‘Biomasa’

SOLAR-JET: un proyecto de síntesis de keroseno a partir de agua y CO2

Autor: J.L.G. Fierro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid

En el proyecto SOLAR-JET, financiado por el 7PM de la Unión Europea se abordó la producción de combustible sintético de aviación utilizando agua y CO2 como materias primas en un proceso termoquímico de alta temperatura acoplado a un equipo Fischer-Tropsch de síntesis de hidrocarburos. Si bien el producto obtenido es una mezcla de hidrocarburos, la fracción de keroseno con una densidad de energía elevada resulta particularmente atractiva. El análisis del ciclo de vida proporcionó una emisión de gases de efecto invernadero de 0.49 kg de CO2 por litro, cifra que contrasta con 3.03 kg CO2 por litro que produce el combustible convencional.  El vapor de agua y el dióxido de carbono (CO2) pueden convertirse en un combustible solar termoquímico mediante el uso de energía solar térmica a muy elevada temperatura. En un estudio reciente se ha analizado la producción de este combustible y se encontró que, bajo condiciones apropiadas de reacción, el coste del combustible  líquido resulta del orden de 1.28 Euros por litro, con producción simultánea de gases de efecto invernadero próxima a cero. Si bien el producto obtenido es una mezcla de hidrocarburos, resulta particularmente atractiva la fracción de keroseno con una densidad de energía elevada.

En la  actualidad el transporte utiliza combustibles derivados mayoritariamente del petróleo los cuales tienen un impacto ambiental negativo. Otras opciones como la electricidad y el hidrógeno podrían ser portadores de energía alternativos para automoción, pero para aviación no resultan adecuados ya que no reúnen el requerimiento de elevada densidad de energía y potencia. Por esta razón, tanto el keroseno derivado del petróleo como el sintético son las opciones del combustible para aviación. Los biocombustibles utilizados como sustitutos del keroseno son todavía bastante caros y la tierra utilizada para cultivar las plantas que los producen compite con la que se utiliza para producir semillas utilizadas en alimentación. Puesto que este proceso permite obtener un combustible de aviación de forma segura, sostenible y escalable, puede hacer que la industria de aviación europea adquiera una posición de ventaja en el mercado global.

Los equipos que han participado en el programa SOLAR-JET combinaron las competencias necesarias para realizar los objetivos entre los que cabe mencionar un simulador solar de flujo elevado, el estado del arte de la simulación del proceso y el software apropiado para reducir el número de experimentos, así como la unidad Fischer

 

Figura 1. Diagrama de bloques el proceso combinado de producción de combustible de aviación sintético a partir de agua y CO2.

Tropsch de producción de keroseno por primera vez. En la Figura 1 se presenta un esquema simplificado del proceso completo. El keroseno sintético puede usarse como mezcla al 50% con la fracción obtenida a partir de petróleo. Si bien se ha estimado que el keroseno producido en el proceso solar termoquímico-FT tiene un impacto ambiental menor que el derivado del petróleo, se ha realizado un análisis del ciclo de vida y de las emisiones de gases de efecto invernadero del combustible. Para ello se consideró una planta teórica capaz de producir 1000 barriles por día (30 galones por minuto), instalada en una región que recibe 2500 kW/m2 de energía solar, sin aporte de calor o electricidad y utilizando CO2 del aire y agua de mar. El análisis del ciclo de vida proporcionó una emisión de gases de efecto invernadero de 0.49 kg de CO2 por litro, cifra que contrasta con 3.03 kg CO2 por litro que produce el combustible convencional.  

Referencia   

[1]        http://www.solarjet.aero 2

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El pueblo que se alimenta de todo

En Olot (Girona) un sistema de energía geotérmica, fotovoltaica y de biomasa nutre a una decena de edificios del centro

Fuente: El país (09/10/2017). Isabel Valdés

https://elpais.com/economia/2017/10/03/actualidad/1507040753_227608.html

Olot no se levantó en cualquier sitio. Lo hizo en medio de cráteres y conos volcánicos, hayas,encinas, alcornoques y robles; en medio del Pirineo Oriental, en el punto central de los 120 kilómetros cuadrados que ocupa el Parque Natural de la Zona Volcánica de la Garrocha. Mucho tiene que ver toda esa exuberancia verde que la rodea para que acabara convertida en el único lugar de España con un sistema de trigeneración de energía —geotermica, fotovoltaica y de biomasa, esta última de kilómetro cero proporcionada por empresas cercanas— que proporciona calor, frío y electricidad a varios edificios en el centro de la ciudad.

