Biomass to Liquid (3ª Parte)
Para terminar esta serie de
entradas dedicadas a las tecnologías "Biomass to Liquid",
se presenta un breve resumen de algunos de los proyectos (plantas de
demostración o comerciales) más relevantes que se han llevando a
cabo o están en desarrollo en el viejo continente. En las
conclusiones finales, se destacan algunas fuentes en las que los
interesados pueden encontrar listas más exhaustivas de plantas de
biocombustibles de segunda generación, en general, y de
biocombustibles BtL, en particular.
CHOREN INDUSTRIES 1,2,3,4
La primera
planta comercial con tecnología BtL fue construida por la empresa
CHOREN INDUSTRIES en Frieberg (Alemania) basándose en el Proceso
Choren Carbo-V. El comisionado de la unidad F-T de la planta Beta
(45 MW), como así se llamaba, tuvo lugar en el año 2010. Las
actividades de demostración de estas tecnologías se habían llevado
a cabo en una planta piloto denominada Alpha (1 MW). Lamentablemente,
la empresa cerró por insolvencia en Julio de 2011 y la planta fue
cerrada. Su tecnología fue vendida a Linde Engineering Dresden para
seguir siendo desarrollada.
Figura
1. BtL
Beta Plant4
El proceso
Carbo-V®
se basa en una operación de gasificación de tres etapas para
generar "syngas": gasificación a baja temperatura,
gasificación a alta temperatura y gasificación por
flujo arrastrado
endotérmico. El "syngas" obtenido se procesa mediante la
síntesis Fischer-Tropsch para dar lugar a un combustible para
automóviles llamado SunDiesel®.
La tecnología utilizada para obtener este producto final es la
"Shell Middle Distillate Synthesis" (SMDS) desarrollada por
Qatar Petroleum y Shell. En ella, al paso de síntesis de
hidrocarburos le sigue una combinación de hidroisomerización e
hidrocracking para conseguir los productos más ligeros deseados.
CHEMREC A.B. 2,5,6
Chemrec ha
desarrollado una tecnología de gasificación que funciona con una
clase muy específica de biomasa: el licor negro. Esta materia prima
es un producto residual de la industria papelera. El sistema fue
concebido en su origen para la generación de electricidad pero, en
los últimos años, se han interesado por su aplicación a la
producción de combustibles BtL. A continuación, se presenta una
breve reseña del proyecto europeo BioDME (2008-2012) que, quizás,
constituye el gran éxito de la empresa en este campo.
BioDME fue una
iniciativa de cooperación (Chemrec, Volvo, Preem, Total, Haldor
Topsoe, Delphi and ETC), financiada por los miembros del proyecto, la
"Swedish Energy Agency" y el Séptimo Programa Marco. Su
objetivo principal era la demostración del proceso de obtención de
un biocombustible optimizado desde el punto de vista ambiental para
transporte por carretera, cubriendo toda la cadena de valor desde la
biomasa hasta el uso del biocombustible en vehículos pesados. Uno de
los principales hitos del proyecto fue la inauguración de la primera
planta de BioDME en el mundo en Pitea (Suecia) en Septiembre de 2010.
Figura
2. Construcción
de la planta de BioDME en Pitea5
GÜSSING CHP PLANT
2,7,8,9
Se trata de
una planta de demostración ubicada en Austria que cuenta con un
gasificador de lecho fluidizado circulante. El programa CHP
("Combined Heat and Power") inicial fue pensado para
evolucionar hacia la producción de "syngas" destinado a la
generación de gas natural, metanol y combustibles F-T. La
construcción de la planta de demostración de gasificación se
inició en septiembre de 2000 y fue terminada en septiembre de 2001.
Actualmente, la planta ya ha conseguido el objetivo de demostrar con
éxito la producción de BioSNG ("Synthetic Natural Gas") y
de combustibles F-T (diesel de alta calidad). En diciembre de 2008,
se llevó a cabo la primera conversión del gas de síntesis en SNG
("Synthetic Natural Gas") que fue utilizado con éxito como
combustible para vehículos. Sin embargo, hay que decir que en julio
del año pasado la planta pasó por momentos delicados debido a
problemas de insolvencia que ya se han solucionado.
Figura
3.
Planta de
demostración de Güssing9
Respecto a la
síntesis F-T, conviene destacar que la unidad tiene capacidad para
producir 5-10 kg/día de combustibles. El proceso, que es
completamente automático, emplea un reactor tipo "slurry"
a causa de su excelente transferencia de calor y su fácil escalado.
En la Figura 4, se presenta un esquema de dicho proceso.
Figura
4.
Esquema de la
síntesis F-T en
Güssing9
NSE BIOFUELS 1,10
NSE Biofuels Oy, que es una "joint venture" entre Neste Oil
y Stora Enso, opera una planta BtL de demostración en Finlandia. Su
principal negocio actual es producir "syngas" procedente de
biomasa lignocelulósica que se utiliza como combustible en una
fábrica papelera que Stora Enso tiene en Varkaus. Al mismo tiempo,
sirvió como plataforma de pruebas de producción de combustibles BtL
para el proyecto NOSE que pretendía desarrollar y verificar este
tipo de tecnología. La planta posee una unidad de síntesis F-T
totalmente monitorizada lo que le permite llevar a cabo pruebas de
larga duración. La obtención de parafinas F-T de alta calidad
supuso un éxito para el proyecto.
Figura 5.
Vista de la planta
de demostración de NSE Biofuels 10
Estos buenos resultados permitieron que la empresa planease, junto
con Foster Wheeler y VTT, el desarrollo de una planta comercial con
una capacidad de producción de 1000.000 toneladas al año a partir
de 2016. Sin embargo, en Agosto de 2012 decidieron no progresar en
sus planes, a pesar del éxito del proyecto previo, debido a que no
estaban entre la lista de proyectos financiados por el programa
NER300 de la ComisiónEuropea.
