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Combustibles limpios para transporte a partir de residuos agro-forestales y oleaginosos

El programa RESTOENE, financiado por la Consejería de Universidades e Investigación de la Comunidad de Madrid, ha puesto en práctica una estrategia atractiva de utilización de residuos agroforestales y urbanos como materia prima renovable para la producción de combustibles sintéticos limpios para el transporte. Para ello, cinco grupos de investigación de la Comunidad de Madrid han reunido el potencial, las capacidades científicas y las infraestructuras apropiadas para el desarrollo de nuevos conceptos y tecnologías de producción de estos biocombustibles.

Por J.L.G. Fierro
Profesor de Investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Grupo de Energía y Química Sostenible del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, Madrid, y responsable del Programa RESTOENE
jlgfierro@icp.csic.es

Reactor catalítico semiautomáticos
de producción de hidrocarburos
sintéticos  a partir de gas de
síntesis.

En la actualidad, los combustibles de origen fósil (carbón, petróleo y gas natural) representan aproximadamente el 80% de la demanda de energía primaria. La biomasa tradicional, la energía nuclear, hidráulica y las formas modernas de las energías renovables completan el resto, si bien la contribución de las energías renovables al mix energético no es todavía demasiado elevada.

No cabe duda que el camino más efectivo para reducir las emisiones de CO2 en los procesos de combustión mientras que se mantenga un crecimiento económico sostenible reside en el desarrollo de nuevos conceptos de producción, distribución almacenamiento y conversión de energía. La necesidad de intensificar la investigación en cada una de estas tecnologías está plenamente aceptada, incluyendo, por supuesto, la biomasa.

El mayor atractivo de los combustibles derivados de la biomasa reside en el hecho de que la fuente de carbono utilizada en su fabricación es renovable, y consiguientemente, el CO2 emitido en el proceso de combustión tiene un impacto ambiental muy inferior al de los combustibles de origen fósil. Sin embargo, para desarrollar el potencial real de los biocombustibles se requiere un gran esfuerzo para suministrar una nueva generación de combustibles basados en la conversión de material ligno-celulósico, que es una fuente de carbono renovable que no interfiere con la cadena alimentaria. A ello hay que añadir también el hecho de que se necesitan desarrollar metodologías menos intensas en energía capaces de convertir de forma eficiente precursores ligno-celulósicos en biocombustibles sintéticos.

Sector transporte

El consumo de energía por el sector del transporte en los países de la UE representa algo más del 30% del consumo total de energía. Este porcentaje alcanza un nivel del orden del 40% en España, y aún superior, del orden del 50%, en la Comunidad de Madrid. El sistema energético de la UE depende principalmente de los combustibles importados de origen fósil, con una contribución mínima de los combustibles fósiles procedentes de la propia UE. Esta situación hace que el sector energético resulte muy vulnerable a las oscilaciones de los precios del mercado del petróleo. A ello hay que añadir el hecho de que el parque automovilístico se ha incrementado notablemente en las últimas décadas, con el consiguiente incremento de combustibles líquidos. La consecuencia inmediata de este consumo creciente de los combustibles de transporte es la desviación progresiva respecto a los objetivos de reducción de los niveles de emisiones de CO2 comprometidos en el protocolo de Kyoto. Se ha estimado que aproximadamente un 90% del incremento de las emisiones de CO2 a lo largo del periodo 2005-2010 lo ha originado el sector del transporte.

En la actualidad, los combustibles de origen fósil representan aproximadamente el 80% de la demanda de energía primaria.

Con el objetivo de suavizar este aumento, la UE ha definido un ambicioso plan cuyo objetivo es desarrollar las tecnologías de fabricación de biocombustibles que puedan aportar una contribución mínima del 10% del total de los combustibles en 2020. El objetivo que persigue la UE es doble, en cuanto que no solo pretende aprovechar los recursos energéticos autóctonos, sino también contribuir a la reducción de las emisiones de CO2 y a mejorar la competitividad del mercado.

Uno de los retos más importantes que tiene planteado el sector del transporte es la producción sostenible de combustibles sintéticos, de tal forma que el coste de producción resulte competitivo frente a los derivados del petróleo y además que sean eficientes en términos de emisiones de CO2 y resulten compatibles con los motores de combustión actuales. Para conseguir este objetivo, se necesitan procesos y tecnologías innovadoras. Es esencial promover la transición hacia los biocombustibles de segunda generación que pueden producirse a partir de una amplia variedad de precursores, tales como residuos agro-forestales y urbanos, evitando la utilización de otros usados en la cadena alimentaria tal como sucede con los cereales y los aceites vegetales.

