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¿Despegará el etanol celulósico?
El etanol celulósico, un combustible producido a partir de tallos y tallos de plantas (en lugar de solo azúcares y almidones, como el etanol de maíz), está comenzando a echar raíces en los Estados Unidos. Este mes, Celunol, con sede en Cambridge, MA, inició la construcción de una planta de etanol en Luisiana que podrá producir 1,4 millones de galones de combustible cada año a partir de 2008. Otras empresas también están avanzando con planes para construir plantas.
Alcohol fuel: Celunol, con sede en Cambridge, MA, prueba su proceso de etanol celulósico en esta planta a escala piloto, que convierte biomasa como la hierba varilla en etanol. La biomasa se almacena y manipula en el edificio de la derecha. Desde allí, se alimenta a los cuatro tanques negros en el centro, que contienen enzimas para descomponer la celulosa y otros carbohidratos complejos para formar azúcares simples que se pueden fermentar en el tanque de cerveza que se encuentra debajo. Allí, el líquido producido tiene la misma concentración de alcohol que la cerveza. A continuación, la cerveza se destila en la columna alta a la izquierda del centro antes de almacenarse en los tanques de etanol de la izquierda. Celunol inició la construcción de una planta de etanol celulósico mucho más grande este mes.
Pero los expertos de la industria y los grupos ambientales dicen que sin garantías de préstamos y otros incentivos, la industria naciente no saldrá de la fase de demostración actual para producir cantidades de etanol a escala comercial. Y sin eso, puede ser imposible cumplir con el ambicioso objetivo del presidente Bush de producir 35 mil millones de galones de combustibles renovables al año para 2017.
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Vea una presentación de diapositivas del proceso de Celunol.
El etanol celulósico es atractivo porque la materia prima, que incluye paja de trigo, rastrojo de maíz, pasto y astillas de madera, es barata y abundante. Convertirlo en etanol requiere menos combustible fósil, por lo que puede tener un efecto mayor que el etanol de maíz en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, un acre de pastos u otros cultivos cultivados específicamente para producir etanol podría producir más de dos veces la cantidad de galones de etanol que un acre de maíz, en parte porque se puede usar toda la planta en lugar de solo el grano. Esa es una buena noticia porque muchos expertos estiman que los productores de etanol de maíz se quedarán sin tierra, en parte debido a la demanda competitiva de alimentos a base de maíz, lo que limita la producción total a unos 15 mil millones de galones de combustible. (Las plantas de maíz y etanol, existentes y planificadas, combinadas, tienen una capacidad de aproximadamente 11 mil millones de galones). La mayor productividad de las fuentes celulósicas debería permitirles producir hasta 150 mil millones de galones de etanol para 2050, según un informe del Consejo de Defensa de los Recursos Nacionales (NRDC). Eso es el equivalente a más de dos tercios del consumo actual de gasolina en los Estados Unidos.
Pero llevará algún tiempo alcanzar estos niveles de producción. Incluso producir suficiente etanol celulósico para cumplir con la meta de 35 mil millones de galones del presidente será difícil. Eso requerirá que aproximadamente 15 mil millones de galones provengan de fuentes que no sean granos de maíz, como el etanol celulósico (alrededor de 5 mil millones de galones podrían provenir de biodiesel extraído de aceites en cultivos como la soja). Y llegar a los 15 mil millones de galones para 2017 será un desafío. Actualmente, según la lista de productores de la industria del etanol en los Estados Unidos, nada del etanol proviene de biomasa celulósica.
Las empresas de etanol celulósico tienen la esperanza de poder alcanzar este objetivo. Colin South, presidente de Mascoma Corporation, también con sede en Cambridge, dice que si todo va bien, el etanol celulósico podría suministrar la mitad de la meta de 35 mil millones de galones para 2017. Pero hasta ahora Mascoma solo ha anunciado planes para construir una instalación de demostración. con una capacidad de aproximadamente medio millón de galones de combustible por año. Esa instalación debería estar lista en 18 meses, dice South. Pero como es el caso de la nueva planta de Celunol, el propósito principal de la instalación sería demostrar que la tecnología de la empresa puede funcionar a gran escala; no siempre funcionará a plena capacidad, ya que el sistema se utiliza para probar nuevas tecnologías de ahorro de costes.
