Los residuos orgánicos no explotados previamente, se pueden convertir en biocombustibles con tecnología desarrollada por investigadores del proyecto BIOGO de la UE.
Más de cuatro mil millones de toneladas de petróleo crudo se producen cada año. La electricidad de las plantas de energía eólica, solar e hidroeléctrica no puede suplantar completamente las fuentes de energía fósiles. En el mejor de los casos, las energías renovables podrían cubrir la energía necesaria para alimentar a todos los autos eléctricos y generar hidrógeno para los vehículos de celda de combustible. Incluso entonces, la gasolina aún sería necesaria para impulsar los motores de combustión que estarán en funcionamiento durante las próximas décadas. La única forma sostenible de mantenernos móviles es reemplazar esta gasolina con combustibles alternativos.
Los científicos del Instituto Fraunhofer para Microingeniería y Microsistemas IMM, trabajando en conjunto con doce grupos de investigación de siete países en el proyecto BIOGO de la UE, han desarrollado una técnica para producir un biocombustible ecológico. Los ingredientes del nuevo combustible provienen de los bosques: “Los residuos de madera y la corteza de los árboles están disponibles en grandes cantidades en toda Europa, pero hasta ahora, todos han sido ignorados como un recurso. Eso los convierte en una materia prima ideal, ya que no es necesario deben ser especialmente cultivadas y, por lo tanto, no competirán con la producción de alimentos”, explica el profesor Gunther Kolb de Fraunhofer IMM, quien coordinó el proyecto de la UE. Además, utilizando residuos de madera. Es neutral para el clima, ya que al convertirlo en combustible para la combustión solo libera dióxido de carbono que los árboles extrajeron previamente de la atmósfera a medida que crecían. En otras palabras, no se liberan gases de efecto invernadero adicionales a la atmósfera. Además de eso, el combustible puede generarse a partir de desechos de madera dondequiera que crezcan los árboles. A diferencia del petróleo, no es necesario transportarlo primero de la fuente a las refinerías y luego a las estaciones de servicio. “Un componente importante del concepto BIOGO es la producción descentralizada”, dice Kolb. “Para lograr esto, hemos desarrollado unidades de producción móviles que se pueden alojar en contenedores e instalar donde se necesiten”.
Una nueva planta prototipo de biocombustible se encuentra en el patio detrás del Instituto Fraunhofer. Los productos de desecho de la industria de la madera se transforman en el contenedor blanco en gasolina de alta calidad.
“El objetivo del proyecto BIOGO era desarrollar una planta que pudiera caber en un contenedor de 40 pies con dimensiones estándar de 12 x 3 x 3 metros, y que pudiera acomodar todos los pasos de procesamiento y procesamiento”, es cómo Kolb explica el resultado. De cuatro años de investigación y desarrollo intensivo. “Al mismo tiempo, tuvimos que hacer que el proceso de fabricación fuera lo más ecológico y eficiente posible”.
En una primera etapa de proceso, desarrollada por la compañía italiana Spike Renewables, los desechos de madera se calientan para formar un aceite de pirólisis viscoso y oscuro. Esto puede ser procesado en la planta móvil. Las cámaras de reacción para este propósito, llamadas microrreactores, han sido desarrolladas por investigadores del Instituto Fraunhofer en Mainz. El primer reactor convierte el aceite de pirólisis en gas de síntesis al agregar calor, aire y vapor. Este gas se utiliza para producir metanol en el segundo paso. Extraer el oxígeno de esto, resulta en gasolina sintética. “El desafío era optimizar el proceso para que termináramos con un combustible químicamente indistinguible de la gasolina estándar”, dice Kolb.
Los nanocatalizadores ahorran recursos
Se necesitan catalizadores para acelerar las reacciones químicas. Hasta ahora, se requerían grandes cantidades de metales preciosos y elementos de tierras raras para producir tales catalizadores. En el proyecto BIOGO, los científicos de Teer Coatings desarrollaron un método para aplicar pequeños grupos de sustancias catalíticamente activas a las superficies. Esto produce nanocatalizadores de alto rendimiento que conservan los recursos.
El último paso necesario para desarrollar la planta de producción móvil fue integrar toda la tecnología en un contenedor capaz de cumplir con todos los requisitos de seguridad y protección contra incendios. Los investigadores de Fraunhofer junto con Microinnova, un socio austriaco en el proyecto, proporcionaron la experiencia de ingeniería para las plantas. La tecnología de contenedores EcoTrainer, fue desarrollada por la empresa Evonik. El prototipo fue diseñado para albergar reactores aún más grandes. En los próximos años, los equipos de BIOGO planean desarrollar aún más la planta, con el objetivo de producir hasta 1000 litros de combustible ecológico por día.
¿Es probable que veamos cómo la gasolina desaparece de las estaciones de servicio y se vende en el bosque junto con los contenedores? “Eso dependerá de las circunstancias políticas”, dice Kolb. “Mientras el precio del petróleo se mantenga en su nivel actual, la nueva tecnología no podrá competir. La pregunta clave será si nosotros en Europa realmente queremos alejarnos de las materias primas fósiles y estamos preparados para eximir a los ecológicos. Combustibles procedentes de los impuestos o subvencionar su producción”.
Gracias a BIOGO, existe la experiencia para producir combustible sostenible. Dado que el combustible a base de madera tiene las mismas propiedades químicas que la gasolina estándar, la nueva materia prima puede mezclarse con la gasolina o reemplazarla gradualmente. Mientras tanto, el equipo de investigación de Mainz también espera utilizar los contenedores descentralizados y flexibles para otras aplicaciones: las industrias química y petroquímica, por ejemplo, han mostrado un gran interés en el concepto de minifábrica. Las empresas químicas podrían utilizar contenedores para hacer que sus procesos sean más flexibles y reaccionar más rápidamente a las necesidades de sus clientes.
