Oro verde: Biomasa torrefactada para sustituir al carbón y al petróleo
Una start-up permite obtener productos químicos ecológicos a partir de madera y heno
En febrero, la empresa estonia New Standard Oil puso en marcha con éxito su primer prototipo a escala industrial de secado y torrefacción de materias primas biogénicas con vapor sobrecalentado a presión atmosférica. El proceso, energéticamente eficiente, se desarrolló en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB de Stuttgart (Alemania) y produce valiosas materias primas para las industrias química y energética: productos químicos básicos, biocarbón y agua.
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La biomasa vegetal se considera una alternativa respetuosa con el clima a las materias primas fósiles. Para su uso en materiales y productos químicos, las materias primas renovables y los flujos de materiales residuales procedentes de la agricultura y la silvicultura o de las industrias transformadoras se convierten en muchos casos mediante procesos biotecnológicos o de conversión química en sustancias químicas especiales, como azúcares o bloques de construcción de polímeros.
La empresa estonia New Standard Oil aplica un planteamiento diferente, que permite utilizar la biomasa por completo en un único proceso: Se basa en el refinamiento térmico y el fraccionamiento de residuos biogénicos como la madera y el heno para convertirlos en productos químicos "verdes" y carbón "verde" sin dejar residuos. Esto es posible gracias a un proceso desarrollado en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB de Stuttgart (Alemania), hasta escala piloto, en el que la biomasa se calienta en una atmósfera cerrada de vapor sobrecalentado sin oxígeno y así se torrefacta, es decir, se degrada termoquímicamente.
La torrefacción proporciona productos químicos y carbón ecológicos
"Hemos estado trabajando con New Standard Oil durante los últimos años y estamos deseando asociarnos con la nueva empresa estonia como licenciatario global de nuestros conocimientos técnicos en la torrefacción de valor añadido de biomasa con vapor sobrecalentado a presión atmosférica y la valorización de los productos químicos", afirma el Dr.-Ing. Antoine Dalibard de Fraunhofer IGB.
El proceso de torrefacción funciona de forma similar a la pirólisis suave y sigue a una etapa de secado en la que se evapora el agua ligada a la biomasa. "En la misma planta, a temperaturas de entre 200 y 300 grados centígrados, expulsamos entonces las sustancias volátiles de la biomasa, que proceden principalmente de la hemicelulosa, uno de los tres componentes principales de la biomasa", explica el experto en tecnología de separación térmica.
Una de las principales ventajas del proceso se deriva del diseño especial del sistema de secado por vapor sobrecalentado. "Además de agua evaporada, la fase gaseosa también contiene valiosos compuestos volátiles. Al enfriar la fase gaseosa, obtenemos un condensado que podemos separar en varias sustancias químicas de plataforma mediante procesos de separación posteriores como la destilación, la extracción o la electrodiálisis", explica Dalibard. El ingeniero ha seguido desarrollando y ampliando el proceso en el Fraunhofer IGB y también ha investigado posibles procesos posteriores para añadir valor a los productos químicos condensados.
Lo que queda como sólido es la biomasa torrefacta, que puede considerarse biocarbón. En comparación con la biomasa no tratada, su contenido en carbono y, por tanto, su poder calorífico específico aumentan considerablemente. Molido en polvo o comprimido en pellets, el carbón "verde" puede utilizarse, por ejemplo, para la combustión climáticamente neutra de centrales eléctricas y sustituir al carbón fósil o al gas.
Prototipo a gran escala para una economía de energía y carbono con cero emisiones
"Ante el repunte de los precios de la energía y una seguridad energética en mínimos históricos, hemos invertido en este proceso con el objetivo de hacer realidad un suministro local de energía limpia y neutra en carbono con nuestra tecnología 'Uniformer®', como la hemos bautizado", afirma Sven Papp, uno de los cuatro cofundadores de New Standard Oil. En febrero de 2023, la startup puso en marcha su primer prototipo a escala industrial en Paldiski (Estonia) para convertir biomasa de crecimiento rápido y diversas mezclas de biomasa de baja calidad en agua, productos químicos ecológicos y biocarbón en el proceso establecido en cascada de secado y torrefacción. La joven empresa prevé incluso utilizar el calor residual que se genere en el proceso para alimentar la red de calefacción.
"Nuestro prototipo Uniformer® puede procesar hasta 150 kilogramos de biomasa por hora y ya está produciendo productos 100% comercializables a partir de astillas de madera y heno no forrajero: biocarbón como biocombustible sólido a nivel de lignito, productos químicos renovables como metanol, furfurals y otros productos químicos, además de agua desalinizada, así como el calor del proceso", confirma Sven Papp los resultados del Fraunhofer IGB.
El biocarbón puede sustituir a los pellets de madera o al gas en la generación combinada de calor y electricidad (CHP). Una ventaja para la seguridad energética y la estabilidad de la red: La electricidad de los sistemas de cogeneración es despachable y puede generarse a demanda por la noche o durante los periodos de calma, cuando el sol y el viento no aportan lo suficiente. "Con la ayuda de este nuevo enfoque innovador, calculamos que los precios de la electricidad renovable despachable a partir de biocarbón podrían ser incluso inferiores a los de la energía eólica terrestre", prosigue Papp. Los fundadores son optimistas y mientras tanto se preparan para comercializar sus primeras plantas Uniformer® para el mercado europeo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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