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La Unidad de Biocarburantes Avanzados y Bioproductos del CIEMAT

 

03/09/2020

Energías renovables y ahorro energético

La Unidad de Biocarburantes Avanzados y Bioproductos del CIEMAT (BIOCAR) se creó en 2000 como unidad específica para el estudio de los biocarburantes, evolucionando con el tiempo hacia el concepto de biorrefinería dentro del marco de la economía circular. La biomasa residual es valorizada mediante procesos biotecnológicos que permiten la obtención tanto de bioproductos como de biocarburantes avanzados que  no entran en competencia con el sector alimentario; además, en las biorrefinerías de biomasa lignocelulósica, donde se produce pienso y bioetanol entre otros productos, se consigue generar energía eléctrica y térmica con tendencia a la captura del CO2 producido en la fermentación y uso del mismo en otros procesos, lo que contribuye a disminuir la huella de carbono de este tipo de industrias tan necesarias para el desarrollo de la nueva estrategia europea de bioeconomía.

La Unidad de Biocarburantes Avanzados y Bioproductos (BIOCAR) con veinte años de trayectoria en el estudio de los biocombustibles líquidos, ha evolucionando hacia la obtención de químicos biobasados para la obtención de bioproductos. y biocarburantes avanzados procedentes de biomasa residual, contribuyendo así a la economía circular y a la valorización de residuos orgánicos. Compuestos como el etanol sirven como biocombustibles de aviones, barcos y coches pero también se utilizan ampliamente en muchos sectores industriales, como el farmacéutico o el de los cosméticos.

La necesidad de buscar soluciones a través de los biocarburantes radica en la dependencia del sector transporte de la economía basada en el petróleo, que sigue siendo la fuente energética dominante en el sector.  Los biocarburantes podrían constituir una alternativa renovable interesante para la sustitución de los combustibles fósiles, reduciendo además la dependencia energética de la sociedad de estos combustibles. Actualmente, los biocombustibles para el transporte constituyen ya un 12 % del total de la bioenergía producida en la Unión Europea.

Se denominan biocarburantes avanzados a aquellos que utilizan como materia prima para su obtención biomasa que no compite con el sector alimentario, como son los residuos agroindustriales, forestales, municipales, o bien de cultivos energéticos cuyo fin es, desde el principio, la obtención de energía; sin embargo, tienen como desventaja la mayor complejidad en el proceso de producción y, por ende, un mayor coste asociado. La investigación en este tipo de biocarburantes avanzados es fundamental para conseguir que sean una alternativa real y efectiva a los combustibles fósiles y una industria multifuncional dentro del marco de la bioeconomía donde además de biocarburantes se generen bioproductos de alto valor añadido, las denominadas biorrefinerías.

A diferencia de la biomasa amilácea, la biomasa lignocelulósica que se emplea en los biocarburantes avanzados llamados también de segunda generación, requieren de un pretratamiento de fraccionamiento para poder acceder a los azúcares fermentables transformándolos en un vector energético como el etanol y en otros  bioproductos que se sintetizan a partir de estos azúcares como el ácido láctico base de los bioplásticos. La biorrefinería de materias primas lignocelulósicas precisa además de este pretratamiento para poder aprovechar separadamente sus componentes principales (celulosa, hemicelulosa y la lignina) en su transformación para diferentes usos y aplicaciones.

Entre otros proyectos, BIOCAR  desarrolla su actividad en la revalorización de residuos sólidos urbanos a través del proyecto europeo WaysTUP!, en el que se selecciona una serie de residuos biológicos urbanos para su transformación en bioproductos de alto valor añadido; o el proyecto, también europeo, URBIOFIN, donde se estudia a escala de planta piloto la viabilidad técnico-económica y medioambiental de una biorrefinería de residuos orgánicos urbanos y su conversión en bioproductos como el bioetanol, ácidos grasos volátiles, biogás, biopolímeros y aditivos varios; o WASTE2BIO, proyecto europeo que tiene por objetivo la producción de bioetanol a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y el aprovechamiento de la materia prima residual para la producción de biogás mediante digestión anaerobia de esta; o BIOTRES, proyecto de la Comunidad Autónoma de Madrid en la que se estudia la valorización de los residuos sólidos de origen biológico en bioproductos y bioenergía mediante tecnologías termoquímicas, químicas y biológicas.

En otra línea de investigación, el proyecto nacional ACMIBIO pretende utilizar los residuos hortofrutícolas para la obtención de bioaceites de origen microbiano para su uso como biocarburantes.

Otros dos proyectos de BIOCAR pretenden estudiar la biomasa lignocelulósica para biorrefinerías, así el proyecto BIOREOL que, bajo el concepto de biorrefinería flexible y utilizando la biomasa procedente de la explotación del olivar, analiza la integración del hueso de aceituna en los procesos productivos para obtener biocarburante;  y BIO LIGWASTE, que se basa en el potencial de los residuos lignocelulósicos generados durante las actividades de mantenimiento de jardines públicos para la producción de bioetanol y otros bioproductos.

Por último, otro proyecto europeo, BIOFIT, busca la reconversión para el uso y producción de bioenergía en industrias como las plantas de biocombustible de primera generación, plantas de celulosa y papel, refinerías convencionales, plantas de combustión de recursos fósiles y plantas de ciclo combinado mediante la instalación de equipos tecnológicos de última generación que permitan esta transformación. En este proyecto la unidad BIOCAR desarrolla la reconversión de las plantas de etanol de primera generación a segunda generación.

La unidad BIOCAR apuesta por tanto por las biorrefinerías donde se obtengan, además de biocarburantes, otros  bioproductos de interés comercial, haciéndolas así viables tanto a nivel económico como medioambiental. Además, en línea con el paradigma de la economía circular, BIOCAR propone utilizar residuos como materia prima para obtener estos nuevos productos y energía, o productos que pueden integrarse en ciclos naturales.  La tasa media de reciclaje de los residuos en los hogares europeos es de un 40 %, cuando el objetivo de la Unión Europea es alcanzar una media de un 65  % de reciclaje de los residuos municipales en 2030.

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