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Cultivo de biocombustibles
Los biocombustibles producidos a partir de materias primas vegetales y animales están creciendo un 10 por ciento al año. Sin embargo, si los biocombustibles van a suministrar más de un pequeño porcentaje de los combustibles para el transporte, la tecnología necesitará métodos de producción nuevos y más eficientes. La señal más reciente de tal inversión en nuevos métodos de producción es la asociación de Royal Dutch Shell con el innovador alemán de biodiésel Choren Industries.
La tecnología de Choren aborda una limitación clave de los biocombustibles actuales: la mayoría comienza como materias primas como el jarabe de maíz o el aceite vegetal, que ya tienen demanda como alimentos. Por tanto, la competencia por estas materias primas eleva el precio de los biocombustibles convencionales y, en última instancia, incluso limita sus volúmenes de producción. Un estudio encargado recientemente por el gobierno canadiense, por ejemplo, concluyó que desviar la mitad de las fuertes exportaciones de canola de ese país a la producción nacional de biodiésel produciría solo suficiente biodiésel para satisfacer el 2,7 por ciento de la demanda actual de diésel en Canadá.
Choren y otros innovadores de biocombustibles como el desarrollador canadiense de etanol Iogen (también asociado con Shell) trabajan en cambio con biomasa (restos orgánicos como el aserrín) que son tan abundantes como baratos. El mismo estudio canadiense, por ejemplo, reveló que el biodiésel producido a partir de sólo el 10 por ciento de los desechos agrícolas del país satisfaría el 16.7 por ciento de su apetito por el diésel.
Choren descompone la biomasa en una mezcla gaseosa de monóxido de carbono e hidrógeno, luego usa catalizadores para reensamblar este gas de síntesis, o gas de síntesis, en combustible diesel. Históricamente, la Alemania nazi desarrolló este proceso llamado Fischer-Tropsch para producir combustibles sintéticos a partir del carbón. Shell lo usa para producir diesel a partir de gas natural.
Sin embargo, en comparación con el carbón y el gas natural, la biomasa constituye una materia prima problemática. Eso se debe a que contiene muchas moléculas grandes y complejas, y el mismo equipo que descompone fácilmente el carbono mineralizado en los estranguladores de carbón en los hidrocarburos similares al alquitrán en la biomasa.
Según Matthias Rudloff, jefe de desarrollo comercial de Choren, el resultado es un gas de síntesis impuro que no es apto para su procesamiento. El alquitrán se pega por todas partes, en todos los intercambiadores de calor. Los tubos se obstruyen en unas pocas horas, dice Rudloff.
Pero el fundador de Choren, Bodo Wolf, convirtió el alquitrán en una ventaja. Wolf proviene del antiguo instituto de investigación de combustión de Alemania Oriental, donde ayudó a desarrollar equipos para convertir el carbón en productos químicos, combustibles para motores y electricidad. Descubrió que el tipo de procesos de alta temperatura favorecidos en Alemania Oriental eran adecuados para abordar la biomasa. Sin embargo, su innovación clave fue agregar un paso de procesamiento en la parte delantera.
Primero, el proceso de Choren calienta la biomasa a 500 C, lo que hace que los alquitranes se conviertan en gas. El carbón que queda como carbón se muele en un polvo y se sopla en una cámara de alta temperatura, junto con el alquitrán gaseoso. Las reacciones químicas resultantes y temperaturas tan altas como 1600 C descomponen los alquitranes y simultáneamente convierten el carbón carbonizado en gas de síntesis lo suficientemente puro para la química de Fischer-Tropsch.
Steve Brown, gerente comercial de Shell para biocombustibles con sede en Londres, dice que el resultado es un combustible de producción nacional que supera tanto al petróleo como al biodiesel a base de aceite vegetal. Brown dice que los estudios que toman en cuenta cada julio de energía consumida en el cultivo o bombeo de materia prima y producción de combustible muestran que el uso de biodiésel de gasificación produce entre un 85 y un 90 por ciento menos de dióxido de carbono que cambia el clima que el uso de diésel fósil, mientras que el biodiésel convencional ofrece solo una reducción del 50 por ciento.
El uso de biodiesel de Choren también genera menos hollín y smog porque el combustible no contiene nada del azufre que se encuentra en el diesel convencional y pocos hidrocarburos aromáticos, como el benceno. Los fabricantes de automóviles DaimlerChrylser y Volkswagen, que ayudaron a financiar la planta piloto de Choren, probaron sus combustibles y midieron una caída del 30-50 por ciento en el hollín del escape y hasta un 90 por ciento menos de contaminantes que forman smog, en comparación con los grados más limpios del diésel convencional.
El dinero y la experiencia de Shell están ayudando a Choren a construir la primera planta comercial de biomasa a biodiesel del mundo. A principios de 2007, la empresa espera consumir aproximadamente 67.000 toneladas de biomasa y bombear 15.000 toneladas de biodiésel al año. Si todo va bien, Choren planea construir una serie de plantas más grandes, cada una capaz de bombear 200.000 toneladas de biodiesel por año.
Sin embargo, incluso a esa escala, el biodiésel de Choren será caro. Rudloff predice que Choren producirá biodiésel a 0,70 euros el litro (unos 3,10 dólares el galón). Eso es marginalmente más que el costo del biodiesel convencional y dos o tres veces más que el diesel al por mayor en los Estados Unidos.
Sin embargo, Shell’s Brown advierte que el precio del biodiesel por litro no es toda la historia. Él dice que Shell cree que el uso de biocombustibles se duplicará en los próximos cinco años porque responde a las presiones del gobierno para reducir las emisiones de carbono y fortalecer la seguridad energética, y que estas ventajas serán finalmente recompensadas. El precio por litro podría ser más alto, dice Brown, pero podría ser muy competitivo en términos de precio por gramo de CO2 ahorrado.
Brown dice que los incentivos del gobierno ya están nivelando el campo de juego. Muchos países europeos, incluidos Alemania, Austria, Italia y España, eximen al biodiésel de sus elevados impuestos sobre el combustible. El combustible diesel se vende actualmente a 1,05 € el litro en Freiberg, de los cuales 0,65 € son impuestos. Eso deja mucho espacio para garantizar una ganancia a productores de biodiésel como Choren y Shell.
No es de extrañar, entonces, que en Alemania, líder europeo en producción y consumo de biodiésel, Shell sea ahora un importante distribuidor de biodiésel convencional. Actualmente, la empresa compra su biodiésel a proveedores independientes y luego mezcla hasta un 5 por ciento con el diésel que vende en Alemania. Sin duda, preferirían vender las suyas propias.