Hi ha diferents tipus de biocarburants que s'obtenen a partir de matèria primera que és renovable. En aquest article, ens enfocarem en els biocarburants cel·lulòsics, un tipus de biocombustible que es produeix a partir de residus agrícoles, fusta i gramínies de ràpid creixement. Aquests materials es poden transformar en una varietat de biocombustibles, inclosos els que són aptes per a motors de vehicles i aeronaus.
En aquest article descriurem què són els biocarburants cel·lulòsics, les seves característiques i el seu procés de producció, aportant una visió completa del tema.
Què són els biocarburants cel·lulòsics
Actualment, cada vegada és més evident la necessitat de sortir de la dependència dels combustibles fòssils. El petroli, per exemple, genera riscos econòmics, mediambientals i de seguretat globalment. Tot i que el model econòmic actual continua donant suport a l'ús del petroli, és crucial trobar noves fonts d'energia renovables que puguin reemplaçar-lo, especialment per al transport, que representa una de les principals fonts d'emissió de gasos amb efecte d'hivernacle.
Els biocarburants cel·lulòsics, en aquest context, representen una opció prometedora. A diferència dels biocombustibles de primera generació, que s'obtenen a partir de cultius com el blat de moro i la soja, els biocarburants cel·lulòsics provenen de parts de les plantes que no són comestibles, com les tiges, fulles i residus de fusta.
Els biocarburants cel·lulòsics pertanyen a la segona generació de biocombustibles, i el seu principal avantatge és que no competeixen amb els cultius destinats a l'alimentació, cosa que els converteix en una solució més sostenible i viable a llarg termini.
Balanç d'emissions de gasos d'efecte hivernacle
Un dels principals desavantatges que tenen els biocombustibles de primera generació és el seu escàs impacte positiu en la reducció de gasos d'efecte hivernacle, ja que el procés de producció de biocombustibles a partir de blat de moro o canya de sucre, en ser intensius en energia i químics , mitiga en gran part els beneficis mediambientals obtinguts de substituir els combustibles fòssils.
D'altra banda, els biocarburants cel·lulòsics poden obtenir un balanç molt més positiu d'emissions de gasos amb efecte d'hivernacle. Això és degut a que els materials cel·lulòsics com a residus de fusta, palla de blat, i tiges de blat de moro ja estan disponibles com a subproductes d'altres activitats agrícoles, reduint així les emissions addicionals causades pel cultiu, explotació i ús de la terra.
A diferència dels cultius alimentaris, molts dels materials utilitzats per a la producció de biocarburants cel·lulòsics no requereixen terrenys fèrtils, i moltes de les espècies de cultius energètics de ràpid creixement es poden cultivar en terres marginals o contaminades, cosa que a més contribueix a la recuperació del terra.
Producció de biocarburants cel·lulòsics
La producció de biocarburants cel·lulòsics es basa principalment en la descomposició de la cel·lulosa en els seus components bàsics, que després es fermenten per produir biocombustibles líquids. La cel·lulosa és un polímer complex trobat a les parets cel·lulars de les plantes i es compon de llargues cadenes de molècules de sucre. Per extreure aquestes molècules de sucre, la cel·lulosa ha de ser descomposta en un procés que pot ser químic o enzimàtic.
En el cas dels biocarburants de primera generació, el procés és més directe, ja que s'utilitza la biomassa comestible (carbohidrats simples com els que es troben al blat de moro o la canya de sucre), cosa que fa que la fermentació sigui més fàcil . Tanmateix, trencar la bastida molecular de la cel·lulosa requereix avenços científics i tecnològics molt més complexos.
Procés de generació d'energia a través de biomassa cel·lulòsica
El procés comença amb la descomposició de la biomassa en molècules més petites, que posteriorment es refinen per produir biocombustibles líquids. Hi ha diferents mètodes segons la temperatura a què es realitzi el processament:
- El mètode de baixa temperatura (50-200 graus): Aquest mètode produeix sucres que es poden fermentar per obtenir etanol i altres combustibles, semblant al procés utilitzat en la producció de biocombustibles de primera generació.
- El mètode d'alta temperatura (300-600 graus): Produeix biopetroli, que es pot refinar en gasolina o dièsel.
- El mètode de temperatures molt altes (més de 700 graus): Produeix gasos que després es poden transformar en combustibles líquids.
Cada mètode té els seus avantatges i limitacions, depenent del tipus de biomassa inicial. En general, s'han trobat que materials com la fusta funcionen millor a temperatures més altes, mentre que les herbes i gramínies es processen millor a temperatures més baixes.
Un aspecte clau de la conversió de cel·lulosa en biocombustible és l'eliminació de l'oxigen de les cadenes moleculars de la cel·lulosa, cosa que ajuda a incrementar la densitat energètica del biocombustible final. Aquest procés de conversió té el potencial de generar una font denergia renovable que no només és eficient, sinó que també és sostenible.
D'altra banda, s'estima que les tècniques avançades de fermentació i descomposició dels residus cel·lulòsics podrien permetre que un país com els Estats Units produeixi fins a 1.200 milions de tones de biomassa cel·lulòsica seca a l'any, cosa que equival aproximadament a 400.000 milions de litres de biocombustibles anuals, suficient per cobrir gairebé la meitat de les necessitats actuals de combustibles líquids.
A mesura que s'avança en la investigació, les tecnologies per a la conversió de biomassa cel·lulòsica estan millorant significativament. La producció a escala industrial de biocarburants cel·lulòsics encara enfronta alguns desafiaments tècnics, però les perspectives són optimistes.
Reptes i oportunitats dels biocarburants cel·lulòsics
Tot i que els biocarburants cel·lulòsics ofereixen nombrosos avantatges, el seu desenvolupament enfronta desafiaments significatius. El principal repte és el cost de producció, que continua sent més elevat en comparació dels combustibles fòssils. Això és resultat dels processos tecnològics complexos que requereix descompondre la cel·lulosa i transformar la biomassa en biocombustibles líquids.
Un altre repte important és la necessitat de desenvolupar plantes industrials específiques per al processament de biomassa cel·lulòsica. Les refineries convencionals no són aptes per processar biomassa cel·lulòsica, cosa que requereix inversions addicionals en infraestructura.
Tot i aquests reptes, les oportunitats que ofereixen els biocarburants cel·lulòsics són vastes. Redueixen la competència directa amb els cultius alimentaris, disminueixen les emissions de gasos d'efecte hivernacle i utilitzen matèries primeres que, altrament, serien rebutjades, com les restes de fusta, palla i residus agrícoles.
A mesura que la tecnologia avança, els biocarburants cel·lulòsics es projecten com una opció viable i sostenible per satisfer les necessitats energètiques del món, reduint la dependència dels combustibles fòssils i mitigar els efectes del canvi climàtic.
Els biocarburants cel·lulòsics són una opció prometedora en un món que busca alternatives sostenibles als combustibles fòssils. A mesura que les tecnologies de producció avancin, és probable que aquests biocombustibles juguin un paper cada cop més important a la matriu energètica global.