Centrada en la ciencia | 03 de noviembre 2010 12:08 GMT
Un nuevo informe del Instituto de Biociencias de la Energía (EBI) en proyectos de Berkeley de que el desarrollo de la producción de biocombustibles costos competitivos algas requerirá mucho más investigación a largo plazo, el desarrollo y demostración. Mientras tanto, varias aplicaciones no-combustible de algas podría servir para avanzar en la naciente industria.
"Incluso con relativamente favorable y con visión de futuro supuestos proceso (desde el cultivo hasta la cosecha a la transformación), la producción de aceite de algas con cultivos de microalgas será costoso y, al menos en el corto a mediano plazo, se requieren flujos de ingresos adicionales que se económicamente viable ", escriben los autores Nigel Quinn y Tryg Lundquist del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), que es un socio en el instituto financiado por BP.
Sus conclusiones se derivan de un análisis detallado tecno-económico de la producción de biocombustibles de algas. El proyecto es uno de los más de 70 estudios sobre la bioenergía siendo perseguido por la EBI y sus científicos en la Universidad de California en Berkeley, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, y el Laboratorio de Berkeley.
La industria de los biocombustibles de algas se encuentra todavía en su etapa de gestación temprana, señala el nuevo informe. Aunque más de 100 empresas en los EE.UU. y en el extranjero están trabajando para producir la biomasa de algas y aceite para los combustibles de transporte, la mayoría son pequeñas y no ha operado una planta piloto con varias hectáreas de sistemas de producción de algas. Sin embargo, varias compañías iniciado recientemente tales proyectos a gran escala en marcha, entre ellas varias grandes compañías petroleras como Exxon Mobil (que hace un año anunció un compromiso de $ 600 millones a las algas la tecnología de los biocombustibles), Shell (con un proyecto de joint-venture, 'Cellana, "en Hawai ), y Eni (la compañía petrolera italiana, con una planta de pre-piloto en Sicilia).
El Departamento de Energía de EE.UU. ha financiado varios consorcios de I + D y proyectos piloto, y un proyecto de demostración de 300 acres en Nuevo México, por Sapphire Energy, Inc. El Departamento de Defensa de EE.UU. está apoyando varios proyectos de vía rápida. En el Reino Unido, el Carbon Trust ha iniciado un esfuerzo de 10 años para desarrollar la producción de aceite de algas, la participación de una docena de universidades y laboratorios de investigación, mientras que la Unión Europea ha financiado tres proyectos piloto de 25 hectáreas.
La mayoría de estos proyectos de uso de la pista de rodadura, tecnologías abiertas de algas en estanques de producción, los cuales fueron analizados en el Informe de EBI. Estos proyectos esperamos mostrar que es posible para las algas la cultura de masas con la tecnología actual o de corto plazo dentro de las limitaciones técnicas y económicas necesarias para la producción de biocombustibles.
Una vez que las tecnologías se desarrollan, la disponibilidad global de recursos será un regulador importante de la producción de algas, indica el informe. Cuatro recursos clave (clima adecuado, el agua, la tierra plana y el dióxido de carbono) deben estar disponibles en un lugar óptimo para la producción de biomasa de algas. Los autores afirman que a pesar de la necesidad de que los cuatro recursos, la tecnología de producción de aceite de algas tiene el potencial para producir varios miles de millones de galones anuales de combustibles renovables en los EE.UU. Sin embargo, el logro de este objetivo, en particular en la capital de la competencia y los costos de operación, se requiere mayor investigación y el desarrollo.
El informe EBI se centra en los biocarburantes de algas producidas en relación con el tratamiento de aguas residuales como una estrategia prometedora rentable para el desarrollo acelerado de un proceso de producción de prácticas. Además de proporcionar el agua y los nutrientes necesarios, el uso de aguas residuales en la producción de algas ofrece la posibilidad de que los ingresos del servicio de tratamiento previsto.
Las áreas que el estudio identificó como esenciales para la I y D en los campos de la biología y la ingeniería. La capacidad de cultivar las culturas estable en condiciones al aire libre, mientras que alcanza tanto de alta productividad y contenido de aceite, aún no se ha desarrollado. A pesar de la tasa de crecimiento conocida rápido de algas, el aumento del volumen de aceite de algas producida por unidad de superficie al año es un objetivo crucial. cepas de algas ricos en petróleo que son biológicamente competitivo con contaminar las especies silvestres y que constantemente se desarrollan bien en climas diferentes se necesitan.Otros pasos fundamentales para mejorar son de bajo costo la recolección de células de las algas microscópicas y la extracción de su contenido en aceite, así como hacer frente a los residuos de biomasa que queda después de la extracción de petróleo.
El análisis del informe incluye cinco instalaciones conceptuales para la producción de biocombustibles de algas del estanque, cuatro de ellos de 250 acres en tamaño y uno de 1,000 acres. Todas las aguas residuales municipales utilizados como fuente de agua y nutrientes, con énfasis en parte de la producción de petróleo, mientras que otros tienen tratamiento de aguas residuales como sus principales prioridades. productos incluidos biocombustibles o biogás y el aceite, o simplemente la producción de biogás, con el biogás utilizado para la generación de electricidad. La ubicación hipotética era el Valle Imperial en el sur de California, donde las granjas de microalgas sólo importante en el territorio continental de EE.UU. se encuentra actualmente. En los escenarios, los picos de la productividad en los meses de verano, pero es esencialmente cero en los meses más fríos del invierno, con luz y temperatura que los principales factores limitantes.
Los diseños de ingeniería y análisis de costos para los diferentes casos se basan en la proyección de la producción actual de microalgas comerciales y procesos de tratamiento de aguas residuales a escala mucho más grande. Se supone mayor productividad debido a los avances tecnológicos plausible. Los costos de capital estimados para un sistema de producción de 250 acres de biocombustibles destacando la producción de petróleo fueron de unos $ 21 millones, con gastos de explotación anuales de alrededor de $ 1.5 millones, para producir unos 12.300 barriles de petróleo, dando un precio de equilibrio del barril de petróleo de $ 330 ( sobre la base de un coste de 8 por ciento del capital). El aumento de la escala del sistema a 1.000 hectáreas redujo el precio de equilibrio a cerca de $ 240 por barril. Estos precios se consideran créditos de tratamiento de aguas residuales, lo que redujo los costos de un 20 por ciento. Otras instalaciones que el tratamiento de aguas residuales al máximo el combustible producido a un costo menor debido a los ingresos de tratamiento mayor. Sin embargo, la disponibilidad de aguas residuales en gran medida limitaría la escala nacional de esta producción de combustible de menor costo.
Otros co-productos, especialmente alimentos para animales, podría ayudar a compensar los costes, pero estos productos tienen un valor relativamente bajo o tienen mercados muy limitados. "Tratamiento de aguas residuales es el único realista co-producto (de algas) la producción de biocombustibles", indica el informe. "Sólo a través de intensivos, la investigación continua, a gran escala con los estanques al aire libre se puede esperar para el progreso en un marco de tiempo razonable."
Los científicos EBI la conclusión de que "la producción de aceite de algas no será ni rápido ni abundante - 10 años es una proyección razonable de la R, D y D (investigación, desarrollo y demostración) para permitir una conclusión acerca de la capacidad de alcanzar, al menos para determinados lugares, de relativo bajo costo de la biomasa de algas y la producción de petróleo. "Fuente: DOE / National Lawrence Berkeley Laboratory
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