Procesos termoquímicos para producir biodiesel de microalgas, Esquemas y mapas conceptuales de Inglés Técnico

¡Descarga Procesos termoquímicos para producir biodiesel de microalgas y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Inglés Técnico solo en Docsity!

Situación de los Biocombustibles de 2da y

3era Generación en América Latina y Caribe

Cristina M. M. Machado

Agosto/

La autora del presente documento es la consultora Cristina Maria Monteiro Machado, ingeniera química, doctora en procesos biotecnológicos, que trabaja en la Empresa Brasileira de Investigación Agropecuaria – Embrapa.

Los criterios expresados en el documento son de responsabilidad de la autora y no comprometen a las organizaciones auspiciantes: Organización Latinoamericana de Energía (OLADE) y el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA).

Se autoriza la utilización de la información contenida en este documento con la condición de que se cite la fuente.

Los derechos del documento son de propiedad de la Organización Latinoamericana de Energía (OLADE) y el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA).

Biocombustibles de 2da y 3era Generación – OLADE/IICA

Biocombustibles de 2da y 3era Generación – OLADE/IICA iii

• 1 INTRODUCCIÓN ÍNDICE DE CONTENIDOS - INTERNACIONAL 2 EL ROL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN EL ESCENARIO ENERGÉTICO
  • 2.1 ENERGÍAS RENOVABLES
    • PRODUCCIÓN 3 EL MERCADO ACTUAL DE BIOCOMBUSTIBLES Y SUS TECNOLOGÍAS DE
  • 3.1 ETANOL - 3.1.1 Vía bioquímica – fermentación
  • 3.2 BIODIESEL
  • 3.3 BIO-GAS
    • PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES 4 CONSIDERACIONES SOBRE EL USO DE LA BIOMASA CELULÓSICA EN LA
  • 4.1 DISPONIBILIDAD Y POTENCIAL DE USO - 4.1.1 Productos y Residuos Forestales. - 4.1.2 Residuos agrícolas y agroindustriales - 4.1.3 Cultivos dedicados
  • 4.2 COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR
  • 4.3 CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA
  • 4.4 RUTAS EN LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES DE LA BIOMASA
    • GASIFICACIÓN 5 PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES POR LAS RUTAS TERMOQUÍMICAS -
  • 5.1 HISTORIA
  • 5.2 TIPOS DE GASEIFICADORES
  • 5.3 CALIDAD Y LIMPIEZA DEL GAS DE SÍNTESIS
  • 5.4 PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DEL GAS DE SÍNTESIS - 5.4.1 Producción de hidrógeno por la reacción de cambio agua-gas - 5.4.2 Producción de metanol...................................................................................... - 5.4.3 DME - 5.4.4 Síntesis Fischer-Tropsch - 5.4.5 Otras reacciones con gas de síntesis
    • PIRÓLISIS Y LIQUEFACCIÓN 6 PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES POR LAS RUTAS TERMOQUÍMICAS –
  • 6.1 TECNOLOGÍAS PARA LA PIRÓLISIS DE LA BIOMASA
  • 6.2 TECNOLOGÍAS PARA LICUEFACCIÓN
  • 6.3 PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DEL BIO-ACEITE - 6.3.1 Hidrodesoxigenación - 6.3.2 Uso de zeolitas - 6.3.3 Reformulación a vapor
• 7 PRODUCCIÓN DE ETANOL POR LA RUTA BIOQUÍMICA
  • 7.1 PRE-TRATAMIENTO DE LA BIOMASA LIGNOCELULÓSICA................................................. - 7.1.1 Formación de productos inhibidores durante el pre-tratamiento
  • 7.2 HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA ii
  • 7.3 FERMENTACIÓN DE PENTOSAS - 7.3.1 Uso de levaduras - 7.3.2 Uso de bacterias termofílicas
  • 7.4 DESARROLLO DE ESTRATEGIAS DE FERMENTACIÓN - 7.4.1 Fermentación en Co-cultivo (CF):...................................................................... - 7.4.2 Fermentación Secuencial (SF) - 7.4.3 Sacarificación y Fermentación Simultánea (SSF) - 7.4.4 Bio-proceso Consolidado (CBP)
• 8 OTROS BIOCOMBUSTIBLES PRODUCIDOS POR MICROORGANISMOS
