05 marzo 2009

Consolidando la producción de etanol a partir de celulosa

Los desarrolladores del proceso de una etapa para convertir biomasa celulósica en etanol se proponen reducir el coste de producción de combustible a la mitad. Se trata éste del principal desafío que debe superarse en la industria del etanol para que llegue a ser una alternativa viable a los combustibles derivados del petróleo. En efecto, hasta ahora el coste asociado a convertir lignocelulosa en azúcar es demasiado alto, por lo que queda aún mucho trabajo por hacer. Para conseguir el éxito, debe construirse una sólida base de investigación, financiación y colaboración a lo largo de toda la cadena de valor. Aunque la producción de etanol en los Estados Unidos se ha incrementado en los últimos años, aún hoy el producto se obtiene predominantemente de plantas de las cuales el azúcar se obtiene con facilidad, como por ejemplo el maíz. El etanol se ha probado como una excelente solución renovable y limpia como combustible para el transporte, que puede además producirse en los mercados domésticos. Sin embargo, para producir biocombustibles a una escala suficientemente grande como para cumplir los objetivos de alejarse del petróleo, el material de partida es la celulosa.
La voracidad del sector energético por todo tipo de recursos es sobradamente conocida, por lo que no es de extrañar que en los últimos años se hayan disparado los temores del surgimiento de un aprovechamiento no sostenible de la biomasa. Se llegó incluso a culpar a la biomasa por el tremendo incremento en los precios de los productos agrícolas, especialmente cereales. La biomasa celulósica se considera como la única materia prima que está disponible a una escala lo suficientemente grande como para tener impacto en la creciente necesidad de combustible del transporte. Además de estar disponible a bajo coste, con la celulosa se consigue una producción significativamente más alta en comparación con la producción de biocombustibles a partir del maíz y la soja. Ya que la economía de los procesos de producción de energía a gran escala son dominados por el coste de las materias primas, la materia prima de bajo coste es un requerimiento absoluto para la competitividad del coste. A 50$ la tonelada, la biomasa celulósica es menos cara que el resto de las fuentes de energía excepto el carbón. Si se incluye el coste de secuestrar el carbono (ver “Los sumideros de carbono y el cambio climático”) en los cálculos, la biomasa celulósica se espera sea incluso más barata que el carbón. Además de estar disponible a un coste competitivo, la materia prima de biomasa debe estar disponible a muy gran escala para tener un efecto significativo en los desafíos de demanda de energía y sostenibilidad que motivan su uso. La biomasa celulósica está bien adaptada a la producción de combustible debido a su disponibilidad a gran escala, bajo coste y producción benigna medioambientalmente. Consistente con estas ventajas, se anticipa que el combustible producido a partir de biomasa celulósica consigue ganancias significativas en términos de sostenibilidad de energía y seguridad. La preocupación inmediata que impide la emergencia de una industria que convierta la biomasa celulósica en combustible líquido a gran escala es la ausencia general de una tecnología de bajo coste que supere las dificultades de transformar estos materiales.
Tecnologías de fabricación
Si bien se han propuesto muchos métodos para procesar biomasa, los que utilizan encimas para producir los azúcares se reconocen por tener cuatro procesos biológicos intermedios: producción de encimas (celulosas, hemicelulosas); hidrólisis de componentes de carbohidratos presentes en la biomasa pretratada a azúcares (glucosa, manosa, galactosa); y fermentación de azúcares de pentosa (xilosa y arabinosa). Estos cuatro procesos ocurren en una única configuración del proceso denominada bioprocesado consolidado (CBP). La tecnología CBP está ganando un reconocimiento creciente como una configuración de bajo coste para producir etanol celulósico. Actualmente se trabaja en la reducción del coste del procesado biológico y la tecnología CBP está evolucionando rápidamente. Producción a gran escala La primera planta a escala comercial se está construyendo en Upper Peninsula, en el estado de Michigan. La producción comenzará en 2012, y la capacidad anual será de 40 millones de galones. Macoma está completando una planta de demostración en Rome, New York. Esta planta operará a una escala relativamente pequeña de 500.000 galones por año.
Bibliografía:
Lynd, L.R., Flatt, J. and Hogsett, D.A. Consolidating ethanol production from cellulosic biomass. Biobuel technology Q4 2008. Lynd L.R., van Zyl W.H, McBride J. E., Laser M. S. Consolidated bioprocessing of cellulosic biomasa: An update. Current Opinion in Biotechnology, 2005, 16, pp 577-583 Palabras clave: mannose, galactose, xilose, arabinose, consolidatede bioprocessing
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