La producción de biocombustibles y materiales circulares combina la conversión de recursos renovables en productos energéticos o industriales mediante procesos termoquímicos, bioquímicos o mecánicos. Su objetivo es reducir la dependencia de fuentes fósiles y minimizar el impacto ambiental a través de un enfoque de economía circular.
Esta semana Honeywell y Repsol han anunciado una colaboración para desarrollar nuevas vías de producción de biocombustibles y materiales circulares. También evaluarán la integración de estos procesos en las instalaciones actuales de Repsol. Las empresas planean escalar y comercializar tecnologías de Honeywell que convierten residuos como aceites, grasas, biomasa y sólidos en combustibles y productos químicos renovables dentro de las refinerías de Repsol.
La producción de biocombustibles y materiales circulares implica procesos que transforman materias primas orgánicas y residuos en fuentes de energía renovable y productos que se reincorporan a la cadena productiva, reduciendo el impacto ambiental y promoviendo la sostenibilidad.
Los biocombustibles se obtienen a partir de biomasa (material orgánico de origen vegetal o animal) y residuos orgánicos. Los procesos más comunes para su producción incluyen:
- Transesterificación: Se utiliza principalmente para producir biodiésel a partir de aceites vegetales o grasas animales. Este proceso consiste en una reacción química entre los triglicéridos presentes en los aceites y el alcohol, catalizada por bases como hidróxido de sodio o potasio. El resultado es la formación de ésteres de ácidos grasos (biodiésel) y glicerina como subproducto.
- Fermentación alcohólica: Utilizada para producir bioetanol, consiste en la conversión de azúcares presentes en cultivos como maíz, caña de azúcar o remolacha en etanol, mediante la acción de microorganismos como levaduras. El bioetanol se utiliza como combustible alternativo o como aditivo para mejorar la combustión en motores de gasolina.
- Pirólisis y gasificación: Procesos termoquímicos que se aplican a biomasa seca o residuos orgánicos para producir biocombustibles líquidos o gaseosos. En la pirólisis, se descompone la biomasa en ausencia de oxígeno a temperaturas entre 300°C y 600°C, generando bio-aceite, biochar y gases. En la gasificación, la biomasa se descompone con cantidades controladas de oxígeno o vapor, produciendo gas de síntesis (syngas), que puede refinarse en combustibles líquidos como metanol o diésel.
- Hidrotratamiento de aceites: En este proceso, los aceites vegetales o grasas animales se combinan con hidrógeno en presencia de catalizadores a alta presión y temperatura para producir diésel renovable. Este tipo de biocombustible es químicamente similar al diésel fósil, pero con una huella de carbono reducida.
Los materiales circulares
La economía circular busca maximizar el uso de materiales mediante el reciclaje y la reutilización, reduciendo la dependencia de materias primas vírgenes y minimizando los residuos. Los materiales circulares son aquellos que se integran en este ciclo de vida, permitiendo su recuperación y reincorporación en procesos industriales.
- Reciclaje mecánico: Proceso en el que los materiales, especialmente plásticos, se someten a trituración, lavado y extrusión para convertirlos en gránulos reutilizables. Este tipo de reciclaje es más adecuado para polímeros homogéneos como el polietileno (PE) o el polipropileno (PP), que pueden reciclarse varias veces sin perder propiedades significativas.
- Reciclaje químico: En este proceso, los residuos plásticos se descomponen a nivel molecular mediante pirólisis, gasificación o depolimerización. El objetivo es recuperar los monómeros o compuestos básicos que pueden utilizarse para producir nuevos polímeros o productos químicos. La tecnología UpCycle de Honeywell, por ejemplo, es una forma de reciclaje químico que convierte residuos plásticos en materias primas para nuevos plásticos, cerrando el ciclo de vida de los productos.
- Biomateriales: Son materiales derivados de fuentes renovables, como polímeros a base de almidón, celulosa o ácido poliláctico (PLA), que pueden ser biodegradables y se integran en sistemas de producción que promueven la circularidad. Estos materiales pueden reemplazar plásticos tradicionales y reducir el impacto ambiental.
La integración en refinerías
Para producir biocombustibles y materiales circulares, las refinerías pueden adaptar sus instalaciones existentes para procesar materias primas renovables junto con los flujos convencionales de petróleo. Esto requiere modificaciones en los reactores, sistemas de catalizadores y procesos de separación para manejar tanto biomasa como residuos orgánicos, manteniendo la eficiencia del proceso y cumpliendo con normativas de emisiones.
En resumen,
El objetivo de mejorar la producción de biocombustibles circulares
El objetivo es producir biocombustibles como combustible de aviación sostenible (SAF) y diésel renovable, aprovechando la infraestructura existente de Repsol. Además, Repsol estudia la implementación de la tecnología UpCycle de Honeywell, que transforma residuos plásticos en materia prima para la producción de polímeros reciclados. Esta tecnología puede procesar plásticos difíciles de reciclar, como envases de colores, multicapa y poliestireno.
Según Honeywell, cuando se combina con otros procesos de reciclaje, tanto mecánicos como químicos, y con mejoras en la recolección y clasificación de residuos, la tecnología UpCycle tiene el potencial de reciclar hasta el 90% de los residuos plásticos, aumentando así significativamente la cantidad de plásticos que pueden convertirse en materia prima para nuevos polímeros.