  • 8.1 BUTANOL
  • 8.2 ÁLQUIL ÉSTERES DE ÁCIDOS GRASOS (BIODIESEL)
  • 8.3 ÉTERES DE BAJO PESO MOLECULAR
  • 8.4 HIDROCARBUROS
  • 8.5 HIDRÓGENO
  • 8.6 FERMENTACIÓN DEL GAS DE SÍNTESIS
• 9 BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DE ALGAS
  • 9.1 TECNOLOGÍAS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOMASA DE ALGAS - 9.1.1 Necesidades nutricionales y metabolismo de las algas - 9.1.2 Cultivo autotrófico - 9.1.3 Sistemas heterotróficos
  • 9.2 COSECHA Y POS COSECHA.........................................................................................
  • 9.3 BIOCOMBUSTIBLES DE ALGAS - 9.3.1 Procesos termoquímicos - 9.3.2 Digestión anaeróbia – bio-gas - 9.3.3 Transesterificación para la producción de biodiesel - 9.3.4 Fermentación alcohólica - 9.3.5 Producción de hidrógeno................................................................................... - 9.3.6 Hidrocarburos....................................................................................................
    • BIOCOMBUSTIBLES 10 CONSIDERACIONES ECONÓMICAS Y ENERGÉTICAS EN LA PRODUCCIÓN DE
    • LATINA Y EL CARIBE 11 BIOCOMBUSTIBLES DE SEGUNDA Y TERCERA GENERACIÓN EN AMÉRICA
  • 11.1 OPORTUNIDADES PARA LA REGIÓN
  • 11.2 INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN BIOCOMBUSTIBLES AVANZADOS EN ALC - 11.2.1 Biocombustibles rutas termoquímicas y bioquímicas - 11.2.2 Biocombustibles de algas
• 12 CONSIDERACIONES FINALES
• FIGURA 1. Matriz energética mundial en Lista de Figuras
• FIGURA 2. Participación de los países en la producción de etanol (2008)
• FIGURA 3. Flujograma genérico de la producción de etanol
• FIGURA 4. Esquema de la reacción de producción de biodiesel
• FIGURA 5. Participación de los países en la producción mundial de biodiesel (2008)
• FIGURA 6. Flujograma de la producción de biodiesel......................................................................
• FIGURA 7. Diseño esquemático de la pared celular de las plantas
• FIGURA 8. Estructura química de la celulosa
• FIGURA 9. Procesos termoquímicos para producción de biocombustibles
• FIGURA 10. Etapas en la producción bioquímica de etanol celulósico
• FIGURA 11. Estrategias fermentativas para producción de etanol lignocelulósico
• FIGURA 12. Moléculas con potencial para uso como combustible
• FIGURA 13. Esquema del proceso de producción de biodiesel a partir de microalgas....................
• Tabla 1. Materias primas utilizadas en los países productores de etanol Lista de Tablas
  • tecnologías en la producción de biocombustibles............................................................... Tabla 2. Grado de importancia de características físico-químicas de la biomasa para diferentes
• Tabla 3. Iniciativas de industrialización – ruta termoquímica
• Tabla 4. Ventajas y desventajas de los gasificadores de lecho fijo para biomasa
• Tabla 5. Unidades industriales de Fischer-Tropsch en operación
• Tabla 6. Versiones de la tecnología de pirólisis
• Tabla 7. Principales desarrollos de pirólisis rápida en los últimos 10 años
• Tabla 8. Iniciativas de industrialização – rota bioquímica
• Tabla 9. Métodos de pre-tratamiento de biomasa lignocelulósica para producción de etanol
• Tabla 10. Mercado atual de productos de microalgas........................................................................
• Tabla 11. Comparación entre los sistemas autotróficos abiertos y cerrados
• Tabla 12. Iniciativas de industrialização – biocombustíveis de algas
• Tabla 13. Publicaciones sobre procesos termoquímicos usando algas
• Tabla 14. Contenido de aceite en especies de algas

celulósica a biocombustibles son existentes, pero todavía no aplicadas en producción de gran escala.

