Cadena de custodia y cadena de bloques en la bioeconomía y la economía circular – Modelo de balance de materia (1) – Descripción y tipos
Serie: Cadena de custodia y cadena de bloques en la bioeconomía y la economía circular
- Modelo de balance de materia (1) – Descripción y tipos
Introducción
La industria química utiliza una pequeña cantidad de materias primas para generar decenas de miles de productos diferentes. Una gran parte de esta producción tiene su inicio en la unidad de craqueo de vapor en la industria petroquímica convencional, donde el vapor se utiliza para dividir la nafta (una mezcla de hidrocarburos de cadena larga) en moléculas más pequeñas (hidrógeno, metano, etileno y propileno). Estas moléculas luego sirven como bloques de construcción para toda la producción posterior (plásticos, recubrimientos, disolventes…).
Existe una creciente disponibilidad de nafta renovable procedente de materias primas recicladas y biobasadas. El despliegue de nuevas biorrefinerías y refinerías circulares dedicadas, así como la aplicación de modelos de preservación de identidad y segregación en las instalaciones existentes, implica un desafío debido a la enorme inversión de capital requerida. Los complejos petroquímicos convencionales ya están procesando estas materias primas recicladas y biobasadas. Sin embargo, operan a escalas muy superiores a las garantizadas por el suministro actual de materias primas renovables. Se utilizan cantidades diluidas de materias primas renovables junto con materias primas no renovables, lo que genera pequeñas cantidades de contenido renovable en la amplia gama de materiales finales. Una vez que un material o producto químico se recicla en bloques de construcción más simples, no se puede distinguir de bloques de construcción idénticos de otros orígenes, lo que hace que la trazabilidad de la materia prima reciclada sea un desafío clave.
El método de balance de materia ofrece un conjunto viable de reglas para garantizar la trazabilidad de la materia prima renovable en nuevos productos. La segunda entrada de la serie define las principales características de este modelo de Cadena de Custodia y describe brevemente los diferentes niveles o variaciones del modelo.
Características clave
- La materia prima biobasada o reciclada reemplaza una cantidad equivalente de materia prima fósil al comienzo de la cadena de valor (entrada) que se asignará al producto (salida) de tal manera que la entrada y la salida coincidan. El producto físico certificado no se separa y puede mezclarse con producto físico no certificado en cualquier etapa del proceso de producción, siempre que las cantidades estén controladas.
- Los productos se pueden procesar exactamente como los materiales producidos convencionalmente. No es necesario adaptar formulaciones, plantas o procesos. Los clientes que compran productos fabricados bajo este modelo pueden utilizarlos como lo harían con los productos tradicionales, beneficiándose del mismo nivel de calidad.
- El balance debe cumplirse de manera probada y confiable considerando las condiciones de contorno en el cálculo: (1) cantidad de materia prima fósil necesaria para la fabricación de cada producto; (2) cantidad de materia prima renovable que puede reemplazar una cierta cantidad de materia prima fósil; (3) límites del sistema en el espacio y el tiempo.
- Se basa en la conciliación de entradas y salidas del producto certificado a través del proceso de fabricación, incluidas todas las variantes o derivados del producto que resulten del producto certificado original. El período de reconciliación es la línea de tiempo predefinida dentro del cual debe ocurrir este proceso (para evitar una prolongación indefinida).
- Institutos independientes auditan la asignación. Por el momento, los expertos todavía están utilizando diferentes métodos de auditoría y certificación.
- Existen diferentes enfoques para cuantificar y comparar las fuentes de materia prima: determinación de masa; determinación energética (LHV); recuento de carbono (determinación basada en reacción química); análisis 12C/14C.
Figura 1. El enfoque del balance de materia a lo largo de la cadena de suministro (tomada de la Referencia [3])
¿Cómo funciona? (videos de empresas relevantes)
Perstorp – Explaining mass balance
Basf – Biomass Balance Approach
Niveles (véanse ejemplos específicos en la Referencia [1])
Los volúmenes se pueden equilibrar a: nivel de lote, nivel de instalación y nivel de grupo. Estas opciones son significativamente diferentes y la capacidad de auditar es más robusta para el lote, disminuye para la instalación y disminuye aún más para el nivel de grupo.
Nivel de lote
Segregación hasta el punto final de mezcla o mezcla para un lote específico de un producto.
La mezcla con producto no certificado se controla y registra, por lo que se conoce la proporción de contenido certificado en cada producto final.
El producto final contiene al menos una proporción de producto certificado, lo que permite hacer declaraciones de uso final específicas.
Nivel de instalación
Segregación hasta la etapa de fabricación o procesamiento en la cadena de suministro, cuando el producto certificado se puede mezclar con el producto no certificado.
Las proporciones de productos certificados y no certificados a nivel general del complejo se registran y concilian.
Se conoce la proporción de contenido certificado que entra y sale de la instalación, aunque es posible que no se conozca la proporción en cada producto final.
Nivel de grupo
"Grupo" puede hacer referencia a una empresa con varios complejos, un país o cualquier otra combinación de más de una instalación donde se realiza un seguimiento de los volúmenes.
Se permite la mezcla física o la conciliación de volumen de productos certificados y no certificados en cualquier etapa del proceso de producción, siempre que las cantidades estén controladas en la documentación.
Los datos de sostenibilidad o la declaración certificada se pueden asignar a cualquier producto físico que salga del sistema siempre que los volúmenes estén adecuadamente equilibrados.
REFERENCIAS
[1] “Chain of custody models and definitions”. ISEAL Alliance, Septiembre 2016.
[2] Whitepaper "Enabling a circular economy for chemicals with the mass balance approach", CE100 network of the Ellen MacArthur Foundation, 2020.
[3] Página web de ISCC – “The Mass Balance Approach”.
[4] Página web de Perstorp – “Mass balance - a necessary strategy towards renewables”.
[5] Página web de BASF – “The Mass Balance Approach”.
