Política y economía

http://www.checkbiotech.org/green_News_Biofuels.aspx?infoId=17346 [Inglés]

El Dr. William Dar, Director General del Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para las Zonas Tropicales Semiáridas (ICRISAT), describe los cultivos biocombustibles inteligentes como «aquellos que garantizan la seguridad del suministro de alimentos, contribuyen a la seguridad del suministro energético, facilitan la sostenibilidad del medio ambiente, toleran los efectos del cambio climático de escasez de agua y altas temperaturas y aumentan las opciones de sustento económico». El Dr. Dar insta a los países en desarrollo a «adaptarse a la producción de cultivos biocombustibles inteligentes para garantizar la seguridad del suministro de alimentos y del medio ambiente». En su programa «BioPower», el ICRISAT promueve el sorgo dulce como cultivo inteligente para la producción de etanol biocombustible. Algunas de las ventajas del sorgo dulce como materia prima bioenergética son su: (1) elevada producción de azúcar (en los tallos) para obtener etanol, (2) baja necesidad de agua y fertilizantes, y (3) capacidad para prosperar en suelos marginales. También se dice que el sorgo dulce tiene una «gran ventaja para los pobres» por su «triple potencial de producto»: (1) grano (para asegurar el alimento), (2) jugo (para producir etanol) y (3) bagazo (tallo machacado tras la extracción del jugo, utilizado como pienso para el ganado o materia prima para la producción de energía). Además, se dice que el etanol obtenido de sorgo dulce tiene un buen balance energético y de carbono.
 

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http://www.europabio.org/Biofuels/PressBrief/land_use_March08.pdf [Inglés]

En su ficha técnica sobre los biocombustibles y el uso del suelo, la Asociación Europea de Bioindustrias (EuropaBio) aporta cierta información sobre problemas de uso del suelo relacionados con el desarrollo de biocombustibles. el uso de materias primas biocombustibles de segunda generación (materias primas no alimentarias, como la biomasa celulósica) puede reducir la presión sobre los cultivos alimentarios y reducir también el uso de suelo; (2) es posible aumentar la producción de biocombustibles sin utilizar más suelo si se incrementa la productividad de biomasa por hectárea mejorando las prácticas agrícolas y si se aumenta la calidad de los cultivos mediante las modernas biotecnologías (para obtener cultivos con mayor tolerancia al estrés o con carbohidratos de alta fermentación para producir etanol). Esta ficha técnica también hace hincapié en la necesidad de disponer de «más datos y una metodología común para determinar cómo afectan los cambios en el uso del suelo y las prácticas agrarias al balance de GEI (gases de efecto invernadero)».

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http://www.springerlink.com/content/f85977006m871205/?p=5abf4ef459644dfa9968169864fcd09d&pi=3 [Inglés]

Un equipo de científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (US-DA) y de la Universidad de Nebraska-Lincoln ha publicado recientemente un estudio que determina el coste de producción agraria de Panicum virgatum como materia prima para la producción de etanol celulósico. El Panicum virgatum es una hierba perenne que está muy documentada como posible materia prima para la producción de etanol celulósico, por sus siguientes características: (1) baja utilización de insumos agrícolas durante el cultivo, (2) buen rendimiento energético del biocombustible producido (después de procesar la materia prima) y (3) menores emisiones de gases de efecto invernadero del biocombustible producido (en comparación con la gasolina). En un estudio anterior, el mismo equipo de científicos obtuvo una mejor estimación del rendimiento energético efectivo del Panicum virgatum, partiendo de datos de grandes plantaciones de esta hierba (información relacionada más abajo). El nuevo estudio, publicado en la revista Bioenergy Research (véase la dirección de Internet aquí indicada), también se ha realizado con datos de plantaciones comerciales de Panicum virgatum de diez contratistas agricultores, a fin de valorar los costes de producción agraria. El ámbito geográfico de estudio va desde Dakota del Norte hasta el sur de Nebraska. Los resultados cifran el coste medio de producción de 5 años en 68,56 USD por Mg (1 Mg = 1 megagramo = 1 tonelada métrica). Los investigadores llegaron a la conclusión de que «se podrían haber producido cantidades importantes [de Panicum virgatum] en la zona, a razón de 50 USD por Mg». Esto se traduciría en unos 13 céntimos por litro de etanol.

