La conversión de biomasa a líquido ( BtL o BMtL ) es un proceso de varios pasos para producir combustibles de hidrocarburos sintéticos a partir de biomasa a través de una ruta termoquímica. [1]
Según un estudio realizado por el Departamento de Agricultura y el Departamento de Energía de Estados Unidos , Estados Unidos puede producir al menos 1.300 millones de toneladas de biomasa celulósica cada año sin disminuir la cantidad de biomasa necesaria para alimentos, piensos o exportaciones. [2]
El proceso Fischer-Tropsch se utiliza para producir combustibles sintéticos a partir de biomasa gasificada . El material carbonoso se gasifica y el gas se procesa para producir gas de síntesis purificado (una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno ). El Fischer-Tropsch polimeriza el gas de síntesis en hidrocarburos del tipo diésel . Mientras que hasta ahora la producción de biodiésel y bioetanol sólo utiliza partes de una planta , es decir, aceite , azúcar , almidón o celulosa , la producción de BtL puede gasificar y utilizar toda la planta.
Pirólisis instantánea : produce bioaceite ( aceite de pirólisis ), carbón y gas a temperaturas entre 350 y 550 °C y tiempos de residencia <1 segundo (también llamada pirólisis anhidra).
La pirólisis catalítica rápida es un proceso rápido en el que la celulosa se descompone en un biocombustible líquido. En este enfoque, la celulosa se calienta a 500 grados Celsius en menos de un segundo en una cámara para romper las moléculas. El catalizador forma reacciones químicas que eliminan los enlaces de oxígeno y forman anillos de carbono . Después de que tiene lugar la reacción, se forma gasolina junto con agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono . [2]
Inicialmente, la biomasa se somete a un proceso de pirólisis para producir gases de pirólisis y biocarbón . Los compuestos orgánicos volátiles en los gases de pirólisis se someten además a un proceso de gasificación para producir gas de síntesis rico en gases de hidrógeno y monóxido de carbono que luego se convierte en metanol (CH 3 OH). [3] El biocarbón neutro en carbono se convierte además en etileno o etanol con hidrógeno generado a partir de electricidad renovable o se utiliza para el secuestro de carbono para reducir el gas CO 2 que provoca el calentamiento global en la atmósfera. [ cita necesaria ]
El combustible procedente de pastos energéticos puede denominarse pastolina .
Switchgrass es un pasto en manojo originario de América del Norte que crece naturalmente en climas cálidos con una amplia capacidad de adaptación y fácil germinación , lo que permite que el switchgrass crezca más rápido; sin embargo, tiene un rendimiento relativo bajo en comparación con otros cultivos energéticos [4]
El sorgo se cultiva en climas más cálidos, principalmente en las regiones tropicales. El sorgo tiene el potencial de ser un pasto energético porque requiere poca agua y puede dar un gran rendimiento. El sorgo , sin embargo, es una planta anual, difícil de establecer en una zona y requiere una gran cantidad de fertilizantes y pesticidas. [4]
Las especies de Miscanthus son nativas de las regiones tropicales de África y el sur de Asia. El miscanthus puede crecer hasta 3,5 metros de altura y se ha probado como biocombustible desde los años 1980. Los beneficios de utilizar Miscanthus son que puede vivir más de dos años y requiere pocos insumos, lo que elimina la necesidad de riego, fertilizantes y pesticidas adicionales. Los problemas con Miscanthus surgen del tiempo que tarda en establecerse en una zona. [4]
La caña de azúcar crece en tierras irrigadas de los trópicos y subtrópicos y puede producir 15 kg de biomasa por metro cuadrado de superficie. También es adecuado para BtL ya que su jugo extraído se utiliza para producir etanol mediante métodos tradicionales y además su biomasa restante (bagazo, hojas, brotes, etc.) se puede convertir en etanol o metanol neutro en carbono sometiéndolo a pirólisis y gasificación .También se puede producir biocarbón para el secuestro de carbono con el fin de compensar las emisiones de carbono de los combustibles fósiles o reducir la concentración de gas CO 2 en la atmósfera. [ cita necesaria ]
El bambú es una de las plantas/biomasa de más rápido crecimiento que puede utilizarse como materia prima para BtL. [5] La mayoría de las especies de bambú son nativas de climas tropicales cálidos y húmedos y templados cálidos. [6] Sin embargo, muchas especies se encuentran en climas diversos, que van desde regiones tropicales cálidas hasta regiones montañosas frías y bosques nubosos de tierras altas .
Los costos de combustible dependen de qué tan rápido crecen los pastos y otros factores. [2] Se necesitaría una inversión estimada de más de $325 mil millones (base de 2008) para construir biofábricas capaces de producir los 65 mil millones de galones de biocombustible necesarios para cumplir las metas nacionales para 2030. [7]