BIOLIQ PROJECT 1,11,12,13
Forschungszentrum
Karlsruhe GmbH junto con LURGI GmbH han construido una planta piloto para la producción de combustibles BtL tipo
gasolina en Alemania. El proceso utilizado se denomina Bioliq®, ha
sido desarrollado por el "Karlsruhe
Institute of Technology"
(KIT)
y consta de cuatro etapas:
- Pirólisis rápida. La biomasa residual seca que posee un contenido energético bajo es sometida a pirólisis rápida para obtener una substancia de alta densidad energética similar al petróleo (bioliqSynCrude®). Esta substancia puede ser transportada largas distancias de manera eficiente para su posterior procesado central.
- Gasificación. Un gasificador de flujo de arrastre a alta presión convierte el bioliqSynCrude® en "syngas" libre de alquitranes a temperaturas por encima de los 1.200 ºC y presiones de más de 80 bares.
- Purificación. Durante este proceso, las partículas, el cloro y el nitrógeno son eliminados de la corriente gaseosa.
- Síntesis F-T. Este proceso se lleva a cabo mediante un catalizador de cobalto a baja temperatura.
En septiembre
de 2013, se anunciaba que el módulo de síntesis estaba operativo y
que se producía gasolina por primera vez.
FOREST BTL 14
Forest BtL es
una "joint venture" de Metsä Group y Vapo que está
construyendo una planta de biodiesel de segunda generación en Kemi
(Finlandia) en el área del puerto de Ajos. Se prevé el comienzo de
la producción para 2016 con una estimación de 92.000 toneladas
anuales de F-T biodiesel y 23.000 toneladas anuales de F-T bionafta.
El proyecto está apoyado por el programa NER300 de la Comisión
Europea. Actualmente, la fase Pre-FEED y el proceso de EIA están
completos.
WOODSPIRIT
BTL 15,16
De la misma
manera que en el caso anterior, el proyecto Woodspirit (consorcio
formado por BioMCN, Siemens, Linde and VS Hanab) ha sido seleccionado
para formar parte de los beneficiados por el programa NER300. Este
proyecto demostrará la producción de biometanol a escala comercial
utilizando la torrefacción de biomasa y la gasificación por flujo
arrastrado como tecnologías clave. Se espera que la producción sea
de 413.000 toneladas al año de biometanol que será empleado como
aditivo de la gasolina para el reemplazamiento parcial del
combustible mineral. La planta estará situada en Holanda y los
principales componentes del complejo incluirán: las instalaciones de
recepción y procesado, la isla de gasificación para producción del
gas de síntesis, el área de acondicionamiento del gas y la planta
de metanol.
CONCLUSIONES
15,16
De las reseñas
se desprende que, aunque el futuro las plantas basadas en tecnologías
BtL es muy prometedor y representan una alternativa real a los
combustibles convencionales, su implantación en Europa no está
siendo precisamente fácil. Proyectos importantes no han tenido la
continuidad deseada debido a problemas coyunturales y de falta de
financiación. También es destacable que todas las plantas
presentadas están ubicadas en países del norte de Europa. Ojalá
que España pueda subirse en los próximos años al tren de estas
tecnologías.
El
número de proyectos que están activos o en fase de desarrollo tanto
en Europa como en el resto del mundo es mayor. En
demoplants.bioenergy2020.eu/projects/mapindex,
se puede encontrar una lista interactiva de
plantas de biocombustibles de primera y segunda generación elaborada
por Bioenergy2020+ y FJ-BLT (última actualización en octubre
de 2013), en la que aparecen muchos proyectos de tecnología BtL. En
la presentación "Biorefinery demo projects in EU"17,
se resumen los proyectos con base en la Unión Europea de la lista
anterior.
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REFERENCIAS
2
B. Kavalov, S.D. Peteves: "Status
and Perspectives of Biomass-to-Liquid Fuels in the European Union".
Institute for Energy, Directorate General Joint Research Centre (DG
JRC), European Commission, 2005.
3
"Beta Plant experience and lessons learnt so far".
BTL Congress, Berlin, 15th October 2008.
4
"Status BTL plant Freiberg and future projects". 4th
International BTL Conference, 1 – 2 December 2010, Berlin.
5
"Dimethylether from Synthesis Gas – Fuel and Intermediate
Product". 4th International BTL Conference, 1 – 2 December
2010, Berlin.
7
H. Hofbauer, R. Rauch, K. Bosch, R. Koch, C. Aichernig: "Biomass
CHP Plant Güssing – A Success Story".
Expert Meeting on Pyrolysis and Gasification of Biomass and Waste;
October 2002, Strasbourg, France.
8
R. Rauch: "Status
of R&D of Synthetic Biofuels in Güssing".
4th BtL-Kongress,
Berlin, 1./2, December
2010.
9
R. Rauch: "Synthetic
biofuels – do they have a future?".
Institute of Chemical Engineering, Working Group Future Energy
Technology.
10 V. Jokela:
"Wood Based BTL Diesel Development 2007 – 2011",
IEA Workshop, Piteå, 2011 October.
13
N. Dahmen, E. Henrich, E. Dinjus, F. Weirich: "The bioliq®
bioslurry gasification process for the production of biosynfuels,
organic chemicals, and energy". Energy, Sustainability and
Society 2012, 2:3.
14
forestbtl.com.
15
"First-time application of Entrained Flow Gasification and
Torrefaction in a large-scale Commercial Demonstration Project - the
WOODSPIRIT Biomethanol Project". Siemens, International
Seminar on Gasification, 2013, Oct 16-18, Göteborg, Sweden.
