viernes, 8 de junio de 2012

Percepción vs Realidad: 8 de los mitos sobre biocombustibles (Biofuels Digest)


Un artículo de la revista Biofuels Digest me llamó mucho la atención. Esta publicación habla de los 8 mitos principales que "supuestamente" se manejan en los EE.UU. por los lobbies de empresas petroleras y empresas de alimentos para desprestigiar a los biocombustibles.

En mi opinión, hay varios puntos que son válidos. Para poder determinar la sustentabilidad y rentabilidad económica de un biocombustible se tiene que hacer un análisis completo del proceso de producción incluyendo las materias primas y el balance energético de los mismos. Cada biocombustible disponible en el mercado al día de hoy y dentro de poco tiene sus particularidades y no se pueden juzgar a todos por igual. Hay unos como el bioetanol de maíz y el biodiesel de aceite de palma que en mi opinión no son sustentables.

A continuación presentamos los mitos que presenta el artículo de Biofuels Digest:

Mito #1. Para poder llegar a los requerimientos por ley de los EE.UU. de biocombustibles se tendrán que reducir la producción de comida, causando una carestía global en alimentos y protestas violentas en todo el mundo

El artículo argumenta que los EE.UU. tienen suficiente espacio para producir 3 veces más en sus campos y utilizan el artículo publicado por el Oak Ridge National Laboratory como justificación de un estudio académico que lo comprueba. En principio, estoy de acuerdo que es verdad que hay mucho espacio y que en teoría se pudiesen producir muchísimos biocombustibles del campo de ese país. Sin embargo me parece, que la historia nos ha demostrado, sobre todo en México, que la carestía de los alimentos depende mucho de los especuladores de alimentos. 

¿Cómo se puede explicar que el maíz amarillo de EE.UU. que subió de precio por la producción de bioetanol durante los años de George W. Bush encareciera al maíz blanco en México que no tenía nada que ver con esta industria? 

El  mito #1 aunque es un mito para biocombustibles de segunda generación (bioetanol y biobutanol de celulosa, biogás de digestores anaerobios, etc.) y para biocombustibles avanzados de algas y cianobacterias (biohidrógeno, biodiesel, etc.) todavía puede ser no serlo para biocombustibles de primera generación como bioetanol de maíz, caña o biodiesel de aceite de palma.

Mito #2. Los biocombustibles causan emisiones de carbono más altas en lugar de reducirlas

El artículo hace una buena defensa de porque creen que es un mito y estoy de acuerdo con ellos. Otra vez hablan del impacto del bioetanol de maíz de los biocombustibles (que es de los peores en mi opinión) y aun así la EPA lo considera que reduce los gases de efecto invernadero (GEI). Lógicamente, todos los biocombustibles avanzados de segunda y tercera generación deben de reducir GEI porque están tomando carbono del ciclo de carbón que ya está en el ambiente y lo van a convertir en aceites, lípidos o material orgánico fermentable para hacer biocombustibles.

En mi opinión, el mito # 2 se ha fomentado por los estudios de análisis de ciclo del biodiesel Europeo que ha llegado a utilizar materia prima de Asia particularmente el aceite de palma el cual está deforestando grandes partes de las junglas ecuatoriales. (http://news.softpedia.com/news/Palm-Oil-A-Dangerous-Solution-for-Biofuels-50885.shtml).

Mito #3. Los biocombustibles utilizan más energía en su producción de la que pueden ofrecer como combustibles para el transporte 

El artículo expone los balances energéticos por biocombustible y materia prima y al final en todos el balance energético es positivo (la premisa es un mito en efecto). Aunque en algunos casos como el bioetanol de maíz ese balance es malísimo apenas un 1.3:1 unidades de energía obtenidas contra 1 requeridas.

Mito #4. Todos los biocombustibles ofrecen un rendimiento de combustible menor que sus contrapartes fósiles

Al final de leer este punto, me parece que los rendimientos (fuel economy) que ofrecen los biocombustibles son comparables con los combustibles fósiles. Sí habrán unos casos en los que los combustibles de aviación fósiles tendrán mejor rendimiento que los biocombustibles empleados pero es mínima. En casos como el biodiesel de aceite animal, aunque luego tiene problemas en climas fríos, puede llegar a tener un número de Cetano (medición de efectividad) más alto que el de sus similares fósiles.

Mito #5. Biocombustibles de celulosa estarán cinco años en el futuro, para siempre 

Me gustó como el artículo habla de las plantas en EE.UU. que ya están abriendo con este tipo de biocombustibles. En Brasil, Novozymes, compañía Danesa de enzimas está abriendo una planta de biocombustibles de celulosa y UPM en Finlandia ya tiene una planta que usa pirolisis para producir biocombustibles de sus residuos papeleros ya están en línea (http://monroybioenergy.blogspot.mx/2012_04_01_archive.html).

