Pronto, las fabricas de pulpa y papel podrán funcionar como bio-refinerías si consideramos la financiación de un proyecto de gasificación sueco como indicativo. A medida que se desplomaron los precios del petróleo este otoño, amenazando con el cierre de algunos innovadores de bio-combustibles, la empresa sueca Chemrec obtuvo subvenciones e inversiones para respaldar el proceso de transformar el licor negro que queda del blanqueo del papel y de la pulpa, en un bio-combustible sintético que no es contaminante.

Chemrec ha recibido $ 20 millones de financiación de capital de riesgo este mes, y otros $ 300.000 del Departamento de Energía de los Estados Unidos para evaluar la factibilidad de aplicar su proceso en un molino de pulpa en Escanaba, MI. La empresa con base en Estocolmo ya estaba aumentando su I & D mediante los $ 37 millones de un consorcio de investigación compuesto por siete empresas industriales europeas, respaldado por la UE, lanzado en septiembre.

Parte del atractivo es el perfil ecológico del bio-combustible creado con el proceso de Chemrec: eter dimetílico (DME), que puede utilizarse para reemplazar el gas de petróleo licuado (LPG) y el diesel. En medio de la preocupación creciente por el impacto ecológico de la producción de bio-combustibles y los trastornos causados en la producción de alimentos, análisis recientes, como el estudio Renew de la UE sobre los bio-combustibles de segunda generación, revelaron que el DME creado con la biomasa gasificada prové la mayor reducción de gases de efecto invernadero al menor coste.

El núcleo de la tecnología de Chemrec es un proceso de gasificación que transforma al licor negro en una mezcla de monóxido de carbono, hidrógeno y CO2 llamado gas sintético (syngas). La gasificación del carbón ya es un negocio floreciente en China, donde el syngas resultante se convierte en elementos químicos y combustibles. Y también está en auge la gasificación de astillas de madera. Por ejemplo, Nexterra Energy de Canadá, es uno de los muchos en desarrollar la energía que instalan en centrales pequeñas. Transforman las astillas de madera en gas y queman el syngas resultante para generar energía y calor para complejos de urbanización.

Pero el licor negro es una materia prima industrial obvia para la gasificación de la biomasa. Los molinos de pulpa ya están tomando recaudos para juntar mucha biomasa, y, como líquido, es más fácil meter el licor resultante en el gasificador que los trozos de biomasa sólida. En la práctica, sin embargo, ha sido difícil gasificar el desecho. El ejemplo del desafío del éxito mixto de la gasificación del licor negro está en el centro de desarrollo ThermoChem Recovery Internacional, con base en Baltimore. De los dos grandes centros de producción que utilizan la tecnología de Thermohem, uno funciona mientras que el otro jamás ha operado comercialmente debido a fallas de diseño en el gasificador.

El jefe ejecutivo de Chemrec, Jonas Rudberg, explica que es particularmente difícil trabajar con el licor negro, debido a los elementos químicos inorgánicos altamente cáusticos tales como hidróxido de sodio, que se emplea para degradar la pulpa. En el diseño del reactor de Chemrec, el licor negro y el oxígeno inyectados desde arriba, alimentan una bola de fuego a 1.800° C en el centro del reactor. La mayoría de la madera disuelta en el licor negro se transforma en syngas y sale fluyendo del reactor.

Los elementos químicos inorgánicos, sin embargo, se transforman en un líquido fundido de sulfuro sódico y carbonato de sodio sobre cerámicas aislantes del calor que protegen las paredes del reactor. Cuando el líquido sale fluyendo del reactor, ataca a las cerámicas. “En este contacto entre el líquido y las cerámicas, ocurren reacciones que alteran la superficie del refractario. La clave es elegir materiales que puedan soportar este impacto químico”, comenta Rudberg.

Dice, además, que Chemrec trabajó estrechamente con investigadores en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para identificar los materiales apropiados y así probarlos en la central gasificadora que ha estado funcionando desde 1996 en el molino Weyerhaeuser en New Bern, NC. Esta central puede procesar hasta el 15 por ciento del licor negro del molino. Rudberg dice que el refractario en New Bern está en funcionamiento desde hace dos años y cree que es suficiente como para probar que su comercialización es viable.

El rendimiento es el suficiente como para convencer a los patrocinadores de Chemrec para que financien el próximo paso: generar bio-combustible con el syngas. Mientras que Weyerhaeuser simplemente quema el syngas para generar calor en New Bern, la pequeña central de investigación de Chemrec en Pitea, Suecia, consiguió producir syngas lo suficientemente puro como para la síntesis de combustible catalítico. El consorcio de Chemrec (BioDME) con financiación de la UE, transformará entre cuatro a cinco toneladas métricas de DME por día en syngas.

Harold Topsoe, otro socio de BioDME, construirá una central de síntesis de DME que comenzará a funcionar en 2010. El Volvo Group ubicado en Copenhague (no confundirlo con Volvo Cars, una sección de coches lujosos perteneciente a la Ford) adaptará los sistemas de combustible de 14 camiones diesel de larga distancia para que funcionen con DME. Y Preem, la empresa petrolera sueca, está construyendo cuatro estaciones de servicio a través de Suecia para distribuir el DME.

A su vez, Chemrec está elaborando la ingeniería para dos centrales que serían 25 veces más grandes, produciendo 40.000 toneladas de DME por año: una en Pitea y la otra en el molino New Page en Michigan. Según Rudberg, convertir todos los molinos de pulpa de Estados Unidos generaría el equivalente a 7,5 mil millones de galones de combustible aproximadamente. Eso sería alrededor de una quinta parte de la meta total del gobierno de Estados Unidos para 2020.

Pero existen dudas respecto a que hubiera demanda luego. Actualmente, el DME se usa primariamente como sustituto en los envases de aerosoles, y se van a necesitar más que cuatro estaciones de servicio en Suecia para que pueda lanzarse como bio-combustible. Marc Londo, un jefe experto en investigación y bio-combustibles en el Centro de Investigación Energética de los Países Bajos, en Ámsterdam, dice que la mayor desventaja es ese dilema de la gallina o el huevo. Cree que el éxito de Chemrec estaría mejor asegurado si produjera diesel sintético con su syngas. Es la estrategia que busca Choren Industries, una empresa alemana innovadora de la gasificación de la biomasa. “La ventaja fuerte del diesel sintético es que simplemente puedes mezclarlo con el diesel que está actualmente disponible. Para el BioDME necesitas una red de distribución dedicada a ello”, agrega Londo.

También dice que el diesel sintético tiene otra ventaja: si bien cuesta un poco más producirlo desde el syngas que el DME, el diesel sintético tiene una densidad energética más alta. Un tanque de diesel llevará a un camión de larga distancia el doble de lejos que un tanque de DME. “Para los camiones de larga distancia, la densidad energética es un factor crítico y por lo tanto el diesel sintético es un combustible más valioso”, aclara.

El líder del proyecto BioDME, Per Salomonsson, un gerente de I + D con el Volvo Group dice que se reduce a cuánto combustible produce un acre de terreno. Sería mucho más fácil para el Volvo Group echar diesel sintético en sus vehículos, pero según sus cálculos, el DME rendirá más de un 65 por ciento de millas de viaje por acre de cultivo. Comparado con el bio-diesel convencional producido a partir de aceite vegetal, la ventaja es de cinco a uno. Habrá escasez de biomasa en el futuro. A la larga no podemos permitirnos otra cosa que no sea el proceso más eficiente”, concluye Salomonsson.