Nuevos procesos tecnológicos, materias primas no destinadas al consumo y cultivo en terrenos marginales, son objeto de estudio

Biocombustibles de segunda generación para zanjar la polémica de sustituir alimento por carburante

Redacción Interempresas04/06/2010

4 de junio de 2010

El uso de los biocombustibles está en el punto de mira. Cada vez, surgen más dudas sobre su viabilidad e impacto medioambiental. El aumento en el precio de los alimentos básicos que ya generó este tipo de industria hace dos años desestabilizó a varios países. Diversas investigaciones trabajan en la producción de una segunda generación de agrocarburantes que frene estos inconvenientes. Las posibilidades son diversas, aunque los científicos auguran que, en unos años, los ciudadanos puedan llenar los depósitos de sus vehículos con estos nuevos carburantes.
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Los biocombustibles 2G presentan ventajas superiores a los de la primera generación. En la imagen, una flor de girasol, una de las materias primas para la producción de biodiésel.

En un planeta de recursos finitos como la Tierra, al impacto que ejercen los biocombustibles sobre el precio de los granos, cabe añadir que su cultivo restringe la oferta de estos productos en el mercado, así como la cantidad de terreno disponible para producir alimentos. Por si estos efectos no fueran suficientes, su producción genera unas emisiones de dióxido de carbono (fertilizantes, uso de combustible fósil durante el proceso) que prácticamente cancela sus ventajas. Asimismo, el hecho de transformar bosques, sabanas o pastizales en explotaciones para producir biocombustibles da pie a una emisión de CO2 entre 17 y 420 veces mayor que la reducción que estos biocombustibles puedan producir. A fin de evitar estos inconvenientes, los expertos trabajan en la obtención de nuevos carburantes de segunda generación (2G) cuya elaboración tendría lugar a partir de procesos tecnológicos mejores y materias primas que no se destinan a la alimentación y se cultivan en terrenos no agrícolas o marginales. En consecuencia, se finiquitaría el conflicto de sustituir alimento por carburante. Los biocombustibles existentes no deberían emplear el prefijo ‘bio’, al no cumplir con los requisitos necesarios en la Unión Europea. Básicamente, los biocombustibles son de origen biológico obtenido de forma renovable a partir de restos orgánicos. Estos proceden normalmente del azúcar, trigo, maíz o semillas oleaginosas.

Se trabaja en la obtención de carburantes de segunda generación (2G) a partir de procesos tecnológicos mejores y materias primas que no se destinan a la alimentación
Del biodiésel a la biomasa

De entre los principales biocombustibles destacan el biodiésel y el bioetanol. El primero se fabrica a partir de grasas animales o aceites vegetales, ya utilizados con anterioridad o no. Para ello, se usan girasol, canola, soja o jatropha. Este biocombustible se puede utilizar puro o mezclado con gasoil en motores diésel. El segundo, también conocido como etanol de biomasa, es un alcohol que se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar o remolacha. El bioetanol se añade en lugar de gasolina, que contamina más.

Otros biocombustibles de uso habitual son el biogás, que resulta de la fermentación de residuos orgánico, o la biomasa considerada una de las primeras fuentes de energía que conoció el ser humano. La biomasa más común es la que procede de madera, en forma de virutas o aserrín de madera, o incluso excrementos secos, como biocombustibles.

Alemania, Estados Unidos y Suecia son los países que más invierten en biocombustibles 2G

En estos momentos, los principales países que más interés tienen en estos nuevos biocombustibles 2G son, prácticamente, los mismos que en su momento apostaron por los de la primera generación. En el caso de Suecia, el gobierno ha aprobado un plan para sustituir todo el petróleo para transporte por carburantes de origen vegetal dentro de 10 años. En el caso de Alemania tampoco resulta extraño este interés, ya que se trata del primer productor de biodiésel en el mundo, con un 63% de la producción. Por debajo, se sitúan países como Francia (17%), Estados Unidos (10%) e Italia (7%). En cultivo de bioetanol, Brasil lidera el ranking con el 45% de la producción mundial de este combustible a base de caña de azúcar, seguido por Estados Unidos (44%) donde se genera a partir de maíz, China (6%) y la Unión Europea (3%). Los biocombustibles 2G empiezan a captar el interés también de algunas empresas petroleras, como Chevron y Shell cuya inversión en esta materia adquiere mayor envergadura.

