Biocarburantes celulósicos

He leído, en el número de septiembre de 2009, un buen artículo de George W. Huber y Bruce E. Dale. En él plantean una alternativa, al menos a corto plazo, a la dependencia del petróleo.

Que se puedan producir biocombustibles es interesante por varias razones. La que te mencionaba al principio de que su uso no contribuiría de forma neta al calentamiento global (el CO2 que se emite es el CO2 que las plantas captaron), lo que convertiría al combustible en una fuente de energía renovable. ¡Claro! Las plantas toman el CO2 del aire y su transformación en combustible lo devuelve, en un bucle cerrado. Es un concepto radicalmente distinto del de usar combustibles fósiles, en el que tomas CO2 que se retiró de la atmósfera hace millones de años y lo añades. De golpe, además. Por otro lado, aumentaría probablemente los ingresos del sector agrícola. Y cambiaría la situación geopolítica al fomentar el abastecimiento local de combustibles.

Pero… Pero no todo es color de rosa. La producción de biocombustibles puede competir por los suelos cultivables con la comida. Requieren, al menos inicialmente, de subvenciones, lo que conllevaría un notable gasto público, que debe merecer la pena inequívocamente (es decir, que apostar por los biocombustibles podría desviar recursos de otras soluciones que resulten mejores, realmente). Y la generación de biocombustibles no es gratis. Incluso, durante su síntesis se produce CO2, que habría que tener en cuenta a la hora de hacer un balance completo. Sí, sé que al principio te decía que su uso no producía descarga neta de CO2. Pero su elaboración sí. Bajo la forma de fertilizantes para las plantas, combustible para las máquinas, destilado de las materias primas… Esto se podría evitar si para producir biocombustibles se usaran sólo biocombustibles. Así se evitarían emisiones netas de CO2.

Resumiendo, yo creo que los biocombustibles son una buena idea, si cumplieran tres premisas.

  • Primera, no restar comida.
  • Segunda, no aumentar la superficie cultivada.
  • Tercera, producirse con los propios biocombustibles para evitar emisiones netas de CO2.

Son restricciones exigentes, pero inevitables. Y que no solucionan el problema de sustituir el petróleo, pero que pueden dar un 10% de alivio. Y es que es probable que el futuro no esté hecho de una solución, sino de un mosaico de ellas. Y es posible que los biocombustibles sean parte de la solución. O quizá no. Por eso te cuento. Para que puedas saber y tomar buenas decisiones.

Biocombustibles

Fuente: http://tinyurl.com/yj4ma9y

Existen biocombustibles de primera generación. Que emplean los mismos productos vegetales que nosotros comemos o que damos al ganado. Se trata de materiales fáciles de procesar y relativamente baratos. Pero no cumplen con la primera premisa. Nos quitan comida y presionan sobre los precios de la que no nos quitan. Y para evitar esos daños aparecen los biocombustibles de segunda generación.

Los de segunda generación, o celulósicos, emplean residuos vegetales. Serrín y restos de construcción, residuos agrícolas y cultivos leñosos de crecimiento rápido. Estos materiales son abundantes, baratos y no deberían afectar a la producción de alimentos. Tampoco son inocuos, ojo, que muchos de ellos deberían terminar fertilizando suelos (especialmente los residuos agrícolas). Pero a las alturas que estamos, lo inocuo no existe.

¿Cuánto petróleo ahorrarían? En EE.UU., los autores calculan que la biomasa celulósica de aquel país servirá para sustituir la mitad del consumo de combustibles para automoción. Y a nivel mundial, aunque es más difícil de calcular, es posible que la biomasa celulósica total pueda equivaler a entre 1 y 5 veces la producción mundial anual de petróleo de 2009 (unos 30.000 millones de barriles). Un enorme potencial.

Pero… Ha habido avances, sí, aunque faltan las técnicas definitivas. La materia prima es la celulosa. Que está hecha de glucosa, pero dispuesta de tal manera que forma una esqueleto molecular rígido, intrincado. Curioso que no podamos comer con provecho la celulosa, aunque esté hecha de lo mismo que el azúcar. Y es que en ella, las glucosas están ordenadas de forma diferente. Sí, sí, la celulosa es una molécula digna de conocer (te la cuento pronto, prometido).

