Etanol celulósico a precio más competitivo

La compañía Coskata ha puesto en marcha un proceso innovador de producción de bio-etanol celulósico que incluye una primera etapa de gasificación de la biomasa con plasma y una segunda de transformación enzimática del gas de síntesis producido. Esta tecnología que está en la fase de demostración se estima que alcance el desarrollo industrial a lo largo de este año 2010. El coste del bio-etanol producido mediante esta nueva tecnología resulta competitivo al de la gasolina a lo que hay que añadir la ventaja de una fuerte reducción en los gases de efecto invernadero (96% de reducción) con respecto a la gasolina.

[Autor: José Luis García Fierro-Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, Madrid]

La producción de bio-etanol a partir de material celulósico es la opción más atractiva entre los distintos procesos de fabricación. La compañía americana Coskata, con una experiencia amplia en producción de bio-etanol celulósico, ha anunciado un avance importante con respecto a la tecnología convencional que utiliza dos pasos consecutivos de transformación: uno primero de  hidrólisis enzimática del material ligno-celulósico de partida y un segundo que consiste en la fermentación alcohólica de los azucares sencillos generados en el primer paso para producir selectivamente bio-ethanol. El concepto innovador que ha puesto en marcha esta compañía es radicalmente diferente del proceso que utiliza los dos pasos mencionados. Básicamente, este nuevo proceso consiste en una primera etapa de gasificación del material celulósico en la que se produce una mezcla gaseosa de monóxido de carbono e hidrógeno, seguida de un proceso enzimático en el que se transforma la mezcla gaseosa generada en la primera en bio-etanol. Coskata ha elegido la metodología de gasificación de biomasa mediante plasma, desarrollada previamente por la compañía Westinghouse Plasma para la  NASA.

Conforme a esta tecnología de gasificación, las estructuras poliméricas que constituyen el material ligno-celulósico (celulosa, hemicelulosa y lignina) se transforman completamente a la temperatura alcanzada en el plasma, típicamente 2500 ºC, en monóxido de carbono e hidrógeno (gas de síntesis). La mezcla gaseosa resultante se enfría, se purifica de las impurezas generadas en el proceso de gasificación (azufre, nitrógeno, cloro) y se distribuye en una serie de bio-reactores en los que se incorporan micro-organismos del tipo Clostridium capaces de transformar de forma selectiva la mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno en etanol en condiciones de presión y temperatura próximas al ambiente. En la etapa final del proceso el etanol se separa de la mezcla acuosa agua-etanol mediante destilación con la que se consigue un etanol de alta pureza para uso como combustible.

Bio-reactores instalados por la empresa Coskata en Madison, Pa (USA), en los que se transforma el material celulósico en bio-etanol.

En el futuro la empresa tiene planteado mejorar la economía de proceso mediante incorporación de la tecnología de membranas a la separación del etanol de la mezcla agua-etanol. El agua resultante de esta separación se recicla y se introduce en los bio-reactores. Resulta importante también señalar el resultado del análisis del ciclo de vida realizado para el etanol celulósico producido conforme a la tecnología mencionada. Este análisis indica que el bio-etanol celulósico produce 96% menos de gases de efecto invernadero que la gasolina derivada de la destilación del petróleo. Además, Coskata mantiene un acuerdo de cooperación con la empresa automovilística General Motors con el objetivo de investigar el comportamiento del etanol celulósico obtenido por la vía descrita en los motores de combustión interna.

 El proceso de Coskata esbozado en líneas generales en esta nota representa un avance importante en el proceso de producción de bio-etanol celulósico con las ventajas ambientales de fuerte reducción en emisiones de gases de efecto invernadero y un precio ya competitivo con la gasolina.