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Los biocombustibles 2G se fabrican a partir de biomasa celulósica. Las especies más prometedoras para su obtención son el álamo y el sauce de rotación corta. En la imagen, un sauce llorón. Foto: Christa Richert.

En España, tienen lugar diversas iniciativas al respecto. Por ejemplo, una de las dos plantas piloto de producción de bioetanol a partir de lignocelulosa de Europa se halla en Salamanca, mientras que la otra está en Suecia. La instalación española es propiedad de Biocarburantes Castilla y León, participada por las empresas Abengoa y Ebro Puleva al 50%, respectivamente. En Cataluña, el Institut Universitari de Ciència i Tecnología (IUCT) ha creado el ‘IUCT-S50’ a partir de la glicerina, uno de los principales residuos resultantes de la fabricación de biodiésel. Fuentes del IUCT lo consideran el “primer biocarburante de segunda generación del país”. Se calcula que este combustible se comercializará una vez concluido su desarrollo preindustrial, que se alargaría entre 9 y 18 meses. Asimismo, la Generalitat Valenciana, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), la compañía Imecal y la planta de Ford en Almussafes colaboran en un proyecto conjunto para producir bioetanol, a partir de los desechos de la industria cítrica. Para ello, se llevan a cabo unos estudios de viabilidad que determinarán, siempre que sean positivos, la construcción de una planta piloto comercial. En cuanto a la difusión de estos nuevos sistemas y productos 2G, recientemente se celebró el congreso internacional ‘Biofuel 2G’, en Pamplona, como escenario de varias exposiciones sobre las últimas innovaciones en la materia, de la mano de expertos españoles y europeos.

Menos recursos para fabricar biocombustibles de materias primas no comestibles

En principio, la fabricación de biocombustibles 2G necesitará menos recursos (fertilizantes, pesticidas, agua, terrenos, por ejemplo). Es decir, el ratio de energía consumida sería menor a la de los actuales. Así lo asegura Heikki Willstedt, experto de WWF/Adena. Otra ventaja sería el hecho de disponer de una mayor variedad de materias primas no comestibles, por lo que no daría lugar a una posible competencia con la industria alimenticia, en terrenos no agrícolas o marginales. Además, en algunos casos, podrían servir para recuperar terrenos erosionados en laderas o zonas desertificadas y fijar CO2 a través de su sistema de raíces. A largo plazo, se podrían abaratar los costes de producción respecto a los actuales biocarburantes. Y, por último, algunas especies tendrían mejores resultados en climas templados que en tropicales, por lo que se pueden desarrollar en Europa o Estados Unidos.

La fabricación de biocombustibles 2G necesitará menos recursos (fertilizantes, pesticidas, agua, terrenos, por ejemplo). Es decir, el ratio de energía consumida sería menor a la de los actuales

Como desventajas, Enrique Monasterio, responsable de la Unidad de Transporte del Ente Vasco de la Energía (Eve), cita los mayores costes iniciales de producción. En el caso del biodiésel sintético, resalta, la poca coordinación entre los centros de investigación, con diferentes prototipos de gasificadores, ralentiza la evolución prevista. Por su parte, Heikki Willstedt, de WWF/Adena, califica de “error” el motor de combustión. En concreto, solo un 5% de la energía contenida en el combustible se convierte en movimiento. En cambio, según el experto, el motor eléctrico es mucho más eficiente y ecológico. Esto es así, porque transforma un 70-90% de la energía eléctrica en trabajo mecánico y la electricidad tiene lugar en el mismo vehículo, como los actuales coches híbridos o a través de la red eléctrica proveniente de tecnologías renovables. También añade otros puntos débiles: la posible propagación de especies modificadas genéticamente con impactos desconocidos y la pérdida de hábitats naturales debido a monocultivos.