Los Biocombustibles de 3ra^ generación son producidos a partir de la materia- prima modificada genéticamente de modo que facilita los procesos subsecuentes. Los agentes de conversión (microorganismos, algas) también son modificados genéticamente para que el proceso sea más eficiente.

Una alternativa más cercana, sugerida por Ganduglia (2008) sería de los Biocombustibles 1.5 generación , que incluirían aquellos producidos por tecnologías convencionales, pero con materias primas alternativas a las utilizadas actualmente, menos sensibles a la competencia con la producción de alimentos. Entre estas se encontrarían diversas especies arbustivas o arbóreas perenes oleaginosas u otras con potencial de desarrollarse en zonas áridas o semi-áridas de tierras marginales, como jatropha, camelina y microalgas.

También será considerada en este libro la definición de biocombustible celulósico, usada en el Acto de Seguridad e Independencia Energética de los EUA (Energy Independence and Security Act of 2007):

Biocombustible celulósico : combustible renovable producido con base a cualquier celulosa, hemicelulosa o lignina, derivado de la biomasa renovable, y que logra una reducción de las emisiones de gases del efecto invernadero durante el ciclo de vida en un 60% por debajo del valor de referencia.

Finalmente, como un concepto de gran importancia en el contexto de los biocombustibles avanzados está el de biorefinería. No hay una definición exacta para este término, pero el concepto se refiere a un uso más amplio de la biomasa, en sistemas que posibilitarán, además de la producción de biocombustibles, la producción de una variedad de otros productos valiosos como electricidad, substancias químicas, plásticos, alimentos y fibras.

2 EL ROL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN EL ESCENARIO

ENERGÉTICO INTERNACIONAL

Según la Agencia Internacional de Energía (IEA, 2008), la demanda de la energía deberá crecer en más de un 50% hasta el año 2030. En este escenario, el consumo primario mundial de la energía aumentaría de 14,2 terawatts hora (TWh) en 2003 para 21,6 TWh en 2030 (un terawatt hora es una unidad de energía equivalente a 1000 billones de watts por hora). Ese gran aumento en la demanda de energía tendrá, naturalmente, implicaciones directas en la garantía de provisión, costo y sustentabilidad ambiental de la generación de energía. Este escenario ha despertado el interés en el uso de combustibles no fósiles, renovables y menos contaminantes. Aunque el petróleo sea una fuente energética con calidades intrínsecas como de relativamente fácil extracción, buena transportabilidad, versatilidad y bajo costo, ese es un producto de la transformación de la biomasa a lo largo de 200 millones de años y su cantidad es finita. El petróleo representa aproximadamente un tercio de toda la energía utilizada en el mundo (Figura 1-1) y los sistemas de transporte actualmente utilizados son completamente dependientes de este recurso. Después de los precios records del petróleo asociado con la revolución iraní de 1979 a 1980 y con el inicio de la guerra Irán-Iraq en 1980, hubo una caída en el consumo mundial de petróleo, de cerca de 63 millones de barriles por día en 1980 para 59 millones de barriles por día en 1983. Desde entonces, sin embargo, el consumo mundial de derivados de petróleo ha aumentado, totalizando cerca de 84 millones de barriles por día en 2005 (US-GAO, 2007). Evidentemente, la demanda mundial por petróleo en el futuro es incierta, pues depende del crecimiento económico y de las políticas gubernamentales en todo el mundo.

FIGURA 1. Matriz energética mundial en 2007

Fuente: IEA, 2009

10%

26%

21%

1%

2%

6%

34% Biomasa Carbón y turfa Gas Natural Geotérmica, solar, etc. Hidro Nuclear Petróleo

 Desarrollo de mecanismos regulatorios y tarifarios para incentivar la creación de un mercado para esa tecnología (como ya está siendo hecho en diversos países);

 Creación de normas técnicas y estándares de calidad.

