FUELGAE: Tecnologías sostenibles in situ e innovadoras para Biocombustibles avanzados de Microalgas para el transporte
El proyecto FuelGae tiene como objetivo crear una cartera de biocombustibles a base de microalgas, facilitando la generación de biocombustibles de alta calidad mediante: especies cuidadosamente seleccionadas y adaptadas, procesos de cultivo intensificados, tratamientos novedosos de la biomasa, tecnologías de conversión óptimas y una integración inteligente en los procesos existentes de emisión de CO2, economía circular, tecnologías de control como la monitorización en tiempo real y DT (Digital Twin) y la validación y estandarización de los biocombustibles obtenidos.
Del mismo modo, FuelGae busca utilizar eficientemente toda la biomasa microalgal y la producción simultánea de biocombustibles, aumentando la rentabilidad y sostenibilidad del proceso.
Contexto
El compromiso de Europa con la descarbonización de la economía se ha declarado a través del Pacto Verde Europeo, que incluye objetivos que deben alcanzarse para 2030. Para lograr la neutralidad climática en 2050, es necesario desarrollar tecnologías verdes, establecer una industria sostenible y reducir la contaminación. Las emisiones mundiales de CO2 en 2021 fueron de aproximadamente 37,12 Gt.
Gracias a las medidas adoptadas en la UE, los GEI han disminuido un 31% entre 1990 y 2020. Sin embargo, las proyecciones de esta tendencia indican que la reducción de las emisiones es insuficiente para alcanzar los objetivos fijados para 2030, es decir, una reducción del 55% en comparación con los niveles de 1990, y la neutralidad de carbono para 2050. Por ejemplo, en sector del transporte las emisiones han aumentado continuamente (un 19% en comparación con 1990), en contra de la tendencia de las emisiones totales, superando el límite de emisiones previsto para 2030. Concretamente, las emisiones de CO2 procedentes del transporte (incluida la aviación internacional, pero excluyendo el transporte marítimo internacional) seguían estando en 2017 un 28% por encima de los niveles de 1990.
Las emisiones, por lo tanto, deben disminuir dos tercios para 2050 con el fin de cumplir el objetivo de reducción de emisiones de GEI del 60% del Libro Blanco del Transporte de 2011.
Resumen y objetivos
El proyecto FuelGae pretende desarrollar un modelo novedoso de producción de combustibles líquidos avanzados (ALF) a partir de diferentes flujos de emisiones de CO2 de dos sectores industriales (biorrefinería e industrias intensivas en energía) a través de una planta piloto de microalgas integrada en sus infraestructuras. El rendimiento de las cepas de microalgas seleccionadas se mejorará adaptándolas a cada caso de estudio industrial.
La producción de ALF se abordará desarrollando diferentes tecnologías:
- Producción selectiva de microalgas para obtener polisacáridos o lípidos.
- Tratamientos alternativos de biomasa microalgal.
- Sistemas innovadores de mejora catalítica a partir de biocrudo.
- Sensor de microalgas en línea.
Además de las tecnologías innovadoras anteriores, el concepto FuelGae utiliza técnicas de modelización integradas en Técnicas Analíticas de Procesos para desarrollar un Gemelo Digital (DT) global.
Por otro lado, la economía C del enfoque FuelGae se mejorará significativamente mediante la licuefacción hidrotérmica y los procesos de biogás. El biocarbón producido se probará en usos agrícolas creando sinergias con la generación de energía y biocrudo. Todas las tecnologías se llevarán a TRL5 en los dos casos de estudio; la planta piloto de microalgas se transportará y validará en los dos emplazamientos industriales de Rumanía (planta siderúrgica) y España (bioetanol 2G). Las tecnologías FuelGae se evaluarán más a fondo mediante la evaluación del ciclo de vida (LCA/LCC) para confirmar su menor impacto ambiental, uso de recursos o emisiones de GEI, y una primera aproximación a la sostenibilidad económica. El DT se combinará con el LCA-LCC para proporcionar una evaluación global y dinámica del concepto FuelGae.
