Archivo para la categoría ‘Biocombustibles’

Celebracion de la 25th European Biomass Conference and Exhibition

La conferencia tuvo lugar del 12 al 15 de junio en Estocolmo (Suecia) y en ella se presentaron resultados del proyecto “Diseño y optimización de una biorrefineria sostenible basada en biomasa del olivar y de la industria del aceite de oliva: analisis tecno-económico y ambiental” (BIOROLSOS), financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, dentro del Plan Nacional I+D+I “Retos de Investigación” 2015-2017, y llevado a cabo en la Unidad de Biocarburantes del CIEMAT.

Autor: Paloma Manzanares -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT

A lo largo de más de 20 años, la European Biomass Conference and Exhibition (EU BC&E) ha combinado un simposio científico de alto nivel con una exposición industrial en el ámbito de la biomasa. Durante la Conferencia celebrada este año, se han discutido temas de interés para los mercados de la biomasa en áreas técnicas y de negocio, que abarcan desde la evolución de recursos hasta el desarrollo de políticas. El evento, en el que han participado más de 1.300 personas, ha tenido como objetivo potenciar un intercambio internacional de experiencias en políticas, investigación y desarrollo, fabricación e instalación, así como llegar a ser un escaparate de las últimas tecnologías. Además, la conferencia ha ampliado su alcance al tema de la bioeconomía, un sector con una estrecha conexión con la bioenergía, donde Suecia se ha convertido en un país líder.

La Unidad de Biocarburantes del Ciemat participó en dicha Conferencia presentado 3 posters y una comunicación oral. En el trabajo titulado “Assessing biomass resources from olive oil production in Spain” se mostraron los resultados obtenidos en el análisis a nivel nacional  de la producción de residuos asociados a la industria del aceite de oliva (hojas y orujillo), evaluando los volúmenes y localizaciones de su producción. Igualmente se ha determinado la generación anual a nivel nacional de los residuos asociados al cultivo del olivar. En otro trabajo titulado  “Valorization of extracted olive oil pomace residue through conversion into bioethanol and bioproducts” se expusieron los resultados obtenidos en la utilización del orujillo (residuo obtenido en la extracción del aceite de oliva) como materia prima para la obtención de etanol y bioproductos.

En la comunicación oral “Techno-Economic Evaluation of a Small Scale Integrated Biorefienery Based on Olive Tree Pruning” se presentó el diseño y la viabilidad tecno-economica de una biorrefinería mediante la aplicación del programa de modelización AspenPlus, utilizando los datos obtenidos a escala de laboratorio por la Unidad de Biocarburantes. En esta biorrefineria se obtendría no solo bioetanol, sino también azúcares, antioxidantes y electricidad.

Por otro lado y ya utilizando paja de cebada como materia prima se presentó el trabajo “Bioethanol and Xylooligosaccharides Production from Agricultural Residue” en el que se presentaron los resultados obtenidos en la obtención de xilooligosacaridos en el pretratamiento por explosión a vapor de paja de cebada. Estos compuestos podrían ser utilizados como prebióticos en la industria farmacéutica lo que revalorizaría el proceso de producción de etanol a partir de dicha materia prima.

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Biorrefinería multifuncional: Múltiples bioproductos a partir de residuos de poda y limpieza de jardines. Proyecto BIO_LIGWASTE

Autor: Enrique Cubas-Instituto IMDEA Energía

La limpieza y poda de jardines genera una gran cantidad de residuos, llegando incluso a alcanzar valores de 1,5 kg/m2 de zona verde. Tradicionalmente, los residuos de poda y limpieza de jardines han terminado depositados en vertederos o se han destinado a la producción de compost o material bioestabilizado, los cuales tienen un bajo valor añadido y un mercado muy reducido. Por ello, una atractiva alternativa para el aprovechamiento de este residuo rico en materia orgánica es la producción de biocombustibles y bioproductos de alto valor añadido en una biorrefinería.

En ese contexto, el objetivo del proyecto BIO_LIGWASTE es estudiar la valorización de los residuos generados en la limpieza de parques y jardines para producir bioetanol y otros bioproductos como el ácido láctico y el bio-oil.

