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Compact Gasification and Synthesis process for Transport Fuels

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La producción rentable de biocombustibles podría reducir el potencial de calentamiento global del transporte

La tecnología de conversión de biomasa ha aumentado el rendimiento de la producción de biocrudo y ha disminuido su coste. Las mezclas de gasoil y gasolina derivadas de la modernización de las refinerías podrían mejorar significativamente la sostenibilidad del sector del transporte.

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El transporte es uno de los sectores que contribuyen en mayor medida a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Los biocombustibles avanzados derivados directamente de la materia orgánica, incluidos los residuos y desechos agrícolas y forestales, desempeñan un papel clave en el panorama energético europeo con bajas emisiones de carbono. Su combustión puede reducir las emisiones de GEI en más del 80 %, pueden producirse de forma sostenible a partir de los residuos y pueden mejorar nuestra seguridad energética. El equipo del proyecto financiado con fondos europeos COMSYN, coordinado por el Centro de Investigación Técnica (VTT) de Finlandia, se propuso aumentar la adopción de tecnologías de conversión de biomasa en biocombustible.

Materia prima flexible y transformación primaria a pequeña escala

Un componente clave del concepto de COMSYN es la conversión local a pequeña escala de la materia prima de biomasa en biocrudo. Entre las materias primas compatibles se incluyen la madera de demolición, los residuos forestales, los subproductos de la industria forestal y la paja. «Una escala más pequeña reduce considerablemente los costes de inversión, lo que disminuye el riesgo de inversión y hace que el concepto sea más interesante. La flexibilidad de la biomasa minimiza los impactos estacionales asociados a los cultivos alimentarios y permite establecer unidades de transformación primaria en toda Europa, lo que aumenta la seguridad energética», afirma Johanna Kihlman, científica principal y coordinadora del proyecto COMSYN.

«Limpieza» simplificada del gas de síntesis y producción intensificada de biocrudo

El gas de síntesis producido por la gasificación de biomasa debe limpiarse rigurosamente para eliminar las impurezas antes de introducirlo en el reactor de síntesis Fischer-Tropsch. Allí, las reacciones de recombinación producen hidrocarburos para el refinado centralizado para transportar combustible compatible con los motores. COMSYN simplificó el proceso de limpieza, reduciendo así de forma significativa los costes asociados. Los científicos aumentaron el rendimiento de la síntesis Fischer-Tropsch con la intensificación del proceso, que también reduce el coste del producto final. Se predijo que la tasa de producción de un reactor a gran escala aumentaría de 0,25 barriles por día (bpd) a 20 bpd, casi 100 veces más. Se pueden utilizar conjuntamente varios reactores modulares intensificados para aumentar aún más la producción. El proceso de transformación primaria de COMSYN se puso a prueba en el VTT. Los resultados de las campañas piloto se utilizaron para elaborar estudios de casos del norte y centro de Europa. Se analizaron los aspectos tecnoeconómicos de los posibles emplazamientos teniendo en cuenta las siguientes opciones: la integración con la industria local, incluida una fábrica de celulosa y un aserradero; las diferentes materias primas, como la madera, los residuos y subproductos forestales y la paja; y la integración energética en forma de electricidad, calefacción urbana y consumo «in situ» de electricidad y vapor.

Del biocrudo a un combustible funcional: una reducción considerable del calentamiento global

«En los dos primeros años, nuestra unidad de ultralimpieza de gases pasó de la escala de laboratorio a la escala piloto; construimos la nueva unidad en las instalaciones experimentales de gasificación e integramos el proceso de gasificación y limpieza de gases en la unidad de síntesis Fischer-Tropsch», comenta Kihlman. Este notable éxito técnico fue el requisito previo para convertir el biocrudo en mezclas de gasoil y gasolina en las refinerías, verificar la funcionalidad de los biocombustibles y realizar un análisis tecnoeconómico. «Para el consumidor medio, el dilema suele ser cómo reducir su huella de carbono sin costes adicionales o sin cambiar su estilo de vida. La mezcla de biodiésel y biogasolina producida por la tecnología de COMSYN es apta para los motores de vehículos normales y no conlleva costes excesivos. Tecnologías como la de COMSYN facilitan la transición hacia una Europa neutra en carbono», concluye Kihlman. Los resultados de la evaluación tecnoeconómica y del ciclo de vida demuestran una impresionante disminución del potencial de calentamiento global (basado en las emisiones de GEI) superior al 80 %.

Palabras clave

COMSYN, biocrudo, biomasa, biocombustibles, gasificación, transporte, síntesis Fischer-Tropsch, intensificación del proceso, calentamiento global

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