Biocombustible (etanol) limpio para el transporte
El proyecto español ResToEne, en el que participan el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Rey Juan Carlos, la Universidad Autónoma de Madrid y la Fundación IMDEA Energía, tiene como objetivo elaborar combustibles para el transporte alternativos a los derivados del petróleo, utilizando residuos provenientes de la biomasa como materia prima. Se trata de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2).

Las líneas de I+D incluidas en este proyecto de investigación son la transformación de residuos agroforestales mediante procesos hidrolíticos y fermentativos, la transformación de residuos oleaginosos mediante esterificación-transesterificación, la transformación termocatalítica de residuos agroforestales y oleaginosos, la producción de syngas e hidrógeno mediante procesos de reformado con vapor de agua, la producción de gasolina y diésel a partir de syngas mediante procesos de FisherTropsch, y utilización de bioetanol e hidrógeno en celdas de combustible.

El CIEMAT participa en el estudio de la transformación de residuos agroforestales mediante procesos hidrolíticos y fermentativos para la obtención de biocarburantes de segunda generación, esto es, a partir de materias primas que no compiten con el mercado alimentario y a precios más bajos. El objetivo es reducir los costes de producción de este tipo de combustibles y hacerlos competitivos respecto a los derivados del petróleo.

La primera etapa que debe abordar la producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica por vía bioquímica es alterar la estructura de estos residuos para hacerlos susceptibles a los procesos de hidrólisis. A esta etapa se la denomina pretratamiento. Una vez preparada la biomasa, se emplean catalizadores biológicos (enzimas) para la obtención de los azúcares fermentables contenidos en estos materiales. Una vez obtenidos éstos, son transformados a etanol mediante microorganismos fermentadores.

Existen otros tipos de catalizadores para poder realizar la hidrólisis de los carbohidratos, como los químicos (ácidos o bases), si bien la hidrólisis enzimática presenta algunas ventajas, como la elevada especificad y ausencia de subproductos de reacción.

Se están evaluando diferentes pretratamientos sobre paja de cebada, como los tratamientos hidrotérmicos (tratamiento por agua caliente o por explosión por vapor) y los químicos (utilizando catalizadores ácidos, básicos y líquidos iónicos), con el objetivo de mejorar los rendimientos de producción de glucosa y de etanol.

Por fin, se eligió el pretratamiento por explosión por vapor ya que alcanzaba altas recuperaciones de celulosa y buenos rendimientos de hidrólisis enzimática para la obtención de glucosa, requisitos imprescindibles para desarrollar el bioetanol de segunda generación.

Posteriormente, se ha optimizado la etapa de hidrólisis enzimática, teniendo como objetivo alcanzar elevadas concentraciones de glucosa, manteniendo al mismo tiempo buenos rendimientos de proceso. Se ha logrado obtener concentraciones de glucosa superiores a 200 g/l en los medios de reacción con un 80 % del rendimiento máximo del proceso.

Hasta el momento, los resultados alcanzados han permitido obtener altas concentraciones de etanol en los medios de fermentación, lo que permitirá reducir los costes en la etapa de destilación, mejorando el balance económico del proceso de producción del bioetanol.

Los avances en los procesos de producción de bioetanol de segunda generación permitirán reducir la dependencia del petróleo en el sector del transporte y reducir la emisión de gases de efecto invernadero.