Mito #6. El Presidente Obama quiere que todo el mundo use biocombustibles de algas a $26 dólares el galón

Este mito en mi opinión fue orquestado por el ya derrotado candidato Newt Gingrich que lo utilizó en su campaña para la nominación presidencial del Partido Republicano de EE.UU. Aunque, el Presidente Obama quisiese hacer esto sería imposible producir suficiente para abastecer a todo Estados Unidos. Es una premisa falaz.
La armada de los Estados Unidos ha desarrollado muchas de las tecnologías de punta que han sido atribuidas a ese país, como el internet por ejemplo. No se me hace tan descabellado que quieran ser autosuficientes energéticamente sobre todo en zonas de combate. Digo si tienen presupuestos de millones de dólares por muchos de los misiles que lanzan ese precio del biocombustible de algas no se me hace tan loco.
No sabía que Reagan había sido el padre de la investigación de biocombustibles de alga. Eso es muy interesante.

Mito #7. Los biocombustibles requieren subsidios masivos

En el caso de EE.UU., Biofuels Digest hace un buen análisis. Los biocombustibles quizás no necesitarían subsidios pero definitivamente estos subsidios serían buenos para desarrollar la industria más rápido. Esto, siendo mexicano, me da muchísima risa, tomando en cuenta el costo ofensivo que pagamos los contribuyentes al subsidiar los combustibles fósiles nacionales. En México un esquema de subsidio no cambiaría mucho el terrible status-quo pero quizás pudiese ayudar a fomentar el campo nacional y para combatir el cambio climático. Tenemos que preguntarle a Quadri.

Mito #8. El gas natural es un combustible renovable, también, y debería tener todas las ventajas de los biocombustibles 

Este último está buenísimo, con esa definición de renovable, pues el petróleo y el carbono serían totalmente renovables. Digo, tendrían un ciclo de 60 millones de años para que la biomasa se transformara. El gas natural aunque es más limpio que el combustóleo o el carbono, no es renovable y si contribuye a los GEI.


domingo, 3 de junio de 2012

Microalgae Oil for Omega 3 and other Nutraceuticals


The Neutraceutical (Nutrition + Pharmaceutical) Industry is growing very rapidly. Neutraceuticals are being used as complementary and alternative therapies in treatment of diseases.

This industry is worth $86 billion dollars (2011, Algae Color of the Future).

One set of Neutraceuticals that hold much interest are Omega 3 Polyunsaturated Fatty Acids (PUFA).
PUFAs from algae and fish oils, especially eicopentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) have been shown to play a role in the possible prevention and treatment of several chronic diseases.

Micro-algae production systems such as specialized photo-bioreactors hold much promise to produce large quantities of these products. Fish oil has been deemed unsustainable and algae oil is considered as a plausible replacement of fish oil. It is also known that the relationship between DHA and EPA in algae oil can be more balanced.

To be continued...

jueves, 17 de mayo de 2012

La batería del siglo 21: Posible solución de los problemas de intermitencia de la producción de energías renovables

R10: Bateria Líquida


Uno de los problemas que tienen las energías renovables como el sol o el viento es que son intermitentes. No siempre tenemos días completamente soleados, no podemos capturar energía solar en la noche lógicamente, y el viento no sopla todo el tiempo tampoco.

Las energías convencionales como el carbono, el gas natural, el combustoleo o la energía nuclear nos suministran la carga real de electricidad que requerimos en cualquier momento. 

Los miles de millones de vatíos que utilizamos todos los días se generan y se consumen casi instantáneamente.

¿Cómo podemos reemplazar una parte importante de la energía que requiere nuestra sociedad con alternativas renovables? 

El reto que tenemos es poder accesar a la energía que se produce de forma renovable en un dispositivo almacenado. El Dr. Donald Sadoway tiene una idea radical de como solucionar este paradigma. 

Él junto a otros investigadores del MIT tienen una forma original de atacar este problema. Han logrado probar una batería líquida que sus prototipos son 3 veces más baratos que sus equivalentes en el mercado. 

Esta batería, la TR10, está compuesta de electrodos que son metales líquidos y los electrolitos que conducen las corrientes son de sales derretidas.


