Los biocombustibles se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles debido a su carácter renovable y a su menor impacto ambiental. En los últimos años, las microalgas atraen una considerable atención derivada de su posible utilización como combustibles biorenovables. Las microalgas se consideran interesantes en este contexto ya que poseen un elevado contenido en aceites (hasta un 60% en peso), un rápido crecimiento (entre 10 y 200 veces más rápido que los cultivos terrestres como la soja y la colza) y no compiten directamente con la producción de alimentos.
Los Investigadores de la Universidad Técnica de Munich han desarrollado un nuevo proceso catalítico que permite la conversión efectiva de los aceites procedentes de microalgas en hidrocarburos utilizables en coches diésel (un motor realmente versátil)
En la actualidad existen tres formas para convertir de los aceites derivados de algas en combustibles, pero cada procedimientos tiene inconvenientes que limitan su utilización. El diesel procedente de la transesterificación posee un contenido en oxígeno elevado y pobres propiedades fluido-dinámicas que limitan su aplicabilidad como combustible, los combustibles obtenidos por hidrotratamiento pueden contener azufre procedente de los catalizadores, mientras que los procesos de hidroreformado aún no alcanzan rendimientos adecuados.
Para superar las limitaciones que ofrecen los procesos de hidrotratamiento aplicados a los aceites, los investigadores de la Universidad de Munich han desarrollado un catalizador alternativo para el hidrotratamiento que permite la obtención de hidrocarburos con elevado rendimiento. Sus estudios (bastante complejos para explicarlos aquí) abren una nueva posibilidad para la mejora en la producción de combustibles a partir de algas a gran escala.
No solo Alemania tiene un ojo en el mar. Un equipo de científicos de un laboratorio Berkeley Lab Bio (BAL) en California, han desarrollado una tecnología innovadora que permitirá crear los biocombustibles avanzados y productos químicos renovables fabricados a partir de las macroalgas. El proceso transforma las algas en un producto intermedio para, a continuación, crear productos químicos o combustibles a través de síntesis química o por fermentación.
Además, según BAL el cultivo de algas marinas tiene los costes «más bajos del mundo y es la fuente más escalable y sostenible de los azúcares para producir biocombustibles y productos químicos renovables». Y, en verdad, las algas supera muchos de los desafíos que enfrenta la producción comercial de biocombustibles avanzados ya que las algas, que no tienen lignina (el compuesto químico que hace que los vegetales creen madera) que es altamente resistente a las enzimas necesarias para liberar los azúcares de la celulosa. Y también tienen alto contenido de azúcar.
Sin embargo, de acuerdo con Biofuels Digest, la producción de biocombustibles de algas tiene sus propios desafíos:
- Conseguir cultivar algas (aunque la producción a escala comercial de las algas ya está en marcha en muchas partes del mundo, incluyendo Chile, donde el BAL tiene cuatro granjas de algas marinas).
- Después de extraer los lípidos de las algas, los productores de biocombustibles se quedan con una tonelada de biomasa residual, que deben ser desechados de alguna manera (hoy en día mediante la quema o alimentación del ganado). De cualquier manera, el agua y los residuos deben ser transportados. Este hecho lleva a algunos críticos a argumentar que la cantidad de combustibles fósiles que intervienen en la producción de biocombustibles a partir de algas hacen que no sea sostenible.
Pero hay más. Los investigadores de la Universidad de Clemson han identificado el alginato de las algas como sustituto para los compuestos tóxicos que se utilizan para fabricar el material aglutinante para los electrodos de la batería de iones de litio. Ellos creen que el uso del compuesto de alginato podría aumentar la capacidad de almacenamiento de la batería.
Ante esta noticia, ha empezado la carrera de las algas. La start-up dedicada a la fabricación de biocombustible de algas Sapphire Energy anunció que había recibido 144 millones de dólares (unos 108 millones de euros) de financiación que se suman a lo que ya había recaudado hasta la fecha, alcanzando un total de 300 millones (unos 225 millones de euros).
