Sostenibilidad: nuevas formas de producir metanol a partir de electricidad y biomasa
Los investigadores desarrollan un proceso de producción sostenible in situ
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En el futuro, podría ser más fácil fabricar metanol a partir de biomasa de forma descentralizada in situ. Investigadores de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) proponen un método con el que las materias primas y los residuos vegetales pueden procesarse en un procedimiento autónomo en condiciones de reacción suaves. Este método permite prescindir del complejo secado y transporte de la biomasa a las grandes plantas de gasificación de biomasa. Los resultados se publicaron en la revista "Green Chemistry".
El metanol es un producto químico básico versátil y un portador de energía prometedor, por ejemplo, como combustible drop-in que puede utilizarse directamente en los vehículos existentes. En la actualidad, el alcohol metílico de fórmula química CH3OHse obtiene principalmente a partir de gas natural fósil, lo que hace que este proceso sea incompatible con los objetivos climáticos a largo plazo. "El metanol sostenible procedente de la biomasa podrá compensar en el futuro una parte de la producción de metanol a partir de combustibles fósiles. Sin embargo, los métodos actuales hacen que este proceso sea muy complejo y consuma grandes cantidades de energía", afirma el Dr. Patrick Schühle, de la Cátedra de Ingeniería de Reacciones Químicas de la FAU.
Hasta ahora, la investigación sobre la síntesis de metanol a partir de biomasa se ha centrado principalmente en la gasificación de biomasa. Durante este proceso, el material de desecho procedente de la agricultura o la silvicultura y los productos de desecho, como los hidrolizados de la fabricación de papel, primero se secan, a menudo se trituran y posteriormente se transportan a grandes plantas de gasificación. El material se convierte primero en gas de síntesis a temperaturas de hasta 1.000 grados Celsius y posteriormente en metanol a presiones de entre 50 y 100 bares. Como la biomasa seca tiene una densidad energética volumétrica menor, a menudo se convierte en pellets antes de transportarla, lo que implica costes adicionales.
Eficiencia del 80% de carbono
El nuevo método tiene una ventaja decisiva, ya que permite procesar biomasa húmeda, como orujo, recortes de hierba, astillas de madera o paja, sin secado previo. Dado que no es necesario un procesamiento posterior como la trituración y el peletizado y apenas se necesita calor de proceso externo, también pueden utilizarse plantas más pequeñas. "Este proceso permite producir metanol de forma más descentralizada de lo que era posible hasta ahora", afirma Patrick Schühle. "Sin duda, invertir en esta nueva tecnología podría merecer la pena para grandes explotaciones agrícolas o forestales o cooperativas agrícolas". Los investigadores también han recurrido a la experiencia de OxFA GmbH, una empresa con sede en Scheßlitz, cerca de Bamberg, que es líder mundial en la producción de ácido fórmico a partir de biomasa.
Costes competitivos
Dado que los costes de producción de metanol dependen principalmente de la disponibilidad de hidrógeno verde, los investigadores incorporaron un electrolizador a su diseño. Éste produce el oxígeno y el hidrógeno necesarios para la reacción mediante la división del agua. Schühle: "La electrólisis requiere grandes cantidades de energía. Lo ideal es que la electricidad necesaria proceda de fuentes renovables, como la fotovoltaica o un parque eólico local". En este contexto se habla cada vez más de la agrivoltaica, es decir, el uso de terrenos agrícolas para producir alimentos y electricidad a la vez. Dado que las tarifas de alimentación siguen estancadas o incluso disminuyen, cada vez resulta más atractivo desde el punto de vista económico utilizar la electricidad generada por la energía fotovoltaica para producir metanol. Además, sería posible producir metanol almacenando ácido fórmico temporalmente sólo cuando los precios de la electricidad sean especialmente favorables.
"Hemos calculado que el metanol verde podría producirse en el futuro a un coste similar al del metanol producido con gas natural", explica Patrick Schühle. "Esto significa que podría contribuir de forma significativa a la defosilización de nuestro paisaje industrial desde un punto de vista económico".
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