“Proyecto TRES”“Proyecto TRES”
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Jornada Técnica: Maximización de las Energías Jornada Técnica: Maximización de las Energías Renovables en Sistemas Eléctricos InsularesRenovables en Sistemas Eléctricos Insulares
22 de Octubre de 2010
Adelina de la Jara ValidoDepartamento de Biotecnología
División de Investigación y Desarrollo TecnológicoInstituto Tecnológico de Canarias
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Las microalgas conforman un grupo vegetal muy heterogéneo. Uno de sus más antiguos representantes, el grupo de las cianobacterias, “inventó” una variante de la fotosíntesis que determinó la evolución de la biosfera terrestre.
Este proceso les permite fijar energía solar en sus esqueletos carbonados de una manera muy eficiente debido a su sencilla estructura celular.
Planta Contenido en aceite(% en peso)
Rendimiento(l aceite/ha/año)
Maíz 44 172Cáñamo 33 363
Soja 18 636Jatropha 28 741Camelina 42 915
Cánola 41 974Girasol 40 1.070Ricino 48 1.307Palma 36 5.366
Microalgas (contenido bajo) 30 58.700Microalgas (contenido medio) 50 97.800
Microalgas (contenido alto) 70 136.900
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
ELEVADO ÍNDICE DEBIODIVERSIDAD
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Esta elevada eficiencia energética les ha llevado a colonizar ambientes muy diversos con condiciones muy extremas de irradiación, temperatura y otros muchos factores tanto abióticos como bióticos.
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Esta elevada eficiencia energética les ha llevado a colonizar ambientes muy diversos con condiciones muy extremas de irradiación, temperatura y otros muchos factores tanto abióticos como bióticos.
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Esta elevada eficiencia energética les ha llevado a colonizar ambientes muy diversos con condiciones muy extremas de irradiación, temperatura y otros muchos factores tanto abióticos como bióticos.
Género Proteina Carbohidratos Lipidos
Chlorella 51-58 12-17 14-22Dunaliella 57 32 6Spirulina 60-71 13-16 6-7
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Esta elevada eficiencia energética les ha llevado a colonizar ambientes muy diversos con condiciones muy extremas de irradiación, temperatura y otros muchos factores tanto abióticos como bióticos.
IMPORTANCIA DEL SCREENING
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Esta elevada eficiencia energética les ha llevado a colonizar ambientes muy diversos con condiciones muy extremas de irradiación, temperatura y otros muchos factores tanto abióticos como bióticos.
No demandan terreno cultivable ni agua de elevada calidadBiofiltran CO2 Producen biomoléculas de alto valor añadido
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Otras ventajas del cultivo de microalgas a gran escala
Los biocombustibles en los que se ha invertido más esfuerzo son el etanol a partir de caña de azúcar y del maíz y el biodiesel a partir de aceite de soya, canola, girasol, palma de aceite.
La competencia con las necesidades alimenticias de la población mundial es evidente y el conflicto social legítimo.
Huella ecológica -+Área total requerida para producir el alimento y absorber los desechos de la producción.
La huella ecológica disminuye cuando mejora la eficiencia energética (energía generada/energía requerida) del ciclo de vida del bioenergético, combinado con su rendimiento por hectárea.
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Selección de cepas y emplazamiento de la planta de cultivo
Producción
Cosechado(centrifugación, tamizado,
floculado…)
Procesado(secado, pasteurizado…)
Transformación de la biomasa(Alimentación, farmacia, cosmética, energía)
Agua CO2Luz Nutrientes
0,05% peso seco
10% peso seco
Permite medir las características de dispersión de luz y fluorescencia que poseen las células conforme se las hace pasar a través de un rayo de luz
Citometría de flujo
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Selección de cepas Importancia del screening
Productividad potencial vs Eficiencia de extracción
Nannochloropsis
ChlorellaProductividad potencial
(densidad máxima exp-densidad inicial exp x FSC x SSC)/ días cultivo
Eficiencia de extracción
Número de extracciones eficientes que nos permite obtener la mayor cantidad de lípidos extraíbles
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ProducciónSistemas abiertos vs sistemas cerrados
Medios de cultivo CO2
Coste energético para producir 1 kg de biodiesel (37,8 MJ)
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Coste energético Medio cultivo estándar Medio cultivo bajo en nitrógeno(MJ)
B. seca B. húmeda B. seca B. húmeda
Producción y cosechado 7,5 10,6 4,0 5,7Secado 90,5 41,0Extracción 8,6 30,8 3,9 14,1Transesterificación 0,9 0,9 0,9 0,9
Consumo 106,4 41,4 48,9 19,8
Fuente: Lardon et al (2009). Life-Cycle Assessment of Biodiesel Production from Microalgae. Environm. Sci. Technol
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energéticaExtracciónRutas de transformación Biomasa algal
SyngasMetanol
EtilenoÁcido acético
Formaldehido
Acetato de metilo
DME Electricidad
Hidrógeno
Etanol
Metano
Aceite de algas
Gasolina Wax Nafta Keroseno Diesel
Fermentación
Transesterificación
GasifiicaciónDigestión anaeróbica
Biofotólisis
MetanaciónSíntesis catalítica
Fisher Tropsch
Combustión/ gasificación/pirólisis
Fermentación
Digestión anaeróbica
IGCC/I/Fuel Cell
Los retos científicos y tecnológicos que se requieren vencer para lograr disminuir los costes de producción de biomasa algal y biodiesel están vinculados a:
a) Aumentar la productividad de biomasa microalgal con elevados contenidos de lípidos del perfil adecuado.
b) Lograr mayores rendimientos de biomasa microalgal en reactores que ofrezcan costos de inversión y de operación competitivos;
c) Diseñar nuevos procesos de cosecha de biomasa por medio de biofloculación.
d) Optimizar métodos de extracción de lípidos y de su transesterificación, que permitan mayores rendimientos a menor coste
e) Diseñar nuevos procesos para la generación de co-productos de alto valor agregado.
f) Disminuir costes producción empleando energías renovables en la producción y procesado de la biomasa.
Microalgas como fuente energéticaMicroalgas como fuente energética
Muchas graciaspor su atención
Adelina de la Jara ValidoDepartamento de BiotecnologíaDivisión de Investigación y Desarrollo Tecnológico
: +34 928 727 544:[email protected]
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: +34 928 727 544:[email protected]
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