Investigadores del Fraunhofer desarrollan un biocombustible para barcos

Este combustible sintético reduce las emisiones de gases de efecto invernadero hasta en un 30 por ciento en comparación con los combustibles fósiles.

La industria naviera es responsable de la emisión de alrededor de mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono en todo el mundo cada año. El Dr. Andreas Menne, ingeniero mecánico, y sus colegas de Fraunhofer UMSICHT en Oberhausen (Alemania) quieren mitigar el impacto adverso del diésel marino en el clima con una nueva tecnología. Menne, que dirige el departamento de Biorrefinería y Biocombustibles, y su equipo están produciendo diésel y gasolina sintéticos hechos a partir de recursos renovables. Para ello, están convirtiendo el bioetanol en diésel, gasolina o combustible para aviones que tienen casi las mismas propiedades que los combustibles fósiles. Las energías renovables ayudan a reducir las emisiones de CO2 del sector del transporte.

«Paja, hojas, aserrín, madera de desecho… podemos utilizar casi cualquier cosa como materia prima para el bioetanol», dice Menne. El nuevo biocombustible produce mucho menos gases de efecto invernadero. Los vehículos deberían poder funcionar solo con este combustible. En cambio, solo entre el cinco y el diez por ciento del combustible E10 es bioetanol; el resto es de origen fósil. «No vamos a sentir mucho el efecto climático con eso», dice Menne. «Los vehículos eléctricos, híbridos y de pilas de combustible no van a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero tan rápidamente como se necesita. Necesitamos un enfoque holístico y una diversidad de soluciones para los combustibles del mañana». La presión para tomar medidas está aumentando con la revisión de la Directiva de Energías Renovables (RED II) que pide que los combustibles avanzados representen una cuota del 3,5% para el 2030. La proporción de combustibles alternativos basados en cultivos alimentarios se reducirá en el mismo porcentaje.

Bioetanol hecho de paja de trigo

Los investigadores del UMSICHT están produciendo hasta 20 litros del nuevo biocombustible a la semana en una planta experimental. La materia prima es bioetanol obtenido de la paja de trigo. «En realidad, podría usar cualquier otro alcohol», dice Menne. El alcohol de paja inicialmente conserva su forma líquida mientras fluye desde el tambor metálico a través de las tuberías de la planta de prueba hacia un vaporizador. Cuando la temperatura alcanza los 350 grados centígrados a una presión de 20 bares, el alcohol gaseoso fluye hacia el corazón de la planta, un reactor tubular. Este reactor está lleno de trozos de carbón activado recubiertos con un material catalizador recientemente desarrollado. Estos catalizadores hacen que el gas se condense formando enlaces entre los compuestos individuales de carbono. Esto produce gasolina, queroseno o diésel, dependiendo de cuántas moléculas de carbono se combinen. «A menudo se desarrolla un catalizador en el laboratorio, pero puede resultar difícil de producir en grandes cantidades. Pero podemos comprar los materiales para este catalizador a bajo precio porque no consiste en metales preciosos o tierras raras. Y lo más importante, permanece estable a largo plazo», dice Menne.

El biocombustible tiene mucha potencia, como han confirmado los investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química ICT en Pfinztal. Pusieron motores comerciales estándar en un banco de pruebas para hacer pruebas con el nuevo combustible, calificar la potencia del motor y medir los gases residuales con instrumentos de precisión. Estas lecturas se tomaron a diferentes niveles de funcionamiento, durante los arranques en frío, bajo diferentes cargas y a diferentes velocidades del motor.

Bajas emisiones de gases residuales

Estos ensayos encontraron que la densidad de energía del biocombustible era ligeramente superior a la de los combustibles convencionales. Eso significa que un vehículo con este nuevo combustible en su tanque tendría una ligera ventaja en una carrera real. Las emisiones de gases residuales del combustible sintético también resultaron una ventaja, con menos monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrocarburos, y mucho menos hollín que emanaba del escape. Las propiedades físicas de este biocombustible se acercan a las del gasóleo fósil, por lo que se puede hacer que cumpla con las normas vigentes.

Venkat Aryan, ingeniero químico de Fraunhofer UMSICHT, ha sumado cada molécula de los gases de efecto invernadero en cada paso del proceso para evaluar el impacto ecológico. El análisis tiene en cuenta todos los gases de efecto invernadero en la ecuación, desde la extracción o cosecha de las materias primas hasta la conversión del combustible en energía cinética. Esto incluye la extracción de petróleo crudo de los pozos subterráneos, el cultivo de plantas para biocombustible y los gases residuales. Encontró que los equivalentes de CO2 para el diésel sintético hecho de paja de trigo ascendían a entre 64,3 y 91,6 gramos por megajulio, dependiendo de la fuente de etanol. Esto es hasta un 32 por ciento menos que los 94 gramos del diésel basado en el petróleo.

Las compañías navieras pueden hacer su propio biocombustible

«Nuestro combustible puede ser convertido en gasolina, diésel o incluso queroseno para aviones. Pero esto último es más complicado», dice Menne. El diésel marino es un asunto mucho más simple. No tiene que ser procesado en una refinería. «Simplemente se podría instalar nuestra planta en un puerto. Nuestro proceso es tan sencillo que las compañías navieras podrían producir su propio diésel», dice Menne.

La tecnología está lista para salir al mercado. Menne confía en que pronto el diésel sintético pueda ser más barato que el diésel hecho de petróleo. A medida que la nueva legislación entre en vigor, los combustibles fósiles ya no serán tan baratos de producir.