La conversión de biomasa a líquido ( BtL o BMtL ) es un proceso de varios pasos para producir combustibles de hidrocarburos sintéticos hechos a partir de biomasa mediante una ruta termoquímica. [1]
Según un estudio realizado por el Departamento de Agricultura y el Departamento de Energía de Estados Unidos , este país 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 proceso Fischer-Tropsch polimeriza el gas de síntesis en hidrocarburos de rango diésel . Mientras que hasta ahora la producción de biodiésel y bioetanol solo utiliza partes de una planta , es decir, aceite , azúcar , almidón o celulosa , la producción BtL puede gasificar y utilizar toda la planta.
Pirólisis instantánea : producción de 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 separar las moléculas. El catalizador genera reacciones químicas que eliminan los enlaces de oxígeno y forman anillos de carbono . Después de que se produce 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 de los gases de pirólisis se someten a un proceso de gasificación para producir gas de síntesis rico en hidrógeno y gases de monóxido de carbono que se convierten posteriormente en metanol (CH3OH ) . [3] El biocarbón neutro en carbono se convierte posteriormente en etileno o etanol con hidrógeno generado a partir de electricidad renovable o utilizado para el secuestro de carbono para reducir el gas CO2 que provoca el calentamiento global en la atmósfera. [ cita requerida ]
El combustible procedente de gramíneas energéticas puede denominarse grasolina .
El pasto varilla es una gramínea originaria de América del Norte que crece naturalmente en climas cálidos con una amplia capacidad de adaptación y fácil germinación , lo que le permite crecer 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 una gramínea energética porque requiere poca agua y puede dar un gran rendimiento. El sorgo , sin embargo, es una planta anual, es difícil de establecer en un área y requiere un gran aporte 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 la década de 1980. Los beneficios de usar Miscanthus son que puede vivir más de dos años y requiere pocos insumos, lo que elimina la necesidad de riego adicional, fertilizantes y pesticidas. Los problemas con el Miscanthus surgen del tiempo que tarda en establecerse en una zona. [4]
La caña de azúcar crece en tierras irrigadas de las zonas tropicales y subtropicales , donde puede producir 15 kg de biomasa por metro cuadrado de superficie. También es adecuada 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 al someterlo 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 CO2 en la atmósfera. [ cita requerida ]
El bambú es una de las plantas/biomasas de más rápido crecimiento que se puede utilizar como materia prima para BtL. [5] La mayoría de las especies de bambú son nativas de climas tropicales cálidos y húmedos y de climas 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 del combustible dependen de la velocidad de crecimiento de la hierba y de otros factores. [2] Se estima que se necesitaría una inversión de más de 325 mil millones de dólares (en base a 2008) para construir biofábricas capaces de producir los 65 mil millones de galones de biocombustible necesarios para cumplir con los objetivos nacionales de 2030. [7]