Energía eólica: Es la conversión de la energía de los vientos en electricidad utilizando turbinas. Su producción y uso han crecido rápidamente, habiendo doblado en los últimos años. Al final de 2009, la capacidad instalada en el mundo era de 159.2 GW, con una producción de 340 TWh, lo que representa cerca del 2% del uso de la electricidad mundial, pero representa cerca de un 20% del consumo en Dinamarca, 14% en Portugal y España, 11% en Irlanda y 8% en Alemania (WWWA, 2010).

La energía eólica presenta un panorama bastante diferente de la energía solar, ya poseyendo madurez tecnológica y escala de producción industrial. Eso fue resultado de significativas inversiones en P&D y de una política de creación de mercado en varios países. Es abundante, renovable, ampliamente distribuida, no emite compuestos tóxicos en la atmósfera y reduce las emisiones de gases con efecto invernadero, si utilizada para substituir combustibles fósiles derivados de electricidad. Hoy esa tecnología está a punto de volverse económicamente viable para competir con las fuentes tradicionales de generación de electricidad, además de existir un gran potencial eólico a ser explotado en diversos países. Existen oportunidades de mejoramientos tecnológicos bien identificados internacionalmente que deberán llevar aún a reducciones de costo y permiten establecer metas bastantes ambiciosas para instalación de sistemas de generación en los próximos 30 años (Best et al. 2008).

Energía Geotérmica : Utilización del calor proveniente del interior de la Tierra para la generación de electricidad. Su utilización tanto para electricidad como para calor es atrayente considerando el potencial: 1% de la energía térmica contenida en una camada superficial de 10 km de la tierra corresponde a 500 veces todas las reservas de aceite y gas (Duffield & Sass, 2003). Dos tecnologías son vistas hoy: para la energía de reservatorios hidrotérmicos (hasta 3 km, conteniendo agua caliente y/o vapor; son útiles para potencia en las temperaturas superiores a 100oC) y para los HDR (“hot dry rock”), ocurriendo donde hay gradientes térmicos bien por encima del promedio de 50oC/km a por lo menos 4 km de profundidad. La tecnología comercial hoy es la hidrotérmica, no habiendo en el momento tecnología desarrollada para HDR (costos mayores, por la profundidad). Actualmente, Islandia y Nueva Zelanda son dos de los mayores consumidores de este tipo de energía, pero ha sucedido notable crecimiento de su aplicación especialmente en Asia (REN21 2008).

Energía Mareomotriz: Es la captación de la energía contenida en el desplazamiento de las mareas y corrientes oceánicas. Dos tipos de energía mareomotriz pueden ser obtenidas: energía cinética de las corrientes, debido a las mareas y energía potencial por la cantidad esencialmente inagotable de energía contenida en esos sistemas, además de ser predecible (diferentemente de la energía eólica y solar, por

ejemplo). Sin embargo su construcción y operación son obras complejas de ingeniería hidráulica. Se construye un barraje, formándose un reservatorio junto al mar. Cuando la marea es alta, el agua llena el reservatorio, pasando a través de una turbina hidráulica, produciendo energía eléctrica. En la marea baja, el reservatorio es vaciado y el agua que sale del reservorio pasa nuevamente a través de la turbina, en sentido contrario, produciendo la energía eléctrica. Las primeras instalaciones en el mundo empiezan a surgir en 2001. Hay un enorme interés en su desarrollo tecnológico, con cerca de 1000 patentes requeridas. Actualmente es aplicada para la generación de electricidad en algunos países, tales como Francia (donde se localiza la pionera La Rance), Japón e Inglaterra (REN21, 2008).

