El mito
El biodiésel de cáñamo puede sustituir al diésel estándar.
El trasfondo
Todos sabemos qué es el gasóleo, pero ¿qué es lo que lo hace tan especial y diferente de la gasolina?
El gasóleo es un tipo especial de combustible. Es un producto menos refinado que la gasolina y es el principal combustible para grandes motores, entre los que se incluyen:
- Vehículos de clase 8 (autobuses, semirremolques, camiones de la basura, etc.)
- Barcos con destino a los océanos
- Locomotoras de ferrocarril
- Equipos de construcción (bulldozers, excavadoras, camiones volquete, etc.)
En estas aplicaciones, el gasóleo es capaz de ofrecer varias ventajas en comparación con la gasolina, entre ellas:
- Mayor par motor
- Mayores relaciones de compresión
- Mayor densidad energética
El biodiésel ha sido un combustible en alza durante muchos años. El proceso para producir biodiésel se llama transesterificación. Se pueden utilizar muchos aceites vegetales y animales diferentes para hacer biodiésel, pero los más comunes son (según la EIA):
- Aceite de soja (52%)
- Piensos reciclados (13%)
- Aceite de maíz (13%)
- Aceite de canola (12%)
- Grasas animales (10%)
Entonces, vamos a entrar, revisar los datos, hacer un poco de matemáticas y ver qué tan cierto es este mito del cáñamo.
Los datos
Para este mito, nos centraremos en algunos puntos principales, incluyendo:
- La cantidad de tierra necesaria para que el biodiésel de cáñamo sustituya al diésel estándar
- Las diferencias de coste
- El efecto sobre el suministro de alimentos
- Las complicaciones técnicas
¿Cuánta tierra?
Como siempre, para reemplazar una fuente de energía de combustible fósil con una fuente basada en plantas, se requieren grandes cantidades de tierra.
Según el Ministerio de Agricultura y Silvicultura del Gobierno de Alberta, Canadá, se pueden producir 1.074 libras de semillas de cáñamo por acre utilizando cepas de grano de cáñamo. Según nuestra experiencia, trabajando con la cepa Katani, de HGI, el 21% del peso total de la semilla puede ser prensado en aceite de semilla de cáñamo. Esto da como resultado un peso de aceite de 226 libras por acre.
Según la EIA (Asociación de Información Energética, una agencia gubernamental estadounidense), en 2017 se utilizaron 11.900 millones de libras de aceite para crear biodiésel en los Estados Unidos. Para que el cáñamo solo sustituya eso, necesitaríamos 52.654.867 acres de tierra o el 22,6% de las tierras de cultivo de los Estados Unidos, según los datos de la Agencia de Servicios Agrícolas del 1 de agosto de 2019.
Ahora, esto es solo para que el biodiésel de cáñamo sustituya la producción de biodiésel existente. ¿Qué haría falta para que el biodiésel de cáñamo sustituyera al diésel estándar?
La EIA nos informa de que Estados Unidos consumió 41.400 millones de galones de «On Highway Distillate Fuel Oil» en 2017. Esto es sólo un nombre más largo para el combustible diesel. ¿Cuánto pesa ese combustible?
El diésel pesa alrededor de 6,9 libras por galón. Así que el peso total del combustible diésel consumido en los Estados Unidos es de 285.700 millones de libras de diésel. Eso es mucho. Pero tenemos que traducirlo a los acres necesarios para que el cáñamo lo sustituya.
Según los cálculos anteriores, un acre de cáñamo puede producir 226 libras de aceite. Si hacemos un poco de cálculos, descubrimos que se necesita un total de 1.260 millones de acres de tierra para producir suficiente aceite de semilla de cáñamo para igualar el peso del combustible diesel estándar consumido. Los EE.UU. tienen sólo 2.400 millones de acres.
Para que el biodiésel de cáñamo sustituya al diésel estándar, se necesitaría el 50% de TODA la tierra de los EE.UU. para cumplir con este pedido.
Si sólo quisiéramos sustituir el biodiésel estándar en su lugar, necesitaríamos utilizar el 22,6% de toda la tierra de cultivo de los EE.UU.
Hasta ahora parece que no tenemos suficiente superficie para cultivar suficiente cáñamo para hacer aceite de semilla de cáñamo que sustituya al diésel estándar.
¿Cuál es el coste?
Para que el biodiésel sea competitivo en costes con el diésel estándar, necesita mantener un precio de venta de 2,933 dólares por galón utilizando la media nacional de precios actual de la AAA.