La cooperación entre Honeywell y Repsol tiene un historial positivo, que incluye el desarrollo de unidades petroquímicas, el uso de catalizadores, asistencia técnica, digitalización y resolución de problemas. En 2023, Repsol adoptó la tecnología Ecofining de Honeywell para producir combustibles renovables en su planta de Puertollano, España, utilizando aceite de cocina usado y grasa animal. Esta tecnología fue desarrollada en colaboración con ENI S.p.A. Actualmente, Repsol construye la planta de Puertollano, que tendrá una capacidad de producción de 240.000 toneladas métricas por año (MMTPA) de diésel renovable y otros productos.
La producción de biocombustibles
Los biocombustibles se obtienen a partir de biomasa (material orgánico de origen vegetal o animal) y residuos orgánicos. Los procesos más comunes para su producción incluyen:
Transesterificación: Se utiliza principalmente para producir biodiésel a partir de aceites vegetales o grasas animales. Este proceso consiste en una reacción química entre los triglicéridos presentes en los aceites y el alcohol, catalizada por bases como hidróxido de sodio o potasio. El resultado es la formación de ésteres de ácidos grasos (biodiésel) y glicerina como subproducto.
Fermentación alcohólica: Utilizada para producir bioetanol, consiste en la conversión de azúcares presentes en cultivos como maíz, caña de azúcar o remolacha en etanol, mediante la acción de microorganismos como levaduras. El bioetanol se utiliza como combustible alternativo o como aditivo para mejorar la combustión en motores de gasolina.
Pirólisis y gasificación: Procesos termoquímicos que se aplican a biomasa seca o residuos orgánicos para producir biocombustibles líquidos o gaseosos. En la pirólisis, se descompone la biomasa en ausencia de oxígeno a temperaturas entre 300°C y 600°C, generando bio-aceite, biochar y gases. En la gasificación, la biomasa se descompone con cantidades controladas de oxígeno o vapor, produciendo gas de síntesis (syngas), que puede refinarse en combustibles líquidos como metanol o diésel.
Hidrotratamiento de aceites: En este proceso, los aceites vegetales o grasas animales se combinan con hidrógeno en presencia de catalizadores a alta presión y temperatura para producir diésel renovable. Este tipo de biocombustible es químicamente similar al diésel fósil, pero con una huella de carbono reducida.
Los materiales circulares
La economía circular busca maximizar el uso de materiales mediante el reciclaje y la reutilización. UN ejemplo es el desarrollo del biometano en España. Estas actuaciones buscan reducir la dependencia de materias primas vírgenes y minimizando los residuos. Los materiales circulares son aquellos que se integran en este ciclo de vida, permitiendo su recuperación y reincorporación en procesos industriales.
Reciclaje mecánico: Proceso en el que los materiales, especialmente plásticos, se someten a trituración, lavado y extrusión para convertirlos en gránulos reutilizables. Este tipo de reciclaje es más adecuado para polímeros homogéneos como el polietileno (PE) o el polipropileno (PP), que pueden reciclarse varias veces sin perder propiedades significativas.
Reciclaje químico: En este proceso, los residuos plásticos se descomponen a nivel molecular mediante pirólisis, gasificación o depolimerización. El objetivo es recuperar los monómeros o compuestos básicos que pueden utilizarse para producir nuevos polímeros o productos químicos. La tecnología UpCycle de Honeywell, por ejemplo, es una forma de reciclaje químico que convierte residuos plásticos en materias primas para nuevos plásticos, cerrando el ciclo de vida de los productos.
Biomateriales: Son materiales derivados de fuentes renovables, como polímeros a base de almidón, celulosa o ácido poliláctico (PLA), que pueden ser biodegradables y se integran en sistemas de producción que promueven la circularidad. Estos materiales pueden reemplazar plásticos tradicionales y reducir el impacto ambiental.
La integración en refinerías
Para producir biocombustibles y materiales circulares, las refinerías pueden adaptar sus instalaciones existentes para procesar materias primas renovables junto con los flujos convencionales de petróleo. Esto requiere modificaciones en los reactores, sistemas de catalizadores y procesos de separación. Esto sucede en la elaboración del diesel verde. Estos ajustes se necesitan para manejar tanto biomasa como residuos orgánicos, manteniendo la eficiencia del proceso y cumpliendo con normativas de emisiones.
El objetivo de mejorar la producción de biocombustibles circulares
El objetivo de esta colaboración es producir biocombustibles como combustible de aviación sostenible (SAF) y diésel renovable. Una ventaja competitiva será aprovechar la infraestructura existente de Repsol. Además, Repsol estudia la implementación de la tecnología UpCycle de Honeywell. Esta transforma residuos plásticos en materia prima para la producción de polímeros reciclados. Esta tecnología puede procesar plásticos difíciles de reciclar, como envases de colores, multicapa y poliestireno.
Según Honeywell, cuando se combina con otros procesos de reciclaje, tanto mecánicos como químicos, y con mejoras en la recolección y clasificación de residuos, la tecnología UpCycle tiene el potencial de reciclar hasta el 90% de los residuos plásticos. Así, aumenta significativamente la cantidad de plásticos que pueden convertirse en materia prima para nuevos polímeros.
La cooperación entre Honeywell y Repsol tiene un historial positivo, que incluye el desarrollo de unidades petroquímicas, el uso de catalizadores, asistencia técnica, digitalización y resolución de problemas. En 2023, Repsol adoptó la tecnología Ecofining de Honeywell para producir combustibles renovables en su planta de Puertollano, España, utilizando aceite de cocina usado y grasa animal. Esta tecnología fue desarrollada en colaboración con ENI S.p.A. Actualmente, Repsol participa en la planta de Puertollano. Una referencia del sector, que alcanzará una capacidad de producción de 240.000 toneladas métricas por año (MMTPA) de diésel renovable y otros productos.