Procesos y producción

http://www.zeachem.com/Technology/tech_overview.html [Inglés]

En el bioproceso convencional de producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica (como la madera), primero se disgregan los componentes lignocelulósicos para obtener azúcares simples, que después se convierten en etanol por fermentación con levadura. La fermentación de los azúcares simples con levadura puede considerarse «ineficiente» porque parte del carbono que contienen los azúcares se convierte en dióxido de carbono, en lugar de etanol. Zeachem, una nueva empresa estadounidense, ha desarrollado un proceso de producción de etanol de madera que mejora la eficiencia de conversión del carbono en etanol. Este proceso, que utiliza una bacteria intestinal de las termitas llamada «Moorella thermoacetica», puede producir «a partir de una determinada cantidad de biomasa, un 50% más de etanol que los procesos convencionales». En este proceso, primero las bacterias convierten los azúcares de la madera pretratada en ácido acético, sin producción de dióxido de carbono. Después, a través de un serie de procesos químicos, el ácido acético se convierte en etanol. Con este proceso, no se desperdicia carbono porque no se produce dióxido de carbono. En la web de Zeachem se incluye una presentación visual de esta tecnología.

Materias primas

http://biopact.com/2008/03/new-study-shows-way-to-fourth.htm l [Inglés]

Las materias primas biocombustibles de cuarta generación, según la descripción de Biopact, son cultivos que han sido modificados o transformados no sólo para mejorar el proceso de conversión en biocombustibles, sino además para conferirles una capacidad de «captura y almacenamiento de carbono» (CAC). Estas materias primas biocombustibles suelen considerarse «de carbono negativo», lo que significa que el dióxido de carbono absorbido durante el cultivo es mayor que el emitido durante su transformación y consumo en forma de biocombustibles. Esta capacidad de captura de dióxido de carbono puede conseguirse modificando la planta (con técnicas de biología molecular) o incorporando procesos adicionales durante la fase de producción, a fin de capturar el dióxido de carbono por medios físicos o químicos. Si se hace esto último, el CO2 capturado se elimina por enterramiento en formaciones geológicas a gran profundidad («secuestro geológico») o por otros medios. Un reciente estudio realizado por investigadores de la Universidad de Essex (Reino Unido) ha aportado nuevos conocimientos a la regulación de la fijación del dióxido de carbono (la «captura de carbono») en las plantas. Los resultados de sus investigaciones se han publicado en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) (véase la dirección de Internet aquí indicada). Estos resultados pueden abrir el camino a nuevas estrategias para aumentar la cantidad de dióxido de carbono absorbido por las plantas y, con ello, aumentar la producción de alimentos o de biocombustibles.

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http://www.biofpr.com/view/MTAzNzUzL0pBLzUxL251bGw=/journalArticleDetail.html [Inglés]

El proceso de producción de etanol celulósico a partir de biomasa lignocelulósica suele constar de cuatro pasos: (1) «pretratamiento», por el que se liberan las fibras celulósicas del duro «envoltorio de lignina» de la biomasa vegetal, (2) «sacarificación», por el que se disgregan las fibras celulósicas liberadas en azúcares simples, (3) «fermentación», por el que los azúcares simples se transforman en etanol por la acción de microorganismos (normalmente levaduras), y (4) «destilación», por la que se obtiene etanol de gran pureza por separación térmica del caldo de fermentación. Un reciente informe publicado por Bin Yang y Charles Wyman en la revista «Biofuels, Bioproducts and Biorefining» señala que el pretratamiento es el proceso más caro, con un 20% del coste total. Se dice que el empleo de productos químicos «permite obtener altos rendimientos a bajo coste, lo cual es vital para el éxito económico». El informe considera que los siguientes pretratamientos químicos son «los más prometedores»: ácido diluido, dióxido de azufre, control de pH casi neutro, expansión de amoniaco, amoniaco acuoso y cal, con diferencias significativas en sus pautas de liberación de azúcares. Es necesario mejorar el conocimiento de los sistemas de pretratamiento para «reducir notablemente los costes y acelerar las aplicaciones comerciales».

