La startup de biocombustibles ZeaChem ha empezado a construir una planta piloto de biocombustibles con el objetivo de convertir las materias celulósicas en etanol a través de un nuevo método consistente en el uso de microbios localizados en los intestinos de las termitas. La compañía afirma que la producción de etanol a partir de los azúcares de sus materias es significativamente mayor que la producción de otros procesos de biocombustibles. ZeaChem afirma que su proceso también tiene el potencial de producir una materia plástica.

La compañía emplea un método híbrido que utiliza una combinación de procesos termoquímicos y biológicos. En primer lugar utiliza un ácido para descomponer la celulosa en azúcares. Después, en vez de fermentar los azúcares en etanol con levadura, como se hacer normalmente, la compañía ofrece los azúcares como alimento a una bacteria acetógena localizada en los intestinos de las termitas y otros insectos. La bacteria convierte el azúcar en ácido acético, que después se combina con hidrógeno para formar el etanol.

“Es un poco más complicado que el proceso convencional. No es la ruta obvia y directa, aunque existe el potencial de conseguir una producción alta,” afirma Jim McMillan desde el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energia de los EE.UU., en Golden, Colorado.

En los procesos de biocombustibles más convencionales, gran parte del contenido de carbono encerrado en los azúcares se pierde en la formación de dióxido de carbono cuando los azúcares se fermentan en etanol. Al convertir los azúcares en ácido acético y después en etanol hace que no se produzca dióxido de carbono. Como resultado, este método tiene el potencial de aumentar las producciones de biocombustibles hasta en un 50 por ciento, según señalan en ZeaChem.

Lo que la compañía gana en cuanto a conversión azúcar-a-etanol, no obstante, tiene un coste, afirma McMillan. En la producción de combustible celulósico, las materias normalmente pasan por una fase de pre-tratamiento que separa la lignina, un material vegetal con alta densidad de energía. La lignina después se suele quemar para producir el calor que produce la fermentación y otro tipo de procesos. Con el método de ZeaChem, las ligninas se gasifican para producir el hidrógeno que después se combinará con el ácido acético y así formar el etanol. Debido a esto, probablemente ZeaChem tenga que buscar una alternativa a la fuente de calor que ha perdido. “Puede que haya que usar más materia simplemente para propocionar al proceso la energía que necesita,” señala McMillan.

El director general de ZeaChem, Jim Imbler, afirma que la compañía ha alcanzado a escala de laboratorio una producción de 135 galones por tonelada de materias, un 35 por ciento más que sus competidores. La expansión desde el laboratorio hacia una planta piloto de 250.000 galones ayudará a probar la efectividad del proceso, y también permitirá a la compañía poner a prueba la producción de otro producto potencial: al cambiar su microbio acetógeno por otro que convierta el azúcar en ácido propiónico, ZeaChem afirma que puede combinar el nuevo ácido con hidrógeno para formar propanol, una materia para la fabricación de plástico.

ZeaChem es sólo una de entra varias compañías dedicadas a la exploración de la producción de combustible celulósico. Coskata, con sede en Warrenville, Illinois, también está desarrollando un proceso híbrido termoquímico-biológico. Sus materias primero son gasificadas bajo altas temperaturas, produciendo un gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. El gas de síntesis después es digerido por una bacteria anaeróbica que convierte el gas directamente en etanol.

Wesley Bolsen, director de marketing de Coskata, afirma que la compañía está alcanzando producciones de 100 galones de etanol por cada tonelada de astillas de madera o materias equivalentes en cuanto a carbono en una planta piloto de reciente apertura en Madison, Filadelfia. “Podemos alcanzar una de las producciones más altas en la industria, y es un tipo de producción demostrada, no teórica,” señala Bolsen.

Mascoma, una compañía de biocombustibles celulósicos con sede en Lebanon, New Hampshire, está a la búsqueda de un método que combina una serie de microbios modificados genéticamente para descomponer la celulosa simultáneamente en azúcares y fermentar los azúcares en etanol sin tener que utilizar enzimas de alto precio. Michael Ladisch, director tecnológico de Mascoma, afirma que el límite de su producción teórica son 100 galones de combustible por tonelada de materia, aunque al hacer que los microbios lleven a cabo las dos tareas la compañía ha reducido los costes de producción de etanol celulósico entre un 20 y un 30 por ciento, en comparación con los procesos convencionales.

Mascoma está poniendo a prueba distintos microbios modificados en su planta piloto de Rome, Nueva York, y Ladisch afirma que la compañía tiene planes para crear unas instalaciones a escala comercial en Kinross, Michigan, durante el próximo año o dos.

Según McMillan, los tres métodos podrían jugar un papel importante en la producción futura de combustible. “Hay espacio para más de un ganador,” afirma. “Si logran competir con el precio de la gasolina, entonces podrán entrar en el juego.”