Cada vez hay más interés en encontrar una fuente alternativa al petróleo para conseguir hidrocarburos que puedan ser utilizados como combustibles. Las mayores esperanzas están puestas en las capacidades de los microorganismos. Estos pequeños seres son capaces de realizar auténticas proezas metabólicas; sin embargo, no es tan sencillo poner a punto un proceso industrial de producción de biocombustibles basado en microorganismos.

Probablemente el biocombustible más famoso sea el etanol. La fermentación alcohólica es conocida desde tiempos muy remotos. Tomemos mosto, añadamos levadura y al poco tiempo habremos obtenido vino con un 12% de alcohol. Si este vino lo destilamos, conseguimos aguardiente con un 45% de alcohol. Y si seguimos destilando podemos llegar a conseguir etanol prácticamente puro. Etanol que puede ser añadido a la gasolina, o que incluso puede ser usado directamente como combustible en motores diseñados ex profeso para ello. Además, la fermentación alcohólica puede realizarse con otro tipo de sustratos, como por ejemplo malta proveniente de cereales.

Sin embargo, el proceso de producción de etanol no tiene muy buena prensa. Como sustrato para la fermentación se utilizan plantas que han sido cultivadas en una superficie agrícola. Así que, de manera simplista, son muchos los que piensan que, en lugar de tener tierras para producir alimentos para el tercer mundo, lo que se busca son terrenos para producir combustibles con los que mover los coches del primer mundo.

 

Por eso se están investigando otras formas de producir los biocombustibles que no impliquen la utilización de cultivos agrícolas. Son los llamados biocombustibles de segunda generación. Una de las alternativas es la utilización de algas microscópicas. La idea es la siguiente. Las microalgas son fotosintéticas. Es decir, para crecer sólo necesitan luz, agua y dióxido de carbono (el famoso CO₂). Gracias a la energía de la luz pueden transformar el CO₂ en aceites y en alcoholes pesados como el butanol. Lo siguiente que tenemos que hacer es romperlas, extraer los aceites y los alcoholes, y tras procesarlos conseguir biodiésel y biogasolinas.

¿A que suena muy bonito? Supongo que el lector ya estará esperando el “pero”. Y lo malo es que hay unos cuantos. Uno de ellos es que no es tan fácil romper las microalgas y extraer dichos aceites y alcoholes pesados. Otro es que el rendimiento real no es tan elevado como el rendimiento ideal. Sin embargo, no por ello hay que desanimarse. Los problemas sólo pueden solucionarse si primero los identificamos y seguidamente pensamos en cómo resolverlos. Y la mejor forma de resolverlos es mediante la investigación científica. Aunque aquí nos encontramos el principal “pero”. Se necesita mucho dinero para que haya laboratorios e investigadores trabajando en el problema. Dinero que se verá amortizado en el futuro cuando se desarrolle el proceso a escala industrial, aunque ahora parezca que va a fondo perdido.

El caso es que la comisión europea ha decidido financiar una serie de proyectos para que hagan el salto de la poyata de laboratorio a la planta piloto industrial. La financiación está dentro del marco estratégico que considera que para el año 2020 el 20% de la energía producida en Europa provenga de fuentes de energía renovables. En dos de dichos proyectos  hay involucradas empresas españolas.

Uno de ellos es el llamado proyecto All-GAS, desarrollado por Aqualia, una empresa perteneciente a la constructora FCC. En este caso concreto se van a aprovechar los efluentes de una estación depuradora como medio de crecimiento de las microalgas. Es decir, se utilizará un residuo que nadie quiere para producir biocombustible.

El lugar elegido para desarrollar el proyecto será la estación depuradora de El Torno, en la localidad de Chiclana de la Frontera, en Cádiz. Los efluentes de la depuradora se utilizarán en una serie de balsas de cultivo donde crecerán las microalgas. Al ser microorganismos fotosintéticos, necesitan luz para su crecimiento, y sol es precisamente algo de lo que Cádiz anda sobrado. El proyecto se desarrollará a lo largo de cinco años. La primera fase se desarrollará durante los dos primeros años y será la construcción del prototipo y la puesta a punto del proceso. Los tres años siguientes comprenderán la segunda fase, que se dedicará a la construcción y operación de una planta piloto.

