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Un pretratamiento simple y barato promete reducir radicalmente el precio del combustible de aviación sostenible (SAF, por sus siglas en inglés) elaborado a partir de biomasa de madera residual, haciéndolo potencialmente competitivo en costos con el combustible para aviones de origen fósil, al tiempo que reduce las emisiones hasta en un 80%.
SAF no es una solución verde perfecta para la aviación; de hecho, en este momento no existe una solución perfecta. Utilizar SAF en lugar de combustible para aviones todavía produce dióxido de carbono, pero es un combustible de mayor pureza, que produce hasta un 3% más de energía y quema de manera más limpia, con emisiones de azufre y partículas muy reducidas. Elimina todo el costo de las emisiones de los procesos de extracción y refinación de petróleo y, dependiendo de la materia prima que utilice, incluso puede lograr que sea carbono neto negativo, todo sin modificar sus motores a reacción.
Se diferencia del biocombustible en que el SAF de segunda generación no utiliza maíz, caña de azúcar, soja ni otros cultivos alimentarios. Se trata de un atroz desperdicio de tierra y agua. En cambio, se utilizan materias primas como residuos de madera de las operaciones de molienda, bagazo de caña de azúcar, rastrojos de maíz y otros productos de desecho abundantes y baratos.
El problema, según investigadores de UC Riverside, ha sido la lignina, un componente estructural clave en las células vegetales. Dura y resistente, la lignina da fuerza a los árboles y también dificulta la extracción de carbono como combustible a partir de la biomasa, especialmente cuando se trata de maderas más duras. De hecho, muchas operaciones optan por quemar simplemente la lignina para generar calor y energía para el proceso, un proceso que tiene sentido económico, pero que parece absolutamente absurdo desde una perspectiva ambiental.
Universidad de California en Riverside
Sin embargo, el equipo de UC Riverside ha desarrollado un tratamiento previo que cambia significativamente la ecuación. Al agregar tetrahidrofurano (THF) al agua y ácido diluido durante el pretratamiento de la biomasa, el equipo descubrió que es posible aumentar significativamente la eficiencia general, al mismo tiempo que se genera combustible a partir de la lignina de la biomasa y de los azúcares.
El resultado: mucho más beneficio de la aviación por su inversión en biomasa residual. Al utilizar rastrojos de maíz, se obtiene hasta un 18 % más de combustible, pasando de alrededor de 44 galones (167 L) de gasolina equivalente por tonelada seca de materia prima hasta 51,8 galones (196 L) por tonelada utilizando el pretratamiento con THF. Pasando a la madera de álamo más resistente, con su mayor contenido de lignina, el rendimiento es de unos notables 75,9 galones (287 L) de equivalente de gasolina por tonelada de materia prima seca, casi el doble de lo que el proceso convencional extrae de los rastrojos de maíz.
Y como guinda del pastel, el químico de pretratamiento THF es barato y particularmente fácil de conseguir, ya que puede elaborarse a partir de los mismos azúcares de biomasa que las operaciones de SAF ya están procesando.
Entonces, ¿cuál es el resultado final? Bien, GlobalAir cita el precio promedio del Jet-A en los EE. UU. en 6,45 dólares estadounidenses por galón, y el precio promedio del SAF en 9,28 dólares por galón en el momento de escribir este artículo. El equipo de UC Riverside calcula un costo de producción tan bajo como $3,15 por galón para su proceso de producción CELF (fraccionamiento lignocelulósico mejorado con cosolvente).
Universidad de California en Riverside
¿Significa eso un combustible para aviones un 80% más limpio a la mitad del precio del combustible para aviones normal? No; El costo de producción no tiene en cuenta el transporte, la logística, los costos comerciales o las ganancias, y los precios de los combustibles fósiles aún se benefician de enormes economías de escala. El AIE citó el costo de producción de un galón de combustible para aviones de origen fósil entre $ 1,14 y $ 3,03 en noviembre de 2021, cuando este producto altamente volátil se vendía a $ 2,19 por galón según Índice mundial. Sin mencionar que hay varios créditos para biocombustibles y otras cosas que se deben tener en cuenta, por lo que es difícil determinar cuál podría ser el efecto final en el precio.
Pero si hace lo que dice, este desarrollo claramente hace un mejor uso de la madera de desecho y debería reducir sustancialmente el precio del SAF. Y dado que el precio es el principal obstáculo para la adopción, esto podría suponer un gran paso adelante para el transporte sostenible.
«Comencé este trabajo hace más de una década porque quería generar un impacto», dijo en un comunicado de prensa el profesor asociado de investigación Charles Kai, líder del equipo de Riverside. «Quería encontrar una alternativa viable a los combustibles fósiles y mi Mis colegas y yo lo hemos hecho. Utilizando CELF, hemos demostrado que es posible crear combustibles rentables a partir de biomasa y lignina y ayudar a frenar nuestra contribución de emisiones de carbono a la atmósfera”.
«La utilización de la lignina es la puerta de entrada para obtener lo que se desea a partir de biomasa de la forma más económica y respetuosa con el medio ambiente posible», continúa. «Diseñar un proceso que pueda utilizar mejor tanto la lignina como los azúcares que se encuentran en la biomasa es uno de los desafíos técnicos más interesantes en este campo».
El artículo de investigación del equipo es de acceso abierto en la revista. Energía y ciencias ambientales.
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