Fuentes de biocombustibles de segunda generación

Fuente: http://tinyurl.com/yfd9qv3

Ya existía una vieja técnica, de principios del siglo XX. Que, además, se usó profusamente durate la Segunda Guerra Mundial por el ejército alemán para convertir carbón en petróleo, por las dificultades de suministro que tenían. Si se trata la celulosa a altas temperaturas, y se añade oxígeno, rinde un gas, llamado syngas, rico en CO, H2 y alquitranes. El cual puede convertirse en combustible líquido mediante un proceso denominado de Fischer-Tropsch. es un procedimiento bien conocido, pero resulta caro y consume mucha energía.

Otra posibilidad es calentar la celulosa a menos temperatura (300-600ºC) en un entorno libre de oxígeno. Eso rinde biopetróleo y un residuo sólido parecido al carbón. el biopetróleo no es como el petróleo geológico. Es mucho más ácido y menos calorífico. Tan ácido que dejaría inservibles los motores. Por tanto, habría que refinarlo. Por cierto, que este método también acepta residuos animales. De hecho, en una refinería ubicada en Texas se logran 45.000 litros diarios de diésel a partir de los residuos orgánicos de mataderos, y a buen precio.

Hay una variante de este método que somete a la celulosa a temperaturas de 500ºC durante un segundo. Eso la descompone en moléculas pequeñas, aún rícas en O. Elemento que abunda en la celulosa y que hay que quitar si se quiere producir combustible (hecho, sobre todo, de C y H). Eso se logra con catalizadores que producen gasolinas. El proceso dura unos 14 segundos pero aún está por desarrollar una planta prototipo.

Todos esos tratamientos han de mejorarse antes de volverse prácticos, comerciales. Deben romper la celulosa de modo barato, sin producir materiales tóxicos, con bajo consumo de energía, rindiendo concentraciones elevadas de azúcares fermentables y aptos para convertirlos en biocombustibles, y a costes competitivos con el petróleo. Y, por desgracia, aún no han cumplido esos requisitos. Todos y cada uno.

Sí hay una técnica que es prometedora (AFEX, la llaman). Cocer bajo presión la biomasa a 100ºC, con amoniaco. Cuando se reduce la presión el amoniaco se evapora y se retira, con lo que sólo queda la mezcla de azúcares, con un rendimiento del 90%. Y a partir de ella, se obtendrá el biodiesel.

En resumen, las técnicas están cerca de ser comerciales y hay que ir mirando los problemas desde ya. Principalmente el problema de la competencia entre biocombustibles y comida. Ante esa disyuntiva el mercado no sabe hacer las cosas bien, no es un buen tomador de decisiones. Porque el mercado sabe asignar recursos de modo eficiente para la producción, pero no para que un recurso llegue a todos. El mercado sabe establecer precios, pero el precio marca el límite entre los que tendrán el recurso y los que no.

Y la comida es imprescindible en un mundo de más de 6.000 millones de personas. Coger un coche no.

4 Replies to “Biocarburantes celulósicos”

  1. José de Felipe

    Desde luego no hay nada como poner empeño en formar a la juventud para forjar un futuro mejor a esta sociedad.

    He de darte mi enhorabuena por implantar las TIC para divulgar tus conocimientos y de esta forma ser más didáctico con tus alumnos.
    Son tan interesantes tus artículos que en cuanto pueda incluiré alguno en mi blog (citando como fuente exclusiva el tuyo), eso sí, en cuanto lo desarrollé más.

    Un saludo

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    • José Luis Castillo

      ¡Hola Miguel!

      Te aseguro que he buscado el dato, pero no lo localizo. Sigo en ello. Aunque creo que lo ideal sería que la producción de biocombustibles estuviera obligada a emplear biocombustibles. En toda su línea de producción. Sería la única manera de verificar su utilidad.

      ¡Un saludo!

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