Debido a la naturaleza recalcitrante de esta biomasa, es necesaria la aplicación de un pretratamiento en el proceso de producción. Como resultado del pretratamiento, se genera una fracción sólida que contiene la celulosa y la lignina, y una fracción líquida rica en xilosa y compuestos de degradación. La fracción celulósica del material se aprovechará para la producción de bioetanol a través de un proceso de fermentación alcohólica. Para ello, las levaduras consumirán la glucosa liberada en la hidrólisis enzimática por la acción de las enzimas celulolíticas. A la fracción de lignina, la cual no es fermentable, se le aplicará un tratamiento de pirólisis rápida catalítica para la obtención de un bio-oil. Por otro lado, la fracción hemicelulósica rica en xilosa, se empleará en la producción bacteriana de ácido láctico.

 

El bioetanol lignocelulósico presenta una reducción neta de emisiones de CO2 respecto a los carburantes de origen fósil y a los biocombustibles procedentes de materias amiláceas y azucaradas. Además, su producción no supone competencia en el uso del suelo y recursos agrícolas con el mercado alimentario. Este combustible es compatible con las infraestructuras actuales y su adición para la formulación de mezclas con gasolina es muy recomendable e incluso está legislado como obligatorio en ciertos países. El bio-oil se puede emplear como biocombustible y como fuente de productos aromáticos. Por último, el ácido láctico presenta un gran interés en la actualidad debido a sus múltiples aplicaciones. Se utiliza como conservante en la industria alimentaria, como emulsificante en la industria farmacéutica y cosmética y, sobre todo, como building block para la producción de sustancias químicas y de materiales biodegradables como el ácido poliláctico.

Como promueve el programa RETOS-COLABORACIÓN del Ministerio de Economía y Competitividad, en el proyecto BIO_LIGWASTE se hace patente la cooperación entre empresas y centros públicos de investigación. Por ello, entre los integrantes del consorcio, se encuentran TETma (Técnicas y Tratamientos Medioambientales), coordinador del proyecto y empresa líder en el sector de gestión de Residuos Sólidos Urbanos; centreVERD, empresa dedicada al sector de la jardinería; CIEMAT, organismo público de investigación; e IMDEA Energía, centro de investigación del gobierno regional de la Comunidad de Madrid que realiza actividades de I+D relacionadas con la energía.

El éxito de este proyecto permitirá validar el concepto de biorrefinería multifuncional con residuos de poda, además de la puesta a punto de un sistema de tratamiento de residuos capaz de procesar 10.000 toneladas al año, generando energía limpia y materiales avanzados.

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Conferencia Europea de Biomasa

El próximo Junio se celebrará en Estocolmo la “25th European Biomass Conference and Exhibition. Esta Conferencia es la de mayor importancia en Biomasa y Bioenergía de Europa, donde se muestran los últimos avances científicos y tecnológicos. Además presenta una amplia exhibición en la que numerosos fabricantes, proveedores y distribuidores ponen de manifiesto sus novedades tecnológicas.

 Autor: [Felicia Sáez -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

 La Conferencia está organizada en cinco áreas temáticas encauzadas al aprovechamiento energético de la biomasa. Dichos áreas técnicas incluyen los diversos recursos biomásicos, tecnologías de conversión para la obtención de calor y/o electricidad, tecnología de conversión para la obtención de biocarburantes y bioproductos y el área de política, mercado y sostenibilidad.

 La Unidad de Biocarburantes de Ciemat, que participa regularmente en las ediciones de este Congreso, presentará su contribución con tres trabajos de investigación, cuyos títulos son: “Bioethanol and Xylooligosaccharides Production from Agricultural Residue”, “Valorization of extracted olive oil pomace residue through conversion into bioetanol and

Bioproducts” y “Assessing biomass resources from olive oil production in Spain”

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Combustibles alternativos y la sostenibilidad del transporte

Autores: Diego García y Diego Iribarren-Instituto IMDEA Energía

A finales del año 2014, la Unión Europea publicó la Directiva 2014/94/UE para la implantación de una infraestructura de combustibles alternativos. Tras un arduo proceso, España aprobó el diciembre pasado el Real Decreto 639/2016 que presentaba las medidas, a modo de resumen, del Marco de Acción Nacional de energías alternativas en el transporte. Dicho documento, fechado en octubre de 2016 y validado en el citado real decreto, detalla medidas que promueven el despliegue de las diversas alternativas existentes para mejorar el transporte –tanto por carretera como marítimo, ferroviario y aéreo– y que pasa por el gas natural, la electricidad, el gas licuado del petróleo, el hidrógeno y los biocarburantes.