Energía de la Biomasa (Bioenergía): Puede ser definida como cualquier forma de energía acumulada mediante procesos fotosintéticos recientes. En la actualidad, se acepta el término biomasa para denominar el grupo de productos energéticos y materias-primas originados a partir de la materia orgánica formada por vía biológica que pueden ser procesados para proveer formas bioenergéticas más elaboradas y adecuadas para el consumo final. Por tanto, serían ejemplos de energía de la biomasa el carbón vegetal, el bio-gas resultante de la descomposición anaerobia de desechos orgánicos y otros residuos agropecuarios, así como también biocombustibles líquidos, como el etanol y el biodiesel, y la bioelectricidad, generada por la quema de combustibles como el bagazo y la leña. Hay una fuerte transición de los usos involucrando “bajo nivel tecnológico” (como leña para cocinar) para usos comerciales, más avanzados (energía eléctrica, vapor, combustibles) (BNDES & CGEE, 2008).

la gasolina. Adicionado a la gasolina, el etanol anhidro le confiere poder antidetonante, teniendo en vista su elevado octanaje. Así, se revela un buen sustituto al tetraetilo de plomo o MTBE posibilitando la eliminación de los efectos dañinos provocados por estos compuestos al medio ambiente.

Las propiedades del etanol como combustible llevaron al desarrollo y aplicación de motores a alcohol y motores para la mezcla alcohol-gasolina en Brasil. Hasta 1988, los desarrollos fueron realizados por la industria automovilística (GM, Ford, Volkswagen, Fiat) para sistemas carburados; actualmente, se encuentran disponibles para todos los motores sistemas con inyección electrónica, y más recientemente, bi-combustibles. El etanol hidratado es adecuado para los vehículos movidos exclusivamente a etanol o a bi-combustibles. Por sufrir un menor número de operaciones productivas, es, en promedio, un 4,5% más barato que el anhidro. El rendimiento del motor con este combustible es de un 20% a un 27% menor que la gasolina. Esto significa que para cada quilómetro rodado con gasolina se requiere un consumo volumétrico de etanol con esta proporción.

Datos sobre producción de etanol revelan importantes tendencias de expansión y diversificación (Figura 2). En 2007, la producción total mundial de ese biocombustible fue de 49,6 billones de litros y en el año siguiente alcanzó 65, billones de litros (EIA, 2009).

FIGURA 2. Participación de los países en la producción de etanol (2008)

Fuente: EIA, 2009

El etanol puede ser obtenido por síntesis química y por fermentación. El primer proceso posee significado económico en países con grandes reservas de petróleo e industria petroquímica avanzada. En una escala mundial, sin embargo, la síntesis química desempeña un rol minoritario en la producción de etanol (menor que un 5%). Obviamente, el etanol obtenido de esta forma no viene de materia prima renovable ni tampoco puede ser considerado como combustible alternativo.

50%

38%

3% 1%^ 1%^

1% 6% EUA Brasil China Canada Francia Alemania Otros

3.1.1 Vía bioquímica – fermentación

Aunque haya gran número de variables y el procesamiento pueda ser radicalmente diferente conforme la materia-prima y microorganismo utilizados, de modo general, involucra las etapas de preparación del substrato, fermentación y destilación del fermentado (Figura 3). En la preparación del substrato, la materia-prima es tratada para de ella obtener los azúcares fermentables. La fermentación es el proceso por el cual los azúcares serán transformados en alcohol y gas carbónico por la acción de microorganismos. Finalmente, en la destilación, el etanol es separado del caldo de fermentación y purificado (Machado & Abreu, 2008).

FIGURA 3. Flujograma genérico de la producción de etanol

Fuente: elaboración propia De esa forma, cualquier producto que contenga una cantidad considerable de carbohidratos se constituye en materia-prima para obtención de alcohol. Todavía, para que sea viable económicamente, es necesario que se considere su volumen de producción, el rendimiento industrial y el costo de fabricación. De esa forma, los países producen etanol de diferentes materias primas, de acuerdo a su vocación agrícola (Tabla 1).

En la selección de un cultivo como materia-prima para la fabricación de etanol, cabe priorizar aquellos que minimicen los requerimientos de tierra, agua, aportes externos de agroquímicos, entre otros aspectos. La materia-prima representa típicamente entre un 60% a un 70% del costo final del etanol y la búsqueda de alternativas de bajo costo es fundamental. La existencia de co-productos y subproductos de valor alimenticio, industrial o energético es igualmente importante, en la medida en que puede conferir una deseable flexibilidad en la producción bioenergética, asociando la disponibilidad de biocombustibles a otras fuentes de valor económico.

