¿Biocombustibles en la matriz energética chilena?

Como revisamos en el anterior blog, los bioproductos han ido tomando fuerza en el actual contexto de cambio climático, ya que pueden ser un aporte en la transformación industrial hacia la sostenibilidad, sobre todo frente al escenario de cambio climático.

El uso de biomasa para la generación de productos puede contribuir en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), al contrario de lo que sucede con los combustibles fósiles, por ejemplo, en el sector energético.
En Chile, el 68% de la matriz energética primaria corresponde a combustibles fósiles: petróleo crudo (30%), carbón mineral (22%) y gas natural (16%). Reducir estos porcentajes es fundamental para disminuir la emisión de GEI, y por lo tanto, contribuir a la mitigación. ¿Bioproductos como los biocombustibles podrían ser una alternativa?

¿Cómo se producen los biocombustibles?

Antes de responder a la pregunta, es necesario revisar cómo se generan los biocombustibles.

Los biocombustibles no son necesariamente algo nuevo. Por ejemplo, en India, desde finales del siglo XIX se han desarrollado biorreactores para la producción de biogás utilizando residuos animales, específicamente del ganado.

La producción de biocombustibles implica la conversión de biomasa (materia orgánica vegetal o animal) en combustibles líquidos, gaseosos o sólidos que pueden usarse en motores de combustión interna o para generación de energía. Existen diferentes tipos de biocombustibles y varios procesos de producción, dependiendo del tipo de materia prima utilizada.

Te explicaremos brevemente cómo funcionan los procesos de producción del bioetanol, el biodiésel, el biogás y el pellet.

Bioetanol: Fermentación alcohólica

Su producción comienza con un pretratamiento, que consiste en el triturado y cocción del material para facilitar su procesamiento. Luego, en la etapa de hidrólisis, se aplican enzimas que descomponen el almidón en azúcares simples. Estos azúcares son posteriormente utilizados por levaduras durante la fermentación, donde se transforman en etanol y dióxido de carbono. El etanol resultante se separa del agua mediante destilación, y finalmente se somete a un proceso de deshidratación para obtener etanol puro, apto como biocombustible.

Las materias primas que regularmente se utilizan son el maíz, caña de azúcar, remolacha, o cereales.

Biodiésel: Transesterificación

La producción de biodiésel comienza con la extracción del aceite vegetal o grasa animal (también puede usarse aceite de cocina ya utilizado), que actúa como materia prima. Este aceite se somete luego a una reacción química con un alcohol, usualmente metanol, en presencia de un catalizador como hidróxido de sodio o potasio. Esta reacción, llamada transesterificación, produce biodiésel y glicerina como subproducto.

Biogás: Digestión anaerobia

Se inicia con la alimentación de residuos orgánicos en un biodigestor cerrado y en ausencia de oxígeno. Dentro del digestor, microorganismos descomponen la materia orgánica a través de un proceso biológico en varias etapas: primero ocurre la hidrólisis, donde los compuestos complejos se descomponen en moléculas más simples; luego estas moléculas se transforman en ácidos orgánicos y otros intermediarios; finalmente, en la metanogénesis se genera biogás, compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono.

Pellet

Este bioproducto, ampliamente utilizado sobre todo en el sur de Chile para calefacción, se genera transformando la biomasa, en este caso la madera, en pequeños cilindros compactos y densos. Se puede utilizar aserrín, virutas, restos de poda o carpintería, entre otros.

Primero, la materia prima se seca hasta alcanzar el nivel de humedad óptimo, generalmente entre 8% y 12%, usando aire caliente. Luego la madera se tritura finamente para obtener un material homogéneo. Este se introduce en una peletizadora, máquina que comprime el material a alta presión a través de una matriz con agujeros. La fricción eleva la temperatura y activa la lignina presente en la madera, la que actúa como aglutinante natural, por lo que no se agregan químicos. Finalmente, los pellets se enfrían con aire para endurecerlos y estabilizarlos estructuralmente.

¿Podemos reemplazar los combustibles fósiles por biocombustibles?

Los biocombustibles que revisamos tienen el potencial de complementar y, en ciertos sectores, reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles dentro de la matriz energética chilena, pero no pueden sustituirlos completamente en el corto plazo por varias razones técnicas, económicas y estructurales.

Por ejemplo, en el área del transporte se podría intentar un reemplazo parcial. El biodiésel y el bioetanol pueden mezclarse con diésel y gasolina en porcentajes moderados sin modificar los motores convencionales.

El biogás es útil en áreas rurales para calefacción, cocina y producción eléctrica local, aprovechando residuos orgánicos disponibles, y también puede inyectarse a redes de gas natural, si cumple los estándares de calidad.

Sin embargo, Chile tiene algunas limitaciones para el uso de este tipo de productos:

Escala de producción limitada: Chile no tiene actualmente una industria de biocombustibles líquidos consolidada como en Brasil o EE. UU. Mediante la Ley REP podrían recuperarse, al menos, aceites usados.
Competencia con alimentos y uso del suelo: Cultivar materias primas para biocombustibles puede competir con la producción de alimentos o el uso forestal, especialmente en zonas con disponibilidad limitada de suelo agrícola.
Infraestructura y regulación: Aún faltan políticas robustas de incentivo, normativas técnicas y redes logísticas que permitan su masificación.

En conclusión, los biocombustibles pueden ayudarnos a diversificar la matriz energética de diferentes maneras, pero no representan una solución total o definitiva frente al problema de los combustibles fósiles. La implementación de Energías Renovables No Convencionales (ERNC) aún está en curso en Chile, y la integración de estas y otras opciones, como lo pueden ser los biocombustibles y medidas de eficiencia energética, deben realizarse de forma planificada y estratégica.