Tecnologías de este tipo pueden permitirle a las energías renovables intermitentes tener una mayor participación en una solución holística a nuestros problemas energéticos.


sábado, 5 de mayo de 2012

El azúcar del siglo 21 - renovable y precursor de la industria química

En el congreso mundial de biotecnología y bioprocesamiento en el que Monroy BioEnergy S.A. de C.V. tuvo el privilegio de asistir, nos encontramos con un sin número de novedosas tecnologías sustentables para producir biocombustibles y químicos de alto valor.

Una de las sesiones tecnológicas en la que asistimos se presentaron cuatro compañías distintas que producen azúcares para procesos industriales de diferentes materias primas y de formas novedosas.

Dos de estas compañías se nos hicieron bastante interesantes entendiendo las tendencias actuales de la industria química.

La primera compañía que captó nuestra atención se llama Proterro (http://www.proterro.com y su sistema patentado aparece arriba). Kef Kasdin, su CEO, afirma que Proterro ha diseñado un organismo genéticamente modificado (OGM) a base de un tipo de cianobacteria. Esta cianobacteria crece en un foto-biorreactor (también diseñado por Proterro) en el que las bacterias crecen sobre un medio diseñado para maximizar la transferencia de luz, agua y dióxido de carbono para las reacciones foto-sintéticas. El producto principal de este sistema es la sucrosa y está diseñado para ser un sistema de bajo costo para producir carbohidratos que pueden ser precursores de biocombustibles o químicos de alto valor.

Una de las principales ventajas que parece tener este sistema es que se puede producir esta sucrosa en diferentes latitudes. De hecho, la CEO de esta compañía comentó durante su ponencia que sus sistemas de demostración los instalaron en Chicago y en el sur de EE.UU. y tuvieron desempeños exitosos. Pienso que si son de un costo capital razonable quizás tienen mucho potencial porque no dependen de la agricultura y pueden ser instalados en regiones en donde el azúcar de caña por ejemplo sería costoso conseguir.

La segunda compañía que nos llamó mucho la atención, se llama Sweetwater Energy (http://www.sweetwater.us/) esta compañía se dedica a poner sistemas de procesamiento de biomasa para la producción de azucares.

Sweetwater Energy tiene tecnologías para producir azúcares concentrados de bajo costo de diversas materias primas de plantas que no están relacionadas con los alimentos. Su meta es poder vender estos azúcares a productores de bioenergía y bioquímicos para hacer productos sustentables.

Ellos comentan que tienen muchas patentes pendientes para producir estos azúcares de materiales de desecho de la agricultura y de la industria de la madera y el papel.

Nos llamó mucho la atención el modelo de negocios que manejan. Ellos están interesados en encontrar productores industriales que tengan desechos de celulosa y otras biomasas de agricultura. Sweetwater Energy tiene como objetivo poner el capital para la construcción de una planta de producción de azúcares con sus tecnologías. Básicamente, ellos quieren ser los dueños y operadores de los centros de producción de azúcares y el dueño del residuo de biomasa recibiría regalías del producto final.

martes, 17 de abril de 2012

Pirólisis de biomasa para producir Biocombustibles

Se le llama pirolisis a la descomposición termoquímica de materia orgánica a temperaturas elevadas en un ambiente sin oxígeno. Este proceso químico involucra el cambio químico y físico de estado y es irreversible. En general, la pirolisis de materiales orgánicos produce gases, líquidos y un residuo carbónico sólido.

Este proceso se utiliza comúnmente para producir químicos, cloruro de vinilo, para convertir biomasa en gases de síntesis (H2 y CO), etc.

La pirolisis es la base de varios métodos que se están desarrollando para producir biocombustibles de biomasa que pueden ser de materias primas como:

  • cosechas energéticas
  • desperdicios de biomasa.

Se ha probado que se pueden convertir los residuos de biomasa a biocombustibles de segunda generación. Estos biocombustibles pueden ser destilados de una forma parecida a sus contrapartes fósiles con un líquido similar al petróleo denominado como bio-aceite. Este bio-aceite se produce con un método de pirolisis hídrica con diferentes materias primas como estiércol de ganado y celulosos, etc.

La compañía Finlandesa UPM, ha puesto la primera planta a gran escala que produce biocombustibles pirolíticos usando materias primas de desperdicio de sus procesos de producción de pulpa y papel.

Este video muestra un ejemplo de producción de biocombustibles avanzados de celulosa. El proceso convierte la biomasa en hidrógeno y monoxido de carbono con vapor a altísimas temperaturas, luego pasan por un reactor catalítico para realizar una reacción fischer-tropsch, luego se rompen las cadenas de carbono para producir un producto destilable (bio-aceite) a biodiesel y queroseno.


viernes, 30 de marzo de 2012

¿Qué es el biogás?

