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Combustibles Sostenibles: Análisis sobre su Viabilidad

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Una tecnología desarrollada en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de los EE. UU. Y ampliada por el licenciatario tecnológico Vertimass  para convertir el etanol en combustibles sostenibles adecuados para la aviación, el transporte marítimo y otras aplicaciones de servicio pesado puede ser competitiva en cuanto a los precios con los combustibles convencionales, al tiempo que conserva los beneficios de sostenibilidad del bio etanol a base, según un nuevo análisis.

ORNL trabajó con el licenciatario tecnológico Vertimass y los investigadores de otras 10 instituciones en un análisis tecnoeconómico y de sostenibilidad del ciclo de vida del proceso: conversión catalítica de un solo paso de etanol  en mezclas de hidrocarburos que se pueden agregar a los combustibles para aviones, diesel o gasolina para reducir su Emisiones de gases de efecto invernadero. Esta nueva tecnología se llama Deshidratación y Oligomerización Consolidada, o CADO.

El análisis, que fue publicado  en  Proceedings of the National Academy of Sciences,  mostró que este proceso de un solo paso para convertir el vapor de etanol húmedo podría producir mezclas a $ 2 / gigajulio (GJ) hoy y $ 1.44 / GJ en el futuro a medida que el proceso se refina, incluyendo costos de capital operativos y anualizados.

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Por lo tanto, el material de mezcla sería competitivo con el combustible para aviones convencional producido a partir del petróleo a precios históricamente altos de alrededor de $ 100 / barril. Según el análisis, a $ 60 por barril de petróleo, el uso de incentivos existentes para combustibles sostenibles y renovables da como resultado una paridad de precios.

La conversión utiliza un tipo de catalizador llamado zeolita, que produce directamente cadenas de hidrocarburos más largas a partir del alcohol original, en este caso etanol, reemplazando un proceso tradicional de varios pasos con uno que usa menos energía y es altamente eficiente.

“La robustez del catalizador permite la conversión directa de etanol húmedo, lo que simplifica enormemente el proceso, reduce el costo de la purificación de etanol y hace que los costos de producción de mezclas de hidrocarburos sean competitivos según el análisis”, dijo Zhenglong Li, científico del personal de catálisis de biomasa en ORNL y Un colaborador en el proyecto.

Si bien esta catálisis de un solo paso fue efectiva a escala de laboratorio, las pruebas y mejoras adicionales de Vertimass resultaron en rendimientos de producto aún mayores cuando se ampliaron 300 veces usando formulaciones de catalizadores comerciales. La operación de conversión podría integrarse en nuevas plantas de biocombustibles o instalarse como tecnología atornillada a las plantas de etanol existentes con una inversión mínima de capital, señalaron los investigadores.

Un análisis del ciclo de vida del proceso de conversión encontró que su perfil de emisiones de gases de efecto invernadero es similar al del etanol alimentado al proceso.

“La sostenibilidad del etanol bioderivado, ahora producido principalmente a partir del maíz en los Estados Unidos, pero ahora algunos están hechos de estufa de maíz y eventualmente materias primas de biomasa dedicadas como switchgrass, continúa con el proceso catalítico”, dijo Brian Davison, director científico para el Centro de Innovación Bioenergética (CBI) del DOE en ORNL y un colaborador en el proyecto.

Las mejoras de Vertimass al proceso original a escala de laboratorio incluyen el desarrollo de formas más baratas del catalizador, así como más que duplicar el rendimiento de los combustibles sostenibles líquidos, señaló el documento.

El documento detalla las mejoras y los resultados de los análisis del Laboratorio Nacional de Argonne, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable, Vertimass y ORNL en colaboración con Dartmouth, la Administración Federal de Aviación, Boeing, la Universidad Estatal de Pensilvania, la Universidad de California-Riverside, el Imperial College de Londres, el Laboratorio Brasileño de Ciencia y Tecnología de Bioetanol, y el Centro Brasileño de Investigación en Energía y Materiales.

