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Advanced Biomass Catalytic Conversion to Middle Distillates in Molten Salts

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Las sales fundidas mejoran la producción de biocombustibles para el transporte

El equipo de un proyecto financiado con fondos europeos creó un innovador proceso basado en sales fundidas más barato y con mayor rendimiento para producir biocombustibles sostenibles a partir de residuos de biomasa.

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La lignocelulosa —un polímero que contiene celulosa, hemicelulosa y lignina— es una de las armas más poderosas en la lucha contra el cambio climático. Los flujos de residuos de lignocelulosa son un subproducto de diferentes sectores industriales, como la agricultura (rastrojos de maíz, paja) y la silvicultura (descartes de fábricas de papel). Convertir esta materia prima en energía, por ejemplo, en forma de biocombustibles, ayuda a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Superación de los obstáculos al uso comercial de biocombustibles

La capacidad para emplear lignocelulosa como materia prima en la producción de biocombustibles avanzados se ha visto obstaculizada por la propia tecnología de conversión. Extraer hidratos de carbono (monosacáridos simples) de la biomasa lignocelulósica y sintetizarlos para obtener combustibles constituye todo un reto, ya que una de las características de la lignocelulosa es su resistencia natural a la descomposición. En este contexto, se necesitan tecnologías rentables de conversión de la biomasa a fin de fomentar la adopción de los biocombustibles. El equipo del proyecto ABC-SALT, financiado con fondos europeos, descubrió un método más eficaz para descomponer la biomasa lignocelulósica mediante su tratamiento con sales fundidas: sales sólidas a temperatura ambiente que se vuelven líquidas a temperaturas altas. «En ABC-SALT se demostró una ruta innovadora para la producción de destilados medios sostenibles a partir de biomasa, lo permite lograr un mayor rendimiento de los hidrocarburos —comenta Erik Heeres, coordinador del proyecto—. Los combustibles derivados de biomasa se obtuvieron utilizando diferentes flujos de residuos lignocelulósicos, incluidos los ricos en lignina. El uso de estos flujos de residuos, que son muy abundantes y baratos, contribuirá a superar cualquier limitación relacionada con las materias primas y favorecerá las cadenas de suministro cortas». Los destilados medios son combustibles muy importantes para el sector del transporte, tanto por carretera (gasoil) como por aire (carburorreactor).

Un camino prometedor desde la biomasa a los destilados medios

El proceso avanzado de conversión termoquímica puesto en práctica por el equipo de ABC-SALT consiste en los siguientes pasos fundamentales. En primer lugar, se emplean sales fundidas adecuadas para disolver la biomasa. A continuación, la biomasa se introduce en un equipo de hidropirólisis, en el que se calienta con rapidez sin oxígeno. Por último, la hidrodesoxigenación catalítica elimina el oxígeno de los flujos de biomasa resultantes de la hidropirólisis. «Las sales fundidas tienen un gran potencial para su uso como licuefactores, ya que maximizan la fracción líquida en la hidropirólisis rápida y funcionan como catalizadores. Además de su capacidad para disolver con facilidad la biomasa, las sales fundidas seleccionadas tenían una alta capacidad calorífica, conductividad térmica y una baja presión de vapor», explica Heeres. Otro reto consistió en seleccionar una sal fundida con un punto de fusión lo bastante bajo como para prevenir la producción de cenizas o residuos de carbón, pero suficientemente alto como para licuar la biomasa. Además, la alta estabilidad térmica desempeñó un papel fundamental para evitar la descomposición de la sal a altas temperaturas. Las muestras de aceites de hidropirólisis de la lignina se trataron satisfactoriamente con hidrógeno en configuraciones discontinuas y continuas. En este sentido, se obtuvieron altos rendimientos de carbono (hasta un 90 %), mientras que la mayoría de los productos de hidrocarburos se situaron en el rango de los destilados medios.

Aumento de la madurez de la tecnología

El concepto integrado se demostró a escala de laboratorio en una unidad específica a escala pequeña, que servirá como prototipo para un futuro sistema de producción de combustible en un entorno industrial, con lo que la tecnología superará el nivel de madurez tecnológica cuatro. «Los conocimientos científicos obtenidos en ABC-SALT permitirán a las principales partes interesadas del sector de los biocombustibles (por ejemplo, responsables políticos, autoridades reguladoras, industria) formular las opciones estratégicas relativas a las futuras tecnologías energéticas e integrarlas en los sistemas energéticos actuales y futuros. En la actualidad, investigamos la posibilidad de iniciar nuevos proyectos a partir de los conocimientos obtenidos y llevar la tecnología a un nivel de madurez tecnológica cinco o seis», concluye Heeres.

Palabras clave

ABC-SALT, biomasa, biocombustible, sales fundidas, lignocelulosa, destilados medios, hidropirólisis, hidrodesoxigenación

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