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Año V - Nº 262
Uruguay,  30 de noviembre del 2007
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Alvaro Kröger

Futuro prometedor para los biocarburantes

por Alvaro Kröger
 
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            Science News On Line tiene un gran artículo repasando las tecnologías emergentes en  biocarburantes. A pesar de los excesos que constituyen la mayor parte del Acta de Energía del 2005,los defensores de los biocarburantes deberían estar  felices con las previsiones del acta que directamente les conciernen. Con los precios crecientes del petróleo, (hoy,27/11/0' está a U$S 99.91)los biocarburantes  son  la única respuesta al aumento de nuestras provisiones de combustibles líquidos.

            No hay que disminuir la importancia de las ventajas de la conservación de más vehículos eficientes en gastos de combustible, ni los híbridos, ni los vehículos eléctricos, ni tampoco los de doble ciclo. Sin esfuerzos de conservación los biocarburantes solos no pueden mitigar los precios crecientes del petróleo, tampoco sin esfuerzos extremos sobre la oferta  y la demanda, regulando ambas, puede hacerse mucha cosa para evitar el aumento del precio de los combustibles fósiles.   

El Acta de Energía de USA del 2005:

  • Requiere que las naftas contengan 30 mil millones de litros/año de combustibles renovables hacia el 2012, esto es casi el doble de lo producido en el 2004. 
  • Proporciona incentivos para la producción de combustibles renovables de fuentes no tradicionales; plantas, hierbas, residuos agrícolas y residuos con porcentajes mayores de etanol producto de la biomasa celulósica o basura. 
  • Establece garantías de préstamo y concede, para la construcción de instalaciones de conversión, la basura municipal sólida y la biomasa celulosica la fabricación del combustible y otros subproductos comerciales. 
  • Permite los créditos fiscales de vehículos de combustible alternativo. 
  • Se establece un programa de subvención para comunidades rurales y remotas para el uso de la biomasa, el biogas, y el metano recuperado de residuos ganaderos.
  • Prevé subvenciones a aquellos posean o manejen una instalación que use la biomasa forestal como  materia prima para producir  energía eléctrica, combustibles de transporte, u otros sustitutos del petróleo. 
  • Da prioridad a los proyectos que dirigen su producción al hidrógeno de la biomasa y los biocarburantes.

            Se publicó un informe a principios de este año que proyectó que se podía conseguir el 30 % de los combustibles líquidos de la biomasa sin desplazar cualquier tierra usada para la producción de cosechas alimentarias humanas. El financiamiento  gubernamental, respetando el Acta de Energía, sería de gran ayuda para asegurar que algunas tecnologías perfiladas sean desarrolladas y llevadas al mercado para permitir el logro de este objetivo. Si bien el financiamiento gubernamental puede ser efectivo en USA, no lo es en nuestro caso debido a que el Estado tiene sus propios intereses en la fabricación de biocarburantes y jamás compartiría la tecnología con los privados.

Etanol

            Con mucho, la mayor parte del énfasis está siendo colocado sobre la producción de etanol en una bio-refinería. El primer grupo de tecnologías está relacionado con el mejoramiento de este proceso.

            Bruce Dale trabaja sobre un proceso de pre-tratamiento con amoníaco líquido para preparar los desechos para el tratamiento enzimático. El sistema de explosión de fibras  por amoníaco (AFEX) " sopla aparte " aquellas partes de lignina que no sirven para el proceso y reducen el costo de pre-tratamiento a la mitad.

            El desarrollo de las enzimas que permiten que la celulosa se convierta en azucares, bajó el precio de las mismas permitiendo así el uso de granos alternativos, bagazo, y varios residuos celulósicos agrícolas y quizás podrá usar madera. Novozymes, Genencore e Iogen producen tales enzimas. Novozymes en particular ha reducido el precio de U$S5.40/galón a U$S 0.20/galón.

            En vez de los dos pasos previos a la transformación de la celulosa en azúcares y luego la fermentación de los azúcares en  alcohol, Lee Lynd y Percival Zhang Yi-Heng han descubierto un microorganismo anaerobio que hará ambas tareas. Estos microorganismos todavía necesitan bioingeniería antes de que  puedan producir etanol.

            Las mejoras en la producción de etanol permiten producir subproductos, como el proceso Panda que hace biodiesel del aceite de maíz superfluo en procesos secos. Ellos tienen la intención de fabricar biodiesel  en la instalación de producción de etanol y tratarán el aceite de maíz ordinario en una nueva instalación que esperan completar en el 2007. 

            La Universidad de Missouri ha desarrollado un proceso para convertir glicerina, un subproducto de la producción de biodiesel, a propilen-glicol, un anticongelante no tóxico. Esta tecnología puede reducir el costo de producción del biodiesel tanto como 0.10 dólares por litro de biodiesel.