La empresa, que se creó hace menos de cinco años, está contruyendo una granja de algas de 120 hectáreas en la que demostrar su proceso para fabricar a gran escala crudo partiendo de algas. El Gobierno de Estados Unidos ha invertido 100 millones de dólares (unos 75 millones de euros), incluyendo 50 millones de dólares (unos 37,5 millones de euros) correspondientes a una subvención de la Ley de Recuperación y Reinversión, creada para fomentar la creación de empleo.
Pero ante la rápida expansión de Sapphire cabe la duda de si no estará aumentando la escala de su tecnología demasiado pronto. Algunas de sus ideas para reducir el coste de los combustibles de algas están en una fase demasiado temprana para ser puestas en marcha en la nueva granja. Y sin embargo es posible que estas tecnologías sean fundamentales para que sus combustibles resulten competitivos. De hecho, Range Fuels, una start-up fundada para producir etanol partiendo de fragmentos de madera, fracasó porque construyó una planta a gran escala demasiado pronto, antes de que se hubieran resuelto los problemas que tenía su tecnología a una escala menor. En consecuencia, el plan no funcionó lo suficientemente bien como para ser rentable.
Con esta nueva ronda de financiación Sapphire terminará de construir su granja de algas junto a la pequeña ciudad de Columbus, en Nuevo México, justo al norte de la frontera entre Estados Unidos y México. Cuarenta hectáreas de la granja ya se han terminado y cuando el proyecto concluya, para 2014, Sapphire tendrá la capacidad de producir aproximadamente 5,7 millones de litros de crudo de algas, que se podrá transportar a las refinerías para fabricar productos químicos y combustibles como el diésel y la gasolina.
Las algas son una fuente de combustible muy atractiva porque estos microorganismos producen grandes cantidades de aceite y pueden cultivarse en estanques llenos de agua salobre o salada, así que no consumen provisiones de agua dulce o grandes cantidades de terreno agrícola. Pero cultivar y recolectar algas es caro, así que hasta ahora solo se han usado comercialmente para producir productos de alto valor relativo como cosméticos o suplementos nutritivos. Sapphire espera reducir el coste de producción de los combustibles basados en algas cambiando todas y cada unas de las partes del proceso de producción. Eso incluye aumentar la calidad y la cantidad del aceite producido, reducir el coste de construcción de los estanques y desarrollar sistemas de recolección del aceite de bajo coste. La empresa espera tener un producto capaz de competir con el petróleo a un precio de 85 dólares (unos 64 euros) el barril y espera lograr este objetivo cuando consiga la producción plena a gran escala dentro de unos seis años.
La empresa también ha seleccionado algas que crecen en estanques abiertos, mientras que otras empresas de biocombustibles basados en ellas usan contenedores cerrados, más caros pero que protegen a las algas de depredadores, hongos y otras cepas de algas que pueden invadir el estanque. Sapphire ha cultivado algas resistentes a las enfermedades, capaces de prosperar en condiciones adversas como un pH o una salinidad elevadas, y también las ha hecho resistentes a determinados químicos que inhiben el crecimiento de otros organismos.
Otro de los grandes retos es recolectar las algas. Hacen falta mil gramos de agua para producir un gramo de algas, y separar las dos de forma eficaz para extraer el aceite requiere grandes cantidades de energía. Tomando prestadas técnicas de las plantas de tratamiento de aguas, Sapphire trata las algas con químicos que hacen que se aglutinen.
Cuando esté finalizado, se espera que el proyecto de granja de 120 hectáreas produzca unos cien barriles de crudo de algas al día, o 35.000 al año. Pero la empresa dice que el proceso no será viable comercialmente hasta no lograr las economías de escala que llegarán con granjas muchísimo más grandes, de 400 a 2.000 hectáreas. Phil Pienkos, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, afirma que Sapphire está haciendo algunas cosas positivas para reducir los costes, pero avisa de que conseguir que estos combustibles resulten competitivos será un reto. “Hace falta cierta cantidad de fe para estar seguro de que será un negocio”, afirma.
Más información:Technology Review, Madridmasd, Earthtechlink
Fotos: Sappire Energy
Vídeo: Huffington Post
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