Producción renovable de hidrógeno y metano a partir de microalgas

La Universidad de Monash (Australia) y el Indian Institute of Techonology han identificado unas microalgas como fuente renovable para producir hidrógeno y metano. Los resultados de la investigación muestran que las emisiones de gases de efecto invernadero son inferiores a las habituales hoy para producir hidrógeno. En concreto, esta forma de producción de hidrógeno, utilizando RFV, emite un 36% menos que el reformado de vapor de gas metano.

Además, según el estudio, con procesos adicionales de energía renovable, como hidroelectricidad, integrados en el proceso, la reducción sería mayor. Las emisiones de carbono podrían llegar a ser un 87% inferiores.

El estudio se ha publicado en el Journal of Cleaner Production. Realizan la investigación los académicos de la Academia de Investigación IITB-Monash Mumbay. Se trata de una importante colaboración de investigación entre Australia e India formada entre: el Instituto Indio de Tecnología de Bombay (IITB) y la Universidad de Monash. Hemos hablado de estos últimos otras veces por sus investigaciones.

Fuentes de energía limpias

El equipo es líder, a nivel global, en tecnología y análisis de gasificación RFV (gasificación por volatilización instantánea reactiva). Se trata de un proceso que utiliza oxígeno y vapor, que convierte en gases la biomasa o los materiales de carbono basados en combustibles fósiles.

Según el coautor e investigador, Akshat Tanksale, de la Universidad de Monash:

«El hidrógeno y el metano son fuentes limpias de combustible y síntesis química verde sólo si se producen a partir de recursos renovables. En la actualidad, el 96% del hidrógeno y todo el metano se produce utilizando recursos no renovables”.

Asimismo, añade el Pratik Gholkar, sobre la rentabilidad del uso de microalgas y lo que supone para el medio ambiente:

«Suponiendo un precio de mercado de 10 dólares/kg para el hidrógeno comprimido a 700 bar de presión, el período de amortización para la producción de hidrógeno es de 3,78 años, con un rendimiento de inversión de casi el 25%.

Además, el impacto del cambio climático en el ciclo de vida fue de 7,56 kg de dióxido de carbono por cada kilogramo de hidrógeno producido.

Esta es una mirada emocionante a los recursos y la tecnología disponibles para el mundo en nuestra búsqueda de reducir el uso de combustibles fósiles y cortar drásticamente la cantidad de emisiones de carbono».

Las ventajas de las microalgas

Sobre las microalgas, Tanksale ha añadido:

“Las microalgas como materia prima son atractivas debido a su alta eficiencia de fijación de dióxido de carbono; tasa de crecimiento; eficiencia fotosintética; capacidad de crecer en agua salobre; y capacidad de cultivo en tierras no aptas para la agricultura.

La integración del agua y la electricidad renovable con la recolección de microalgas puede reducir los costes; asimismo, aumentar la sostenibilidad de la producción de hidrógeno a partir de este proceso».

Los investigadores realizaron el RFV de microalgas utilizando temperaturas que oscilaban entre 550-650 °C, usando vapor como agente gasificante. Esto significa que no fue necesario deshidratar o secar de microalgas, reduciendo significativamente el consumo de energía.

Además, la producción de microalgas, hoy por hoy, no satisface la demanda comercial. Por ello, también el cultivo de microalgas para aplicaciones energéticas podría ser una fuente de ingresos adicionales para comunidades rurales, según los investigadores.

Igualmente, las microalgas pueden ser un candidato potencial para producir combustible renovable, según el Dr. Yogendra Shastri, del ITB- Monash Research Academy Mumbai. Para él, es necesario el impulso de energías más limpias, dados los problemas de cambio climático actuales. De ahí los avances que supone su investigación, con respecto al uso de microalgas, y que explica:

“La producción de biodiésel a partir de microalgas es limitada, debido a la baja eficiencia de extracción de lípidos, menos del 20%; asimismo, al alto costo de la recolección y secado de microalgas. Además, la producción de hidrógeno y metano a base de microalgas aún no se ha comercializado, debido al costoso pretratamiento, como la recolección, el secado y la extracción de lípidos, la baja eficiencia de conversión de carbono y la acumulación de alquitrán”.

Cultivo de microalgas

Los investigadores utilizaron JSW Steel como caso de estudio para su fuente de CO2 para el cultivo de microalgas. Es la agencia que financia la investigación, que tiene la sede en India.

El equipo de investigación estimó que unos 12.800 kg por hora de microalgas estarían disponibles para la producción de hidrógeno a una tasa de 1.240 kg/h.

Los costes de desarrollar infraestructuras para cultivar microalgas y luego refinarla en hidrógeno y metano son caros. Sin embargo, y dado el retorno general de la inversión, el hidrógeno y el metano podrían ser rentables, además de ser fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente.

FUENTES: Universidad de Monash; Europa Press; H2 VIEW.