Política y economía

Informe de la GAO estadounidense: observaciones preliminares sobre el agua y la energía
http://www.gao.gov/products/GAO-09-862T

La Oficina de Auditoría General de Estados Unidos ha publicado recientemente su informe sobre los vínculos entre el agua y la energía (los biocombustibles y la producción de electricidad).

El agua y la energía están estrechamente relacionadas, ya que se necesita agua en grandes cantidades para producir cada vez mayor cantidad de energía. Sin embargo, el suministro de estos recursos vitales es muy limitado.

Entre otras, el informe presenta las siguientes conclusiones:

(1) el cultivo de maíz destinado a la producción de etanol necesita entre 7 y 321 litros de agua por litro de etanol producido; sin embargo, en lo que respecta a la producción a gran escala de las «materias primas biocombustibles de nueva generación» (es decir, la biomasa lignocelulósica), la información disponible es muy escasa

(2) las materias primas biocombustibles de nueva generación «no se han cultivado comercialmente hasta la fecha» y es muy poca la información de la que se dispone sobre las necesidades acumulativas de agua, nutrientes y plaguicidas de estos cultivos y sobre el rendimiento de materia biocombustible que podrían dar sin poner en peligro la calidad del agua y del suelo»

(3) el empleo de recursos hídricos alternativos «también puede reducir los costes generados por la obtención y utilización de agua dulce cuando ésta es cara, pero plantean otros problemas, como la necesidad de aplicar un tratamiento especial para evitar efectos adversos para los equipos de refrigeración»

(4) «los recursos hídricos alternativos adquieren cada vez mayor importancia para reducir la dependencia del agua dulce en las centrales eléctricas, pero los estudios federales no recogen datos sistemáticos sobre la utilización de estos recursos hídricos por parte de las centrales».

Procesos y producción

Bacterias xilanolíticas del liquidámbar para mejorar la producción de biocombustibles
http://www.thebioenergysite.com/news/4218/alligator-tree-bacteria-improves-cellulosic-ethanol

Los xilanos son polisacáridos que se encuentran en la pared de algunas células vegetales y están formados por unidades repetidas de la pentosa xilosa.

La xilosa, junto con la glucosa de la celulosa, son los principales azúcares de la biomasa lignocelulósica que se pueden fermentar para obtener etanol celulósico. Por lo tanto, en la fase de pretratamiento, sería ventajoso contar con un proceso eficiente para liberar la xilosa de los xilanos.

Científicos del Departamento de Microbiología y Ciencias Celulares de la Universidad de Florida (Estados Unidos) han obtenido recientemente una bacteria «agresivamente xilanolítica» que contiene genes que codifican la «XynA1». Se dice que esta región forma parte de un regulón de utilización de xilanos (un conjunto de genes regulados por la misma proteína reguladora). Se dice que la cepa JDR-2 del microorganismo Paenibacillus sp. tiene una novedosa capacidad metabólica que permite utilizar material lignocelulósico con un pretratamiento mínimo.

Los resultados del estudio se han publicado en la revista Applied and Environmental Microbiology.


El uso de agua electrolizada mejora la producción de biocombustibles
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090727135532.htm

Los granos secos de destilería (DDGS) son un subproducto del proceso de producción de etanol de maíz. Debido a su alto contenido en fibra (celulosa), suele utilizarse como pienso animal (para rumiantes).

También podría utilizarse para la producción de biocombustibles por fermentación, tras una fase de pretratamiento con sustancias químicas ácidas. Sin embargo, uno de los inconvenientes de utilizar sustancias químicas ácidas para el pretratamiento de los DDGS es la posible formación de compuestos inhibitorios que podrían afectar negativamente a la siguiente fase de fermentación. Científicos de la Universidad de Illinois han manifestado recientemente haber utilizado agua electrolizada para el pretratamiento de los DDGS, utilizando el hidrolizado pretratado para la fermentación de acetona-butanol-etanol.

