Una nueva base de materias primas para la industria química
Un estudio analiza las necesidades de investigación para avanzar hacia una química de materias primas sin combustibles fósiles
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La industria de materias primas de la química orgánica sigue basándose hoy en día, en gran medida, en el carbono fósil, principalmente en el gas natural y la nafta. El estudio «Transformación de la ingeniería de procesos químicos —Vías de fabricación eficientes con una base de materias primas modificada», elaborado por la DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. por encargo de IREES GmbH —Instituto de Eficiencia de Recursos y Estrategias Energéticas—.
Vías para la transformación de las materias primas en la industria química
El estudio menciona tres fuentes de carbono que, en el futuro, deberían sustituir a la nafta fósil y al gas natural: el CO₂ procedente de fuentes puntuales inevitables, como las cementeras y las fábricas de cal, y de fuentes biogénicas, como las plantas de biogás, los residuos y materiales biogénicos, así como los residuos de plástico. Para las fuentes mencionadas se describen cadenas de procesos, desde el tratamiento de las materias primas hasta la fabricación de productos químicos petroquímicos de plataforma a gran escala. Existen varias vías técnicas para producir en el futuro las mismas materias primas químicas de forma climáticamente neutra, siempre que se combinen fuentes alternativas de carbono y energía renovable. A partir de una evaluación comparativa de las distintas cadenas de procesos, desde las materias primas hasta los productos químicos básicos, se derivan los denominados «procesos eficientes», que, además de su madurez técnica, presentan un notable potencial de ahorro en costes y consumo energético, así como un bajo consumo de materias primas.
Para la conversión química de fuentes alternativas de carbono se tienen en cuenta tres ejes principales:
- Procesos «Power-to-X»: la conversión de CO₂ e hidrógeno verde en metanol y, a través de «Methanol-to-X», en materias primas, así como, mediante la ruta de Fischer-Tropsch, en materias primas sintéticas para el craqueador de vapor.
- Gasificación de biomasa y conversión del gas de síntesis en materias primas
- Reciclaje termoquímico de plásticos, sobre todo mediante procesos de pirólisis que dan lugar a materias primas aptas para el craqueador
Algunos procesos se complementan entre sí, como la gasificación conjunta de plástico y biomasa o el uso paralelo de la pirólisis de plástico y la síntesis de Fischer-Tropsch para obtener materias primas para el craqueador.
Recomendaciones en materia de política de investigación
Para llegar a la aplicación industrial, es necesario llevar a cabo investigación y desarrollo sobre las distintas etapas del proceso, así como recabar experiencia a partir de plantas piloto y de demostración. El estudio ofrece recomendaciones concretas sobre las necesidades de investigación en el pretratamiento de materias primas, el desarrollo de catalizadores, la ingeniería de reacción y el procesamiento de productos. Para lograr la máxima eficiencia posible en el uso de la energía y las materias primas, estos aspectos deben combinarse y considerarse de forma conjunta. Además de los procesos de gasificación con flexibilidad en cuanto a materias primas, los procesos «Power-to-X» y el reciclaje químico de plásticos, también constituyen campos de investigación prioritarios aquellos procesos que, aunque aún no están técnicamente maduros, resultan especialmente eficientes, como la síntesis de metanol por catálisis homogénea o la síntesis directa de olefinas a partir de gas de síntesis.
La infraestructura y las condiciones marco deben ser las adecuadas
El estudio señala tres requisitos urgentes en materia de infraestructura y política:
1. Precios de la electricidad industrial competitivos a nivel internacional para las instalaciones electrificadas
2. la construcción acelerada de redes suprarregionales de transporte de CO₂ e hidrógeno
3. una clara priorización política del uso material frente al uso energético de la biomasa y los residuos plásticos.
También está claro que, aunque la transformación hace que la industria química sea más independiente de la importación de materias primas fósiles, no la convierte en autosuficiente: la dependencia se desplaza hacia el hidrógeno importado y sus derivados procedentes de regiones del mundo con condiciones favorables para las energías renovables. Sin inversiones, la transformación no es viable: para que el valor añadido permanezca en Alemania y en Europa, la modernización de las instalaciones existentes (brownfield) desempeña un papel clave frente a las costosas nuevas inversiones (greenfield).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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