Allí, en el casco histórico de esta población de Girona de 34.000 habitantes, con huella modernista y sede del mejor estudio de arquitectos del mundo, el antiguo Hospital de Sant Jaume ha pasado de tener paritorios a dos salas de acumulación de biomasa con dos calderas que alcanzan los 450 y 150 kilovatios de potencia, tres bombas geotérmicas de sesenta kilovatios, placas solares fotovoltaicas y dos acumuladores de agua caliente de 20.000 litros. Se ha convertido en la central de la red de climatización de este distrito inteligente, puesta en marcha por Gas Natural Fenosa y Wattia Innova, que se extiende a algunos comercios y edificios públicos. Una apuesta que, según Josep Maria Corominas, el alcalde, es el camino por el que las administraciones deberían ir: “Son proyectos que no solo hacen ilusión, sino que son un reto, suponen un ahorro energético y monetario importante para todos y son imprescindibles para el entorno”.

Las residencias geriátricas Montsacopa, Sant Jaume y La Caritat, el Mercado, el Museo Comarcal de la Garrotxa, la Oficina de Turismo, el edificio multiusos Can Monsà, sede de la Fundación de Estudios Superiores, entre otros organismos, son los inmuebles que gozan del suministro de renovables. “Además del centro donde nuestros abuelos van a bailar, una tienda Mango y un Abacus (cooperativa de venta de material escolar). Todo funciona con estos tipos de energía y un control automático que permite suministrar frío, calor y electricidad de la forma más eficiente. A través de sus 1.800 metros de red llega a dar servicio a 40.000 metros cuadrados”, explica Francesc Comino, director general de Wattia, la empresa de eficiencia energética y especializada en automatización de edificioscon la que Gas Natural Fenosa contó para el proyecto.

Ángel Gonzalo, responsable del proyecto de la energética en Olot, recuerda cómo comenzó todo a través de una licitación del consistorio, coincidiendo con las obras que iban a comenzar en la plaza del Mercado y en cuyo subsuelo acabaron excavando 24 pozos geotérmicos. “La cosa había empezado incluso antes, con el EspaiZero”, apunta Comino, el director de Wattia. El EspaiZero fue el primer centro de trabajo estatal autosuficiente energéticamente, terminado en 2013 y prueba de que se puede funcionar, también en espacios propiedad del Estado, sin ningún tipo de energía externa. “Cuando llegó la remodelación del mercado de Olot, empezó a florecer la idea de aprovechar esas obras para crear algo parecido al EspaiZero. Y así fue como nació el germen de este District Heating and Cooling Multienergía de Cataluña”.

El Ayuntamiento de Olot arrimó el hombro institucional, Wattia el conocimiento del entorno y la tecnología, y Gas Natural Fenosa la financiación: 1,7 millones de euros en una concesión a 15 años. El proyecto, incluido en el Plan de Energía y Cambio Climático de Cataluña 2012-2020, supondrá un ahorro anual de emisiones de cerca de 750 toneladas de CO2 y una reducción de la factura energética de los edificios municipales incluidos en el proyecto. Todavía no se atreven a dar cifras. “Con solo unos meses, no se puede hacer balance con perspectiva”, apunta Comino. Aunque tienen previsiones: “Podría llegar a ahorrar, por año, 750 toneladas de CO2, es decir, las mismas emisiones que podrían absorber 290 hectáreas de bosque”.