De acuerdo al RD 639/2016, se fijan plazos máximos (18 de noviembre de 2019) para detallar un informe con medidas específicas, tanto legales como técnicas y presupuestarias, que impliquen el despliegue de dichos vectores energéticos en el transporte. Asimismo, resulta interesante que en el Anexo I se enlisten como necesarios aspectos tales como la estimación del número de vehículos propulsados con cada uno de los combustibles alternativos para 2020, 2025 y 2030, así como el grado de consecución de objetivos concretos. Este proceder, mirando al largo plazo, brinda una oportunidad a los agentes involucrados y los decisores políticos para ir estableciendo objetivos ambiciosos encaminados al logro.

A este respecto, el uso conjunto de Análisis del Ciclo de Vida y Modelización de Sistemas Energéticos cobra especial relevancia dado que permite enfoques prospectivos de sostenibilidad basados en el análisis de escenarios. Si a esto se le añade el esfuerzo conjunto de expertos y agentes involucrados, se estaría en disposición de atajar los problemas derivados del uso de los derivados petrolíferos en un sector tan crucial como el del transporte. En este sentido, son varias las experiencias que anticipan tales avances. Así, el programa de investigación regional ResToEne-2 (S2013/MAE-2882), centrado en las opciones futuras de biocombustibles desarrollados a partir de residuos agroforestales, y el proyecto PICASO, que persigue una adecuada planificación de la implementación de combustibles alternativos en el ámbito nacional (ENE2015-74607-JIN AEI/FEDER/UE), contribuirán significativamente a la meta de sostenibilidad en el sector transporte.

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Residuos de poda y limpieza de jardines para la obtención de Bioproductos

El pasado miércoles 18 de Enero se ha celebrado en Madrid la Reunión de Lanzamiento del Proyecto BIO-LIGWASTE, “Nuevo concepto de biorrefinería multifuncional basado en la producción de bioetanol lignocelulósico y otros bioproductos a partir de residuos de poda y limpieza de jardines”

Autor: Ignacio Ballesteros  -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT

El pasado día 18 de Enero el CIEMAT acogió la reunión de lanzamiento del Proyecto BIO-LIGWASTEL del Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad (http://www.idi.mineco.gob.es/portal/site/MICINN/). El consorcio está formado por las empresas; Técnicas y Tratamientos Medioambientales SAU (TETma), Vivers Centre Verd, SAU (centreVERD) ambas empresas pertenecientes al grupo OBINESA (http://www.obinesa.com/), empresa especializada en el área medioambiental, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Instituto IMDEA Energía.

El Proyecto de tiene como objetivo la revalorización de los residuos de la limpieza y poda de los jardines urbanos para la producción de bioetanol y otros bioproductos de alto valor añadido.

Este proyecto pretende desarrollar una alternativa, basándose en el concepto de biorrefinería, para la obtención de biocombustibles y bioproductos de alto valor añadido, utilizando como materia prima los residuos vegetales que se generan como resultado del mantenimiento y limpieza en los espacios públicos o privados. Estos residuos constituyen una materia prima renovable disponible en grandes cantidades y a bajo coste, carente de otras aplicaciones económicamente viables y cuya eliminación es necesaria desde el punto de vista medioambiental.

