CIRCE es uno de los once socios europeos que trabajarán para demostrar la viabilidad de utilizar biocarbón obtenido a partir de residuos forestales y agrícolas

Hoy en día el término “descarbonización” de la industria está muy presente en nuestras vidas cotidianas. Sin embargo, ¿sería más apropiado para la sociedad utilizar una forma más verde de carbón lugar de suprimir su uso? El carbón ha ayudado a construir el mundo en el que vivimos hoy. El mundo moderno está alimentado principalmente por fuentes fósiles, no sostenibles: carbón de las minas, pozos de petróleo y bolsas de gas, creando impactos medioambientales tanto en la extracción como en su uso posterior. Dado que una gran parte del carbón fósil utilizado en Europa es importado, existe cierta preocupación relacionada con la seguridad del suministro. Para crear un futuro más sostenible y seguro es preciso utilizar carbón natural “biocarbón”, y utilizarlo para crear bioplásticos biodegradables, otros compuestos bioquímicos y para una generar energía renovable que esté disponible siempre que se requiera. Sin embargo, es imprescindible que el biocarbón sea sostenible, y que cuente con funcionalidades, disponibilidad y costes comparables a los del carbón fósil que desplaza.

A pesar de que el biocarbón es un recurso natural abundante, no está siempre disponible en las condiciones o localizaciones adecuadas. La infraestructura asociada al carbón fósil se ha desarrollado a lo largo de muchos años, ubicándose en torno a refinerías centralizadas. Las biorefinerías del futuro no pueden ignorar estas infraestructuras ya existentes. Para el establecimiento del biocarbón es preciso que sea capaz de ser obtenido, almacenado, transportado y utilizado con un coste y funcionalidad equivalentes a los del carbono fósil, sin que esto implique actualizaciones costosas de las plantas.

¿Cómo de grande es el mercado?
La industria global química está valorada en unos 3 trillones de dólares, de los cuales la producción de bioquímicos comprende unos 100 billones de dólares, una proporción relativamente pequeña pero que sigue creciendo. Actualmente estos bioquímicos son básicamente de primera generación, lo que significa que compiten con suministradores de alimentos, bien directamente utilizando almidón de maíz o azúcar, o indirectamente a través del uso de la tierra. Este sistema no es sostenible en el lago plazo y ha conducido a una investigación e inversión en fuentes de 2ª y 3ª generación.

Por otro lado el mercado de la bioenergía está más desarrollado y se encuentra en expansión.  Desde 2008 el uso de pellet para generación energética en la UE se ha incrementado desde 2,5 millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtoe) y se prevé que alcance las 20-32 Mtoe (50-80 toneladas métricas), para 2020 (fuente: Asociación Europea de Biomasa). Al incrementarse la demanda de bioenergía, han aparecido ciertas incidencias que también suponen un impacto en los compuestos bioquímicos de segunda generación.

En primer lugar los recursos forestales existentes en Europa son insuficientes para cubrir las demandas del mercado, conllevando significantes importaciones desde Norte América y otras regiones, con competencia directa de suministradores emergentes desde el este de Asia y otras regiones. Las principales preocupaciones en este sentido conciernen los suministros importados, el stress ecológico en las zonas de cultivo, los impactos medioambientales de su transporte y la competencia con otros usuarios.

En segundo lugar existen abundantes recursos biomásicos en Europa que no se están utilizando actualmente para cubrir esta falta de suministro. Por ejemplo, se ha estimado que existe un potencial de 100 Mtoe de residuos agrícolas. Sin embargo, estos residuos no se encuentran en una forma que pueda ser fácilmente cotejada ni utilizada por una bioeconomía a gran escala. Existe pues la necesidad de mejorar la capacidad de cotejar y preparar este material para su utilización de una forma rentable.

Torrefacción de vapor sobrecalentado
La torrefacción es un proceso de acondicionamiento térmico que hace que la biomasa resistente al agua, con valores caloríficos más altos y más fácil de almacenar y transportar, sea más apropiado para fines bioenergéticos (y bioquímicos) que la biomasa primaria. Se ha desarrollado por muchos equipos de investigadores a lo largo de los años pero todavía tiene que satisfacer su potencial comercial.

El procesamiento de vapor sobrecalentado es un medio eficiente de transferencia de calor. Ha sido desarrollado por uno de los institutos alemanes de Fraunhofer en un proceso industrial de secado continuo que puede recuperar volátiles valiosos de la corriente de vapor condensado. A escala piloto este proceso ha sido utilizado a temperaturas más altas para torrefacción de material biomásico variado. Estudios de viabilidad han demostrado que tiene un gran potencial para estabilizar una variedad de residuos forestales y agrícolas en una forma económicamente viable.

Pasos hacia el siguiente nivel
El siguiente paso implica llevar todos estos trabajos al mercado. Para que esto se convirtiera en una realidad, se aprobó la financiación del proyecto SteamBio a través del programa de la UE Horizon 2020.

Steambio es una colaboración de 11 socios de la industria y ámbito académico con un propósito común: crear un negocio viable basado en la torrefacción de vapor sobrecalentado de residuos agrícolas y forestales.

El proyecto demostrará en distintas localizaciones rurales, la viabilidad económica de la recuperación de biocarbón utilizable a partir de residuos forestales y agrícolas en grandes cantidades. En SteamBio este biocarbón torrefactado será demostrado como carbón sustitutivo para un horno de cal industrial y como fuente de carbono en biorefinerías a escala piloto. El condesado recuperado del proceso de vapor sobrecalentado ya ha mostrado contener cantidades relevantes de bioquímicos comercializables, adicionales a la masa de Biocarbono torrefactada que puede ser utilizada como biofuel y en la producción de productos bioquímicos.

SteamBio ya ha seleccionado seis materiales de referencia diferentes que son abundantes y se encuentran disponibles de las operaciones agrícolas y forestales. Una unidad de demostración con un rendimiento de 500kg/hora está actualmente bajo diseño y construcción y será puesta en funcionamiento en diferentes localizaciones rurales para enero de 2017.

Para más detalles se puede consultar la página web del proyecto: www.steambio.eu