La gasificación se produce cuando la biomasa seca u otros materiales basados en carbono son calentados por encima de 700 ºC en presencia de vapor. A esas temperaturas, la mayoría de la biomasa se convierte en gas sintético. Este “syngas” está hecho de hidrógeno y monóxido de carbono, que son los materiales de construcción químicos de combustibles de alto valor como el metanol, el etanol y la gasolina.
Sin embargo el calor requerido para este proceso normalmente viene dado por la gasificación de una porción de la biomasa. “Acabas quemando entre un 30 y un 35 por ciento de la biomasa,” afirma Alan Weimer, profesor de ingeniería química en la Universidad de Colorado, Boulder.
Hace algunos años, Weimer y su equipo de investigación empezaron a buscar formas de utilizar la luz solar concentrada para accionar el proceso de gasificación. Funcionó tan bien que Weimer y Chris Perkins, el estudiante de postgrado al que se le ocurrió la idea, cofundaron Cope ican Energy para comercializar su método. Cope ican fue adquirida por Sundrop Fules en 2008, y su tecnología de reactor solar forma parte ahora del corazón de unas instalaciones de demostración de gasificación solar en Colorado.
El sistema gasificador consiste en unos tubos de cerámica que pasan a través de un ho o. El gasificador está montado encima de una torre rodeada de un campo de espejos solares concentradores que reflejan la luz solar y la envían al ho o. Al tiempo que la biomasa es colocada a través de los tubos de cerámica a enormes temperaturas, se vaporiza y se convierte en syngas.
Weimer, antiguo ingeniero de Dow Chemical, afirma que el sistema es “agnóstico” ante los tipos de biomasa que puede procesar. “Es como un mazo, debido a las temperaturas (de 1.200 a 1.300 ºC) a las que opera,” afirma, y explica que la gasificación convencional utiliza temperaturas más bajas para intentar minimizar el volumen de biomasa utilizada como combustible en el proceso. Sin embargo, el hecho de mantener la temperatura baja supone otro problema. La gasificación a temperaturas bajo los 1.000 ºC deja alquitrán tras de sí. “Y resulta muy caro desprenderse de ese alquitrán,” señala Weimer. “Si se deja ahí, acabará destruyendo tu flujo de catalizadores cuando intentes reformar el producto en combustible líquido.”
Las temperaturas más altas también producen un syngas de mejor calidad. La gasificación convencional normalmente produce una mezcla de syngas que es mitad hidrógeno y mitad monóxido de carbono. El proceso de Sundrop alcanza una proporción de hidrógeno a CO de dos a uno.
“Lo que te puedo decir es que hemos analizado el factor económico durante largo tiempo, y la idea de ser capaces de producir gasolina a menos de 2 dólares el galón sin subsidios, creemos que es una cifra muy importante,” afirma Weimer. Los beneficios financieros son incluso mejores si el precio del carbono acaba siendo una realidad, puesto que los procesos solares dan como resultado una reducción en las emisiones de gases de efecto inve adero en comparación con la producción convencional de combustibles. “Lo principal ahora es diseñar un reactor solar escalable.”
Ajay Dalai, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Saskatchewan, afirma que la gasificación con energía solar tiene mérito pero podría ser dificultosa. “Cuando transfieres el calor a las tuberías, ¿cómo te aseguras de que se está distribuyendo de forma homogénea a lo largo de la biomasa?” Controlar la transferencia de calor y los niveles de temperatura será algo esencial, afirma.
Wayne Simmons, director general de Sundrop Fuels, no subestima los retos que supone la comercialización de la tecnología. Reconoce, por ejemplo, que los mayores recursos de biomasa no están localizados en el mismo sitio donde se sitúan los mayores recursos solares. Aún así, existe biomasa procedente de la madera en el suroeste de los EE.UU., donde Sundrop tiene planeado construir su primera planta comercial. Estados como Nuevo México y Arizona, por ejemplo, a menudo reducen la frondosidad de sus bosques para reducir el riesgo de incendios forestales. No obstante, para acceder a más materias primas, Sundrop también está considerando el transporte de cosechas por ferrocarril desde lugares tan al norte como Kansas, y tan lejos al este como Texas.
La construcción de la primera instalación comercial de Sundrop se espera que comience este año. La compañía tiene planes para emparejar su planta de gasificación solar con una biorefinería a escala piloto que pueda producir hasta ocho millones de galones de combustible de transporte al año. En 2015 prevé posee una biorefinería a escala completa que pueda producir 100 millones de galones al año.
La compañía ha logrado atraer a algunos inversores de gran importancia, incluyendo a la firma de capital riesgo Kleiner Perkins Caufield & Byers.