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18 de febrero del 2010

¿Podría la tecnología solar de biocombustibles representar una fuente de beneficios adicional para proveedores de tecnología y promotores CSP? Firmas tecnológicas creen que esto es posible aunque los analistas discrepan.

Por Oliver Wagg, corresponsal en Australia

Las tecnologías CSP producen un ingrediente fundamental para la obtención de biocombustibles de segunda generación: una gran cantidad de calor. Estas temperaturas tan extremadamente altas pueden usarse para transformar biomasa en combustibles hidrocarburos y productos químicos, evitando así la dependencia de cultivos de los biocombustibles de primera generación. 

La tecnología solar de biocombustibles podría potencialmente ofrecer ventajas adicionales a operadores en energía solar mediante la producción tanto de combustible como de electricidad; y a fabricantes de equipamiento mediante la oportunidad de contar con mercados adicionales.

El mago de Oz

La compañía Wizard Power con sede en Camberra trabaja en la comercialización de varios sistemas solares de biocombustibles desarrollados por investigadores de la Universidad Nacional Australiana (ANU).

El sistema denominado ‘Big Dish’ puede generar temperaturas máximas superiores a los 2000°C, con un rango típico de operación de 400-1400°C.

“Tan caliente que podría fundir cualquier material cerámico conocido”, dice Dr Keith Lovegrove, investigador en tecnología solar para ANU.

Esta flexibilidad significa que esta tecnología puede generar vapor (comparable al generado por las turbinas de vapor más eficientes), para alimentar procesos termo-químicos que resultan en la conversión y almacenamiento de energía solar en forma química.

Estos sistemas presentan varias aplicaciones: transformar radiación solar en energía eléctrica; gasificar carbón o biomasa para producir hidrógeno y combustibles líquidos como el metanol y el gasóleo diesel; y proporcionar calor industrial para diferentes usos tales como, procesado de minerales, calentamiento de agua a gran escala, sistemas de calefacción y procesos de desalinización de agua.
 
"Tenemos un sistema capaz de generar grandes cantidades de combustible  líquido fácilmente almacenable y con un valor energético muy importante,” afirma Lovegrove.

En colaboración con biólogos de la Universidad, el equipo de investigación solar está estudiando el modo de transformar algas en biocombustibles. Para extraer un combustible útil, una mezcla filtrada de algas es bombeada en el foco de un concentrador solar térmico a alta presión y una temperatura de alrededor de 700°C.

El combustible derivado de algas es particularmente prometedor debido a su gran velocidad de crecimiento, su alto componente energético y su habilidad para funcionar en ambientes difíciles, tal y como afirma Artur Zawadski, Jefe de Desarrollo de Negocios para Wizard Power.

Además de para degradar algas, esta tecnología se puede utilizar con combustibles fósiles convencionales, según asegura Zawadski. Por lo que Wizard está buscando socios dentro de las industrias petroquímica, del carbón y de generación de energía eléctrica en Australia.

Zawadski explica que la aplicación de la tecnología CSP para la transformación de carbón en Syngas (nombre que recibe una mezcla que contiene cantidades variables de monóxido de carbono e hidrógeno), podría proporcionar combustibles con bajas emisiones de dióxido de carbono que serían ideales para la transición de la economía global hacia formas limpias de energía.

Lovegrove afirma que una planta con este tipo de tecnología podría producir, en teoría, tanto combustible como electricidad.

“Un gran sistema podría integrar ambas actividades en un área única. Dependiendo de la dirección que la gasificación supercrítica de agua tome, podría suceder que un único proceso proporcionase electricidad y combustible de forma paralela,” tal y como explica Lovegrove.

El mazo térmico-químico

Emergiendo con sigilo desde enero está la tecnología de la empresa con sede en Colorado Sundrop, la cual utiliza equipamiento de eSolar para producir un proceso de gasificación a alta temperatura.