Se prevé que la extensión que utilizar por las balsas de cultivo de microalgas sea de unas diez hectáreas, y que la cantidad de microalgas crecidas será capaz de producir el biodiésel necesario para 400 turismos durante un año. ¿Eso es mucho o poco? Hagamos unos pocos números. Una hectárea es algo más grande que un campo de fútbol. Así que 400 coches requerirían 10 campos de fútbol más o menos. Puede que pensemos que es mucha superficie, pero no lo es.

En España hay cerca de unos 28 millones de vehículos de todo tipo. De ellos, unos 22 millones son turismos. Y de éstos, el 70% son de motor diésel. Eso significa que alrededor de 15 millones de turismos podrían utilizar ese biodiésel. ¿Cuánta superficie requerirían para funcionar durante un año? Pues haciendo los cálculos, unas 375.000 hectáreas. Esa superficie es algo más grande de la que actualmente se utiliza en toda España para cultivar cítricos, que son unas 300.000 hectáreas. Pero es bastante inferior a la que se usa para el cultivo de uva, que está cercano al millón de hectáreas, o al cultivo de aceituna, que se acerca a los dos millones de hectáreas.

El otro gran proyecto financiado por la Unión Europea es el denominado BIOFAT, por el inglés Biofuel from Algae Technologies.  En este proyecto se engloban nueve socios de siete países, siendo el coordinador principal la empresa Abengoa. Además de etanol y biodiésel, también se pretende producir otros bioproductos de interés a gran escala, minimizando el impacto medioambiental.

La primera parte del proceso se centrará en la selección y mejora de cepas de microalgas capaces de obtener altos rendimientos en la producción de almidón y en la acumulación de lípidos, ya que ambos productos del metabolismo son, respectivamente, la base posterior de los procesos de producción del etanol y del biodiésel.

Una vez seleccionadas las cepas de microalgas adecuadas, se continuará con la optimización de los medios de cultivo, de la identificación de las variables que influyen en el crecimiento de esas microalgas y en el diseño de los fotobiorreactores necesarios para el proceso industrial. Para ello se construirá una planta piloto que requerirá una hectárea de superficie. Es en estos aspectos donde reside la principal diferencia con el proyecto All-GAS, ya que en lugar de efluentes de una depuradora,  se van a utilizar medios diseñados para que crezcan las microalgas de manera óptima en fotobiorreactores, y eso es bastante más caro.

¿Dónde intentará reducir costes el proyecto BIOFAT? Pues principalmente en que el rendimiento de las microalgas sea mucho mayor y en el diseño de la tecnología y la automatización del procesamiento de las microalgas. Éste es un paso crítico, pues los llamados procesos postfermentativos, dedicados a extraer, purificar y procesar el almidón y los lípidos para producir los biocombustibles, son bastante caros. Un buen diseño de lo que podría definirse como una “refinería de algas” permitiría que la producción de biocombustibles a partir de las microalgas fuera económicamente atractiva y viable.

Finalmente, se construirá una pequeña planta industrial con una superficie de unas 10 hectáreas, que producirá unas 900 toneladas de algas por año. Unos rendimientos semejantes a los del proyecto All-GAS. En esta etapa se determinará definitivamente si la producción de biocombustibles será competitiva con respecto a los combustibles derivados del petróleo, ya que se evaluarán tres aspectos primordiales: eficiencia energética, viabilidad económica y sostenibilidad medioambiental. Se calcula que el tiempo total de desarrollo del proyecto BIOFAT será de unos cuatro años.

Esperemos que ambos tengan éxito.

 

 

Referencias:

European Biofuels Platform: http://www.biofuelstp.eu/algae.html

FUEL Magazine 2011. http://www.biofatproject.eu/resources/pdf/FUEL_36-41_AlgaeBiofuel.pdf

Ingenieros es: http://www.ingenieros.es/noticias/ver/-proyecto-all-gas-aguas-residuales-microalgas-y-productos-energeticos/2165

Fuente de las imágenes:

Figura 1: http://newsbusters.org/blogs/noel-sheppard/2009/10/24/biofuel-production-increases-greenhouse-gases-atmosphere

Figura 2: Salt Lake Tribune

Figura 3: http://www.begreentolive.com/algae/production-of-biodiesel-from-algae-at-home/attachment/algae-biodiesel/

Figura 4: Solix Biofuels.         http://www.dailytech.com/Military+Biofuel+Costs+Slashed+Thanks+to+Massive+Navy+Purchase/article23454.htm