Cuando hablamos de biogás nos referimos a un biocombustible generado por la degradación de materia orgánica en la ausencia de oxígeno. Hay diferentes tipos de componentes orgánicos que se pueden convertir en este biocombustible como biomasa vegetal o animal, estiércol animal, desperdicio de comida y de procesos industriales con desechos orgánicos.

El biogás puede ser producido por digestión anaerobia o por fermentación de materiales orgánicos en tiraderos de basura. Las composiciones de este gas pueden variar, sin embargo, está compuesto principalmente de gas metano (CH4 entre 50-75%), bióxido de carbono (CO2 entre 25-50%) y pequeñas cantidades de ácido sulfhídrico (H2S), agua y de siloxanos*.

Una de las ventajas de utilizar este biocombustible es que puede ser aprovechado en turbinas para generar electricidad y en calderas para generar calor para procesos industriales. Si tiene concentraciones importantes de H2S se tiene que limpiar antes para evitar problemas de corrosión.

Este biocombustible puede clasificarse como sustentable porque al ser producido y quemado no permite que se venteen a la atmósfera desechos orgánicos. Un ejemplo de esto es el estiércol de ganado porque su degradación natural produce también CH4 siendo 21 veces más nocivo que el CO2 para el efecto de cambio climático y si no se aprovecha simplemente se emite a la atmósfera. Además cuando se utiliza para generar electricidad el CO2 que se emite a la atmósfera ya es parte del ciclo de carbono y no contribuye a la emisiones netas del gases de efecto invernadero a diferencia de los combustibles fósiles que si lo harían.

Otra ventaja de los proyectos para producir biogás es que no sólo son verdes y sustentables pero también en muchos casos son generadores netos de energía y pueden llegar a justificar inversiones millonarias para los mismos por la energía que pueden generar y por los buenos retornos de inversión.

En México, el gobierno de la capital está licitando un sistema de aprovechamiento de biogás en uno de sus mega-tiraderos de basura, (el del Bordo Poniente en el DF). Este proyecto planea poner una planta de generación eléctrica de 70 MW. Si se asume que el precio del kWh de electricidad esta en $0.10 USD/kWh, esta planta estaría generando ingresos de un máximo de $168,000 USD/día y de más de $60,000,000 USD al año (asumiendo máxima producción y operación los 365 días del año).

Es parecido el caso de los digestores anaerobios. Si se tienen aguas residuales y/o residuos semi-sólidos con alta carga orgánica que se puedan digerir, también se pueden considerar proyectos energéticos que no sólo tratan este residuo sino que también generar capital. Los residuos ideales para digestión anaerobia son:

  • Residuos lácteos
  • Estiércol de ganado
  • Vinazas
  • Desechos Farmacéuticos
  • Aceites vegetales y animales
En conclusión, el biogás es un biocombustible sustentable que puede ser aprovechado para generar electricidad y/o calor y para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ya que se reduce el consumo de combustibles fósiles.

*Basic Information on Biogas, www.kolumbus.fi. Retrieved 2.11.07.





sábado, 17 de marzo de 2012

Balance Económico; Bio-químicos derivados de la refinación de biocombustibles


Uno de los puntos que son muy importantes para la industria que tienden a ser olvidados por los políticos y por los reporteros es el valor de los petroquímicos asociados con el petróleo.

De hecho muchos petroquímicos tienen un rol muy importante en nuestras vidas. Uno se puede imaginar todos los productos de consumo, pinturas, empaques, y plásticos que usamos todos los días.

Hasta un 10% de todo el petróleo crudo que usamos es utilizado para la producción de químicos industriales.

Hasta un 95% de todos los químicos que usamos en nuestra vida cotidiana viene de combustibles fósiles de petroquímicos.

Hay siete químicos bases esenciales para la producción de todo tipo de productos derivados:
  1. Metanol
  2. Etileno
  3. Propeno
  4. Butadeno
  5. Benzeno
  6. Tolueno
  7. Xileno
Cualquier opción de una biorefinería de biocombustibles a base de biomasa o sistemas fotosintéticos en teoría podría beneficiarse de la producción de bioquímicos derivados.

En el caso específico de los plásticos, ha habido un poco de progreso en la producción de plásticos sustentables que se dividen en tres categorías:

  • Plásticos biodegradables
  • Plásticos biodegradables y de materias primas renovables
  • De materias primas renovables (bioetanol, glicerina de la producción de biodiesel, etc).
En conclusión, el enfoque que están teniendo los biocombustibles en las discusiones sobre energía no ha tenido suficiente énfasis en los beneficios de los co-productos que traen el tan importante valor-agregado y que pueden llegar a ser cruciales para la economía de los proyectos.