El interés de este proyecto radica en la utilización y valorización de todas las fracciones obtenidas tras el pretratamiento de los residuos vegetales generados. La fracción de azúcares celulósicos será convertida en etanol mediante un proceso de hidrólisis y fermentación separadas. La fracción líquida, rica en xilosa, será convertida en ácido láctico para que pueda ser utilizado en la industria cosmética, farmacéutica o como precursor de bioplásticos. Por último, la fracción sólida residual, compuesta en su mayoría por lignina y cantidades menores de carbohidratos, será convertida en un bioaceite mediante su descomposición termo-catalítica en un reactor de pirolisis-rápida.

Gracias a esta nueva propuesta de valorización se contribuirá a una mejor gestión de los residuos, proporcionando una propuesta sostenible ambientalmente, viable económicamente, generadora de empleo y que ayude al cumplimiento de los objetivos legislativos en materia de residuos urbanos.

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La Comisión Europea prevé que los biocarburantes sigan siendo en 2030 la principal energía alternativa en el transporte

La Comisión Europea en su nueva “Estrategia Europea de bajas emisiones para el transporte” pretende implantar energías alternativas de bajas emisiones para el transporte en la que se incluyen los biocombustibles avanzados.

Autor: [Alberto Gonzalez -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

La Comisión Europea ha  diseñado una estrategia para la movilidad de bajas emisiones ya que el transporte en la UE todavía depende del petróleo en cerca del 94 % de sus necesidades energéticas, lo que representa una cantidad mucho mayor que en cualquier otro sector y hace que el transporte sea muy dependiente de las importaciones. Si bien la transición hacia las energías alternativas de bajas emisiones en el transporte ya se ha iniciado, será necesario incrementar su ritmo en la próxima década. Es una oportunidad para que Europa desarrolle su liderazgo en las actividades de investigación en nuevos productos, como los biocombustibles avanzados que a medio plazo serán especialmente importantes para la aviación, así como para los camiones y los autocares.

Los biocarburantes no sólo seguirán siendo en 2030 la principal energía alternativa utilizada en el transporte de la Unión Europea (UE), sino que su cuota de mercado crecerá significativamente durante los años siguientes hasta cubrir a mediados de siglo el 37% de la demanda energética final en el transporte, superando claramente a la aportación de la electricidad (16%). Para cumplir los objetivos de energías renovables y descarbonización previstos para 2030, el consumo anual de biocarburantes deberá incrementarse al menos un 50% con respecto al actual.

Para conseguir los objetivos globales de energías renovables (27%) y ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero (-40%) previstos en la UE para 2030, resultará fundamental la contribución de los biocarburantes convencionales –los producidos a partir de materias primas cultivadas en tierra–, así como una aportación creciente de biocarburantes avanzados –los fabricados a partir de desechos y materiales lignocelulósicos–. Será imprescindible para ello tanto el mantenimiento de las actuales obligaciones de biocarburantes como el establecimiento de una obligación específica de biocarburantes avanzados, que sea ambiciosa y técnicamente factible.

Fuente: http://www.appa.es

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Combustión inversa: Aviación sostenible con queroseno solar

[Autor: Salvador Luque-Investigador Titular, Instituto IMDEA Energía]

El ser humano necesita energía para vivir. Calentar la comida, cargar el teléfono, ver la televisión, navegar por internet, o viajar, serían imposibles sin energía. Afortunadamente la naturaleza ofrece su abundante energía en muy diversas formas y, a lo largo de la historia, el ser humano se ha vuelto extraordinariamente eficiente transformándolas para poder aprovecharla. Dos formas de energía son particularmente útiles: la mecánica, asociada al movimiento, y la eléctrica, por su gran versatilidad. Ambas suelen obtenerse en gran medida a partir de procesos de combustión, donde la elevada energía interna de un combustible (generalmente fósil), ha de liberarse en forma de calor como paso previo. La combustión origina como subproductos vapor de agua y dióxido de carbono (CO2), responsable principal éste último del calentamiento global mediante efecto invernadero.

El Instituto IMDEA Energía está inmerso en una ambiciosa línea de investigación donde se pretende hacer justo lo contrario: tomar CO2 y vapor de agua, aportar calor, y obtener combustible como resultado. La idea básica es materializar un proceso hipotético de combustión inversa. El CO2 y vapor de agua pueden obtenerse de la atmósfera, el aporte calorífico se realiza mediante energía solar concentrada, y el combustible de síntesis consiste en hidrocarburos líquidos. Enmarcado en el proyecto SUN-to-LIQUID del programa europeo Horizonte 2020, el objetivo fundamental del trabajo es la validación experimental a escala pre-comercial de toda la cadena de procesos termoquímicos utilizando energía solar real.