Biodiesel

            El biodiesel actualmente es producido en pequeñas cantidades, pero requerirán cantidades mayores a medida que nuestras reservas de petróleo se agoten o que se empiece a convertir el parque automotor de uso privado y público a motores diesel. Estas tecnologías necesitan mucho más desarrollo que la del etanol. El empleo de algas o el proceso de alcano es un trabajo muy prometedor  que está en las tempranas etapas de investigación.

            Desde hace mucho tiempo que se ha propuesto la producción de biodiesel con algas, Greenfuels Corporatión ha desarrollado un proceso que está siendo desarrollado a escala piloto que usa algas y emisiones de chimenea para producir biodiesel. El biodiesel es un subproducto  siendo el resultado de la utilización de las algas para limpiar las emisiones de la chimenea.

            La destilación del alcohol impuro del proceso digestivo es el con mayor intensidad interviene la producción de etanol. George Hube desarrolló un proceso para producir el alcano de los azúcares celulósicos. El alcano es un hidrocarburo parecido a un aceite que puede ser mezclado con el gasoil fósil como el biodiesel.

Procesos termoquímicos

            Pueden ser usados para producir nafta sintética o  gasoil sintético por modificación del paso de síntesis. Estos procesos consisten en dos pasos, gasificación y la síntesis de Fischer-Tropsch.

            Choren Industries está desarrollando un proceso de gasificación que, usado en la conjunción con un proceso de síntesis de Fischer-Tropsch, es usado en los  productos SunDiesel. El proceso de gasificación de la biomasa produce gas sintético sin las breas y otras impurezas por lo general asociadas con la gasificación de la biomasa. Se pueden procesar cáscaras y usar la tecnología de la síntesis de destilado de cáscaras (SMDS), una temperatura baja y un catalizador de cobalto. Se es  capaz de producir SunDiesel, un aceite sintético que es muy limpio, de libre de azufre y libre de cadenas aromáticas; esto cumple las normas ambientales más rigurosas.

Otros procesos de biocarburantes

            El biogás y el aceite bio son un proceso de  bajo volumen que puede contribuir con una cantidad significativa de combustibles a nuestros recursos de energía. Ellos, sobre todo, son requeridos para el trabajo agrícola o sistemas de distribución de energía.

            El biogás por digestión anaerobia de residuos animales es muy popular como indican  las plantas construidas por Microgy. Su instalación más grande produce el metano transportado por tubería (650 pies cúbicos de unidades caloríficas británicas) el equivalente a 50.800 litros por día de combustible. No es muchísimo en el cuadro total de energía, pero hay potencial para construir 1.200 de tales plantas en USA y el proceso IMUS canadiense es la utilización similar del metano para generar entre 1 MW y 3 MW de energía.

            La licuefacción de la biomasa vía pirolisis es la ruta termoquímica menos complicada en la producción de combustibles líquidos de la biomasa. Esto es un proceso de descomposición térmica que funciona con temperaturas moderadas (450-600º C) con altas tasas de transferencia de calor a las partículas de biomasa y un tiempo de residencia corto. En estas condiciones, vapores orgánicos, gases de pirolisis y carbón vegetal son producidos. Los vapores son condensados para producir el aceite bio. El líquido es un combustible de  baja energía que puede ser quemado en motores diesel o turbinas de gas. Dyanamotive (Canadá), BTG (Países Bajos) y Fortum (Finlandia) están entre las empresas líderes de  este proceso. Dynamotive, quien reclama para sí ser el líder en ésta tecnología, tiene una planta de 2.5MW en operación y desarrolla más plantas.

            Un debate continuo es en cuanto a si el etanol entrega una cantidad energía acorde con el insumo de la misma en el proceso; se dice que es  más la energía usada en la producción que la que está contenida en el etanol. Ambos lados del tema siguen refinando sus argumentos con refutaciones a los otros según los últimos cálculos. El lado a favor del etanol parece ganar ya que nadie va a instalar una fábrica para que le dé pérdidas. Hay también discusiones en cuanto a si es el mejor empleo del feedstock, como la combustión del feedstock para proporcionar calor o electricidad. Pienso que este argumento es mudo, tenemos que complementar nuestras provisiones líquidas de combustibles, otros empleos no cumplen aquella necesidad. Ninguna cantidad de ahorro puede compensar la producción petrolera que disminuye. 

            La producción de etanol de granos y biodiesel de semillas no nos permitirá encontrar nuestros objetivos de producción: no hay bastante tierra para producir el grano y las semillas. El desarrollo de procesos que usan feedstock celulósico es una necesidad y debería ser una prioridad nacional.  

            Las bio-refinerías deberían satisfacer ésta exigencia, pero el proceso de alcano o los procesos termoquímicos son necesarios para complementar nuestras provisiones diesel. El empleo de estos procesos debería terminar el debate energético de una vez por todas.

            La puesta en práctica de las tecnologías descritas arriba podría bajar el consumo de energía bastante. Algunas de ellas están listas para la demostración a  gran escala, que es mal necesario. El desarrollo y la puesta en práctica de estas tecnologías harán un largo camino hacia la suplantación de las necesidades de energía del planeta. 

 
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