¿Para cuándo los biocarburantes de 2ª generación?

La obligación de aumentar el uso de biocarburantes en las gasolineras españolas ya es una realidad. Sin embargo, el biodiésel y el bioetanol que se producen en la actualidad no dejan de tener sus claros y oscuros. Por eso hay muchas esperanzas puestas en la llegada de los biocombustibles de segunda generación. Hemos hablado con diferentes expertos que nos han dado su visión de futuro.

David Gilbert / Hector García

Jennifer Gin y Héctor Garcíaa, del JBI, estudian la forma de producir biocombustibles de segunda generación a partir del estudio de las bacterias que tienen las termitas en su estómago.

La importancia de los biocarburantes de segunda generación (2G) radica en su producción y su rendimiento. Los biocombustibles actuales utilizan sólo las partes de la planta más ricas en aceites o azúcares (estos son los granos y las semillas). Por el contrario, los biocombustibles que llegaran en unos años van a aprovechar toda la planta (desde los tallos hasta las hojas) y además van a utilizar otras materias primas (como residuos forestales, basura doméstica, glicerina o algas) que no compitan con la alimentación.

Bioetanol de Segunda Generación

Para la producción de bioetanol necesitamos fermentar azúcares y hoy día se obtienen principalmente de los cultivos de cereales, remolacha, caña de azúcar... Ahora, diferentes estudios de todo el mundo intentan dar con la clave para extraer los azúcares de residuos forestales como paja o madera.

— Aprendamos de las termitas

Una interesante iniciativa se centra en averiguar cómo las termitas son capaces de romper la estructura de la planta (la lignocelulosa). Estos diminutos insectos que se alimentan de madera descomponen en su sistema digestivo la celulosa para obtener los azúcares que necesita para sus funciones vitales.

"La mejor forma de averiguar cómo descomponer la materia de las plantas es ver cómo lo hace la naturaleza", explica Héctor García Martín, científico del 'Joint Bioenergy Institute' (JBEI). "Las termitas tienen en su estómago unas bacterias capaces de degradar la madera y obtener azúcares. La idea es estudiar las enzimas de estas bacterias e identificar su código genético para después introducir esa información en las bacterias de laboratorio y llevarlo, con el tiempo, a un proceso industrial que convierta los azúcares resultantes en biocombustibles", explica García.

Este investigador español afincado en Berkeley resalta que hay en marcha otras investigaciones que analizan otros sistemas, además de las termitas, capaces de degradar la lignocelulosa como son el suelo de bosques tropicales, el estómago de las vacas o el aparato digestivo de algunas aves exóticas del Amazonas. El Gobierno de Estados Unidos está invirtiendo grandes cantidades de dinero en estas líneas de investigación: en Berkeley, el departamento de Energía del gobierno estadounidense (DOE) ha financiado con 125 millones el JBEI durante los próximos cinco años, mientras que otros centros similares han sido financiados en Wisconsin y Tennesse. La inversión privada también es importante: en el mismo Berkeley, BP ha destinado 500 millones de dólares durante diez años para crear el 'Energy Biosciences Institute' (EBI) dedicado a la bioenergía. Otras empresas estadounidenses que trabajan en biocombustibles de segunda generación son: Verenium, Amyris y LS9.

"La producción a escala industrial de estos procesos puede estar más cerca de lo que la gente cree, aunque no me atrevo a dar una predicción real", opina Michael E. Scharf, profesor de la Universidad de Florida y uno de los autores de un estudio publicado de forma reciente en 'Biofuels, Bioproducts & Biorefining' (en pdf), que analiza los sistemas digestivos de tres tipos diferentes de termitas.

Sí se moja un poco más Josep Castells, consejero delegado del Institut Universitari de Ciéncia i Tecnología (IUCT): "Los avances en este campo son muy rápidos. Quizás en dos o tres años ya encontremos plantas rentables de bioetanol de segunda generación en funcionamiento".

"La mayor desventaja hoy en todo esto son los precios, no son nada competitivos. Aun así, me atrevería a decir que los primeros biocombustibles de segunda generación serán una realidad en los próximos dos o tres años. Para entonces existirán plantas en Europa, en Japón y EEUU. Ya se conoce muy bien la química de estos procesos, ahora lo que hace falta es voluntad y recursos para poner en marcha plantas que generen riqueza", piensa José María G. Fierro, investigador del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC.

Thokrates

— Residuos cítricos

El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de Valencia (CIEMAT) está estudiando la manera de convertir la cáscara y la pulpa de las naranjas en biocarburante. El proceso consiste en transformar los azúcares que contiene el residuo de los cítricos en bioetanol mediante la fermentación con levaduras. Según Mercedes Ballesteros, responsable del departamento de Energía (Unidad de biomasa) del CIEMAT, "se trata de un proceso similar a la fabricación del vino o la cerveza. La complejidad de este residuo está en que la piel de las naranjas contiene una sustancia (un terpeno) llamado limoneno que, a las concentraciones en las que se encuentra en la piel inhibe la acción de las levaduras. En el proceso que estamos desarrollando antes de la fermentación hay una etapa para reducir la concentración de limoneno".

"En el año 2008 hemos realizado el estudio a nivel de laboratorio. Como los resultados han sido prometedores en 2009 vamos a verificar el proyecto en la planta piloto que tenemos en la Alcudia (Valencia) y después estaremos, si lo resultados son buenos, en condiciones de llevarlo a la escala comercial", opina Ballesteros.

Biediésel de Segunda Generación

A diferencia del bioetanol que necesita azúcares para su producción, el biodiésel necesita aceites de origen vegetal, que hoy se obtienen de semillas de colza, girasol, palma.... Las investigaciones en este campo buscan obtener ese mismo aceite de otras materias primas alternativas, como son la glicerina, las algas o la basura doméstica (orgánica). El biodiésel obtenido de una de estas fuentes sería un producto de segunda generación.

— La reutilización de glicerina

Hoy ya podemos hablar de la existencia de un biodiésel de segunda generación creado a partir de un residuo industrial: la glicerina. Se trata del IUCT-50 y ha sido desarrollado por un centro de investigación español, el Institut Universitari de Ciéncia i Tecnología (IUCT) de Cataluña. La glicerina residual se obtiene en el proceso de fabricación del biodiésel (de primera generación) y de la industria oleoquímica. "La creciente producción de biodiésel es previsible que genere 360.000 toneladas de glicerina en 2009 y 800.000 toneladas en 2010 en toda Europa. De esta cantidad, sólo el 5% podría ser utilizado por sectores como el farmaceútico (para los medicamentos) o el agroalimentario (para la alimentación del ganado), es decir, no podemos dar salida comercial a todo lo que se produce", explica Josep Castells, consejero delegado de este instituto, quién incide en la idea de que la glicerina es un residuo industrial. "Al reutilizar este desecho estamos optimizando el uso de la materia prima agrícola y amortizando las plantas ya existentes de biodiésel", añade.

Para Castells, esta técnica de producir biodiésel de 2G podría implantarse a escala industrial de una forma fácil e inmediata: de 9 a 15 meses contando con las inversiones necesarias. Sin embargo, este método genera algunas dudas. Para Héctor García, el investigador de Berkeley que trabaja con las termitas, "llamar a lo que se saca de la glicerina obtenida de la producción de biodiésel biocombustibles de segunda generación es un poco excesivo; en cualquier caso no es una solución escalable puesto que depende de un proceso de primera generación. A pesar de todo, es una aportación valiosa a los esfuerzos por reducir el consumo de combustibles fósiles".

— Basura doméstica

Otra de las opciones que existen para producir biodiésel de segunda generación es utilizar como materia prima la basura orgánica. El proceso es 'sencillo': "bacterias y levaduras se alimentan de la basura produciendo unos ácidos grasos que vamos a utilizar para la fabricación de un combustible líquido apto para la automoción". Así lo detalla un investigador que ya tiene una patente en este campo con el nombre de ECOFA, Francisco Angulo, quien señala que este proceso no tiene ningún aporte energético externo como ocurre con otros, como la gasificación de la biomasa. Para Angulo, esta forma de obtener biodiésel también se presenta como una solución al exceso de basuras y es fácilmente extensible a otro tipo de residuos como los despojos ganaderos o agrarios. "Ahora la investigación se centra en encontrar los microorganismos más eficientes para cada tipo de residuo", añade.

Angulo cree que todavía queda un largo proceso para llevar esta técnica a gran escala. "Si todo sigue al ritmo actual, puede que en unos tres años y medio podamos ver este método a nivel industrial". Angulo sabe que en este tipo de tecnologías el dinero es dinero es básico para reducir este tiempo, "podríamos verlo en un año y medio con las inversiones necesarias".

Bio Fuel System

— Los cultivos de algas

Extraer el aceite de las algas. Para el científico del CSIC,José María Fierro, "el rendimiento en producción de biodiésel con algas es unas 300 veces superior al que se alcanza con soja y unas 25 veces al que se consigue con palma y es que algunos tipos de algas acumulan en su organismo hasta un 30-35% de lípidos". Además, "las algas tienen un crecimiento rápido y son fáciles de cultivar de forma intensiva en tanques en lugar de hacerlo en el mar", asegura Fierro.

Para este investigador, la tecnología de extracción del biocombustible a partir de algas es relativamente simple: incluye una primera etapa de prensado con la que se extrae el 70% del aceite y una segunda en la que con un disolvente orgánico se alcanza hasta el 99%". En España, la compañía alicantina Biofuel Systems (BFS) tiene en marcha una planta piloto en Campelló donde explota el uso energético de las microalgas.

Magalí García, portavoz de 'Biofuel System', asegura que la producción de biodiésel a partir de algas será una realidad a escala industrial el próximo año. La empresa prevé poner en funcionamiento una planta industrial en San Vicente (Alicante) y ya tienen acuerdos con otros países como Japón o las islas Madeira para la extensión de plantas. "Lo más difícil de todo esto es obtener la financiación adecuada para instalar plantas y encontrar los canales de distribución para que el ciudadano pueda contar con este biocombustible en las gasolineras".