Exploremos el lado de la oferta, la voluntad de los agricultores, desde un punto de vista económico, de producir un cultivo al precio mencionado. Calcularemos el valor por libra de un sustituto del gasóleo y veremos cuánto ganaría un agricultor por acre.
Además, ese galón de gasóleo pesa 6,9 libras. Teniendo en cuenta esto, el valor por libra es de 0,425 dólares por libra. En igualdad de condiciones, digamos que el agricultor recibirá el valor total en el surtidor. Con un rendimiento por acre de 226 libras de aceite multiplicado por el valor por libra de 0,425 dólares, podemos ver que un agricultor, en este escenario, obtendría 96,05 dólares por acre. Volviendo a los precios del HGI y a la tasa de siembra, la granja se vería perjudicada en 8,95 dólares por acre sólo para comprar la semilla, por no hablar de ponerla en la tierra, cultivarla y cosecharla.
Ahora la otra cosa con este escenario es que el agricultor no obtendría el valor de la bomba al por menor. La EIA afirma que el precio del gasóleo de bajo azufre al por mayor es de 1,96 dólares por galón (utilizando la zona más cara, Los Ángeles). Esto supone el 66,8% del valor del precio medio nacional de venta al público. Teniendo en cuenta esto, si un agricultor vendiera al por mayor (asumiendo que su aceite es capaz de ser un combustible sin refinar, que no lo es), sólo obtendría 64,16 dólares por acre.
La única forma en que un agricultor puede maximizar el valor del aceite, como fuente de combustible diésel, sería plantándolo, cosechándolo, refinándolo en biodiésel, transportándolo y vendiéndolo al por menor en una gasolinera de su propiedad. Pero, de nuevo, seguirán perdiendo al menos 8,95 dólares por acre, sólo teniendo en cuenta el coste de la semilla.
Hasta aquí podemos ver que ningún agricultor querría cultivar cáñamo sólo para cosechar el aceite para hacer biodiésel.
Para divertirnos, echemos un vistazo al lado de la demanda, ¿de acuerdo? Según el Centro de Datos de Combustibles Alternativos, el biodiésel se obtiene mediante la reacción de algún tipo de aceite vegetal (o grasa animal) con un alcohol de cadena corta y un catalizador. Además, afirman que 100 libras de aceite vegetal en producir 100 libras de biodiesel a cabo. Esto facilita la conversión. La siguiente pregunta es, ¿cuánto cuesta el aceite de semilla de cáñamo?
El precio más bajo que pude encontrar fue de Bulk Apothecary con un precio de 3,63 dólares la libra. Recuerde que un galón de gasóleo pesa 6,9 libras y cada libra que entra equivale a una libra que sale. Así que nuestro precio por galón sólo para comprar el aceite es de 25,05 dólares. Esto no incluye el envío del petróleo, el refinado, el envío del producto refinado o los costes de venta al público. Observemos el gráfico para ver una comparación:
Podemos ver que el biodiésel de aceite de semillas de cáñamo sería extremadamente caro. Imagina que llenas el depósito (digamos que son 10 galones) y pagas 250,50 dólares en el surtidor. En comparación con el aceite de soja (que se utiliza como materia prima para la mayoría del biodiésel, según la EIA), el aceite de semilla de cáñamo es casi 13 veces más costoso.
Para que el aceite de semilla de cáñamo sea competitivo, el precio tendría que disminuir un 92,2%. Eso es para ser un sustituto del aceite de soja en el biodiésel, para el diésel estándar, es más.
Con eso, es bastante evidente que el biodiésel de cáñamo no podrá sustituir al diésel estándar desde el punto de vista de la oferta o de la demanda. Los agricultores perderían dinero por cada acre cultivado y los consumidores verían que los precios en el surtidor sufrirían subidas extremas.
Reducción del suministro de alimentos
Esta sección volverá a la necesidad total de tierra, ya que el suministro de alimentos es una función de la tierra disponible.
Para producir suficiente aceite de semilla de cáñamo para producir biodiésel de cáñamo que sustituya al diésel estándar, necesitaremos una gran cantidad de acres. 1,26 mil millones de acres para ser exactos, más del 50% de TODA la tierra de los EE.UU..
Así que no podemos cultivar suficiente cáñamo en los EE.UU. para reemplazar el diesel estándar de los EE.UU.. Pero dejemos eso de lado y digamos que sí podemos. Tenemos que ver el efecto que podría tener en el suministro de alimentos.