El reactor ‘SurroundSun’ de Sundrop es lo que la compañía denomina un  “gasificador solar térmico de biomasa registrado” montado en una torre solar. Un campo solar de concentración debajo de la torre genera temperaturas de hasta 1300°C que degradan la sustancia en la planta a nivel molecular, añadiendo el calor solar a una reacción termo-química para crear un gas sintético (Syngas) que puede ser convertido en gasolina o gasóleo.

La gasificación de material orgánico para obtener Syngas es un proceso conocido, pero los gasificadores tradicionales queman una cantidad mayor de biomasa, o combustibles fósiles como el gas, para poder alcanzar las altas temperaturas que se requieren.

La tecnología desarrollada por Sundrop sólo necesita usar energía solar concentrada para gasificar biomasa y mediante esto consigue además almacenar la energía solar en forma de combustibles líquidos. Dos terceras partes de la electricidad generada provienen de la biomasa y la tercera parte restante del sol. Como consecuencia, un campo solar Sundrop ocuparía tan solo una tercera parte del espacio de una planta CSP convencional.

Las altas temperaturas permiten diferentes niveles de eficiencia. Primero, Sundrop puede procesar cualquier biomasa no alimentaria como materia prima.

Segundo, toda la biomasa usada se convierte virtualmente en Syngas que es transformado en combustible líquido usando el proceso comercial de metanol a gasolina (MTG).

Y tercero, el combustible puede ser distribuido en el mercado usando infraestructura ya existente.

Una bio-refinería comercial de capacidad de producción de 100 millones de galones por año estará en operación en el 2015.

Todavía no está claro

La tecnología CSP es sin lugar a dudas una buena opción para la producción de biocombustibles de segunda y tercera generación. El proceso necesita calor, el cual puede ser proporcionado por la tecnología CSP en abundancia.

Jim Lane, editor de Biofuels Digest, opina que la combinación de sistemas CSP con proyectos de biocombustibles es una opción natural en aquellos lugares que cuenten con las condiciones solares apropiadas.

“Al alimentar los sistemas de biocombustibles con tecnología CSP se puede transformar más biomasa en combustible aumentando así los rendimientos y reduciendo la cantidad de terreno, agua e intensidad de nutrientes para biocombustibles necesarios.

“De esta forma el proceso es más sostenible desde el punto de vista económico y medioambiental, además de bueno para el desarrollo económico local.”

Lane cree que la producción de biocombustibles CSP podría proporcionar beneficios adicionales. “Syngas puede proveer ingresos económicos adicionales y también compensar a OEMs y promotores por las pérdidas debidas a la reducción de precios eléctricos.

“Con syngas, que puede convertirse en combustibles líquidos, existe la oportunidad de obtener mayores beneficios,” opina Lane.

Alan Weimer, Director Ejecutivo del Centro para el Biorefinamiento y Biocombustibles de Colorado, no es sin embargo tan optimista ya que se necesitan turbinas de gas para la generación de Syngas y no las turbinas de vapor usadas en los sistemas CSP tradicionales.

“No está claro si el capital adicional necesario para estas turbinas de gas podría justificar la ventaja de producir electricidad y combustible al mismo tiempo,” según opina Weimer.

¿Demasiado complicado?

Los analistas todavía no se muestran convencidos sobre la capacidad de esta tecnología para ser eficiente. Esto se debe en gran medida a la falta de información sobre esta tipo de tecnología emergente, lo que hace difícil valorar su verdadero potencial.

El analista australiano en el campo de tecnologías limpias John O’Brien cuestiona su complejidad: “Considero que se está complicando mucho. ¿No sería mejor desarrollar esta tecnología de forma comercial? Los VCs están teniendo problemas sólo con la tecnología solar, imagínese si añadimos sistemas solares de biocombustibles.”

Por el momento aún está por ver si la producción dual de biocombustibles y electricidad se puede llevar a cabo de una forma eficiente a gran escala.

Si esta tecnología se demuestra viable, la avidez por combustibles limpios alternativos podría suponer el aumento de la demanda de este tipo de sistemas.

Pero el hecho de si esto supondría o no una ventaja para los productores de energía solar aún está por demostrar.

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