El bioetanol, cada vez más cerca

A diferencia de Estados Unidos, Brasil o Canadá, la Unión Europea no ha contado con un plan para el desarrollo de los biocombustibles líquidos en el sector del transporte, lo que constituye uno de los principales motivos de que esta industria todavía permanezca muy por debajo de su potencial real. Después de un largo camino, finalmente, en noviembre de 2001, la UE ha propuesto una estrategia coherente para aumentar la producción y uso de los biocarburantes. Esa propuesta tiene su origen en 1997, cuando se publicó el Libro Blanco de la Energías Renovables, que recoge el objetivo de aumentar desde el 6 al 12 % la contribución de las energías renovables al consumo de energía primaria en el año 2010.

Posteriormente, en su Libro Verde Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético, publicado en 2000, la Comisión Europea constata la dependencia abrumadora de la UE de fuentes de energía exteriores y la dificultad de afrontar los compromisos contraidos por la firma del Protocolo de Kioto, a menos que se tomen medidas ambiciosas. En particular, referidas al transporte, cuyo crecimiento parece desbocado. Y más concretamente, el transporte por carretera, que genera el 85% de las emisiones de CO2 debidas al sector. En el Libro Verde se establece un ambicioso programa para favorecer la utilización de biocarburantes y otros combustibles alternativos, fijándose para 2020 un objetivo del 20% para el conjunto de los carburantes de sustitución.

Un 5% de biocarburantes en 2009
Con estos antecedentes, el 7 de noviembre de 2001, la Comisión Europea aprobó una Directiva que, según Mercedes Ballesteros, responsable del Proyecto de Biocombustibles Líquidos del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), "contiene tres elementos principales: la promoción de los biocarburantes, la obligación de que una proporción creciente de todo el diesel y la gasolina vendida en los estados miembros provenga de fuentes renovables, y la opción que permita a estos estados aplicar impuestos diferenciados que favorezcan los biocarburantes".

La Directiva obliga a los estados miembros a introducir legislación y tomar las medidas necesarias para asegurar que en el año 2005 un porcentaje mínimo del 2% del combustible para el transporte vendido en su territorio sean biocarburantes. Esta cantidad aumentará en 0,75% al año, de manera que la sustitución alcance el 5% en el año 2009.

Prácticamente, toda la energía consumida hoy en el sector de los transportes procede del petróleo, de modo que cualquier esfuerzo de diversificación energética presenta aspectos estratégicos importantes que deben ser considerados en una planificación a medio y largo plazo. Entre las posibilidades de esa diversificación están los gases licuados del petróleo, el gas natural, la electricidad y los biocarburantes.

Los biocarburantes son combustibles de origen vegetal, con características parecidas a las de los combustibles fósiles, lo que permite su utilización en motores sin tener que efectuar modificaciones importantes. Además, no contienen azufre, uno de los principales causantes de la lluvia ácida, ni incrementan la cantidad de CO2 emitido a la atmósfera. Por otra parte, la producción de biocarburantes (bioetanol y biodiesel) puede suponer una alternativa interesante para aquellas tierras agrícolas que, como resultado de la reforma de la Política Agraria Común (PAC), quedan abandonadas, contribuyendo de una forma eficaz a la generación de empleo en áreas rurales. Para cumplir los objetivos del Libro Blanco de las Energías Renovables, en lo que a biocombustibles se refiere, habría que producir 18 millones de toneladas equivalentes de petróleo (tep) para el año 2010. En el caso español, el Plan de Fomento de las Energías Renovables establece el objetivo de producir 500.000 tep de biocarburantes en 2010.

¿Cuánto cuestan?
No es fácil analizar los costes de los biocarburantes, ya que dependen de un gran número de factores: las materias primas, su transformación, la distribución y, por último, los impuestos. El precio de la materia prima supone de un 60 a un 70% del coste total del producto. Para Mercedes Ballesteros, del CIEMAT, "el precio del bioetanol, en estos momentos, no es competitivo con el de la gasolina, a no ser que se tomen medidas fiscales para promover su utilización. En este sentido, la no tasación con impuestos especiales de los combustibles de origen agrícola permitiría obtener un producto final a un precio similar al de los combustibles convencionales tasados".

