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Abriendo camino en el etanol celulósico
Range Fuels, una startup con sede en Broomfield, CO, ha iniciado la construcción de lo que podría ser la primera planta en producir cantidades a escala comercial de etanol a partir de biomasa celulósica. Pero la noticia no es necesariamente una señal de que el etanol de astillas de madera y pasto esté listo para competir con el etanol de grano de maíz. El etanol celulósico comercialmente viable todavía puede estar dentro de muchos años.
Virutas de combustible: Range Fuels, con sede en Broomfield, CO, ha desarrollado un método para convertir astillas de madera en etanol.
La planta de Range Fuels, que se ubicará en el sureste de Georgia, podría estar produciendo etanol el próximo año. Está siendo financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) como parte del esfuerzo de la agencia para aumentar el uso de biocombustibles. El DOE está proporcionando un total de $ 76 millones a la empresa para la construcción de su nueva planta. Al principio, producirá 20 millones de galones, y eventualmente aumentará esa cantidad a 100 millones.
Casi todos los más de cinco mil millones de galones de etanol producidos en los Estados Unidos se han elaborado a partir de almidón de maíz. Pero el etanol de fuentes celulósicas es una alternativa atractiva porque potencialmente podría requerir menos energía de combustibles fósiles para producir, y su suministro de biomasa es enorme. De hecho, si los biocombustibles van a desplazar alguna vez más del 10 por ciento de la gasolina en los Estados Unidos, el etanol celulósico será esencial. Pero producir etanol a partir de biomasa celulósica es mucho más difícil que hacerlo a partir de almidón de maíz. Y el proceso de conversión de biomasa en biocombustibles no ha sido económicamente viable.
Sin embargo, el director ejecutivo de Range Fuels, Mitch Mandich, dice que la compañía puede producir etanol a precios competitivos con el etanol a base de maíz, incluso teniendo en cuenta los altos costos de capital asociados con la construcción de una planta de biocombustible celulósico. Range Fuels ha desarrollado un proceso termoquímico de dos pasos para convertir astillas de madera y otros tipos de biomasa en una combinación de alcoholes que incluyen etanol, metanol, propanol y butanol. En el primer paso, llamado gasificación, el calor, la presión y el vapor convierten la biomasa en una mezcla de principalmente hidrógeno y monóxido de carbono. Esta mezcla de gases, llamada gas de síntesis, se expone luego a catalizadores que la convierten en alcoholes. El proceso es similar al proceso de Fischer-Tropsch que se ha utilizado durante décadas para convertir el carbón en combustibles líquidos.
Mandich dice que una combinación de un catalizador nuevo y patentado y mejoras en el diseño y la ingeniería de la planta pueden hacer que el proceso sea económico. Además, la empresa está ubicando la planta cerca de suministros de astillas de madera, minimizando los costos de transporte asociados con la biomasa voluminosa. Además, la compañía planea mezclar el etanol con gasolina y venderlo localmente a los conductores, reduciendo los costos de envío del biocombustible.
Pero dado que la empresa depende en gran medida de la financiación del gobierno federal para construir la primera planta, es difícil evaluar si su proceso es comercialmente viable. A principios de este año, el DOE anunció la financiación de seis plantas de etanol celulósico. La primera entrega del premio de Range Fuels será de $ 50 millones para construir una planta de 20 millones de galones al año. Mandich se niega a dar estimaciones sobre el costo total de la planta. Pero el costo típico de las plantas de etanol de maíz es de aproximadamente $ 2 por galón de capacidad, o $ 40 millones para una planta de 20 millones de galones. Incluso si el costo de la planta de Range Fuels es el doble que el de una planta convencional, o $ 80 millones, el DOE está proporcionando la mayor parte de la inversión, dinero que, según Mandich, es muy importante para el éxito de Range Fuels. Una dependencia tan fuerte de la financiación gubernamental, más que de los inversores privados, podría sugerir que el etanol celulósico comercialmente viable sigue estando muy lejos.
Es más, existen muchas incógnitas sobre qué tan bien funcionará el proceso termoquímico cuando se trata de producir cantidades a escala comercial. Los intentos anteriores de científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) para ampliar las técnicas termoquímicas mostraron que los sistemas más pequeños que funcionan bien enfrentan problemas cuando las cámaras de procesamiento son más grandes. Además, las plantas que operan a altas temperaturas y presiones tienden a deteriorarse rápidamente, lo que aumenta los costos. Sin embargo, esta última preocupación podría ser un problema menor ahora, dice Steve Deutch , científico investigador senior de NREL, debido a los materiales más resistentes.
Los enfoques termoquímicos para fabricar biocombustibles, como el enfoque de Range Fuels, también se enfrentan a la competencia de nuevos métodos biológicos que utilizan enzimas y organismos para descomponer la celulosa y producir etanol. De hecho, en septiembre, Mascoma, con sede en Cambridge, MA, anunció que construiría una planta celulósica en el condado de Monroe, TN, que produciría etanol a partir de pasto varilla. En este punto, todavía no está claro qué enfoque funcionará mejor, porque no está operando ninguna planta a escala comercial de ningún tipo. Durante la financiación del DOE a principios de este año, la agencia respaldó enfoques tanto termoquímicos como biológicos.
En última instancia, todavía es demasiado pronto para predecir el éxito de los primeros intentos como los de Range Fuels. Es difícil ganar dinero con el primero de cualquier cosa, dice Lanny Schmidt , profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad de Minnesota, que también está desarrollando métodos termoquímicos para producir biocombustible. Sin embargo, si la primera planta funciona tan bien como espera Mandich, la producción de combustible celulósico podría acelerarse rápidamente.
¿Quién sabe cómo funcionará la economía? Dice Schmidt. Tienes que construirlo y ver qué pasa. Es un acierto por parte del DOE probar diferentes tecnologías, porque nadie sabe en este momento quién será el ganador.