Comprobarán que a pesar de hablar en numerosas entradas sobre las alternativas energéticas de futuro, aún no había planteado la opción de los biocombustibles. La razón es sencilla, a día de hoy, siguen siendo más una promesa que una realidad, la sustitución del petróleo por un combustible derivado de los vegetales entraña mayores retos de lo previamente estimado.
Hoy por hoy los biocombustibles siguen sin ser económicamente rentables y cada vez parece más probable que nunca lo serán. Una de los principales inconvenientes que se presentan es que los recursos agrícolas destinados a los biocombustibles se retraen de los dedicados a la alimentación humana. Eso es un gran dilema ético, en un mundo donde todavía hay millones de personas que pasan hambre, ¿podemos dedicar recursos agrícolas a producir etanol para nuestros automóviles? El cultivo de maíz requiere grandes cantidades de terreno y agua, que son consumidos fuera de la cadena alimentaria humana. Además el propio proceso de obtención del bioetanol presenta problemas, diversos contaminantes pueden detener la producción, y el proceso final de destilación necesita a su vez del consumo de grandes cantidades de energía:
En los Estados Unidos el etanol se obtiene de los granos de maíz por fermentación. En primer lugar se descomponen los azúcares de la molécula de almidón, para luego pasar a fermentar los azúcares con levadura, con lo que se obtiene una mezcla de etanol y agua, que posteriormente se destila (liberándose dióxido de carbono en el proceso), y el etanol queda listo para su utilización en los automóviles.
Se podría evitar el dilema ético si nos atenemos a obtener biocombustibles de las partes no comestibles de las plantas. Una opción muy investigada es la de los biocombustibles con base de celulosa. En este caso se aprovechan las partes menos útiles de las plantas (hojas, mazorca) para la obtención del biocombustible. Pero descomponer la celulosa es aún más caro y difícil, que descomponer el almidón del grano de maíz, e igualmente se presentan los mismos problemas de detención de la producción por contaminantes y necesidad de grandes cantidades de energía para el destilado final.
El proceso de obtención de etanol procedente de celulosa, comienza cuando se utilizan enzimas y otros agentes extra para descomponer las hojas y tallos de las mazorcas en sus azucares constituyentes. Este proceso de descomposición es extremadamente lento, lo que dificulta la producción industrial. Una vez obtenidos los azúcares se procede a la fermentación de los mismos con levadura para producir etanol y agua. Tras el proceso final de destilación se obtiene etanol y se libera dióxido de carbono a la atmósfera.
Otra opción muy noticiada últimamente es recurrir a las algas criadas en estanques artificiales, que actuarían como sumideros de CO2. De las algas se puede obtener los aceites que almacenan en el interior de sus células. Un simple disolvente químico mata las células y libera los aceites. Dichos aceites se refinan posteriormente para la obtención de biodiesel. El problema es que en el proceso de cría se necesita, además de CO2 y la energía del Sol, una serie de nutrientes que resultan caros. Además, en los estanques es fácil que se produzcan plagas de cepas competidoras que presentan un menor rendimiento. Por otra parte, cuando las algas producen aceites en sus células ralentizan su ritmo de crecimiento. Finalmente, la obtención del aceite puede llegar a consumir tanta energía como la que se obtiene del biodiesel. Sin contar con que el proceso final de refinado de los aceites requiere la utilización de equipos costosos.
Hoy por hoy los biocombustibles siguen sin ser económicamente rentables y cada vez parece más probable que nunca lo serán. Una de los principales inconvenientes que se presentan es que los recursos agrícolas destinados a los biocombustibles se retraen de los dedicados a la alimentación humana. Eso es un gran dilema ético, en un mundo donde todavía hay millones de personas que pasan hambre, ¿podemos dedicar recursos agrícolas a producir etanol para nuestros automóviles? El cultivo de maíz requiere grandes cantidades de terreno y agua, que son consumidos fuera de la cadena alimentaria humana. Además el propio proceso de obtención del bioetanol presenta problemas, diversos contaminantes pueden detener la producción, y el proceso final de destilación necesita a su vez del consumo de grandes cantidades de energía:
En los Estados Unidos el etanol se obtiene de los granos de maíz por fermentación. En primer lugar se descomponen los azúcares de la molécula de almidón, para luego pasar a fermentar los azúcares con levadura, con lo que se obtiene una mezcla de etanol y agua, que posteriormente se destila (liberándose dióxido de carbono en el proceso), y el etanol queda listo para su utilización en los automóviles.
