Bio-oil (3ª parte)
Actualmente, el principal
interés por la tecnología de pirólisis de biomasa se centra en la
producción de electricidad y en la reducción de las emisiones de
CO2. Todavía hay una gran necesidad de comprenderla mejor
para poder utilizarla de manera eficiente y masiva en grandes
instalaciones industriales de producción de "bio-oil". En
los últimos años, están surgiendo varios proyectos a escala piloto
y pre-comercial con este claro propósito y, para terminar esta serie
de entradas, se presenta un breve resumen de algunos de los más
relevantes de nuestro continente junto con algunas referencias de
interés del panorama mundial.
FORTUM 1,3,4,5
En febrero de 2012, la planta
de "bio-oil" de FORTUM basada en la tecnología de
pirólisis rápida y conectada a la planta de cogeneración de
Joensuu, recibía su licencia ambiental. La construcción comenzó en
Junio de 2012 y estuvo a cargo de METSO POWER. En noviembre del año
pasado, FORTUM anunciaba la puesta en marcha de esta planta como la
primera de su clase en el mundo. La inversión de la empresa ronda
los 30 millones de euros y el gobierno finlandés ha puesto 8 millones
de euros para el proyecto. El biopetróleo se produce a partir de
residuos forestales recogidos en la misma región de Joensuu. La
producción será de 50.000 toneladas al año, cifra que se
corresponde con las necesidades de calefacción de más de 10.000
hogares. La empresa SAVON VOIMA sustituirá el combustible
convencional por el "bio-oil" producido en la planta para
la producción de calor en el distrito de Iisalmi y, además, FORTUM
lo utilizará en sus propias plantas de Joensuu y Vermo.
GREEN FUEL NORDIC OY 1,6,7
Esta empresa planea la
construcción de 20 biorrefinerías en Finlandia teniendo cada una de
ellas una producción de 90.000 toneladas de RFO (Renewable Fuel
Oil). La primera ya se está construyendo en la región de Iisalmi
empleando la tecnología RTPTM (Rapid Thermal Processing)
que es el núcleo de esta biorrefinería basada en la pirólisis
rápida. Las materias primas biomásicas se preprocesan para obtener
el tamaño de partícula y el contenido de humedad correctos para ser
alimentadas al reactor de lecho fluidizado circulante donde son
gasificadas sin presencia de oxígeno. El gas generado se lleva hasta
un ciclón en el que el material del lecho y el carbón se separan
mecánicamente de la corriente gaseosa. Posteriormente, el gas se
introduce en un condensador en el que se enfría para obtener el
"bio-oil" que es filtrado antes de salir de la unidad
RTPTM.
Figura
1.
Diagrama
del proceso RTPTM
de
GFN
5
BIOMASS TECHNOLOGY GROUP
(BTG) BV 1,2,3,8,9
La empresa holandesa BTG ha
desarrollado su propia tecnología de pirólisis rápida basándose
en un reactor de cono rotatorio. Las partículas de biomasa a
temperatura ambiente y las de arena caliente se introducen cerca de
la base del cono donde los sólidos se mezclan y se mueven por la
acción rotativa del cono. Los vapores producidos pasan a través de
varios ciclones antes de entrar en el condensador, donde son
enfriados por "bio-oil". En el proceso actual, se produce
un 70 % en peso de "bio-oil" y un 30 % de coque y gas.
En los laboratorios de BTG hay
dos instalaciones de prueba: una unidad pequeña (2 – 3 kg/h) que
permite realizar una criba rápida de materias primas potenciales y
una plata piloto de 100 – 200 kg/h en la que se pueden obtener
datos representativos para la operación de una planta a escala de
demostración. En este sentido, se ha diseñado, construído y puesto
en marcha una planta de pirólisis rápida en Malasia con una
producción de 2 ton/h. Finalmente, en Hengelo (Holanda), se planea
construir otra planta de demostración de 5 ton/h (EMPYRO). Esta
unidad convertirá madera en "bio-oil", vapor de proceso y
electricidad.
Figura
2.