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http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080320182932.htm [Inglés]

Investigadores de la Universidad del Estado de Iowa (Estados Unidos) están trabajando en un proceso catalítico termoquímico capaz de obtener etanol de biomasa vegetal. En la producción de etanol, la vía termoquímica es una alternativa a la bioquímica (fermentación). Esta investigación, financiada por una subvención del Departamento de Agricultura y Energía de Estados Unidos, está dirigida por Victor Lin, Catedrático de Química de esta Universidad. En este proceso, la biomasa vegetal (por ejemplo, tallos de maíz o gramíneas) se calienta a 900[SUP]o[SUP]F en ausencia de oxígeno («pirólisis rápida») para obtener un «bioaceite». A continuación se caliente el «bioaceite» en un gasificador a una temperatura de entre 1.100 [SUP]o[SUP]F y 1.500 [SUP]o[SUP]F para obtener «gas de síntesis» (una mezcla de monóxido de carbono, hidrógeno, dióxido de carbono y cadenas cortas de hidrocarburos). Por último, el hidrógeno y el monóxido de carbono del gas de síntesis se combinan en un reactor que contiene un catalizador metálico integrado en partículas sólidas nanoesféricas. Se dice que esta tecnología resuelve algunos problemas de selectividad y control de la reacción.

Noticias y tendencias

http://www.pnas.org/cgi/reprint/0708300105v1 [Inglés]

El aumento del cultivo del maíz en Estados Unidos se debe en parte al incremento de la demanda de biocombustibles a base de maíz (es decir, el etanol de maíz). Uno de los efectos derivados del aumento de los cultivos de maíz es el aumento del consumo de fertilizantes. Se dice que la aplicación de fertilizantes en los campos de maíz del Medio Oeste de Estados Unidos es una «fuente primaria de nitrógeno que se exporta al Golfo de México a través de los ríos Misisipí y Atchafalaya». Los elevados niveles de nitrógeno, en forma de nitratos, provocan la aparición de zonas hipóxicas (áreas con baja concentración de oxígeno que causan estrés o incluso la muerte a los organismos acuáticos) de gran extensión (más de 20.000 km2) en el Golfo de México. En un esfuerzo por reducir la extensión anual de zonas hipóxicas a menos de 5.000 km2, el Grupo de Trabajo de la Cuenca del Misisipí/Golfo de México se ha marcado como objetivo reducir un 30% la exportación de nitrógeno a través de los ríos Misisipí y Atchafalaya. Sin embargo, un reciente estudio de Simon Donner y Christopher Kucharik demuestra que «el aumento del cultivo del maíz para alcanzar el objetivo de 15.000 a 35.000 millones de galones de combustibles renovables en 2002» provocaría «entre un 10% y un 34% de aumento del flujo de exportaciones de nitrógeno inorgánico disuelto (NID) a través de los ríos Misisipí y Atchafalaya». Utilizando modelos de simulación, han demostrado que cumplir el objetivo de 15.000 millones de galones de biocombustible convertiría en «prácticamente imposibles los ya difíciles retos de reducción de las exportaciones de nitrógeno al Golfo de México si no se producen grandes cambios en la producción de alimentos y en la gestión agraria».

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http://biopact.com/2008/03/china-and-australia-sign-clean-coal.html [Inglés]

La Organización para la Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) de Australia y el Instituto de Investigación de la Energía Térmica (TPRI) de China han firmado recientemente un acuerdo para investigar conjuntamente la tecnología de postcaptura de carbono (PCC) en centrales eléctricas alimentadas con carbón. Por este acuerdo, se instalará una planta piloto de PCC en la central eléctrica de cogeneración de Huaneng Beijing, como parte del programa de investigación de CSIRO. Se dice que la planta piloto está diseñada para capturar 3.000 toneladas anuales de dióxido de carbono en esta central eléctrica. El rendimiento de la planta piloto de PCC se evaluará con arreglo a las condiciones de China. De forma breve, la tecnología de postcaptura de carbono «atrapa químicamente» el dióxido de carbono que contienen los «gases de combustión» (gases calientes generados por la quema de carbón) a través de una solución líquida. Después se calienta dicha solución líquida para liberar el CO2 atrapado y se reutiliza. A continuación, el CO2 liberado se comprime, se licúa y finalmente se «almacena» mediante «técnicas de secuestro geológico», como el enterramiento en formaciones geológicas o acuíferos salinos a gran profundidad. La tecnología PCC puede utilizarse igualmente en centrales eléctricas alimentadas por biomasa y podría ser una herramienta eficaz para frenar el cambio climático.