La tecnología se basa en la aplicación cíclica de reacciones redox (reducción-oxidación) en óxidos metálicos a temperaturas por encima de 1000 ºC. El reactor solar donde ocurren las reacciones químicas está especialmente diseñado para potenciar la transferencia de calor y acelerar las cinéticas de reacción. En una primera fase, la energía solar concentrada se emplea en convertir los compuestos de entrada (CO2 y vapor de agua) en gas de síntesis. El llamado gas de síntesis es esencialmente una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono (CO), que son los ladrillos fundamentales para la producción de combustibles sintéticos. Este gas se convierte en queroseno en una segunda etapa basada en la técnica Fischer-Tropsch, desarrollada mediado el s. XX y comercialmente disponible en la actualidad.

Al consumir CO2 atmosférico, la obtención de combustibles de síntesis mediante energía solar se sitúa entre los procesos bien de muy baja huella bien potencialmente neutros en emisiones de carbono. El gas de síntesis producido en la primera etapa del proceso puede también transformarse en metanol, gasolina, diésel o casi cualquier otro tipo de hidrocarburo líquido, e incluso plásticos. La tecnología que se desarrolle en el proyecto podrá pues emplearse para producir combustibles limpios y abundantes para aviación, automóviles y otros medios de transporte. Como beneficios adicionales, la producción sostenible de combustibles incrementará la seguridad del suministro de energía y convertirá uno de los principales gases de efecto invernadero en un recurso valioso.

El proyecto se ha enfocado inicialmente en la producción de queroseno, combustible para aviación, por el hecho de que el transporte aéreo necesita combustibles de muy alta densidad energética para operar de manera económicamente viable. Tanto los motores eléctricos como los hidrógeno (que son, por ejemplo, tecnologías ya empleadas en el transporte por carretera) conllevan el uso de componentes muy pesados para aviación. Es notorio que el célebre Solar Impulse 2 necesita una envergadura superior a la del Boeing 747 para transportar a una sola persona. Una vez que en aviación se seguirán necesitando hidrocarburos a medio y largo plazo, el queroseno sintético renovable es una de las mejores maneras de hacer que este medio de transporte sea más sostenible.

El Instituto IMDEA Energía está encargado en el proyecto SUN-to-LIQUID de la construcción de un campo solar ultra-modular y con gran concentración de la energía solar. Adyacente a las instalaciones del centro en el Parque Tecnológico de Móstoles, su desarrollo ya ha originado sustanciales avances tecnológicos en la construcción de heliostatos de pequeño tamaño. El resto de socios del proyecto está formado por BHL (Bauhaus Luftfahrt, Alemania), ETH (Escuela Politécnica Federal de Zúrich), DLR (Centro Aeroespacial Alemán), HyGear (Países Bajos), Arttic (Francia) y Abengoa Research (España).

Es justo notar que se estima que serán todavía necesarios avances en la eficiencia de la producción de combustible, una reducción de costes de construcción y operación, y posiblemente entre 10 y 15 años, para que la tecnología pueda entrar en servicio comercial a escala industrial. Pero el consorcio tiene la ambición de dar un paso crucial hacia la implantación comercial de combustibles sintéticos sostenibles obtenidos a partir de materias primas virtualmente inagotables. En cuanto a transformaciones de la energía para su mejor aprovechamiento, esta inversión de la combustión puede jugar un papel esencial en una sociedad global industrializada donde la sostenibilidad asume cada vez mayor importancia.

