El treetanol es un combustible de etanol (más precisamente etanol celulósico ) elaborado a partir de árboles. [1]
El biocombustible es un competidor en la carrera por encontrar una alternativa energética a los combustibles fósiles. Los defensores del treetanol afirman que su rendimiento energético es mayor que el requerido para su producción cuando se compara con fuentes más comunes de etanol, como la caña de azúcar y el maíz. [2]
El etanol celulósico se produce utilizando la biomasa lignocelulósica que comprende gran parte de la masa de las plantas. [3] Esencialmente, en el núcleo del material vegetal se encuentra la celulosa, que se puede descomponer en azúcares de carbohidratos simples. Después de que se hayan extraído estos azúcares, se pueden fermentar para obtener un alcohol, que se conoce como etanol . [3] El medio más utilizado y prometedor para crear etanol celulósico se llama proceso de celulolisis . El proceso consiste en la hidrólisis de materiales lignocelulósicos pretratados. Luego, se utilizan enzimas para descomponer la celulosa en glucosa. Esta glucosa luego se fermenta y se destila. [2] El paso de pretratamiento mencionado anteriormente es necesario cuando se procesa etanol celulósico porque la glucosa (azúcares) no son fácilmente accesibles como lo son con otras fuentes de etanol como el maíz o la caña de azúcar. En cambio, la celulosa en la madera debe separarse de la hemicelulosa y la lignina que la encapsulan .
Existen tres tipos de pretratamiento: físico, químico y biológico. El tratamiento físico implica la reducción física del tamaño de las partículas de madera. Esto se puede lograr mediante el astillado, la molienda, etc. Los tratamientos biológicos implican el uso de microorganismos para descomponer la madera. Este tipo se considera favorable a los pretratamientos físicos porque consume mucha menos energía en comparación, pero el método biológico no ha demostrado ser escalable a nivel industrial. El método químico utiliza un medio alcalino o ácido para hacer que la celulosa dentro de las fibras de madera sea más accesible. Este ha demostrado ser el más eficiente y tiene el menor costo energético. [4]
Los árboles forestales representan más del 90% de la biomasa terrestre total y cumplen funciones como el secuestro de carbono , la producción de oxígeno y la promoción de la biodiversidad. Los árboles son una fuente prometedora de etanol porque crecen todo el año, requieren mucho menos fertilizante y agua y contienen muchos más carbohidratos (los precursores químicos del etanol) que los cultivos alimentarios (como el maíz). [ cita requerida ]
Los álamos, sauces y eucaliptos están surgiendo como los árboles favoritos en el proceso de creación de treetanol. [5] Esto se debe a su capacidad de crecer a un ritmo rápido en muchas partes del mundo. [6]
El treetanol no es una fuente de energía que prometa abastecer a las casas en el futuro, pero puede aprovecharse en aplicaciones donde se utilizan motores de combustión. Aproximadamente el 85% del consumo energético de los EE. UU. se produce a partir de combustibles fósiles como el gas natural, el carbón y el petróleo. Con China, la India y otras naciones en rápido desarrollo aumentando su demanda de combustibles fósiles, se espera que el uso total de energía del mundo crezca un 57% en los próximos 20 años. [2] Se estima que solo los EE. UU. utilizan 140 mil millones de galones de combustible por año solo para el transporte. [7] El treetanol no solo se puede mezclar con combustibles comunes, sino que también se puede quemar directamente en motores modificados para reducir en gran medida las emisiones de gases de efecto invernadero. [2]
El etanol celulósico es un combustible para el transporte ecológico y renovable que se puede producir a partir de biomasa forestal. Los árboles son una materia prima especialmente prometedora porque crecen todo el año, requieren mucho menos fertilizantes y agua y contienen muchos más carbohidratos (los precursores químicos del etanol) que los cultivos alimentarios. [8] Además, en comparación con el etanol de maíz, el biocombustible celulósico no requiere la misma cantidad de fertilizantes, pesticidas, energía o agua para crecer. [9] El atributo más importante de este tipo de etanol es que, como todos los tipos de etanol, es renovable. Si se desea o se necesita producir más, simplemente se plantan más árboles. [1]
El desarrollo de todo tipo de biocombustibles, incluido el treetanol, puede ser importante para los países que buscan reducir su dependencia del petróleo, especialmente aquellos países que importan la mayor parte de su petróleo y también tienen abundantes tierras de cultivo y bosques, como Nueva Zelanda y Suecia. [1] [10]
Una cuestión importante es si el treetanol es una alternativa superior a las formas más comunes de etanol, como el de maíz. El consenso general en un artículo de Hoover, F., y Abraham, J. (2009), es que la mayoría de las formas de etanol celulósico tienen el potencial de producir mayores rendimientos energéticos y ser más sostenibles que el etanol de maíz. También señalan que, si bien el etanol celulósico no necesariamente produce más energía que, por ejemplo, el etanol de maíz por unidad de medida, requiere muchos menos insumos energéticos para su producción, lo que podría darle un rendimiento energético neto mucho mayor al final del procesamiento. Los hallazgos de que la biomasa lignocelulósica tiene un rendimiento de productividad mucho mayor que las fuentes de biocombustibles tradicionales están respaldados por Papini, A., y Simeone, M. (2010).
Las prácticas forestales responsables no contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero porque se permite que el bosque se regenere después de la cosecha de fibra . Por este motivo, la madera puede considerarse una fuente de energía esencialmente neutra en carbono. [ cita requerida ]
Si bien parece razonable que el treetanol pueda ser una alternativa a los tipos de etanol actuales, tiene un defecto: el procesamiento adicional necesario para descomponer la celulosa y la hemicelulosa resistentes que se encuentran dentro de las paredes de la célula para aislar los azúcares. [1] Como se mencionó anteriormente en la sección de producción, la creación de etanol a partir de la lignocelulosa que se encuentra en la biomasa de los árboles requiere el paso adicional de “pretratamiento”. Es este pretratamiento el que aún requiere demasiada energía para que valga la pena el esfuerzo por obtener treetanol.
Dicho esto, muchos creen que las posibles ventajas superan con creces las desventajas a corto plazo. [1] [2] El proceso de cultivo de biomasa arbórea es energéticamente eficiente en comparación con el cultivo de maíz o caña de azúcar para la producción de etanol. Sin embargo, también lleva más tiempo cultivar árboles que cultivar maíz, por lo que cualquier investigación precisa sobre la sostenibilidad y la rotación de cultivos (incluso para árboles de crecimiento rápido) requiere un compromiso de largo plazo, que hasta ahora ha sido difícil de encontrar. Se ha estimado que este proceso, incluida la construcción de plantas de procesamiento y luego el refinamiento de la etapa de cultivo y procesamiento, podría llevar al menos una década. [11]
Otro inconveniente del procesamiento del etanol celulósico es que se sabe poco acerca de los desechos y subproductos que se generan durante el proceso. El método biológico de pretratamiento es especialmente preocupante para algunos. Se estima que existe la posibilidad de producir casi tantos desechos (si no más) que etanol utilizable, y que estos desechos incluyen moho, bacterias, levaduras, toxinas biológicas y alérgenos producidos por estos microorganismos, enzimas y otros productos químicos. [12]