Se podría evitar el dilema ético si nos atenemos a obtener biocombustibles de las partes no comestibles de las plantas. Una opción muy investigada es la de los biocombustibles con base de celulosa. En este caso se aprovechan las partes menos útiles de las plantas (hojas, mazorca) para la obtención del biocombustible. Pero descomponer la celulosa es aún más caro y difícil, que descomponer el almidón del grano de maíz, e igualmente se presentan los mismos problemas de detención de la producción por contaminantes y necesidad de grandes cantidades de energía para el destilado final.
El proceso de obtención de etanol procedente de celulosa, comienza cuando se utilizan enzimas y otros agentes extra para descomponer las hojas y tallos de las mazorcas en sus azucares constituyentes. Este proceso de descomposición es extremadamente lento, lo que dificulta la producción industrial. Una vez obtenidos los azúcares se procede a la fermentación de los mismos con levadura para producir etanol y agua. Tras el proceso final de destilación se obtiene etanol y se libera dióxido de carbono a la atmósfera.
Otra opción muy noticiada últimamente es recurrir a las algas criadas en estanques artificiales, que actuarían como sumideros de CO2. De las algas se puede obtener los aceites que almacenan en el interior de sus células. Un simple disolvente químico mata las células y libera los aceites. Dichos aceites se refinan posteriormente para la obtención de biodiesel. El problema es que en el proceso de cría se necesita, además de CO2 y la energía del Sol, una serie de nutrientes que resultan caros. Además, en los estanques es fácil que se produzcan plagas de cepas competidoras que presentan un menor rendimiento. Por otra parte, cuando las algas producen aceites en sus células ralentizan su ritmo de crecimiento. Finalmente, la obtención del aceite puede llegar a consumir tanta energía como la que se obtiene del biodiesel. Sin contar con que el proceso final de refinado de los aceites requiere la utilización de equipos costosos.
En cualquier caso, de lograrse una tecnología rompedora en el futuro vendría por esta última vía. Numerosos equipos de investigación por todo el mundo se afanan en la búsqueda de la especie de alga idónea para el proceso. De entre las más de 4000 especies conocidas se han aislado unas 20 que presentan potencial de mejora mediante ingeniería genética. Otro de los puntos clave a lograr, es utilizar las células muertas desechadas como nutrientes (nitrógeno y fósforo) para los nuevos cultivos, lo que reduciría la necesidad de añadirlos externamente. Esto aún no se ha logrado y se duda que algún día llegue a lograrse. Las pocas compañías que actualmente se atreven a comercializar biodiesel a partir de aceite de algas lo consiguen rentabilizar solo gracias a la venta de un producto secundario del proceso, el acido graso Omega-3 (muy demandado en la industria láctea), que venden a precios rentables. El resto de empresa solo logran mantenerse en el mercado gracias a fuertes subvenciones estatales.
Finalmente cabe citar el mayor de todos los impedimentos, las magnitudes. Una vez más y como ya he citado en otras alternativas renovables, con buena prensa pero escasas perspectivas de éxito, el logro reside en conseguir magnitudes de producción adecuadas para sustituir al petróleo. Ahí surgen las voces de alerta, como la del experto Jefrry Jacobs, vicepresidente del sector del hidrógeno y biocombustibles en Chevron Technology Ventures. Según Jacobs, para no dejar inutilizadas las tierras de labranza en los Estados Unidos no se debería de extraer más de 80 millones de toneladas de material rico en celulosa. Pero una vez convertidos en etanol, esos 80 millones de toneladas tan solo darían para sustituir el 3% de la demanda de gasolina en Estados Unidos. Los biocombustibles, ¡una tarea peligrosa para un logro pírrico!
Si hablamos en términos mundiales, toda la energía que podemos obtener de los cultivos mundiales (incluido el alimento para el ganado, los arboles madereros y la celulosa del papel), se estima en unos 180 exajulios, que representa un tercio del consumo mundial de energía. Es decir, podemos prescindir de editar libros en papel y de comer, lo cual será bueno para bajar nuestro colesterol, pero ni así podremos acercarnos a las magnitudes energéticas que maneja la industria del petróleo.
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