El agua se puede electrolizar introduciendo un par de electrodos en el sistema de reacción y el paso de electricidad divide las moléculas de agua en una parte ácida y otra alcalina.

La parte ácida, que se denomina «agua electrolizada ácida», se utiliza para el pretratamiento de los DDGS. Los científicos dicen haber mejorado el rendimiento de fermentación del biocombustible, debido a que se reducen las concentraciones de compuestos inhibitorios que se forman después del pretratamiento. Los resultados completos se han publicado en la revista American Society of Agricultural and Biological Engineers.

Materias primas

Biodiésel de harina de plumas

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf900140e

Científicos del Departamento de Ingeniería Química y de Materiales de la Universidad de Nevada (Estados Unidos) han descrito la producción de biodiésel a partir de harina de plumas.

La harina de plumas es un subproducto de la producción avícola rico en proteínas que se puede utilizar como pienso animal y como fertilizante.

Con un contenido de grasa del 2% al 12% (según el tipo de pluma), este subproducto también puede utilizarse como materia prima en la producción de biodiésel (la harina de plumas de pollo tiene un 11% de materia grasa).

Para producir el biodiésel, los investigadores han utilizado un sencillo proceso de extracción de la grasa en agua caliente (70°C) y han aplicado una reacción de transesterificación convencional (grasa/aceite más metanol).

Según el investigador Narasimharao Kondamudi, «el proceso de laboratorio utilizado sería aplicable en la unidad de extracción de grasas de la fábrica, separándolas del flujo de residuos acuosos antes de someterlo a cocción e hidrolización para obtener la harina». Este proceso podría producir entre un 7% y un 11% de biodiésel con especificaciones de calidad ASTM (número de cetanos y estabilidad a la oxidación). Además, este producto es comparable al biodiésel obtenido de otras materias primas.


Se alcanza un consenso sobre el «trilema» de los biocombustibles en relación con los alimentos, la energía y el medio ambiente

http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/325/5938/270

Un reciente artículo publicado en el número de julio de la revista Science (dirección de Internet arriba indicada) presenta el análisis y el consenso sobre los «biocombustibles beneficiosos» al que ha llegado un importante grupo de científicos estadounidenses de la Universidad de Minnesota, la Universidad de Princeton, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de California Berkeley.

Este artículo es la síntesis de las conversaciones y los debates mantenidos por importantes expertos estadounidenses en materia de biocombustibles a lo largo de un año.

Aunque cabe la posibilidad de que los biocombustibles compitan con los alimentos por los recursos del suelo, con la correcta planificación y ejecución de los proyectos, se pueden obtener «múltiples beneficios».

Es clave seleccionar cuidadosamente las materias primas biocombustibles que permitan obtener los resultados más positivos en materia de seguridad energética, emisiones de gases de efecto invernadero, biodiversidad y sostenibilidad del suministro de alimentos.

Muchas materias primas biocombustibles de la «siguiente generación» tienen bajas «emisiones durante el ciclo de vida útil» y su competencia con los alimentos es mínima.

El consenso se basa en utilizar las siguientes materias primas biomásicas renovables: (1) plantas perennes cultivadas en suelos degradados y abandonados por la agricultura, (2) residuos de cultivos, (3) residuos madereros y forestales cosechados de manera sostenible, (4) dobles cultivos y sistemas de cultivo mixto, y (5) residuos urbanos e industriales.

Noticias y tendencias

Los biocombustibles de aviación: actividades de desarrollo y problemas prácticos de producción
http://e360.yale.edu/content/feature.msp?id=2160

En la web de Yale Environment 360, David Biello publica un artículo («¿Son los biocombustibles lo que hace falta para ecologizar la aviación?») en el que resume lo que se ha hecho hasta la fecha en el desarrollo de biocombustibles para la aviación y los problemas prácticos que presenta su producción a gran escala.

El artículo se refiere al éxito de los vuelos de pruebas realizados por algunas compañías aéreas comerciales (Continental, Virgin Atlantic, Air New Zealand o Japan Airlines) con bioqueroseno de aviación obtenido de varias materias primas energéticas de segunda generación (como los aceites extraídos de la jatrofa, la camelina, el coco, el babasú y las microalgas).

Los biocombustibles de aviación tienen un reconocido atractivo desde el punto de vista ambiental, porque las emisiones del queroseno (aunque sean tan sólo el 3% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero generadas por el consumo de combustibles fósiles) tienen una mezcla química que intensifica el efecto de retención del calor (calentamiento global) en la troposfera superior.

Los resultados preliminares del vuelo de pruebas de Air New Zealand demuestran que con el queroseno a base de jatrofa se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero un 60%, y que la mezcla de biocombustible podría ahorrar 1,4 toneladas métricas de combustible en un vuelo de 12 horas.

Biello menciona que el reto más difícil es producir bioqueroseno suficiente para satisfacer la demanda anual de combustibles de aviación de unos 225.000 millones de litros. La elección de la materia prima y el suministro serán consideraciones importantes. La jatrofa, la camelina y algas son las materias primas no alimentarias que se han utilizado para producir biocombustible de aviación.

De estas, la jatrofa y la camelina pueden presentar problemas relacionados con la competencia con los cultivos alimentarios por el uso del suelo. Se dice que el empleo de microalgas en estanques salobres tiene ciertas ventajas como potencial materia prima.

El artículo completo está accesible en la página web de Yale Environment 360.


La EPA estadounidense otorga el premio Química Verde al proceso de producción de hidrocarburos biocombustibles
http://www.epa.gov/greenchemistry/pubs/pgcc/winners/sba09.html

La Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) de Estados Unidos ha concedido el premio Química Verde para la Pequeña Empresa a Virent Energy Systems (una empresa productora de biocombustibles) por el «desarrollo de un proceso rentable y energéticamente eficiente para convertir los azúcares vegetales en hidrocarburos combustibles».

La tecnología de producción (denominada «BioForming»®) combina un proceso de «reforma de la fase acuosa» y una reacción de síntesis que utiliza un catalizador sólido para convertir azúcares vegetales en una mezcla de hidrocarburos de calidad combustible (una especie de «biogasolina» sintética).

El proceso de reforma de la fase acuosa convierte inicialmente los azúcares vegetales en una mezcla gaseosa de hidrógeno y dióxido de carbono, mientras que el catalizador sólido convierte después esta mezcla en un cóctel de hidrocarburos parecidos a los que se producen en una refinería de petróleo convencional.

Según Randy Cortright, Director Técnico de Virent, con este proceso «se obtiene entre un 30% y un 50% más de energía por hectárea de biomasa que con el etanol de cualquier cultivo.

Y como los hidrocarburos obtenidos son iguales que los que se encuentran en los combustibles fósiles, no es necesario modificar los vehículos para que utilicen este biocombustible, como tendría que hacerse para consumir etanol». Más información sobre el proceso de reforma de la fase acuosa en el documento publicado en la dirección http://www.wisbiorefine.org/proc/apr.pdf.


Se crea la Alianza Mundial Biojet para fomentar la investigación y la información sobre biocombustibles de aviación
http://www.biojetalliance.org/

Se ha anunciado recientemente la constitución de la Alianza Mundial Biojet.

Esta organización internacional de profesionales de la industria, del sector académico y organismos gubernamentales tiene por objeto «promover y realizar estudios, coordinar las comunicaciones y ofrecer soluciones innovadoras para los biocombustibles avanzados utilizados en la aviación».

También tiene la finalidad de servir como red de información y comunicaciones para formar e informar al público sobre los «beneficios económicos y ecológicos que conlleva el desarrollo, producción y consumo de biocombustibles avanzados».