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http://www.cgiar.org/monthlystory/march2008.html [Inglés]

El boletín de marzo de 2008 del Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional (CGIAR) presenta un análisis de las ventajas e inconvenientes de la nueva revolución de los biocombustibles, sobre todo en los países en desarrollo. Debido a la fuerte alza de los precios de los combustibles fósiles en todo el mundo y a la amenaza ambiental que representa el cambio climático, los países en desarrollo contemplan el sector de biocombustibles como solución para (1) garantizar la seguridad del suministro energético y (2) reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y frenar el cambio climático. Los biocombustibles también podrían ser (3) «nuevas fuentes de riqueza», dado que estos países tienen abundancia de cultivos bioenergéticos. Sin embargo, estas ventajas también van acompañadas de inconvenientes que requieren cautela y una correcta gestión de la política de desarrollo bioenergético. Los efectos negativos que podrían tener los biocombustibles para la agricultura y la seguridad del suministro de alimentos, para la lucha contra la pobreza y para la sostenibilidad del medio ambiente suscitan preguntas y dudas: ¿Se beneficiarán las comunidades rurales pobres de la revolución de los biocombustibles? ¿Se destruirán bosques con gran riqueza de biodiversidad por las plantaciones de cultivos bioenergéticos de gran escala? ¿Subirán los precios de alimentos como el maíz a consecuencia de la elevada demanda de estos cultivos para la producción de biocombustibles? Para responder a estas preguntas, el CGIAR ha constituido la «Plataforma Bioenergética de la Alianza de Centros CGIAR» Esta alianza se unirá a iniciativas de cooperación para la investigación a fin de velar por que los países en desarrollo se beneficien de la revolución de los biocombustibles. Las nuevas soluciones parecen basarse en (1) el desarrollo de cultivos bioenergéticos «alternativos» capaces de prosperar en tierras de secano y marginales, con escasez de agua o insumos agrícolas, y (2) la puesta en marcha de iniciativas innovadoras de asociación entre el sector público y el privado, que incorporen los resultados obtenidos de las investigaciones a proyectos económicos productivos que beneficien a los agricultores del medio rural.

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http://news.uns.purdue.edu/x/2008a/080306SzymanskiBiofuel.html [Inglés]

Las materias primas combustibles de «tercera generación» se han definido como aquellos cultivos cuyas propiedades se han modificado (a menudo con técnicas de biología molecular) para hacerlos más adecuados para determinados procesos de bioconversión. Ejemplos de materias primas biocombustibles de tercera generación de reciente aparición son los «árboles transgénicos bajos en lignina» o el maíz modificado genéticamente con enzimas celulasas integradas en las hojas y en el tallo. Los árboles bajos en lignina fueron desarrollados para reducir los costes del pretratamiento de la biomasa lignocelulósica utilizada en la producción de etanol celulósico. Los tallos del maíz con celulasas integradas también tienen por objeto reducir los costes de las enzimas en el proceso de sacarificación (conversión de celulosa en azúcar) que forma parte de la producción de etanol celulósico. Recientemente han aparecido estudios sobre proteínas señalizadoras asociadas con el desarrollo de la pared celular de las plantas que podrían ofrecer nuevas herramientas para la producción de nuevas materias primas biocombustibles de tercera generación. Un equipo de científicos de la Universidad de Purdue (Estados Unidos) ha descubierto que una proteína llamada «SPIKE1» controla la vía de señalización de proteínas asociada con el crecimiento de las plantas y el desarrollo de su pared celular. A través del conocimiento de los mecanismos de funcionamiento de la proteína «SPIKE1», los científicos esperan poder desarrollar herramientas para «diseñar plantas de mayor tamaño y con más pared celular que se pueda transformar en biocombustible». Los resultados de sus investigaciones se han publicado en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS).