México tiene un potencial importante en materia de bioenergía, ya que cuenta con zonas geográficas donde la alta actividad en procesos agrícolas da lugar a residuos que pueden ser aprovechados para finalidades como la producción de combustibles y electricidad. Así lo manifestó el Doctor Alberto Mendoza, Líder del Grupo de Investigación en Energía y Cambio Climático del Tecnológico de Monterrey, a propósito de la puesta en marcha del Laboratorio Integrado de Aprovechamiento Energético Sustentable.
En entrevista para Global Energy, señaló que el país ha tornado su atención hacia las oportunidades de suministro de energía a partir de fuentes que favorezcan la transición energética y la migración hacia una mejor economía. A este respecto, ejemplificó que Nayarit es un gran productor de cítricos cuyo bagazo puede ser empleado como biomasa para convertirse, eventualmente, en un producto energético de valor, en lugar de desperdiciarse.
Resaltó que el estudio de las soluciones tecnológicas posibles para realizar este tipo de transformaciones es un propósito fundamental del Laboratorio, mismo que detonó como iniciativa gracias a fondos de la Secretaría de Energía y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, a través del Fondo de Sustentabilidad Energética, bajo el antecedente de que México carecía de suficiente infraestructura para desarrollar esta clase de estudios, prototipos y evaluaciones.
Biorefinerías
En términos de aprovechamiento de residuos, surge y destaca el concepto de biorefinería, en el que, según palabras del Doctor Mendoza, la materia prima es biomasa y el producto final es un combustible, pero a diferencia de una refinería común, implica procesos termoquímicos en los que se requieren altas temperaturas; pero también los hay biológicos, para los que se emplean tanques de fermentación que no existen en las refinerías convencionales. “Al final del día el resultado es un combustible líquido, pero lo que sucede adentro es muy diferente”.
Dijo que, actualmente, las biorefinerías producen combustibles o componentes como alcohol y biodiésel. “En nuestro laboratorio, además de equipos para la materia prima que se suministra al proceso, tenemos otros que miden las propiedades del combustible líquido resultante para conocer su calidad, saber si cubre los parámetros establecidos por la norma, medir su potencial y evaluar si puede ser utilizado directamente”, sostuvo.
El especialista subrayó que, antes de procesar cualquier material, es fundamental asegurarse de que tendrá un impacto positivo, lo cual se logra mediante una caracterización que revele qué tan facil es obtenerlo, cuánta energía es capaz de proporcionar por cada kilo o tonelada y qué tan sencillo será extraerla de su estructura molecular para transformarla.
Por esta razón, un grupo de investigadores del Laboratorio Binacional se ha dedicado a hacer un mapeo geográfico de las zonas donde se produce biomasa residual para establecer la distribución más apropiada de las plantas de conversión energética, dadas las propiedades del material, la economía del lugar, costo del proceso y potencial de utilización como producto final hacia la cadena de suministro.
“El resultado de la investigación ayudará a saber dónde será más conveniente ubicar, por ejemplo, plantas de fermentación que produzcan alcohol, otras que generen biodiésel y algunas más de pirólisis que tomen el material y lo conviertan en un bioaceite que pueda ser quemado en calderas industriales; el objetivo es tomar mejores decisiones en términos de infraestructura”, detalló.
Esa generación de bioaceite, a partir del cual se obtiene un combustible líquido, es una de las rutas para aprovechar la biomasa. No obstante, para concretar el proceso es necesario elevar la temperatura de los reactores a 500 grados centígrados y transferir ese calor de manera eficiente. Una manera de conseguirlo puede ser el uso de concentradores solares.
Sin embargo, dijo que hoy trabajan en el uso de nanotecnología para transfrerir calor por medio de nanofluidos, con el fin de que la biomasa lo aproveche en la mayor medida posible y aporte a la economía del proceso.
Destacó la relevancia de trabajar con circularidad respecto a la eficiencia energética del proceso, en busca de una huella ambiental y de carbón más baja. “Cuando se procesa biomasa para obtener combustibles líquidos, hay que suministrar energía. Lo interesante está en proveerla a través de tecnologías renovables, para conseguir un círculo virtuoso en el que se aprovechen los componentes bioenergéticos con base en un proceso limpio”.
Seguridad Energética
Expresó que la seguridad energética es un tema de gran relevancia, pues la productividad de cualquier país está asociada a la disponibilidad de energía, pero también es inherente a la eficiencia con que se utiliza. “Tener más energía no significa, automáticamente, que podremos ser más productivos. Lo fundamental es emplearla de modo eficiente”.
De igual manera, la distribución es un factor determinante, ya que lo esencial es que la energía esté situada en donde se necesita. El Doctor Alberto Mendoza comentó que existe potencial no solamente de convertir la biomasa en combustible líquido, sino también en electricidad, “el suministro de energía a partir de renovables es intermitente, por la propia inconstancia de la naturaleza. Aunque en materia de bioenergía no sucede así, también responde a factores como los ciclos anuales de las cosechas, disponibilidad de agua y cambios de la producción”, admitió.
Por consiguiente, apuntó que falta un complemento para dar seguridad al suministro. Es aquí donde entra su proyecto de micro redes, una solución que, según explicó, puede llevarse a las comunidades apartadas de la red eléctrica, en donde un tendido de líneas de alta tensión de 50 ó 100 kms resulta de costo elevado.
La idea es tener una micro red con suficiente capacidad, conformada por varios componentes sincronizados, tales como paneles solares interconectados con tecnología eólica y con una planta de biomasa que eleve o disminuya su suministro, según se requiera, para responder a la demanda con estabilidad continua, a pesar de que los componentes operen a diferentes niveles.
Por otra parte, el Líder del Grupo de Investigación consideró que la relación con la Secretaría de Energíaes fuerte e importante, debido a que el Laboratorio “no consta de un grupo de académicos e investigadores que trabajan sobre un tema interesante, sino que forman parte de una serie de proyectos vinculados al sector energético y productivo, en el que sus hallazgos en cuanto a nuevos desarrollos, metodologías y/o procesos, pueden traducirse en ganancias de eficiencia práctica para el país”.
El Laboratorio Integrado de Biomasa forma parte del Laboratorio Binacional para la gestión inteligente de bioenergía y se ha convertido en un socio importante para la CFE, siendo ésta usuaria de sus proyectos, de su formación de capacidades y las oportunidades de mejora y ampliación de la cadena de valor energética, particularmente, en términos de electricidad.
Dijo que, en la actualidad, se encuentran en una fase exploratoria y en camino de entender mejor el ámbito de las cargas y demandas de la red en diferentes ubicaciones. Hay equipos de trabajo enfocados al tema de la conversión, otros al mapeo del potencial, otros más a la búsqueda de nuevos convertidores y algoritmos para suministrar renovables a la red y, al final, “hay que entender muy bien las partes del rompecabezas para poder ingresar a una siguiente fase, en la que se aborden tareas de integración”.
“Aún tenemos una dependencia importante de los combustibles líquidos y existe toda una infraestructura relativa a ellos que no va a desaparecer. Tomará tiempo llegar a otro tipo de necesidades en infraestructura, por lo que necesitamos soluciones transitorias y, en ese sentido, la biomasa es una apuesta muy interesante para desfasar poco a poco los combustibles fósiles y migrar, con eficiencia y seguridad, hacia los biocombustibles, que reducirán la huella de emisión de carbono y pueden llegar a ser pertinentes para su uso diario”, concluyó.
