Microalgas y bacterias para producir energía renovable y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero

El biogás constituye el subproducto de la digestión anaerobia de residuos con mayor potencial de revalorización y se presenta como una de las fuentes de energía renovables más prometedoras.

La Fundación Domingo Martínez ha concedido una ayuda de 40.000 euros, prorrogable por otros 40.000 para 2019, al profesor de la Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Valladolid (UVa) Raúl Muñoz, para el desarrollo de un proyecto de investigación que profundiza en las energías renovables y en la búsqueda de alternativas para reducir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI).

La creciente demanda de energía a nivel mundial procede en más de un 85 por ciento de los combustibles fósiles como el carbón, gas natural o petróleo y aproximadamente el 80 por ciento de las emisiones de CO2 a la atmósfera provienen de este tipo de combustibles. Ello evidencia que una de las principales medidas para la reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero pasa por la búsqueda de nuevas alternativas a estos combustibles fósiles. El biogás, cuya producción en Europa alcanzará los 20 billones de nanómetros cúbicos al año en 2030, constituye el subproducto de la digestión anaerobia de residuos con mayor potencial de revalorización y se presenta como una de las fuentes de energía renovables más prometedoras.

A pesar de su enorme potencial, el coste relativamente elevado de su producción, unido a la falta de incentivos fiscales para su uso y a la presencia de contaminantes como dióxido de carbono (CO2), ácido sulfhídrico (H2S), amoniaco (NH3) y compuestos orgánicos volátiles (COV), han limitado el aprovechamiento de este biogás. Por tanto, el desarrollo de tecnologías de conversión de biogás a biometano mediante la eliminación de CO2 es crucial para asegurar la competitividad de este biorecurso.

En este contexto, el aumento esperable en la producción de biogás a nivel mundial conllevará en los próximos años la disponibilidad de enormes cantidades de CO2 residual (a altas concentraciones) con potencial para ser revalorizado en la propia planta de digestión anaerobia, aumentando la viabilidad económica del proceso de gestión de residuos y reduciendo su huella de carbono.

Un proceso más sostenible y económico

El proyecto que va a desarrollar la UVa pretende contribuir a la creación de una bioeconomía europea menos dependiente de combustibles fósiles y basada en el uso de materias primas biológicas. Este proceso es medioambientalmente más amigable y más económico que cualquier proceso de conversión catalítico de electro-reducción de CO2 a productos orgánicos.

Por un lado, se optimizará el diseño y operación de procesos simbióticos de microalgas-bacterias, implementados en fotobiorreactores interconectados a unidades externas de absorción mediante una recirculación del medio de cultivo, como plataforma tecnológica para el upgrading integral de biogás (eliminación de CO2, H2S, NH3 y COVs en un solo proceso), minimizando la desorción de O2 y N2 al biometano y promoviendo la acumulación de PHA en la biomasa algal.

También se plantean estrategias como la implementación de unidades de desgasificación por membranas de la corriente de recirculación, torres de absorción a presión o intensificación en la columna del consumo biológico del O2 y N2 disuelto y fotobiorreactores cerrados, que permitirán obtener tanto una eliminación completa del CO2 como un biometano de calidad suficiente para su uso en automoción o su inyección en redes de gas natural.

Raúl Muñoz Torre es investigador del Grupo de Tecnología Ambiental del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente de la UVa. El título del proyecto es ‘Nuevos procesos de microalgas y bacterias para la bioconversión de CO2 de biogás a biopolímeros acoplada a la generación de biometano’.

Fuente:
Dicyt