Esa reducción es gracias, sobre todo, a la previsión del tiempo que hará el día siguiente y la configuración de cada sistema energético en función de ello: “Con un protocolo de comunicación abierto entre los distintos sistemas para que los aparatos puedan ‘hablar’ entre sí y decidir cuál es la energía más eficiente en cada momento”. Todo esto, según Comino, tiene además un filón pedagógico y social: “Ha de ser algo que pueda aprenderse y divulgarse, es esencial el conocimiento sobre eficiencia energética”. Su EspaiZero ya acumula más de 2.000 visitas de escolares, universitarios e investigadores; el distrito inteligente es, si cabe, más “abierto”. Cuenta Comino que la planta baja de lo que ahora es la central de esa red se ha cubierto de cristaleras para que se vea el interior, donde están los tubos, las máquinas y los tanques, y al lado de cada uno, letras adhesivas que indican qué es: “Ahora, el objetivo es seguir haciendo crecer esta red”.

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Biorrefinerías: Microalgas como sustrato para la producción de moléculas plataforma (carboxilatos)

Autor: José A. Magdalena-Instituto IMDEA Energía

Las biorrefinerías son instalaciones en las que se transforma biomasa en diferentes bioproductos de un modo sostenible. Entre los productos energéticos que se pueden obtener en una biorrefinería cabe destacar los biocombustibles líquidos como el bioetanol o el biodiésel, y los biocombustibles gaseosos como el biogás o el biohidrógeno. Debido a la gran variedad de productos que se obtienen en las biorrefinerías, las materias primas que se utilizan para su obtención también son muy diversas. Destaca la utilización de residuos orgánicos como los residuos lignocelulósicos, residuos de la industria alimentaria, residuos animales, y más recientemente, las microalgas.

La digestión anaerobia es una tecnología ampliamente utilizada para la producción de bioenergía. En ella, la materia orgánica del sustrato es degradada en ausencia de oxígeno por bacterias y arqueas hasta la producción de biogás (mezcla de metano y dióxido de carbono ≈60-40%). Este proceso de digestión anaerobia consta de diferentes fases como son la hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis.

Debido a las crecientes necesidades de la sociedad, es necesario obtener un mayor rendimiento de los recursos disponibles que se someten a la digestión. Es por ello, que  se quiere implementar nuevas tecnologías complementarias a la digestión anaerobia, que resulten no solo en la producción de biogás, sino también en la producción de otras moléculas plataforma. Son moléculas plataforma aquellos productos intermedios que se obtienen tras diferentes transformaciones de la biomasa y que pueden convertirse en otros bioproductos. Estas moléculas plataforma confieren al proceso un valor añadido. En el caso de la digestión anaerobia, las moléculas plataforma son los carboxilatos o ácidos grasos volátiles, que se producen durante la acidogénesis. Entre ellos destacan el ácido acético, que se utiliza ampliamente en la industria alimentaria, el ácido propiónico, que se usa como conservante, el ácido butírico y el ácido valérico. Además, estos ácidos pueden ser utilizados para la fabricación de polihidroxialcanoatos y de biosurfactantes, siendo estructuralmente idénticos a los que se obtienen por la vía petro-química.

 De entre los sustratos de la digestión anaerobia, las microalgas han sido ampliamente estudiadas en los últimos años. Estas presentan una serie de ventajas como su alta velocidad de crecimiento, su capacidad de realizar la fotosíntesis oxigénica de manera eficiente y los bajos porcentajes de lignina en su composición.

En este contexto, investigadores de la Unidad de Procesos Biotecnológicos de IMDEA Energía están estudiando el proceso de digestión anaerobia utilizando diferentes especies de microalgas para la producción de energía en forma de biogás. Paralelamente, se realizan experimentos en los que se alteran las condiciones operacionales de este proceso con el fin de optimizar la producción de los ácidos grasos volátiles para su posterior conversión en productos de alto valor añadido.

 

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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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Comienza el proyecto WASTE2BIO

Con la reunión de lanzamiento celebrada el pasado mes de abril en las instalaciones de IMECAL, se da por iniciado el proyecto WASTE2BIO “Valorization of urban WASTEs TO new generation of BIOethanol” 

Autor: Jose Miguel Oliva  -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT

El pasado mes de abril tuvo lugar la reunión de lanzamiento del proyecto WASTE2BIO “Valorization of urban WASTEs TO new generation of BIOethanol”  (Valorización de residuos urbanos para la producción de bioetanol).

El proyecto, coordinado por IMECAL, está financiado por  ERA-NET Cofund Bioenergy Sustaining the Future 3 (BESTF3) dentro del H2020. Se trata de una  convocatoria internacional conjunta que financia proyectos innovadores en bioenergía con alto componente demostrador liderados por la industria.

El consorcio lo forman cuatro participantes, dos PYMES: IMECAL (Industrias Mecánicas Alcudia S.A. (España) y EXERGY Ldt. (Reino Unido) y dos centros de investigación: la unidad de Procesos Biotecnológicos del IMDEA Energía y la Unidad de Biocarburantes del CIEMAT.

El proyecto tiene una duración de 3 años y tiene como objetivo demostrar y validar un proceso global de recuperación de energía partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos mediante su transformación en bioetanol con el proceso PERSEO Bioethanol® y biogás con objeto de valorizar dichos residuos reduciendo el coste energético e impacto durante su tratamiento.

En el proyecto se proponen varias líneas de trabajo como  la mejora de los diferentes procesos y etapas involucrados en la valorización de la fracción orgánica de los RSU como son el pretratamiento con el fin de obtener una fracción orgánica libre de inertes, la producción de bioetanol, la digestión anaerobia del residuo obtenido tras la fermentación y la producción de fertilizantes. Igualmente se pretende una validación y demostración del proceso a escala semi-industrial que incluya una integración del proceso una evaluación tecno-económica y energética y un análisis de sostenibilidad. Por último se pretende una integración de los resultados del proyecto en el nuevo modelo de tratamiento de RSU definiendo la estrategia de explotación y el modelo de negocio.

Así pues este proyecto, con una aproximación tecnológica cercana al mercado,  pretendedesarrollar un proceso global que disminuya los costes de la gestión de residuos sólidos urbanos respecto a los tratamientos convencionales en un 20%, al mismo tiempo que se reduce el volumen de residuos enviados a vertedero mediante su valorización en bioetanol, biogás y biofertilizantes.

 

 

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Luz solar para producir hidrógeno renovable a partir de biomasa lignocelulósica

Autor: J.L.G. Fierro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid

En un estudio reciente realizado en la Universidad de Cambridge se ha puesto de manifiesto que la biomasa sin procesar (serrín, hojas de vegetales, bálago de cereal) se puede convertir fácilmente  en hidrógeno limpio mediante iluminación con luz solar una disolución acuosa alcalina en la que permanece la biomasa en suspensión y a la que se añaden partículas de un fotocatalizador. El proceso opera en condiciones muy suaves, esto es, presión y temperatura ambientales, lo que contrasta con la tecnología convencional de obtención de hidrógeno a partir de biomasa mediante gasificación. La desventaja de este proceso es que la velocidad de formación de hidrógeno es muy baja.

La lignocelulosa, que es el componente principal de la biomasa del planeta, fue el origen de las reservas de petróleo. Este precursor sometido bajo los estratos sedimentarios de la corteza terrestre a elevadas presiones y temperaturas, en ausencia de aire,  durante millones de años generó las mezclas de hidrocarburos que constituyen el crudo que utilizamos en la actualidad para la producción de combustibles de transporte. Pero las reservas de petróleo han ido disminuyendo de forma muy significativa en las últimas décadas. Esto ha hecho que en la actualidad se exploren vías de transformación del material lignocelulósico en la fabricación de combustibles sintéticos y productos químicos.

La tecnología convencional de fabricación de combustibles sintéticos a partir de biomasa incluye dos etapas: una primera de gasificación para producir una mezcla gaseosa de CO y H2, y una segunda de transformación de esta mezcla en hidrocarburos. El proceso global requiere la construcción de plantas  grandes, lo que implica un coste elevado, a lo que hay que añadir una eficiencia del proceso limitada.

