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El Departamento de Energía respalda una nueva forma de producir diésel a partir de tallos de maíz
Dentro de un año, una planta piloto en Indiana comenzará a convertir los tallos y hojas de las plantas de maíz en diesel y combustible para aviones. La planta utilizará un enfoque novedoso que incluye ácido y procesos tomados de la industria química y del petróleo, que sus desarrolladores esperan producir combustible a precios lo suficientemente baratos como para competir con el petróleo.
La planta, que tendrá la capacidad de procesar alrededor de 10 toneladas de biomasa por día, suficiente para alrededor de 800 galones (3,000 litros) de combustible por día, será construida por Biocombustibles de mercurio de Ferndale, Washington, con la ayuda de una subvención del Departamento de Energía de EE. UU. de hasta $ 4.3 millones.
La biomasa celulósica (tallos de maíz y otras materias como astillas de madera y pasto) son abundantes y su producción requiere menos energía y fertilizantes que el azúcar o el grano de maíz, las principales fuentes de biocombustible en la actualidad. Debido a esto, la producción de biomasa celulósica es más barata y da como resultado menos emisiones de dióxido de carbono.
Pero hasta ahora ha resultado difícil producir combustible de forma económica a partir de estas fuentes (ver Pulgadas de etanol celulósico en adelante). Un gran problema ha sido el coste de transporte de biomasa bruta. Una solución es construir pequeñas biorrefinerías que estén cerca de las materias primas necesarias, pero las instalaciones más pequeñas tienden a ser más caras por litro de combustible producido.
En el nuevo proceso de Mercurius, la biomasa se puede convertir en un químico intermedio líquido en pequeñas plantas ubicadas cerca de las fuentes. Ese líquido ocupa mucho menos volumen que la biomasa original, por lo que es más económico enviarlo a una gran instalación centralizada para convertirlo en combustible.
Mercurius usa ácidos para descomponer la celulosa y producir una sustancia química llamada clorometilfurfural; el proceso se basa en un enfoque desarrollado por Mark Mascal , profesor de química en la Universidad de California en Davis.
La conversión de celulosa en esta sustancia química hace un uso más eficiente del carbono en la celulosa que uno de los enfoques más comunes para producir combustible a partir de celulosa: convertir la celulosa en azúcar y fermentarla para producir etanol. La fermentación expulsa un tercio del carbono en forma de dióxido de carbono, dice Mascal. [Nuestro proceso] captura todo el carbono disponible en la biomasa.
El clorometilfurfural, a su vez, se puede convertir en diesel o combustible de aviación con procesos industriales similares a los que se utilizan en la industria química y en las refinerías de petróleo. Tenemos procesos que se parecen mucho a los procesos de refinación de petróleo, por lo que es escalable y potencialmente más rápido de llevar al mercado, dice el CEO. Karl Seck .
El uso de ácidos puede resultar caro, por lo que una clave del proceso es el hecho de que será fácil reciclar los ácidos utilizados. A diferencia del azúcar, el clorometilfurfural no es soluble en agua, por lo que es fácil separarlo del ácido para que el ácido pueda usarse nuevamente, dice Seck (ver Reinvención de la producción de etanol celulósico). Él dice que el proceso también será más barato que el uso de enzimas para descomponer la celulosa, un enfoque común que se está desarrollando ahora.
Otras empresas y grupos académicos están desarrollando procesos para la elaboración de biocombustibles a partir de celulosa. Muchos de estos convierten la biomasa en gases antes de convertir esos gases en combustibles. Por el contrario, el enfoque de Mercurius produce líquidos que son más baratos de manejar, lo que requiere equipos más pequeños y económicos.
La nueva tecnología se encuentra en una etapa inicial. Se ha demostrado cada parte del proceso, incluidos los pasos finales de producción de diesel y combustible para aviones que cumplen con las especificaciones para su uso en vehículos. Pero todo solo se ha hecho a pequeña escala y todo el proceso aún no se ha vinculado. Algunas otras alternativas están más avanzadas.
Kior , por ejemplo, utiliza un proceso catalítico para romper la celulosa y producir una especie de petróleo crudo que, al igual que con la tecnología Mercurius, se puede procesar en diesel y otros combustibles (ver Planta de Kior 'Biocrude', un paso hacia los biocombustibles avanzados).