Usemos algunas estadísticas más para calcular cuántas personas se verían afectadas:
- 7.500 millones – población de la Tierra
- 4.62 billones – acres cultivados en la Tierra (USGS Survey)
Dado estos valores, sería seguro decir que cada acre en la Tierra soporta 1,62 personas (hay un 62% más de personas que acres cultivados). Esos 1.260 millones de acres que tendríamos que cultivar (dato curioso: eso requeriría el 27,3% de todos los acres cultivables de la Tierra), supondría que unos 2.040 millones de personas perderían el acceso a los alimentos. Esto es tan escandaloso que podemos considerar que el biodiésel de cáñamo sustituya al biodiésel estándar.
Para ello necesitaríamos 52.654.867 acres de tierra, lo que se traduciría en 85,3 millones de personas que perderían el acceso a los alimentos.
Ahora bien, las semillas de cáñamo pueden producir proteínas junto con el aceite. Oilseedcrops.org nos informa que el cáñamo puede producir de 5 a 45 bushels por acre (44 libras por bushel). Dado que un acre de cáñamo puede producir de 220 libras de harina a 1.980 libras de harina. Sin embargo, un bushel de maíz pesa 56 libras y un solo acre puede producir 178 bushels según Farm Bureau (fb.org). Esto equivale a 9.968 libras de maíz por acre, desgranado y sin mazorca. Para sustituir el biodiésel estándar, veamos qué pasaría si las hectáreas de cáñamo sustituyeran a las de maíz. Con el aceite que se destina a combustible y la proteína que se destina al mercado alimentario para reemplazar el maíz perdido, podemos calcular que sólo 68,24 millones de personas se quedarían sin alimentos (esto se debe a que el cáñamo, en el mejor de los casos, sólo puede producir el 20% del grano que puede producir el maíz).
Ahora podemos ver que incluso si tuviéramos la tierra y la economía fuera favorable, la pérdida de producción de cultivos probablemente resultaría en la pérdida de suministros de alimentos que afectaría a decenas de millones de personas. Eso es sólo la sustitución del biodiésel estándar, por no hablar del diésel estándar. Si realmente miramos el mito y la cantidad de tierra necesaria, miles de millones se quedarían sin los alimentos que necesitan.
Las cuestiones técnicas
Ahora bien, para que cualquier biodiésel sustituya al diésel estándar, independientemente del uso del cáñamo o no, habrá una serie de cuestiones técnicas que incluyen:
- Un contenido energético reducido (117.000 BTU para el biodiésel frente a 131.000 BTU del diésel de petróleo). Esto conlleva una menor potencia y un menor ahorro de combustible y autonomía. (PennState Extension)
- Punto de turbidez elevado (punto de turbidez de 30-50 grados). Conduce a la obstrucción de los conductos de combustible, a la obstrucción de los filtros y a problemas de arranque en frío. Además, diferentes materias primas mantienen diferentes puntos de enturbiamiento, lo que puede dar lugar a problemas de consistencia de la calidad. (Bell Performance)
- Absorción de agua. El biodiésel es capaz de absorber y retener agua. Esta agua puede reducir la autoignición, ya que el agua no es combustible, así como conducir a la formación de hielo dentro del sistema de combustible en climas más fríos. Además, el biodiésel puede ser una fuente de alimento para las bacterias y otros microbios que pueden crecer dentro del agua absorbida y conducir a la obstrucción de los filtros de combustible y una degradación más rápida del biodiésel. (Bell Performance)
Estos problemas se han documentado para el biodiésel de fuentes existentes. Pero el proceso de producción es el mismo, independientemente de la fuente. Por lo tanto, podemos esperar que se produzcan problemas de rendimiento similares con el biodiésel de cáñamo.
El mito – DESTRUIDO
Con todos estos datos, el mito «el biodiésel de cáñamo puede sustituir al diésel estándar» está DESTRUIDO.
Hay problemas significativos con este mito. El primero y más importante, en nuestra opinión, es la diferencia de costes del biodiésel de cáñamo con respecto a las mezclas de biodiésel existentes, por no hablar del diésel de petróleo. Además, la cantidad de tierra requerida es extrema y si esa tierra se utilizara para cultivar una cosecha energética, grandes poblaciones podrían sufrir escasez de alimentos. Para superar esto, la cantidad de aceite producida por acre tendría que aumentar significativamente y el coste de oportunidad del aceite de semilla de cáñamo en la industria alimentaria tendría que saturarse para que se produjera una compresión de los precios.
Por último, la cuestión técnica en torno al biodiésel hace que el combustible sea mucho menos atractivo desde el punto de vista del «drop-in». Es posible que se pueda utilizar con pocas modificaciones en el motor, pero la consistencia del combustible tendría que controlarse estrechamente, se añadirían productos químicos para superar los problemas y se mezclaría el combustible con niveles significativos de combustible diesel estándar.