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Crear etanol a partir de madera de forma más eficiente
Un tipo de bacteria que ayuda a las termitas a digerir la madera podría ser clave para producir etanol de manera económica a partir de madera y pasto. ZeaChem, una startup con sede en Menlo Park, CA, ha desarrollado un proceso basado en esta bacteria que puede producir un 50 por ciento más de etanol a partir de una determinada cantidad de biomasa que los procesos convencionales.
Reserva especial: Arriba se muestra una muestra poco común de etanol creado a partir de astillas de madera mediante un nuevo proceso. Hasta ahora, el alcohol se elabora en unas pocas botellas a la vez, pero en un par de años podrían estar disponibles millones de galones.
La compañía ha demostrado el método en un laboratorio y ahora está elaborando planes para una planta de etanol que producirá alrededor de dos millones de galones de etanol al año. La construcción podría comenzar este año, dice Dan Verser, fundador y vicepresidente de investigación y desarrollo de ZeaChem. Es una de un número creciente de empresas de biocombustibles que buscan producir etanol a partir de fuentes distintas del maíz, ya que el maíz requiere grandes cantidades de tierra, agua y energía para crecer.
El proceso mejora el rendimiento al hacer un uso más eficiente de la biomasa que las técnicas convencionales. Comienza, al igual que otras técnicas para producir etanol, con la descomposición de la biomasa en azúcares. En este punto, los procesos convencionales usan levadura para fermentar los azúcares en etanol. Pero este proceso es un desperdicio: alrededor de un tercio del carbono en los azúcares nunca llega al combustible. En cambio, se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. ZeaChem reemplaza la levadura con un tipo de bacteria llamada Moorella termoacética , que se puede encontrar en varios lugares de la naturaleza, incluidas las tripas de las termitas y los rumiantes de las vacas, donde ayuda a descomponer la hierba. En lugar de producir etanol y dióxido de carbono, las bacterias convierten los azúcares en un componente del vinagre llamado ácido acético, un proceso que no libera dióxido de carbono.
Para convertir el ácido acético en etanol, ZeaChem recurre a la química. Primero, los investigadores de la compañía convierten el ácido en un solvente común llamado acetato de etilo, algo que los químicos saben hacer desde hace mucho tiempo. El paso final, hacer etanol, requiere agregar energía al sistema en forma de hidrógeno. Para obtener el hidrógeno, ZeaChem utiliza material sobrante del proceso que convierte la biomasa en azúcares. Este material, llamado lignina, se puede convertir en una mezcla de gases rica en hidrógeno calentándola en las condiciones adecuadas, un proceso llamado gasificación. El hidrógeno se combina con acetato de etilo para producir etanol. Los gases restantes en la mezcla se retroalimentan al proceso para proporcionar la energía necesaria para la gasificación, haciendo uso de material que de otra manera se habría desperdiciado y eliminando la necesidad de usar combustibles fósiles. Hasta ahora, la empresa ha mostrado un rendimiento más del 40 por ciento mejor en comparación con los enfoques convencionales, y está trabajando para lograr una mejora teóricamente posible del 50 por ciento.
Es un proceso muy innovador, dice James McMillan , científico investigador y gerente de grupo del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, en Golden, CO. Dice que es importante obtener la mayor cantidad posible de etanol de la materia prima, ya que el costo final del etanol depende en gran medida del costo de la materia prima. Aunque el proceso de ZeaChem es más complicado que los métodos que se usan ahora, y construir plantas de etanol que lo usen costará más, McMillan dice que el rendimiento mejorado podría compensar estos costos incrementados.