Recientemente un equipo de investigación del laboratorio Christian Doppler de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, ha desarrollado una metodología relativamente sencilla que permite extraer el hidrógeno presente en la biomasa lignocelulósica en un solo paso en condiciones ambientales, esto es, temperatura y presión ambiental con el único recurso de la luz solar. Esta tecnología, que ha sido publicada en la revista Nature Energy 2, 17021 (2017) (doi:10.1038/nenergy.2017.21) consiste básicamente en un simple proceso de conversión fotocatalítica. Se añaden partículas del fotocatalízador en la disolución acuosa alcalina y se mantiene en suspensión conjuntamente con la propia biomasa. El conjunto se ilumina con una lámpara que simula la luz solar. Los fotones absorbidos en las partículas de fotocatalizador son capaces de realizar la transformación del material polimérico de la biomasa y generar hidrógeno libre de monóxido de carbono u otras impurezas.

 

Figura 1. Hoja de papel colocada en una disolución alcalina iluminada con luz solar.

La limitación del proceso en la actualidad reside en la baja producción de hidrógeno. Resulta evidente que se requieren escalados sucesivos para establecer si la metodología de laboratorio alcanza un desarrollo industrial. De hecho se ha realizado una patente de aplicación de la prueba de concepto.

Bibliografía

D.W. Wakerley, M.F. Kuehnel, K.L. Orchard, K.H. Ly, T.E. Rosser and E. Reisner, Solar-driven reforming of lignocellulose to H2 with a CdS/CdOx photocatalyst, Nature Energy 2, 1 7021 (2017) (doi:10.1038/nenergy.2017.21)

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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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Valorización del residuo de la paja de arroz: Proyecto WALEVA

Autor: Marta Paniagua-URJC

El proyecto WALEVA tiene como objetivo demostrar la viabilidad de la valorización del residuo de la paja de arroz en ácido levulínico. Para ello se ha construido una planta piloto situada en el Centro Tecnológico José Lladó de Técnicas Reunidas (San Fernando de Henares). El pasado 16 de marzo se celebró un Workshop y una visita a la planta.

España es el 2º productor de arroz de la UE, siendo la región de Extremadura la 2ª productora nacional (23 % – 25000 ha). Se generan 0,8 toneladas de paja por cada tonelada de arroz producida, por lo que los agricultores disponen de un gran volumen de estos residuos, que prácticamente no cuentan con ningún uso comercial (baja digestibilidad y alto contenido en silicio). Por tanto, su principal salida en la actualidad es la quema, emitiendo de esta manera gran cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera (4,1 millones de toneladas de CO2/año en la UE).

El proyecto Waleva surge como una posible solución a este problema, cuyo objetivo principal es el desarrollo de un proceso de transformación en ácido levulínico, compuesto químico con gran variedad de aplicaciones en multitud de sectores industriales, incluyendo el farmacéutico, los biocombustibles, el químico y el alimentario.

Dentro del proyecto WALEVA:

  • El Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX) se encarga de la logística de la recogida de la paja, su caracterización físico-química y el estudio de las condiciones óptimas de almacenamiento.
  • Técnicas Reunidas se encarga de desarrollar el proceso de transformación de la paja en ácido levulínico a escala semi-industrial, el diseño y construcción de módulos de almacenamiento y de planta piloto así como el estudio de la viabilidad económica y energética del proceso.
  • La Federación Empresarial de la Industria Química Española (FEIQUE) lleva a cabo la divulgación de resultados a nivel europeo, nacional y regional.

Los principales objetivos de proyecto son:

  • El escalado del proceso WALEVA y el diseño y la construcción de una planta piloto para la demostración de la tecnología.
  • La valorización de un residuo agrícola de complejo tratamiento como es la paja de arroz.
  • Demostrar la viabilidad tecno-económica y ambiental de la tecnología desarrollando a nivel conceptual una planta a escala industrial.

Dicho proyecto está financiado por LIFE, instrumento financiero de la UE que apoya proyectos de carácter ambiental, de conservación de la naturaleza y de cambio climático en toda la UE.

La planta piloto situada en el Centro Tecnológico José Lladó de Técnicas reunidas cuenta con una capacidad de 500 kg paja de arroz/mes y una producción de 150 g de ácido levulínico por hora. El rendimiento esperado es del 18-22% en ácido levulínico con una pureza del 95-98%.