Además, para mejorar la competitividad de los biocombustibles habría que reducir sus costes de producción, empezando por la obtención de las materias primas. Se podrían introducir mejoras en los cultivos y determinar los más rentables y adecuados para la producción de los biocombustibles líquidos. En este contexto, la utilización de biomasa lignocelulósica es, a medio plazo, la opción más prometedora para la obtención de etanol combustible a bajos costes, posibilitando que pueda ser adoptado por la industria.

A partir de biomasa lignocelulósica
Gran parte de los materiales con alto contenido en celulosa, susceptibles de ser utilizados como materia prima para la producción de etanol combustible, se generan como residuos en los procesos productivos de los sectores agrícola, forestal e industrial. Entre estos, se pueden citar los residuos procedentes de cultivos leñosos y herbáceos, entre los que habría que destacar los producidos en los cultivos de cereales y algunos otros cultivos de plantas con utilidad textil y oleícola.

Otra biomasa es la de origen forestal, es decir, la que procede de tratamientos silvícolas, y de mejora y mantenimiento de los montes y masas forestales. Pero también se podrían tener en cuenta los residuos generados en algunas industrias, como las papeleras. Muchos de estos residuos carecen de valor económico en el contexto en el que se generan y, además, causan problemas ambientales.

Por otra parte, los materiales lignocelulósicos también pueden ser producidos en cultivos dedicados específicamente a la producción de biomasa con fines energéticos. Dentro de estos se pueden diferenciar dos tipos: los orientados a la producción de materiales leñosos, con especies de crecimiento rápido, como eucalipto o chopo, y los orientados a la producción de especies vegetales anuales, como el cardo (Cynara cardunculus), que presenta un elevado contenido en biomasa lignocelulósica. "La biomasa lignocelulósica –señala Mercedes Ballesteros– presenta una estructura compleja compuesta de tres fracciones (hemicelulosa, celulosa y lignina), que deben ser procesadas por separado para asegurar una conversión eficiente a etanol".

Diversos procesos de obtención
Existen diversas alternativas para la producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica. Según Ballesteros, "los procesos que se perfilan como más prometedores en el medio plazo son los que utilizan catalizadores enzimáticos para realizar la hidrólisis de la celulosa. Para ello es necesario realizar un pretratamiento de la biomasa lignocelulósica que altere su compleja estructura, facilitando así la acción de los enzimas celulolíticos. La dificultad estriba en que la cristalinidad de las moléculas de celulosa y la naturaleza de su asociación con la hemicelulosa y la lignina constituyen una verdadera barrera física a la penetración de los enzimas".

A comienzos de la década de los 90 el CIEMAT puso en marcha un programa de investigación enfocado a desarrollar procesos y tecnologías de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica. De este modo se desarrolló el proceso de sacarificación y fermentación simultáneas, que supone una mejora de lo conseguido anteriormente por otros laboratorios, ya que plantea la utilización de una cepa termotolerante, que permite realizar el proceso de hidrólisis y fermentación a 42°C, temperatura cercana al óptimo del complejo celulolítico. Además, supone un acortamiento importante del tiempo de proceso.
La tecnología del CIEMAT consiste en un proceso en discontinuo, que comprende el pretratamiento, mediante explosión a vapor, y la sacarificación (mediante celulosas comerciales) y fermentación simultánea (utilizando nueva levadura termotolerante). El proceso se realiza a 42°C, 150 revoluciones por minuto de agitación y el tiempo de residencia son 72 horas.

A modo de ejemplo del rendimiento global del proceso, si partimos de 1.000 kg de biomasa lignocelulósica, con un contenido en celulosa del 35–40%, se obtendrían mediante el proceso SSF desarrollado por el CIEMAT, de 150 a 170 litros de etanol, que muy pronto estarán en el depósito de nuestros vehículos.

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