Diagrama
del proceso de
pirólisis rápida de BTG
7
PYTEC 2,3,10,11
PYTEC ha desarrollado un
sistema de pirólisis rápida basado en un reactor ablativo. De
hecho, desde 2005 opera la primera planta piloto de 250 kg/h basada
en esta tecnología. La materia prima biomásica en contacto con la
superficie caliente del reactor se transforma en una película de
"bio-oil" que se evapora de manera continua, llegándose a
conseguir velocidades de ablación de hasta 4 mm/s. La condensación
se lleva a cabo en un sistema que combina una columna de spray y un
filtro electrostático. La distribución másica de los productos
obtenidos es la siguiente: 65 % - 75 % de "bio-oil", 10 % -
20 % de gas y 10 % - 15 % de coque. En distintas fuentes, se
menciona que esta empresa estaba planificando una planta de 2.000
kg/h en Malliss (Alemania). Sin embargo, no se ha podido contrastar
que esta planta haya llegado, finalmente, a ser construida y puesta
en marcha.
BIOLIQ PROJECT 12,13
Ya se ha comentado en la
entrada "BIOMASS
TO LIQUID (3ª parte)"
que Forschungszentrum
Karlsruhe GmbH junto con
LURGI GmbH han construido
una planta piloto para la producción de combustibles BtL tipo
gasolina en Alemania. El proceso que se denomina Bioliq®, ha
sido desarrollado por el "Karlsruhe
Institute of Technology"
(KIT)
y consta de cuatro etapas. La primera de ellas consiste en un proceso
de pirólisis rápida por el que la biomasa residual se transforma en
"bio-oil" que posteriormente es procesado para obtener
gasolinas. El objetivo de la pirólisis es obtener el mayor
rendimiento posible de productos de condensación (45 % - 70 %) y
sólo pequeñas cantidades de sólidos (15 % - 25 %) y gases (15 % -
30 %). El reactor desarrollado por LURGI es tipo auger, en concreto,
es de doble tornillo (twin-screw) y puede procesar 12 toneladas al
día.
OTROS PROYECTOS 1,2,3
Otras empresas
con proyectos de referencia a nivel mundial en el campo de la
pirólisis rápida para la obtención de "bio-oil" son las
siguientes:
- DYNAMOTIVE (Canadá): dynamotive.com. Tecnología: reactor de lecho fluidizado.
- ENSYN (Canadá): www.ensyn.com. Tecnología: Rapid Thermal Processing (RTP™), reactor de lecho fluidizado circulante. Esta empresa ha unido fuerzas con UOP para crear ENVERGENT TECHNOLOGIES (www.envergenttech.com).
- NEXTFUELS (USA): www.nextfuels.com. Tecnología: basada en el proceso hidrotérmico de Shell.
En
"New Advances in the Fast Pyrolysis
of Biomass"3
se recoge una lista muy completa
en la que se revisan las plantas de biomasa
más representativas contruidas desde 1985 indicando
datos como su localización, su tecnología o su estado.
Finalmente,
de acuerdo con la
primera de las fuentes bibliográficas, los proyectos europeos de
investigación más relevantes en el campo del "bio-oil"
son: BIOCOUP
(www.biocoup.com),
BIOCAT, CASCATBEL (www.cascatbel.eu)
y EMPYRO
(www.empyroproject.eu).
En el consorcio del proyecto CASCATBEL, hay
tres participantes españoles: Instituto IMDEA ENERGÍA,
ENCE y ABENGOA RESEARCH SL.
REFERENCIAS
2
W. Prins, T. Bridgwater: "Progress in Fast Pyrolysis
Technology". Topsoe Catalysis Forum 2010, Munkerupgaard
(Dinamarca).
3
G. San Miguel, J. Makibar, A.R. Fernandez-Akarregi: "New
Advances in the Fast Pyrolysis of Biomass". Journal of
Biobased Materials and Bioenergy, Vol. 6, 1–11, 2012.
5 J. Heiskanen:
"From concept to demostration. Developing an advanced biofuel
project". 5th EBTP Stakeholder Plenary Meeting, Brussels,
February 2013.
7 J. Starck: "The
Smart Way - Utilising RTPTM technology to
produce sustainable 2nd generation bio-oil from local feedstocks".
Energy Seminar 14.11.2012.
9 "EMPYRO
– Fast Pyrolysis Demonstration Plant". IEA Bioenergy
Conference 2012, Vienna, Austria.
11 D. Meier, S.
Schöll, H. Klaubert, J. Markgraf: "Practical results form
PYTEC's Biomass-To-Oil (BTO) process with ablatibe pyrilyser and
diesel CHP plant". Success & Vision for Bioenergy.