Más información:

1. Página web del proyecto de SUN-to-LIQUID: http://www.sun-to-liquid.eu/

2. Página web del proyecto en la Comisión Europea: http://cordis.europa.eu/project/rcn/199438_en.html

3. Sobre campos solares ultra-modulares:http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2016/05/09/133036

4. Sobre la instalación en Móstoles:http://www.lavanguardia.com/local/madrid/20160420/401244494701/mostoles-cede-una-parcela-a-imdea-energia-para-construir-instalacion-solar.html

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Investigadores de la Unidad de Procesos Biotecnológicos del Instituto IMDEA Energía participan en la XVIII Reunión de la Red Temática Lignocel

[Autora: Elia Tomás-Instituto IMDEA Energía]

 

Investigadores de la Unidad de Procesos Biotecnológicos del Instituto IMDEA Energía han participado en la XVIII Reunión de la Red Temática Lignocel que ha tenido lugar en Jaén del 6 al 7 de octubre de 2016. En esta edición, la reunión ha estado organizada por el Grupo de Investigación “Ingeniería Química y Ambiental” del Departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales de la Universidad de Jaén. 

La Red Temática “Retos enzimáticos, químicos y de ingeniería para la utilización de recursos agroforestales no alimentarios (lignocelulosa) en una bioeconomía más sostenible y menos contaminante (Red Lignocel)” está financiada por el INIA dentro del Programa Estatal de I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad (Acción Complementaria AC2015-00008-00-00).

Un año más, la reunión de la Red Lignocel ha permitido a investigadores de diferentes centros y universidades nacionales compartir sus avances científicos en el ámbito del aprovechamiento de los materiales lignocelulósicos. Durante dos días, científicos e investigadores de renombre  han discutido temas tan interesantes y punteros como la utilización de nuevos hongos y enzimas o la síntesis de nanocelulosa, biocombustibes y nuevos productos de alto valor añadido a partir de los materiales lignocelulósicos. Los avances en las nuevas tecnologías para el pretratamiento de la biomasa lignocelulósica también han sido ampliamente comentados durante la reunión.

En ese contexto, los investigadores del Instituto IMDEA Energía presentaron su trabajo “Efecto del estrés mecánico sobre Kluyveromyces marxianus y Saccharomyces cerevisiae en procesos de producción de bioetanol”.  Este trabajo de investigación permite estudiar cómo afecta el estrés mecánico a las levaduras productoras de etanol. Este estrés mecánico viene provocado por la presencia de altas cargas de sustrato en el medio de fermentación. Las altas cargas de material lignocelulósico son necesarias para que la producción de bioetanol sea económicamente competitiva ya que a mayor concentración de azúcares en el medio de fermentación, mayores serán las concentraciones de etanol potencialmente alcanzables y, por tanto, menores los costes de la destilación. Los resultados de este trabajo ponen de manifiesto el efecto negativo que ejerce la presencia de sustrato sólido insoluble sobre la producción de etanol y permitirán diseñar nuevas estrategias para mejorar la producción de biocombustibles y otros bioproductos a partir de lignocelulosa.

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Biometano: Un biocombustible con gran potencial y que necesita más apoyo.

España posee un escaso nivel de desarrollo de este interesante biocombustible que puede ser inyectado directamente en las redes convencionales de gas natural o ser utilizado como combustible de automoción.

[Autor: Juan Antonio Melero Hernández-Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos]

El biometano puede producirse principalmente a partir de dos vías: la depuración del biogás generado por digestión anaerobia de residuos biodegradables o bien a partir del gas de síntesis generado en la gasificación de la biomasa tras un proceso de metanización y purificación. La digestión anaerobia se está poco a poco convirtiendo en Europa en una fuente viable de energía renovable (en el año 2014 el número de plantas ascendió a 17.420) si bien es cierto con un reparto bastante desigual – destacando claramente Alemania con respecto al resto de países europeos – . En el caso de la gasificación, aunque ha experimentado un desarrollo tecnológico importante en los últimos años, todavía no es viable su desarrollo a escala industrial. Esta tecnología complementa la digestión anaerobia pues permite el procesado de biomasa lignocelulósica difícil de procesar en los digestores anaerobios.

