emisiones de CO₂, es decir son compatibles con los e-fuel que autoriza Bruselas.

Hidrógeno

Muy interesantes los desarrollos mostrados tanto por Fendt como por New Holland con tecnología de hidrógeno. También el fabricante Versatile, con su motorista Cummins, ha presentado un modelo prototipo que utiliza el hidrógeno como combustible.

Cummins X15H: El fabricante motorista ha apostado por un bloque multicombustible y lo ha hecho a lo grande, para cilindradas de 15 y de 6,7 litros. Así que Cummins está pensando en clientes que necesiten motores grandes como pueden ser sus clientes de transporte por carretera o minería u obras públicas y, por supuesto, agricultura.

Su motor actual el Cummins X15 (diésel) ya tiene un hermano de hidrógeno, el X15H. Ambos motores comparten muchos componentes y dan una potencia similar: bloque motor, cigüeñal, ensamblaje, mantenimiento… Los usuarios y fabricantes van “sobre seguro”, utilizando transmisiones, centralitas ya desarrolladas.

A pesar del buen ejemplo del X15H de Cummins, pienso que la forma más eficiente de usar el hidrógeno no será como combustible directo, si no en forma de pilas de combustible.

MI OPINIÓN

No soy de los que pienso que puedo trazar la línea por la que discurrirá el universo energético en los próximos años. Pero quizá si me atrevo a realizar algún boceto:

• No veo un futuro “eléctrico” en el mundo de la agricultura, transporte pesado, incluso el sector marítimo y aéreo, así como vehículos militares
• Se tendrá que mejorar mucho la tecnología en baterías. Las de ion litio no son solución, las de estado, electrolito, sólido están en desarrollo embrionario
• La política de “cero emisiones” es, simplemente, una quimera de algunos políticos europeos (súmense sus paralelos en países como EEUU, Canadá, Japón…) no es una política real
• Considero que se avanzará en la línea de los combustibles sintéticos, del hidrógeno, de los biocombustibles

Batería de estado sólido: Es una evolución de la batería de iones de litio. Ambas funcionan con el mismo principio: dos electrodos de metal (cátodo y ánodo) inmersos en un líquido conductor (electrolito) formando una celda, y el conjunto de varias celdas es la batería.

En el caso de baterías de iones de litio el electrolito es una sal de litio que es la que proporciona los iones para la reacción química reversible.

La diferencia entre ambas está en el tipo de electrolito; si en el caso de las de ion litio es un líquido, en las de estado sólido es un sólido… pero la clave, y el secreto, está en el tipo de sólido.

Sus ventajas son grandes (mejor habría que decir que “serán”): poseen más densidad de carga (más energía para el mismo tamaño), más autonomía, más vida útil, capaz de funcionar incluso a -20 ºC, más seguras, recarga más rápida…

• La transición energética es un gran desarío. Si el potencial para descarbonizar con hidrógeno verde puede parecer enorme; también lo es que en muchas aplicaciones se requerirá un escenario alternativo de combustible tradicional para mantener un negocio viable.

El Admiral Ushakov
(que alguien le diga que debe estar en Fase 7)

Pienso que no existe una respuesta única que sirva para todos. Se desarrollará la hibridación en mayor o menor grado, el hidrógeno vía combustible y vía pila, los combustibles alternativos… Todo está sobre la mesa y the truth is out there (la verdad está ahí fuera)

ENTRADAS RELACIONADAS

• MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA, ¿HAY VIDA MÁS ALLÁ DE 2035? Parte I
• Biocombustibles I
• Reinventando el motor diesel
• El tractor eléctrico

FUENTES CONSULTADAS (Parte I y II)

• Comisión Europea
• ACEA driving movility for Europe
• Transport Environment
• Combustibles sintéticos

By: Catalán Mogorrón, H.

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¿EL POR QUÉ DE LOS BIOCOMBUSTIBLES DE 2ª GENERACIÓN?

Todavía andábamos preguntándonos respecto a los biocombustibles, cuando ya se habla de biocombustibles de 2ª generación (2G). La actual entrada es la continuación de otra en esta misma página  y es el resumen de sendos artículos publicados en la revista Agricultura

Algunos todavía andamos analizando ventajas e inconvenientes de utilizar biocombustibles en nuestros tractores cuando ahora resulta que “tampoco así somos ecológicos” o bien nos metimos como agricultores-cultivadors en el “berenjenal” de los biocombustibles porque a todo el mundo le preocupa la contaminación ambiental y la realidad concreta del deterioro del medio ambiente, pero además ahora preocupa que las tierras dedicadas a producir “biocombustibles” contribuyan a incrementar la falta de alimentos en algunas partes del mundo.