FIGURA 4. Esquema de la reacción de producción de biodiesel

Fuente: Elaboración propia

FIGURA 5. Participación de los países en la producción mundial de biodiesel (2008)

Fuentes: EBB, 2009; FAO, 2008 El biodiesel producido en el mundo proviene casi totalmente de ésteres producidos por la ruta metílica, que es una ruta totalmente dominada (Figura 6). El proceso de la obtención de los ésteres metílicos emplea el metanol (alcohol metílico) como una de las materias primas, que es generalmente obtenido de fuentes fósiles no-renovables, por medio de gas de síntesis, a partir del gas metano. El etanol tiene propiedades

16%

4%

3%

2% 11%

26%

17%

5%

3% 2% 2%

9%

64%

EUA Indonesia Malasia Brasil Otros no U.E. Alemania Francia Itália Bélgica Polonia Portugal Otros U.E.

combustibles y energéticas similares al metanol. Sin embargo, el metanol tiene una toxicidad mucho más elevada. Aún así, todavía hay una serie de cuestionamientos con relación a la producción del biodiesel por la ruta etílica. La transesterificación etílica es significativamente más compleja que la metílica, además de ser más lenta y exigir mayor temperatura para ocurrir, significando un procesamiento más caro.

FIGURA 6. Flujograma de la producción de biodiesel

Fuente: elaboración propia Los catalizadores más utilizados en la reacción de transesterificación son el KOH y el NaOH. El contenido de agua en los reactivos debe ser bajo, pues pueden ser formados jabones en el proceso, lo que aumenta la viscosidad final del producto y dificulta la separación del glicerol. Ácidos también pueden ser utilizados, especialmente en aceites que contienen alta cantidad de ácidos grasos libres, pues evitan la formación de jabones, pero son mucho más lentos y necesitan de temperaturas más altas de reacción. Lo ideal sería catalizadores heterogéneos, que no siendo solubles en el medio reaccional podrían ser reutilizados y regenerados. Sin embargo, este tipo de catalizador todavía está en desarrollo. También es posible utilizarse enzimas como catalizadores, lo que ofrece ventajas como menor sensibilidad ante la presencia de agua, posibilidad de recuperación y facilidad en la

animales y del lodo proveniente de estaciones de tratamiento de efluentes domésticos. Sin embargo, en los últimos años, delante del gran volumen de residuos provenientes de las exploraciones agrícolas y pecuarias, así como también aquellos producidos por mataderos, destilarías, fábricas de lácteos, tratamientos de alcantarillados domésticos y entierros sanitarios, la conversión energética del bio- gas se presenta como una solución y un logro ambiental, la reducción de costos en la medida en que reduce el potencial tóxico de las emisiones de metano, al mismo tiempo en que produce energía eléctrica.

El proceso de formación del bio-gas consiste en la descomposición del material por la acción de bacterias (microorganismos acidogénicos y metanogénicos). Se trata de un proceso conocido hace mucho tiempo, que ocurre naturalmente con casi todos los compuestos orgánicos y es usado para la conversión en energía de cocimiento, iluminación y como biofertilizante, siendo muy popular en los países asiáticos, a ejemplo de China e India. El mecanismo de descomposición anaeróbica se desarrolla por la acción de un consorcio de microorganismos. El bio-gas, producto de la degradación anaeróbica, es compuesto mayoritariamente por metano (50%– 70%) y CO2. Ese gas puede ser colectado y utilizado como combustible (generación de calor o energía) (Weiland, 2010)

Los biodigestores son sistemas cerrados de degradación anaeróbica en que los gases producidos son colectados y almacenados en compartimientos llamados gasómetros para una posterior utilización o simple quema. Varios modelos de biodigestores han sido desarrollados y adaptados para buscarse un aumento de la eficiencia de esos sistemas aliados a una reducción de costos de los equipos. Los principales modelos de biodigestores son el hindú, chino y canadiense, siendo este último bastante utilizado recientemente, principalmente por el desarrollo de geomembranas que facilitan su instalación. (Kunz & Oliveira, 2006).