 

Aunque el biogás se produce en todos los países de la UE (principalmente por digestión anaerobia) sólo catorce de ellos producen biometano por purificación del correspondiente biogás y sólo en 11 de ellos el biometano se inyecta a la red de gas natural y en 12 se utiliza como carburante de automoción. Destaca claramente Alemania donde se produce el 75 % de la producción europea de biometano y que en un porcentaje elevado es inyectado en la red de gas natural. El segundo productor es Suecia y en este país destaca su uso como combustible en automoción y ya ha superado al CNG (Gas Natural Comprimido) con una participación de mercado del 57%. España en este particular se encuentra a la cola de Europa con un total de 48 plantas de biogás industrial (un número insignificante si las comparamos con las más de 8.000 de Alemania) y con una única planta de biometano (Alemania posee 178 y Suecia 59 de un total de las 367 existentes en Europa).

 

Se estima que en Europa mediante el aprovechamiento de diferentes materias primas renovables se podría alcanzar una producción en el año 2030 de unos 40.000 millones de m3 de gas natural equivalente mediante procesos de gasificación y digestión anaerobia (www.greengasgrids.eu) y que representaría entre 18.000-20.000 millones de m3 de biometano.

 

Este “green” gas proporciona interesantes ventajas:

 

  • Beneficios medioambientales. Contribuye a los objetivos climáticos europeos reduciendo las emisiones de CO2 equivalente mejorando la calidad del aire.
  • Seguridad de suministro e independencia energética europea. Actualmente en Europa el 66 % del consumo de gas natural se importa de terceros países de cierta inestabilidad política.
  • Contribución a la economía circular. El uso del digestato como fertilizante cierra el ciclo nutritivo en ecosistemas regionales y evita las emisiones de CO2 que serían liberadas debido a la producción de fertilizantes minerales.
  • Sociales. Generación de empleo y en concreto en áreas rurales.
  • Tecnológicas. La digestión anaerobia es una tecnología con elevado grado de desarrollo y de gran versatilidad para producir biometano (100 % de origen renovable).
  • Sector transporte. El biometano se presenta como el biocarburante de segunda generación más viable y con una elevada eficiencia energética y menor impacto ambiental si se compara con los combustibles convencionales (gasolina y gasóleo). Actualmente se utilizan unos 3.300 millones de m3 de metano en transporte en Europa y las previsiones moderadas indican que este número puede alcanzar la cifra de 16.500 millones en el 2025 y el biometano podría representar un 20 % del total.

 

Sin embargo, en la actualidad este biocombustible se encuentra con diferentes desafíos que deberán ser solucionados en el futuro:

 

  • Insuficientes incentivos fiscales. Los actuales planes nacionales de apoyo establecidos para las energías renovables se olvidan del biogás. Además, los regímenes fiscales en Europa deberían ofrecer incentivos para el biometano similares que para los combustibles líquidos (en base a unidades de energía). La futura Directiva sobre Fiscalidad de la Energía, así como los regímenes de ayudas deberían reconocer el importante papel que juega el biometano en la descarbonización del sector de la energía en Europa.
  • Falta de cooperación transfronteriza. Las diferentes normas técnicas y sistemas de certificación impiden el desarrollo de un comercio transfronterizo.
  • Ausencia de una normativa común europeasobre la calidad del gas para acceder a la red de gas. Aunque muchos países inyectan biometano en la red y han desarrollado normas de calidad nacionales estas difieren considerablemente entre ellas. El desarrollo de normas en la UE para la inyección en red y el uso como combustible para vehículos es necesario.
  • Insuficiente infraestructura para combustibles CNG/LNG para vehículos. No es suficiente en la mayor parte de Europa la red de estaciones de servicio de gas ni el número de vehículos propulsados por gas. Es necesario el fomento de la infraestructura europea del gas.
  • Falta de reconocimiento político. A niveles nacionales sólo unos pocos Estados Miembros han establecido objetivos específicos para el biometano. Incluso a nivel Europeo, rara vez se menciona al biometano de forma explícita en documentos políticos o legislativos; habitualmente está incluido en términos de gas natural o biocombustibles e incluso ignorado en modelos de trabajo y evaluaciones de impacto. La falta de reconocimiento político es en gran medida consecuencia del desconocimiento.