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Algunas microalgas pueden servir de materia prima para la producción de biocombustibles de segunda generación. Foto: Marisa Mueller.

Biomasa celulósica, principal materia prima para la obtención de esta nueva generación de carburantes

La segunda generación de biocarburantes requiere una materia prima principal: la biomasa celulósica, cuya estructura química es más difícil de descomponer aunque cuenta con una serie de ventajas respecto a las de primera generación. Para su obtención, las especies vegetales más propicias son, en opinión de Heikki Willstedt, el álamo y sauce de rotación corta. Se trata de ejemplares de crecimiento rápido, en algunos casos mejorados genéticamente. También, el miscanthus o ‘pasto elefante’, una hierba alta de pasto perenne; el mijo perenne forrajero o ‘Panicum virgatum’ y la biomasa residual de productos industriales o desechos urbanos. De igual modo, como fuentes alternativas de materia prima también se estudian algunos tipos de microalgas, capaces de producir aceites que se pueden transformar en biodiésel y absorber grandes cantidades de CO2. Respecto a la jatropha, un árbol cuyos frutos no comestibles presentan un gran contenido en aceites, se suele incorporar a las nuevas opciones de materias primas, tal y como asegura el experto de WWF/Adena, aunque no se califica de segunda generación, puesto que su transformación en carburante se debe a procesos tecnológicos ya en funcionamiento. En cuanto a procesos de transformación, los nuevos biocombustibles abren nuevas vías para su aprovechamiento. Para el responsable de la Unidad de Transporte del Ente Vasco de la Energía (Eve), los procesos básicos y resultados obtenidos son el biodiésel sintético, a partir de un proceso de gasificación de biomasa y una reacción de Fischer-Trops; el biodiésel a partir de algas; el bioetanol procedente de la lignocelulosa de madera, paja e incluso hierba; y un nuevo biocarburante, el biobutanol.

El bioetanol, resultado de lignocelulosa, se vislumbra como el de mayor futuro. Es un producto muy homogéneo, de combustión limpia y muy aceptado en la industria automovilística y de elevada productividad por hectárea de cultivo

El probable éxito de implantación de estos biocombustibles 2G dependerá de varios factores, tal y como consideran los expertos. Sea cual fuere, el producto final, bioetanol o biodiésel, será el mismo. Es decir, las instalaciones de primera generación seguirán operativas. Por tipología de biocombustible, el bioetanol resultado de lignocelulosa se vislumbra como el de mayor futuro, en palabras de Enrique Monasterio. Básicamente, por dos motivos: por un lado, es un producto muy homogéneo, de combustión limpia y muy aceptado en la industria automovilística. Por otro lado, a la elevada productividad de bioetanol por hectárea de cultivo en plantaciones de árboles. De igual modo, el portavoz del Eve también hace referencia a otro biocombustible con gran potencial: el obtenido de algas y biobutanol. El primero, por su productividad y el segundo, por su poder calorífico, similar al de la gasolina, con lo que supera al bioetanol.
Por su parte, Heikki Willstedt aboga por la biomasa residual, sobre todo en términos de coste, ya que estaría disponible en el lugar de transformación. Sin embargo, la aplicación, con éxito, se estos biocombustibles se deberá a la disponibilidad de las materias primas, teniendo en cuenta aspectos geológicos y climáticos, los avances tecnológicos y las facilidades económicas, especialmente en forma de ayudas, para su fabricación. Superados estos factores, y dado el incremento en el precio del petróleo, el portavoz de WWF/Adena prevé que los biocombustibles 2G, así como los que les releven, podrían ocupar una cuota significativa del mercado mundial de combustibles para el transporte, a partir del año 2015 y hasta el 2040, aproximadamente. Posteriormente, augura, la electricidad ejercería un papel preponderante en usos vinculados al transporte.
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El bioetanol procedente de la lignocelulosa de madera, paja e incluso hierba, otra alternativa como nuevo biocombustible.

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