FuelGae contribuirá al avance de la base científica europea y al liderazgo tecnológico mundial en el área de los combustibles renovables, aumentará su competitividad tecnológica y su papel en la transformación del sistema energético sobre una base libre de combustibles fósiles para 2050, en particular en los países en vías de desarrollo en sectores como la aviación y el transporte marítimo, apoyando al mismo tiempo los objetivos de independencia energética de la UE.
Consorcio
Para poder afrontar el desarrollo de estas tecnologías sostenibles e innovadoras para la producción de combustibles, FuelGae cuenta con un equipo multidisciplinar y equilibrado. El consorcio reúne a 12 socios de 6 países (5 de la UE y Rumanía). Los socios y asociados comparten un interés común sobre el tema, aportan al proyecto múltiples conocimientos y permiten que sea representativo de todas las macrorregiones europeas.
En concreto, el consorcio está formado por:
1. AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC) (España) (Coordinador).
2. DYNAMIC & SECURITY COMPUTATIONS SL (ANALISIS-DSC) (España).
3. INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA (ITENE) (España).
4. ETHNIKO KENTRO EREVNAS KAI TECHNOLOGIKIS ANAPTYXIS (CERTH) (Grecia).
5. TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY (VTT) (Finlandia).
6. OULUN YLIOPISTO (UOULU) (Finlandia).
7. RTDS – VEREIN ZUR FORDERUNG DER KOMMUNIKATION UND VERMITTLUNG VON FORSCHUNG, TECHNOLOGIE UND INNOVATION (RTDS VEREIN, ENGL. RTDS ASSOCIATION) (RTDS) (Austria).
8. INLECOM COMMERCIAL PATHWAYS COMPANYLIMITED BY GUARANTEE (ICP) (Irlanda).
9. ARCELORMITTAL TUBULAR PRODUCTS ROMAN SA (AMTP-RO) (Rumanía).
9.1 ARCELORMITTAL TUBULAR PRODUCTS LEGUTIO SA (AMTP-ES) (España).
10. PERSEO BIOTECHNOLOGY S.L. (PERSEO) (España).
11. ELLINIKA PETRELAIA MONOPROSOPIANONYMI ETAIREIA DIYLISISEFODIASMOU KAI POLISEONPETRELAIOEIDON KAI PETROCHIMIKON (HELLENiQ) (Grecia).
12. ETHNICON METSOVION POLYTECHNION (NTUA) (Grecia).
El papel de ITENE en FuelGae
En el proyecto FuelGae, ITENE liderará las tareas de análisis de ciclo de vida (ACV) dentro de los paquetes de trabajo 13 y 14 (WP13 y WP14). En concreto estos paquetes cuentan con los siguientes objetivos:
- El desarrollo de los modelos que servirán para evaluar dinámicamente el impacto ambiental y los puntos calientes asociados a la producción de biocombustibles a partir de microalgas, mediante ACV Ambiental (ACV-E).
- La evaluación de los costes económicos asociados a la producción de biocombustible a partir de microalgas mediante Análisis de Costes de Ciclo de vida (CCV)
- La realización de simulaciones dinámicas para las cadenas de valor de los procesos optimizados y demostración de la sostenibilidad de los procesos finales.
- El análisis del impacto medioambiental a escala piloto, basándose en los resultados del ACV.
Además, ITENE colaborará con PERSEO en los paquetes de trabajo 4 y 7 (WP4 y WP7) para las siguientes acciones:
- Identificar las especificaciones para las tecnologías FuelGae y los productos finales y la definición de los KPI’s.
- Realizar un estudio preliminar del enfoque propuesto y de las estrategias para la integración de todo el concepto.
- Optimizar la producción de biogás y digestato mediante hidrólisis enzimática y digestión a escala laboratorio.