 

Es de esperar que en el futuro se vayan superando estas barreras y que el biometano puede poner en acción todo su potencial. Y si bien es cierto que en la mayoría de países de Europa, necesita aún un importante impulso, en España se necesita un apoyo mucho mayor. No obstante, se debe resaltar que se cuenta con una base amplia de innovación, un potencial de producción destacable y un conocimiento de las ventajas sociales, medioambientales y energéticas de interés para los sectores productores de residuos y que finalmente deberán impulsar este biocombustible.

 

Más información.

 

Asociación Española de biogás

http://www.aebig.org/

Asociación Europea de biogás

http://european-biogas.eu/

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Adsorbentes Selectivos para Mejorar la Producción de Bioetanol Lignocelulósico

El uso de adsorbentes selectivos basados en  materiales porosos híbridos (MOF´s) puede ayudar a incrementar la eficiencia de los procesos de fermentación que se emplean para obtener bioetanol lignocelulósico que, al contrario que los biocombustibles de primera generación, se obtiene a partir de residuos vegetales que no tiene valor alimentario.

[Autor: Juan M. Coronado-Instituto IMDEA Energía]

Los materiales conocidos en inglés como  metal-organic framework (MOF’s) son sólidos porosos híbridos, en cuya composición participan agrupamientos metálicos y componentes orgánicos. Como consecuencia de sus elevadas superficies específicas y de la posibilidad de diseñar a medida las características de sus grupos funcionales, estos compuestos pueden ser excelentes adsorbentes selectivos. A efectos prácticos esto implica que un MOF con las propiedades adecuadas podría retener una molécula concreta ignorando otras de una mezcla heterogénea. Esta capacidad de discriminar moléculas es potencialmente útil en muchas aplicaciones industriales. Un buen ejemplo de ello es el estudio recientemente publicado que ha demostrado que la eficiencia de la producción de etanol de biomasa celulósica puede beneficiarse de la utilización de MOFs específicamente desarrollados para eliminar inhibidores de la fermentación (Chem. Commun. 2016, DOI: 10.1039/c6cc05864g).

Los restos de podas de plantas leñosas, la paja de los cereales y otros residuos vegetales contienen en su estructura cantidades muy significativas de celulosa que se puede transformar en  bioetanol mediante la fermentación de azúcares extraídos de la biomasa. La gran ventaja de esta vía de producción de bioetanol es que, al contrario que la ruta convencional, no compite con la producción de alimentos. Actualmente este proceso genera ya anualmente cientos de millones de litros de combustibles renovables, y se espera que este volumen se siga incrementando.

La extracción de los azúcares de la biomasa requiere descomponer los tejidos estructurales de las plantas, que son notoriamente recalcitrantes desde un punto de vista químico. Para conseguir realizar este proceso de forma eficiente los fabricantes de biocombustibles dependen típicamente de tratamientos ácidos en condiciones muy agresivas. Este proceso funciona bien, pero genera soluciones acuosas de azúcar contaminadas con 5-hidroximetilfurfural (HMF) y otros compuestos derivados del furano. Estas sustancias son tóxicas para los organismos que producen la fermentación y por tanto limitan la eficiencia de la producción de bioetanol. Además son difíciles de separar de soluciones azucaradas, ya que los adsorbentes que atrapan las moléculas dañinas también tienden a retener los azúcares que se usan como substrato.

Un equipo liderado por Alexander Katz de la University of California en Berkeley, puede haber encontrado un método definitivo para superar los problemas de separación en las disoluciones azucaradas. Este grupo ha descubierto que el MOF conocido como NU-1000, que contiene moléculas de pireno en su estructura, retiene selectivamente los compuestos furánicos, ignorando a los azúcares. De esta manera en los ensayos realizados con concentraciones de glucosa trescientas veces mayores que las de HMF el material NU-1000 es capaz de atrapar el 80 % de las moléculas de furanos sin alterar de forma apreciable la concentración de glucosa. Aunque seguramente serán necesarios más estudios no cabe duda de que este trabajo abre nuevas e interesantes  perspectivas para incrementar la eficiencia de la producción de biocombustibles de segunda generación

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