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En una encrucijada, los biocombustibles buscan un nuevo camino a seguir
Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y de la Universidad de California en Berkeley, en un intento de trazar un camino a seguir para la asediada industria de los biocombustibles, ha ideado lo que describen como un método novedoso para producir combustible renovable para aviones . Usando caña de azúcar y los residuos de caña de azúcar llamados bagazo, el nuevo proceso (descrito en un artículo en la última edición de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ) podría permitir que las refinerías ecológicas produzcan una gama de productos, incluidos el combustible de aviación de base biológica y los aceites base para lubricantes de automóviles.
Los productores de biofoels necesitan nuevas tecnologías para convertir la caña de azúcar en productos comercialmente viables.
La investigación aparece en un momento en que los biocombustibles han llegado a una encrucijada. La reducción de la financiación del gobierno, el desencanto de los inversores, los bajos precios del petróleo y la preocupación por la pérdida de tierras de cultivo de alimentos para cultivar maíz y caña de azúcar para biomasa se han combinado para paralizar la industria. Aunque la producción de combustibles renovables en los Estados Unidos se duplicó entre 2007 y 2013, el uso de biocombustibles como porcentaje del combustible total para el transporte apenas se ha movido. Y aunque la mayoría de las principales aerolíneas tienen programas de biocombustibles en alguna etapa, la aviación, que necesita combustible libre de oxígeno y de alta densidad energética, ha demostrado ser un campo especialmente difícil de penetrar.
Como resultado, el futuro del Estándar de Combustible Renovable, publicado en 2005 y ampliado bajo la Ley de Seguridad e Independencia Energética (EISA) de 2007, ha sido cuestionado.
Los biocombustibles actuales de primera generación utilizan principalmente cultivos alimentarios como materia prima y son costosos o tienen mejoras modestas [de gases de efecto invernadero] sobre los combustibles derivados del petróleo, concluyó. un informe publicado en abril por el Centro de Columbia sobre Política Energética Global, escrito por James Stock, profesor de economía política en la Escuela Kennedy de Harvard y ex miembro del Consejo de Asesores Económicos del Presidente. El desarrollo y la comercialización de biocombustibles de segunda generación bajos en gases de efecto invernadero, fundamentales para el éxito final del programa, no ha alcanzado los objetivos muy ambiciosos establecidos en la EISA.
Para alcanzar esos objetivos y rejuvenecer la industria de los biocombustibles, los investigadores están reexaminando la ciencia de obtener combustible de la biomasa, buscando técnicas más eficientes que utilicen cultivos no alimentarios, cultivados en tierras marginales y subproductos de desecho como el bagazo. Una barrera importante es el pretratamiento: romper las paredes celulares para liberar azúcar, que luego se puede fermentar y convertir en combustible.
El estudio de Berkeley, llevado a cabo en el marco de una asociación de investigación público-privada denominada Instituto de Biociencias Energéticas (EBI), se centra en las cetonas, compuestos orgánicos derivados de la biomasa que se pueden mejorar y tratar para producir compuestos densos en energía adecuados para la producción de combustibles para aviones o aceites base para lubricantes automotrices. Alexis Bell, uno de los autores principales del artículo, lo describe como el primer proceso para crear biocombustibles que pueden impulsar motores a reacción existentes sin modificaciones. Diseñado para la producción de caña de azúcar en Brasil, el proceso se puede adaptar para utilizar cultivos cultivados en tierras marginales (reservando así tierras más productivas para cultivos alimentarios) y para utilizar bagazo. Con modificaciones menores, también se puede adaptar para producir diesel renovable, si las futuras regulaciones brindan apoyo para lo mismo, dice Amit Gokhale, otro de los autores principales.
Las biorrefinerías de caña de azúcar producen hoy etanol, azúcar y electricidad, comenta Gokhale. Ampliar la lista de productos para incluir combustibles de aviación, aceites base lubricantes y biodiésel podría permitir a los operadores gestionar mejor sus riesgos de mercado/precio.
Ese es un objetivo loable, pero la implementación de nuevas técnicas a escala comercial sigue siendo un desafío importante, como reconocen los investigadores de Berkeley. Es probable que los precios de los biocombustibles se mantengan más altos que los de los combustibles fósiles en el futuro previsible, dice Bell. Reducir esos precios requerirá avanzar más en la cadena de producción y encontrar microbios nuevos y más poderosos que puedan optimizar el proceso de convertir la biomasa en combustible. Michelle O'Malley, quien encabeza un grupo de investigación en biotecnología de la Universidad de California, Santa Bárbara , está trabajando en la combinación de microbios recolectados en la naturaleza, principalmente en intestinos de animales, en comunidades diseñadas que pueden convertir la biomasa directamente en combustible, saltándose el paso de pretratamiento para ahorrar tiempo y costos.
Estamos tratando de construir asociaciones sintéticas para hacer cosas que ninguno de los microbios individuales podría hacer por sí solo, dice O'Malley. La idea es consolidar todo el proceso, desde la biomasa cruda hasta los productos de valor agregado. Eso es realmente lo que ha prohibido la producción económica de biocombustibles hasta la fecha.
El resultado, dice, sería un escenario que cambiaría el juego.
Cambiar el juego de los biocombustibles probablemente lleve años, ya que los etanoles de primera generación dan paso a biocombustibles avanzados producidos por procesos más eficientes que utilizan agentes microbianos y catalizadores más potentes. Realmente se trata de tener la paciencia y la persistencia para hacer frente a una nueva industria, dice Jonathan Male, quien dirige la Oficina de Tecnologías de Bioenergía del Departamento de Energía de EE. UU. . Cuando comienza a escalar, los niveles de complejidad aumentan drásticamente, al igual que los riesgos.