Actualmente la producción de bio-gas se basa principalmente en el uso de lodo del alcantarillado municipal de estaciones de tratamiento de agua y casi todo el bio-gas producido en el mundo es usado para calentamiento y producción de electricidad. El uso de metano como combustible vehicular es posible y actualmente utilizado en carácter piloto en las flotas de buses urbanos de algunas ciudades de Suecia, Francia, Italia, Suiza e Islandia. Su uso más generalizado para esa aplicación es dificultado por los siguientes factores: (1) bajo desarrollo de tecnologías para producción, principalmente relacionadas a la calidad del bio-gas a ser utilizado; (2) sistemas de distribución limitados y bajo número de estaciones de abastecimiento; (3) costos elevados de vehículos mixtos de combustibles en comparación con vehículos que utilizan etanol o biodiesel. Suecia ha puesto grandes esfuerzos en este tema, pero hay un aumento del interés del desarrollo de tecnologías en otros países, incluyendo Alemania, Austria, Francia, España, India, China y EUA (Persson et al , 2006).

4 CONSIDERACIONES SOBRE EL USO DE LA BIOMASA

CELULÓSICA EN LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

El término biomasa incluye toda materia orgánica de origen vegetal o animal, incluso los materiales procedentes de su transformación natural o artificial que pueden ser utilizados como combustible. En la actualidad, se acepta el término biomasa para denominar el grupo de productos energéticos y de materias primas – tipo renovable

• originados a partir de la materia orgánica formada por vía biológica. Quedan excluidos de este concepto, los combustibles fósiles y los productos orgánicos de ellos derivados, aunque también tuvieran un origen biológico en épocas remotas (Seye, 2003).

La biomasa juntamente con la energía solar, representan las únicas fuentes de energía utilizadas por el hombre durante la mayor parte de la historia de la humanidad. Antiguamente, la madera era el combustible más ampliamente utilizado para cubrir las necesidades de calor y de iluminación, tanto en el ámbito doméstico como en las distintas aplicaciones industriales existentes hasta el presente momento. Del mismo modo, gran parte de las actividades realizadas por el hombre y por los animales exigía un consumo de biomasa que, posteriormente se transformaba en trabajo muscular. Sin embargo, a partir de la era industrial, su uso fue relegado a segundo plano debido a la extinción de los bosques de los países detentores de la tecnología y a la conversión de los sistemas térmicos a los combustibles fósiles.

Actualmente, los sistemas bioenergéticos presentan una marcada dicotomía entre dos grandes y diferenciados paradigmas. Por un lado, se encuentran los sistemas tradicionales, practicados hace miles de años, en los cuales la exploración de los recursos de biomasa se hace en bases extractivistas, sin adecuada valoración económica de los productos y, en general, por medio de sistemas de baja eficiencia y menor productividad, atendiendo a necesidades residenciales y de industrias tradicionales. Y por otro lado, se encuentran los sistemas innovadores y modernos, en los cuales la producción ocurre casi siempre en bases comerciales, por medio de tecnologías eficientes, hasta del punto de vista ambiental, objetivando atender a las necesidades de energía de la industria, del sector de transporte y generando electricidad. Con tales acepciones, cada vez más la evolución de la energía de biomasa, en escala mundial, apunta para la reducción de la contribución de las formas tradicionales, a ser mantenidas circunscritas a las situaciones de menor impacto, mientras las formas modernas se expanden, ocupando el espacio de las fuentes energéticas fósiles. De esa forma, la agroenergía, progresivamente, deja de ser considerada una energía “antigua” y pasa a ser reconocida como una forma energética moderna, competitiva y adecuada, en condiciones de proporcionar una nueva revolución tecnológica, incluyendo, en ese ámbito los biocombustibles celulósicos (BNDES & CGEE, 2008).

La disponibilidad de la biomasa lignocelulósica, despertó el interés para su uso como materia prima para la producción de alcohol desde el final del siglo XIX, pero