Plantación de Paulonia

La idea de todo agricultor es rentabilizar su explotación agrícola, ¿son los cultivos para los denominados biocombustibles de 2ª generación una posible solución a nuestros menguantes ingresos agrícolas?

¿QUÉ ES UN BIOCOMBUSTIBLE DE 2ª GENERACIÓN?

El biodiesel o el bioetanol son combustibles que provienen de la biomasa o materia orgánica de origen animal o vegetal. Hasta aquí bien, pero ahora vamos con las denominadas “generaciones” y los de 2ª generación (2G) son aquellos biocombustibles que comparten con los 1G el intento de disminuir el “calentamiento global” y la dependencia de los combustibles fósiles, pero con las siguientes diferencias:

•  Son producidos a partir de materias primas que no son fuentes alimenticias
• Se pretende que la elaboración se realice con mejores procesos tecnológicos
• Se cultiven en terrenos no agrícolas o marginales

De esta forma, se zanja la polémica generada por los actuales biocombustibles que “compiten” con los alimentos. En teoría, en la Unión Europea, los actuales "biocombustibles" deberán de dejar de utilizar el prefijo "bio" y usar el prefijo de “agrocombustible”

Y AHORA LAS AEROLÍNEAS SE SUMAN

Para ir “abriendo boca” a los agricultores que se quieran sumar al cultivo de los “productos 2G” insistimos en que los productos 2G seguirán siendo los combustibles, gasolinas y gasóleos, de vehículos viarios y extraviarios, pero ahora se sumarán nuevos clientes. Ahí está la gran diferencia, cada vez más se suman clientes al nuevo combustible, y ahora son clientes poderosos. Nos referimos a sustituir los querosenos de los aviones por bioqueroseno.

Contamos con la certeza, quizá nos equivoquemos, que puede ser la aviación mundial la que dé un impulso al uso de los biocombustibles. La IATA (Asociación Internacional del Transporte Aéreo) ha fijado el límite de reducción de emisiones hasta en un 1,5% al año hasta 2020. Pero hay más datos para alimentar el optimismo como que la aviación consume el 10% de todo el combustible usado para el transporte o que los aviones no tienen alternativas al queroseno, bio o no bio (los coches tienen alternativas eléctricas o hidrógeno o gas natural. En los grandes barcos la energía nuclear lleva muchos años de moda), en el caso de los aviones o les das queroseno de mucho octanaje o se caen. Por si todo esto fuese poco imagina el siguiente argumento de naturaleza "logística". En EEUU existen unas 160.000 gasolineras pero sólo 1700 aeropuertos. Esto significa que es muy fácil servir biocombustibles a “sólo” 1700 puntos, pero es necesaria toda una red de distribución para alcanzar las gasolineras convencionales

Recolectando caña

Ya hay fabricantes, como Airbus, que se han dado cuenta y están creando las denominadas cadenas de valor que unen refinerías, centros de I+D y agricultores.

Ahora la mayoría de las aerolíneas se suman a la “fiebre verde” y lanzan a bombo y platillo cuando algunas de sus rutas se hacen con biocombustibles

PAC: ¿hay vida más allá del 2014?

Los objetivos fijados por la PAC para después de 2013, están adaptados al plan estratégico UE 2020 que está diseñado para salir de la actual crisis económica. Lo que se adivina y que ya se está filtrando es que el futuro es negro.

El objetivo principal de la PAC ha sido y debería seguir siendo el agricultor, pero este podría desaparecer, si la renta de dicho colectivo está muy por debajo de otros sectores.

Hasta ahora los objetivos de las políticas agrarias eran afines al sector agrícola. Se ha hecho hincapié, sobre todo, en la seguridad alimentaria, el desarrollo rural, la biodiversidad, el cambio climático y las energías renovables. Estos objetivos se iban fijando en función del peso y los turnos de presidencia, de unos países u otros. Tradicionalmente los países “del norte” abogan por políticas de reducción de la PAC y a favorecer el medio ambiente. Los países “del este” tienden a las ayudas lineales para todos los agricultores. Los países “del mediterráneo” piden fortalecimiento de la PAC….

MAQUINARIA ESPECÍFICA PARA LOS CULTIVOS PRODUCTOS DE BIOCOMBUSTIBLES 2G

La gran ventaja es que no existe maquinaria específica para este tipo de cultivos. La que tenemos es suficiente.

• Se trata de cultivos que no necesitan una maquinaria específica o diferente a la que ya tenemos en nuestras explotaciones
• Son cultivos, en teoría, poco “exigentes” y que podrían ser cultivados en tierras no excesivamente “buenas”, es decir, en aquellas parcelas que, por su baja productividad, hemos abandonado y se encuentran en situación de “semi” erial. Incluso, en algunos casos, podrán servir para recuperar terrenos erosionados en laderas o zonas semidesérticas



Panicum, una buena alternativa biomasa herbácea

• Requieren menos recursos (fertilizantes, pesticidas, agua, terrenos, etc.) para ser producidos

¿A QUÉ CULTIVO NOS REFERIMOS?

