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Aceite de madera
La startup holandesa de biocombustibles Bioecon y Khosla Ventures lanzaron una empresa conjunta llamada Kior, que comercializará el proceso de Bioecon para convertir los desechos agrícolas directamente en biocrudo, una mezcla de pequeñas moléculas de hidrocarburos que se pueden procesar en combustibles como gasolina o diésel en las refinerías de petróleo existentes. El proceso, afirma Kior, cuenta con numerosas ventajas sobre otros métodos de producción de biocombustibles: podría resultar relativamente barato, se basa en un catalizador no tóxico, aprovecha la actual infraestructura de transporte y refinación de combustible y produce combustibles de combustión limpia que se pueden utilizar en motores existentes.
Libre de fósiles: La startup de biocombustibles Kior dice que su nuevo proceso termoquímico puede producir biocrudo, una mezcla de hidrocarburos que se parece mucho al petróleo crudo, a partir de casi cualquier subproducto agrícola, incluidos los tallos y tallos de las plantas de maíz (que se muestra aquí).
Los biocombustibles se consideran en general un trampolín clave en el camino de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables, en particular para el transporte. Su uso también podría reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero. Pero el etanol, el biocombustible de mayor producción, contiene poca energía en comparación con la gasolina o el diesel. Y una gran cantidad de energía se destina a su producción: cultivar el grano del que se fermenta, destilarlo y transportarlo. Muchos impulsores de biocombustibles han puesto sus esperanzas en encontrar formas de producir etanol a partir de celulosa, el polímero resistente que constituye gran parte de los tallos de las plantas y la madera. Sin embargo, en la práctica, la celulosa debe descomponerse en azúcares simples antes de que pueda fermentarse en etanol o convertirse en gas sintético y convertirse en combustibles. A pesar de tres décadas de investigación, estos siguen siendo procesos difíciles, costosos y que consumen mucha energía y que aún no son comercialmente viables. Además, una investigación reciente muestra que el etanol, que es muy volátil, en realidad puede exacerbar los problemas de smog cuando se evapora directamente en el aire en lugar de quemarse en los motores de los vehículos.
La forma de hacer viables los biocombustibles celulósicos, dice el fundador de Bioecon, Paul O'Connor, es utilizar catalizadores para convertir la biomasa en un biocruro de hidrocarburo que se puede procesar en gasolina y diesel en las refinerías de petróleo existentes. Después de décadas desarrollando catalizadores para la industria del petróleo, O'Connor inició Bioecon a principios de 2006 para desarrollar métodos para convertir la biomasa directamente en biocombustibles. Su primer éxito es un proceso catalítico que puede convertir la biomasa celulósica en hidrocarburos de cadena corta de entre seis y trece átomos de carbono de largo. Khosla Ventures acordó proporcionar una cantidad no revelada de fondos de la serie A a la escisión de Kior con el fin de comercializar el proceso. Vinod Khosla, fundador del fondo de riesgo, cree que convertir la biomasa en combustibles líquidos para el transporte es clave para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y compensar la disminución de las reservas de petróleo. Khosla está financiando una serie de nuevas empresas de biocombustibles con tecnologías competidoras y dice que el enfoque de Kior es único. Tienen algunos enfoques catalíticos patentados muy inteligentes que son bastante convincentes, dice. Pueden producir petróleo crudo relativamente barato, eso es atractivo.
El método más eficaz para convertir la biomasa en combustible es someterla a altas temperaturas y alta presión para producir gas sintético o gas de síntesis. En presencia de un catalizador, el gas de síntesis reacciona para producir combustibles como el etanol o el metanol (utilizado como aditivo en el biodiésel). Pero este es un proceso costoso, y los catalizadores capaces de soportar la alta temperatura del gas de síntesis son costosos y frecuentemente tóxicos.
Los intentos de producir combustible exponiendo directamente la celulosa agrícola a un catalizador han tenido poco éxito porque la mayor parte de la celulosa está atrapada dentro de los tallos y tallos de las plantas. O'Connor dice que mientras los investigadores de Bioecon están desarrollando nuevos catalizadores, su proceso de craqueo de biomasa es el verdadero avance. Utilizando métodos propios, han podido insertar un catalizador dentro de la estructura de la biomasa, mejorando el contacto entre los materiales y aumentando la eficiencia del proceso. Si bien O'Connor no entrará en detalles, dice que la versión más básica de la técnica podría implicar impregnar la biomasa con una solución que contenga el catalizador; luego, el catalizador se recristalizaría. Lo que estamos haciendo ahora es mejorar el método para hacerlo más fácil y económico, dice O'Connor.
Tal método eliminaría la necesidad de temperaturas muy altas y catalizadores tóxicos usados en otros métodos termoquímicos para la producción de biocombustible celulósico. Si bien O'Connor dice que todavía está mejorando el catalizador de Kior, sus primeras versiones son diferentes tipos de arcillas modificadas, que son baratas y respetuosas con el medio ambiente. El producto también es de alta calidad y contiene menos ácido, oxígeno y agua. Estas características lo hacen adecuado para quemarse como combustible para calefacción o para su uso en refinerías de petróleo, que pueden utilizar los procesos y equipos existentes para convertirlo en cadenas de hidrocarburos más largas de gasolina y combustible diesel.
Bioecon ha producido cantidades a escala de laboratorio de su biocrudo, unos pocos gramos a la vez, a partir de materiales como virutas de madera, desechos de caña de azúcar y diversas gramíneas. Si bien el material de entrada afecta un poco el rendimiento, O'Connor dice que la salida es muy similar, por lo que no tenemos una preferencia real. Esto significa que el proceso puede funcionar en todo el mundo, con cualquier biomasa disponible localmente, casi todo el año.
Kior ya está en conversaciones con al menos dos compañías petroleras para establecer asociaciones para desarrollar aún más la tecnología. Está iniciando una planta piloto con una empresa que debería producir alrededor de 20 kilogramos de biocrudo al día en un plazo de seis a doce meses, dice el director ejecutivo de Kior, Rob van der Meij. Si todo va bien, el proceso podría escalar a una producción de cientos de kilos por día en 2009, y las versiones refinadas del biocrudo de Kior podrían mezclarse con gasolina o diésel en 2010. Además de ser renovables, estos combustibles tendrían menos azufre y contenido de nitrógeno, que debería disminuir el smog en ciudades como Los Ángeles y Houston.
Debido a su capacidad para introducirse en la infraestructura de suministro y refinación de petróleo existente, la tecnología tiene una enorme ventaja de costos, dice O'Connor. También podría adoptarse mucho más rápidamente, según Khosla. Si puede hacer una solución que sea compatible con las compañías petroleras y sus refinerías actuales, les resultará mucho más fácil sentirse cómodos con ella, dice. Incluirlos en el juego sería una gran adición.
Steve Deutch, científico investigador senior del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, dice que la poca información que Kior ha publicado sobre su proceso es lo suficientemente plausible, pero que hasta que los detalles estén disponibles, las afirmaciones de la compañía no son realmente posibles de evaluar. El principal desafío para Kior, o cualquiera que trabaje con combustibles celulósicos, dice Deutch, es desarrollar un proceso lo suficientemente simple como para acercarlo a las fuentes de biomasa: las granjas. Recolectar biomasa y obtener suficiente en un solo lugar para marcar la diferencia es un problema en el mundo de la biomasa, dice Deutch. Los costos de transporte pueden volverse exorbitantes. Desea preprocesarlo en la granja y luego enviar un intermedio de alta densidad y alta energía a las plantas de procesamiento.