El Programa RESTOENE considera una estrategia de utilización de residuos agro-forestales y residuos urbanos de naturaleza grasa para producir combustibles limpios sintéticos.

En particular, la utilización de residuos agro-forestales y urbanos para producir combustibles limpios para el transporte, cuyo balance neto de emisiones de CO2 es muy bajo, resulta particularmente atractiva. Este concepto resulta de gran relevancia para la Comunidad de Madrid, debido a la importancia que tiene el sector del transporte y al gran volumen de residuos que se genera en esta área. Sobre estas premisas, cinco grupos de investigación de la Comunidad de Madrid (ICP-CSIC, URJC, CIEMAT, IMDEA-ENERGIA y UAM) han reunido el potencial, las capacidades científicas y las infraestructuras apropiadas y complementarias para el desarrollo de un programa de actividades de I+D de producción de combustibles limpios utilizando materias residuales como fuente de carbono. Este programa, denominando “Producción de combustibles limpios para transporte a partir de residuos agro/forestales y oleaginosos” (RESTOENE), ha sido financiado por la Consejería de Universidades e Investigación de la CAM. Dado el significado de las tecnologías que se han puesto en marcha para el desarrollo de este programa, algunas empresas (Repsol YPF, Abengoa Bioenergía y Greenfuels) se han adherido como miembros asociados lo que implica añadir la colaboración de empresas líderes en el sector de biocombustibles.

RESTOENE

Los grupos de investigación implicados en este Programa han demostrado competencias y experiencias complementarias para el desarrollo de actividades de I+D relacionadas con la energía y los biocombustibles. A lo largo del tiempo transcurrido desde el inicio del Programa en Enero de 2010, se han producido numerosas sinergias como consecuencia de la puesta en práctica de esfuerzos y ópticas complementarias para cada uno de los objetivos concretos del Programa.

Sistema de análisis en línea de un reactor
empleado en la síntesis de hidrocarburo

Además, el Programa RESTOENE tiene un horizonte mucho más amplio que un proyecto estándar de I+D debido al hecho de que contempla numerosas actividades de formación y movilidad de los científicos implicados, la conexión y colaboración con otros grupos de los ámbitos nacional e internacional cuyas competencias están relacionadas con la producción de biocombustibles, así como la difusión de las actividades de la investigación hacia la comunidad científica, el sector industrial y la sociedad en general.

En esta transición, la investigación y el desarrollo de nuevos conceptos y procesos desempeñan un papel clave. A corto plazo, se están produciendo una serie de cambios en la utilización de precursores renovables, en la producción y comercialización de biocombustibles de segunda generación y su integración con las denominadas biorefinerías, en las que se co-producen biocombustibles con electricidad y calor. Todos estos cambios contribuirán a mejorar la competitividad.

El programa de actividades de I+D planteadas para el desarrollo del Programa RESTOENE considera una estrategia de utilización de residuos agro-forestales (biomasa ligno-celulósica) y residuos urbanos de naturaleza grasa (aceites de fritura, grasas animales y residuos lípidos de aguas residuales) para producir combustibles limpios sintéticos que pueden utilizarse en el sector del transporte. Las tecnologías perfiladas en este Programa incluyen: hidrólisis química y enzimática de material ligno-celulósico, fermentación de azúcares para producir bioetanol, procesos térmicos y catalíticos de conversión de biomasa en “bio-oils”, esterificación/transesterificación de ácidos grasos libres, procesos de reformado con vapor, conversión de gas de síntesis en gasolina/diesel y transformación de hidrógeno y bio-etanol en electricidad mediante celdas de combustible. Finalmente, el Programa incluye técnicas de análisis del ciclo de vida (LCA) que permiten obtener información esencial sobre las alternativas que permiten producir biocombustibles con menor impacto ambiental.

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Los comentarios de los lectores

28/05/2013 15:44:31
no encontre nada buuu esta paguina
cofi trejo arguello
28/05/2013 15:48:07
esta pagina no sirve
ana gillen montolla

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