Se trata de una pregunta fácil de responder. La principal materia prima para esta nueva generación es la biomasa celulósica. Lo que he podido obtener consultando diversas fuentes y acudiendo a la opinión de los expertos es que las especies “más prometedoras” pueden ser:

• Las especies arbóreas, álamo, sauce y pawlonia. Este tipo de biomasa es más difícil de descomponer que las usadas en los biocombustibles 1G, aunque este es un problema de las plantas transformadoras y no de los agricultores. En estos momentos existen multitud de viveros que ya están estudiando algunas especies de los árboles citados, mediante mejora genética, para que tengan un crecimiento más rápido. Estas especies son especialmente aptas para la fabricación de bioetanol (sustituto de la gasolina) y tienen un rendimiento por hectárea muy elevado
• Otra especie bien situada es el pasto de elefante (miscanthus), se trata de una hierba alta de pasto perenne. Similar a la anterior es el switchgrass o bien el mijo perenne forrajero (panicum virgatum). En realidad se están probando bastantes combinaciones de céspedes naurales de las grandes praderas (EEUU y Rusia sobre todo). El objetivo es comprobar la sostenibilidad de diferentes cultivos perennes y con buen comportamiento bioenergéticos. Los últimos estudios aseveran que mejor que un monocultivo de estas especies es plantar una mezcla puesto que consigue rendimientos más duraderos a largo plazo: mejor defensa a ataques de patógenos o incluso a las variaciones anuales climáticas.
• La más conocida, la Jatropha curcas. Se trata de un árbol que produce frutos, tóxicos, no comestibles con un gran contenido en aceites y que ya se está usando en la obtención de biocombustibles 1G (por eso tiene algunos detractores). Se reproduce fácilmente en tierras poco fértiles y precisa poco agua.
• En países como Francia y Alemania se está investigando cultivos como la Camelina sativa, Crambe abyssinica y el Pogianus
• En España prometen, por nuestras particulares condiciones climáticas la Brassica carinata y la Cynara curdunculus. Ambos cultivos son alternativas reales en el secano. En concreto la Cynara es un cultivo plurianual y permanente, de unos 10 años, orientado a la producción de biomasa en la proporción de unos 3000 kg de semilla para la fabricación de biodiesel
• Por último hay que contar con los restos de cosechas, tallos de maíz, vinazas o alpechines

Obsérvese la diferencia de los cultivos citados “2G” con los actuales “1G”:

·         Biodiesel: Aceite de girasol y colza (sobre todo en Europa) y que han venido produciéndose en paralelo a las regulaciones de retirada obligatoria de tierras en la PAC. Soja en EEUU. Coco, y Palma sobre todo en países como Filipinas y Malasia

Planta producción algas

·         Bioetanol: obtenido a partir de los azucares contenidos en la remolacha, cereales y otros cultivos como el maíz y la  caña de azúcar

¿QUIEN NOS LLEVA VENTAJA?

Pues los mismos que ya nos sacaron “varios cuerpos” en la primera etapa. Los principales países que están apostando por estos nuevos biocombustibles 2G, son, en Europa, Alemania y Suecia, y en América los Estados Unidos, son los que más están investigando para su implantación a gran escala.

España, aunque bastante atrasada, tiene alguna iniciativa interesante. Cabe destacar que existe una planta piloto para producir bioetanol (la alternativa a la gasolina) a partir de lignocelulosa. Se encuentra en Salamanca y está participada, al 50 %, por las empresas Abengoa y Ebro Puleva.

Existen otros proyectos dignos de mencionar como es la producción de biodiesel a partir de la glicerina (uno de los principales residuos generados en la fabricación del biodiesel). O la producción de bioetanol a partir de residuos de la industria cítrica.

Un proyecto que nos gusta particularmente es el que está llevando a cabo la empresa AlgaEnergy, que a pesar de tener un nombre tan poco “cervantino”, es español.

La empresa, del mismo nombre tan poco afortunado, está participada por Repsol e Iberdrola, aunque también participa la Secretaría de Estado de Transporte, AENA e Iberia. Su objetivo es obtener biocombustibles 2G a partir microalgas cultivadas. Entre sus objetivos está la mejora genética de microalgas en cultivo a la intemperie para producir biocombustibles. La idea original es que la materia prima para los biocombustibles 2G no sólo debían buscarse en tierra si no en el mar, concretamente en las algas que se ve como un producto ideal para llevar a las biorefinerías. La ventaja de las algas es que se trata de un recurso biológico renovable y que absorben CO₂ en un ciclo infinito sin fin.