energías renovables, biomasa
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| Las astillas de madera de haya torrefactadas con vapor sobrecalentado (derecha) tienen un mayor poder calorífico en comparación con las astillas sin tratar (izquierda) y, además, son hidrofóbicas. Fuente: Fraunhofer IGB |
En febrero, la startup New Standard Oil, con sede en Estonia, encargó con éxito su primer prototipo a escala industrial para el secado y la torrefacción de materia prima biogénica que funciona con vapor sobrecalentado a presión atmosférica.
09 marzo 2023.- El proceso de eficiencia energética fue desarrollado en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB en Stuttgart, Alemania, y produce materias primas valiosas para las industrias química y energética: productos químicos básicos, biocarbón y agua.
La biomasa vegetal se considera una alternativa respetuosa con el clima a las materias primas fósiles. Para el uso de materiales y productos químicos, las materias primas renovables y los flujos de materiales residuales de la agricultura y la silvicultura o de las industrias posteriores se convierten en muchos casos mediante procesos de conversión biotecnológicos o químicos en productos químicos especiales, como azúcares o componentes básicos de polímeros.
La startup New Standard Oil de Estonia está siguiendo un enfoque diferente, que permite que la biomasa se utilice por completo en un solo proceso: se basa en el refinamiento térmico y el fraccionamiento de residuos biogénicos como la madera y el heno para convertirlos en productos químicos "verdes" y carbón "verde" sin dejar residuos.
Esto es posible gracias a un proceso desarrollado en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB en Stuttgart, Alemania, a escala piloto, en el que la biomasa se calienta en una atmósfera cerrada de vapor sobrecalentado sin oxígeno y, por lo tanto, se torrefica, es decir, se degrada termoquímicamente.
La torrefacción proporciona productos químicos verdes y carbón verde
El proceso de torrefacción funciona de manera similar a la pirólisis suave y sigue un paso de secado en el que se evapora el agua contenida en la biomasa. “En la misma planta, a temperaturas entre 200 y 300 grados centígrados, luego expulsamos las sustancias volátiles de la biomasa, que provienen principalmente de la hemicelulosa, uno de los tres componentes principales de la biomasa”, explica el experto en tecnología de separación térmica.
Una de las principales ventajas del proceso surge del diseño especial del sistema de secado con vapor sobrecalentado. Además del agua evaporada, la fase gaseosa también contiene valiosos compuestos volátiles. Al enfriar la fase gaseosa, obtenemos un condensado que podemos separar en varios productos químicos de plataforma mediante procesos de separación posteriores como destilación, extracción o electrodiálisis.
Lo que queda como sólido es la biomasa torrefactada, que puede verse como biocarbón. En comparación con la biomasa sin tratar, su contenido de carbono y, por lo tanto, su poder calorífico específico aumenta significativamente. Molido en polvo o comprimido en gránulos, el carbón "verde" se puede utilizar, por ejemplo, para la combustión climáticamente neutra de centrales eléctricas y reemplazar el carbón fósil o el gas.
Prototipo a gran escala para una economía de energía y carbono sin emisiones
"Ante el aumento de los precios de la energía y la seguridad energética en su punto más bajo, hemos invertido en este proceso con el objetivo de hacer realidad un suministro local de energía limpia y neutral en carbono con nuestra tecnología 'Uniformer', como la llamamos", dice Sven Papp, uno de los cuatro cofundadores de New Standard Oil.
En febrero de 2023, la startup lanzó su primer prototipo a escala industrial en Paldiski, Estonia, para convertir biomasa de rápido crecimiento y varias mezclas de biomasa de baja calidad en agua, productos químicos verdes y biocarbón en el proceso de cascada establecido de secado y torrefacción. La joven empresa incluso planea utilizar el calor residual generado en el proceso para alimentar la red de calefacción.
"Nuestro prototipo Uniformer puede procesar hasta 150 kilogramos de biomasa por hora y ya está produciendo productos 100 % comercializables a partir de astillas de madera y heno sin alimentación: biocarbón como biocombustible sólido a nivel de lignito, productos químicos renovables como metanol, furfurales y otros productos químicos. , además de agua desalada y calor de proceso", confirma Sven Papp los resultados de Fraunhofer IGB.
El biocarbón puede reemplazar los gránulos de madera o el gas para la generación combinada de calor y electricidad (CHP). Una ventaja para la seguridad energética y la estabilidad de la red: la electricidad de los sistemas CHP es despachable y se puede generar según la demanda durante la noche o durante los períodos de calma cuando el sol y el viento no funcionan lo suficiente.
"Con la ayuda de este nuevo enfoque innovador, calculamos que los precios de la electricidad renovable gestionable a partir de biocarbón podrían ser incluso más bajos que los de la energía eólica terrestre", continúa Papp. Los fundadores son optimistas y mientras tanto se preparan para comercializar sus primeras plantas Uniformer para el mercado europeo.
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