Fuente: http://waleva.eu/es/

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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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Avances en la tecnología de pirolisis flash de biomasa

[Autor: Juan M. Moreno-Investigador Senior del Instituto IMDEA Energía]

En el mes de octubre pasado se publicó la última newsletter del Task 34 de IEA Bioenergy. (http://task34.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2016/10/Issue-39-Task-34-Newslettter-Oct-2016.pdf) En esta publicación se recogen entre otras, noticias relativas a desarrollo del mercado de bio oil (la elaboración de una norma europea ( EN 16900) para uso de bio-oil de pirólisis en calderas industriales y  nuevo proyecto H2020 para utilización de bio oil en calefacción residencial ( Residue2Heat)) y al proceso y mejoras tecnológicas del mismo (base de datos actualizada con las plantas demo de pirólisis en el mundo,  nuevo desarrollo de ECN de un  proceso integrado ( PYRENA) de pirólisis catalítica y  nueva instalación a escala piloto para producción de hidrocarburos en proyecto del DoE).

Norma EN16900: La aplicación de la tecnología de pirólisis flash para conversión de biomasa en líquidos cuenta en Europa con dos plantas comerciales, una en Finlandia (Fortum) y otra en Holanda (Empyro) que son las primeras de su categoría.  La fracción líquida del proceso, conocida por sus siglas en inglés como Fast pyrolysis bio oil (FPBO), tiene un primer uso como combustible para calderas y en general para motores de combustión interna estacionarios y al igual que ocurre con el resto de combustibles, es preciso disponer de la correspondiente norma en base a la cual certificar la adecuación al uso de este biocombustible a la aplicación.

La elaboración de esta norma, corre a cargo del WG41 dentro del Comité Técnico CEN/TC019 y se espera la publicación de la norma EN16900 en este año 2017. En esta norma se especificarán los requerimientos y métodos de ensayo para uso en calderas industriales (>1 MW de capacidad térmica), no para uso doméstico. Entre las propiedades requeridas para el uso, se especificarán valores como poder calorífico, contenido en agua, pH, densidad, punto de congelación y contenido en nitrógeno y en cuanto a requerimientos respecto de emisiones y quemadores, se definirán dos grados que requerirán diferente grado de tratamiento de gases de combustión. Estos grados, se definirán en función de propiedades tales como viscosidad cinemática, contenido en azufre, sólidos, cenizas y metales como Na, K, Ca y Mg.

Nuevo proyecto Residue2Heat (H2020): con participación de 9 socios de 5 países, dentro de la categoría RIA y con el objetivo de desarrollar el concepto para utilización en calefacción residencial del bio oil de pirólisis. Los retos del proyecto incluyen la revalorización y reciclado de subproductos, nuevos conceptos de quemadores, estandarización del combustible, …

Base de datos de plantas demo de pirólisis elaborada por IEA Bioenergy Task 34: (http://demoplants21.bioenergy2020.eu/projects/displaymap/twhWVt)  en la que se recogen referencias de más de 30 instalaciones con ubicación geográfica, tecnología en desarrollo, materias primas, productos , inversión, etc.

PYRENA: Nuevo esquema de proceso desarrollado por ECN que combina la pirólisis catalítica con gasificación y combustión optimizando el balance de calor y con producción de bio oil de mejor calidad tanto para su integración en refinerías como para su utilización en producción de químicos de alto valor añadido como azúcares, fenoles, etc. (https://www.ecn.nl/publicaties/PdfFetch.aspx?nr=ECN-L–15-086)

Nueva instalación piloto para upgrading de productos de pirólisis: en colaboración con GRACE y ZETON, se ha construido un nuevo sistema experimental en el que se acopla la pirólisis de biomasa con el reactor” Davison Circulating Riser Reactor (DCR)” y ensayo en este último de diferentes catalizadores desarrollados por Johnson Matthey, NREL y WR Grace. Una vez completados los ensayos, se pasará a planta de NREL con capacidad para procesar 500 kg biomasa/día. La ventaja esperada con esta nueva tecnología es la integración de la pirolisis con procesos existentes en refinería y la consecuente reducción de costes. Se estima que la aplicación a las 110 unidades de FCC existentes en USA permitiría la producción de 8 billones de galones/año de biocombustibles.

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