¿Puede el bioetanol obtenido a partir de residuos de madera ser competitivo a corto plazo?

El etanol producido a partir de residuos lignocelulósicos puede convertirse en una alternativa al etanol preparado a partir de vegetales que compiten con la alimentación humana a partir del año 2020 si la industria recibe el apoyo de las administraciones para su desarrollo de acuerdo a un estudio reciente publicado por la Universidad  British Columbia

Autor: [R.M. Navarro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC]

 El bioetanol de primera generación se obtiene mediante la fermentación de azúcares procedentes de diferentes vegetales (maíz, remolacha, cebada,….). El uso del bioetanol como combustible ha crecido notablemente en los últimos años en Europa, Estados Unidos, Brasil y Cánada. La producción mundial total de bioetanol aumentó desde 17,1 BL en 2001 hasta 73.9 BL en 2009 lo que significa un incremento del 430% en estos últimos años con una tasa anual de crecimiento superior al 17%. El éxito en el uso del bioetanol se ha debido al aumento en el precio de los combustibles fósiles y al soporte gubernamental  que ha recibido en países como Brasil y EEUU con el objetivo de incrementar la seguridad en el suministro doméstico de combustibles, reducir la emisión de gases de efecto invernadero y ayudar a las industrias y comunidades rurales.

 Sin embargo la producción de bioetanol de primera generación ha comenzado a cuestionarse en los últimos años ya que se considera una interferencia en la agricultura dedicada a la producción de alimentos así como causa de pérdidas de ecosistemas naturales. Para evitar estos inconvenientes se están realizando investigaciones con el fin de utilizar fuentes naturales alternativas para los biocombustibles de segunda generación. De entre las fuentes alternativas para la producción de biocombustibles, la biomasa lignocelulósica aparece como una de las más adecuadas. La biomasa lignocelulósica es un componente esencial de la madera e incluye residuos forestales y agroindustriales (serrines, restos molienda, fabricación papel,…).  Diferentes análisis de ciclo de vida han mostrado que la producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica, por medio de conversión bioquímica o termoquímica, presenta notables ventajas medioambientales y de renovabilidad respecto de la producción de etanol por fermentación de azúcares. A pesar de ello, el grado de comercialización del etanol de segunda generación es lento con un desarrollo  a nivel de demostración con varias plantas operando en América del Norte y Europa (una de ellas en Salamanca participada por Abengoa y Ebro Puleva). El lento progreso en la comercialización del etanol de segunda generación se debe tanto a riesgos asociados al desarrollo de la tecnología como a la elevada inversión de capital y a los pobres retornos previstos a corto plazo.

 La producción de etanol a partir de residuos lignocelulósicos se realiza en un proceso en cuatro etapas: (i) pretratamiento, (ii) hidrólisis, (iii) fermentación y (iv) separación de productos. Durante el pretratamiento, los residuos lignocelulósicos se procesan para atacar las fibras obteniendo la separación de las hemicelulosas de las fibras poliméricas. Tras el pretratamiento, la segunda etapa de hidrólisis permite la separación de los monómeros de azúcar contenidos en la celulosa y las hemicelulosas. Los monómeros obtenidos pueden ser fermentados a etanol usando levaduras modificadas capaces de fermentar los monómeros de azúcares procedentes del tratamiento de la lignina. La etapa final de separación de productos y la posterior destilación y deshidratación del etanol fermentado produce un alcohol con una pureza del 99.9% aceptable para su utilización como combustible.

 A pesar de las evidentes ventajas medioambientales y de renovabilidad que presenta el bioetanol de segunda generación, este tipo de combustible debe competir económicamente con los costes de producción del etanol de primera generación. Para conocer el nivel de competitividad del etanol de segunda generación respecto del de primera generación, investigadores de la Uniersidad British Columbia han realizado un estudio comparativo de los costes de producción del etanol lignocelulósico en la actualidad y una proyección para el año 2020. Los investigadores han realizado un modelo tecno-económico que incluye y estima las oportunidades para la reducción de los costes de producción del etanol lignocelulósico incluyendo costes de las materias primas, inversión y de operación. El estudio realizado concluye que el etanol lignocelulósico podría ser competitivo con el etanol de primera generación en el año 2020. Para lograr este objetivo se deben conseguir descensos en el coste de todos los componentes que integran el proceso de producción de etanol lignocelulósico: reducción del coste de las enzimas celulasas utilizadas para la descomposición de la celulosa y reducción del coste de las unidades de pretratamiento/hidrólisis descendiendo la severidad y tiempos de contacto en ambos procesos. Por esta razón, los autores concluyen que la producción de etanol lignocelulósico requerirá de una política de apoyo por encima de la dada en la actualidad al etanol de primera generación para que esta tecnología pueda ser competitiva en el año 2020.

 Más información

 JD Stephen, WE Mabee, JN Saddler, Modeling and Analysis: Lignocellulosic ethanol competitiveness and cost reduction. Biofuels, Bioprod. Bioref. (2011); DOI: 10.1002/bbb