El descubrimiento inicial fue apoyado por el Centro para la Innovación de Bioenergía en ORNL, que a su vez cuenta con el apoyo de la Oficina de Ciencia del DOE. La investigación y el desarrollo a gran escala fueron apoyados en parte por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE y por Vertimass.

ORNL es administrado por UT-Battelle para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU., El mayor defensor individual de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos.

 

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Las Energías Renovables representan un tercio de la capacidad de energía global

las energías renovables

Las fuertes ganancias en energía solar y eólica del año pasado han llevado a las energías renovables a representar ahora un tercio de la capacidad de energía global, según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA).

Compartimos contigo nuestro episodio de podcast sobre el articulo

 

IRENA publicó su  informe de Estadísticas de Capacidad Renovable 2019 , que dice que el mundo agregó 171 gigavatios de capacidad de energía renovable total en 2018. La capacidad renovable global llegó a 2,351 GW en total para fines de 2018, y la energía hidroeléctrica aún representa la mitad. Pero la gran mayoría de las ganancias en 2018 provinieron de instalaciones solares y eólicas, que representaron el 84% del crecimiento del año pasado.

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La capacidad eólica global ahora es de 564 GW, con una capacidad solar justo detrás de 480 GW y aumentando rápidamente. Mientras que la capacidad eólica aumentó en 49 GW, liderada por China y EE. UU., La energía solar agregó 94 GW de capacidad en 2018, un aumento del 24% a nivel mundial.

Otras tecnologías incluidas en el informe de IRENA incluyen la energía hidroeléctrica, la bioenergía y la energía geotérmica, todas aumentadas a tasas mucho más bajas que la eólica y la solar.

Solo Asia representó el 61% del total de nuevas instalaciones de energía renovable en 2018, con una tasa de crecimiento del 11,4%. Pero Oceanía tuvo la tasa de crecimiento más rápida con un 17.7%, impulsada principalmente por un enorme aumento en la capacidad solar australiana.

Casi dos tercios de la capacidad de generación de energía nueva global agregada en 2018 provino de fuentes renovables. El Director General de IRENA, Adnan Z. Amin, dijo:

“A través de su convincente caso de negocios, la energía renovable se ha establecido como la tecnología de elección para la nueva capacidad de generación de energía. El fuerte crecimiento en 2018 continúa la notable tendencia de los últimos cinco años, que refleja un cambio continuo hacia la energía renovable como el motor de la transformación energética global. Sin embargo, el despliegue de energía renovable necesita crecer aún más rápido para garantizar que podamos lograr los objetivos globales de clima y los Objetivos de Desarrollo Sostenible. “Los países que aprovechan al máximo su potencial de energías renovables se beneficiarán de una serie de beneficios socioeconómicos además de descarbonizar sus economías”.

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Mas que hacer con las Energías Renovables

Si bien la capacidad renovable ha aumentado significativamente, la capacidad de generación no renovable también ha aumentado en las últimas décadas. Desde el año 2000, las fuentes no renovables se han expandido alrededor de 115 GW por año en promedio “sin una tendencia perceptible hacia arriba o hacia abajo”.

Desde 2010, las disminuciones de la capacidad no renovable en Europa, América del Norte y Oceanía se han compensado globalmente con ganancias equivalentes en Asia y Medio Oriente. IRENA nota que:

“Si bien el crecimiento de las energías renovables ha sido impresionante, la transición a la producción de energía baja en carbono requerirá que más países y regiones no solo cambien a la capacidad renovable en expansión, sino que también comiencen a retirar o convertir más de sus plantas de energía con combustibles fósiles”.

Un  informe reciente de la Agencia Internacional de Energía señaló que la demanda mundial de energía aumentó 2.3% en 2018, y las emisiones alcanzaron un nivel récord junto con ese ritmo acelerado. La demanda de todos los combustibles aumentó a nivel mundial, y el gas natural representó el 45% del aumento del consumo de energía.

El Foro Económico Mundial  destacó recientemente la “necesidad de acelerar la transición energética”, argumentando que el crecimiento renovable todavía no está ocurriendo lo suficientemente rápido.

 

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