Otras empresas están planeando construir plantas, pero también son relativamente pequeñas. Range Fuels (antes Kergy), con sede en Broomfield, CO, planea comenzar la construcción este año en una planta de 10 millones de galones por año en Georgia, dice el CEO Mitch Mandich. Una gran empresa de etanol en grano de maíz, Abengoa Bioenergy, de St. Louis, está construyendo una planta de etanol de biomasa de 1,3 millones de galones en España. Pero incluso en conjunto, estas plantas proporcionarán solo una pequeña fracción del objetivo de 15 mil millones de galones.
Ese es un gran objetivo, dice John Howe, vicepresidente de asuntos públicos de Celunol. Eso está mucho más allá de lo que puede hacer una sola empresa o un gran número de empresas. Se necesitará un esfuerzo nacional masivo para acercarse a ese objetivo.
Por esfuerzo nacional, en parte se refiere a dinero para garantías de préstamos que alentarán a los financieros a financiar la construcción de grandes plantas a escala comercial. Los ejecutivos de la empresa y los defensores del etanol celulósico coinciden en la necesidad de dicha ayuda gubernamental. Iogen Corporation, en Ottawa, Canadá, es un ejemplo de ello. La empresa produce etanol celulósico desde 2004 y ya cuenta con una planta de demostración de casi 700.000 galones por año. Pero los planes de Iogen para una planta a escala comercial de 20 millones de galones ahora están en suspenso mientras la compañía espera que se apruebe la legislación en Canadá, Estados Unidos o Alemania que proporcionará los incentivos financieros que Iogen necesita para construir una operación tan grande.
Sin embargo, el financiamiento puede no ser el único obstáculo: incluso si se pueden construir plantas comerciales, el proceso puede resultar demasiado costoso para competir con el etanol de maíz, por lo que puede ser necesario más trabajo en el laboratorio. (Consulte Rediseño de la vida útil para producir etanol).
De hecho, los investigadores de las empresas de etanol celulósico, los laboratorios nacionales y los laboratorios académicos se dedican a continuar con la I + D tanto en la conversión de biomasa en etanol como en el cultivo de cepas de biomasa más productivas. En este momento, la conversión es un proceso de varias etapas costoso y que requiere mucha agua. Algunos grupos esperan diseñar genéticamente un solo organismo para descomponer la celulosa en azúcares más simples y fermentar alcoholes, simplificando así el proceso. Otros están trabajando para mejorar los métodos para convertir la biomasa en etanol utilizando calor y catalizadores, el método que utiliza Range Fuels. Y empresas como Celunol están investigando mejores cultivos, como los antepasados de la caña de azúcar actual, que pueden producir más etanol por acre.
Algunos investigadores incluso han renunciado a la idea del etanol celulósico y han recurrido a fuentes como las algas para obtener biocombustibles. (Véase Combustibles a base de algas a punto de florecer). Pero Nathanael Greene, especialista en política energética del NRDC, sigue siendo optimista. Aunque cree que es poco probable que las plantas de etanol celulósico produzcan más de unos pocos miles de millones de galones de combustible para 2017, eso nos colocaría en la posición en la que la industria celulósica está realmente lista para comenzar a crecer exponencialmente, dice. Una vez que superemos esa primera joroba, creo que la industria celulósica crecerá con bastante rapidez y tendrá un potencial de crecimiento a largo plazo mucho mayor [que el etanol de maíz].
Greene cita el ejemplo de la industria de maíz y etanol de rápido crecimiento. Se necesitaron 10 años para obtener los primeros mil millones de galones y 10 años para obtener los segundos mil millones, dice. Y ahora estamos listos para pasar de 6 a aproximadamente 12 mil millones en 18 meses.