La respuesta a la posible crisis energética a la que nos podemos enfrentar en los años venideros pudiera encontrarse utilizando microorganismos para la producción de combustibles. Los microorganismos, desde bacterias hasta hongos o microalgas, son factorías biológicas que pueden servir como alternativas a los combustibles fósiles para la generación de combustibles de acuerdo a los últimos avances presentados en el Congreso de la Sociedad Americana de Microbiología celebrado en Boston los pasados 1 y 3 de Junio.

[R. M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

Los biocombustibles se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles debido a su carácter renovable y a su menor impacto ambiental. De entre ellos, el etanol es uno de los combustibles alternativos con mayor crecimiento en producción en los últimos años.  La mayoría del etanol producido en la actualidad deriva de la fermentación de  azúcares fácilmente extraíbles del cereales (maíz, cebada,..), caña de azúcar,…. Recientemente se ha comenzado a cuestionar la producción de etanol a partir de estos precursores ya que se considera causa tanto de la subida de precios de alimentos como de la pérdida de de ecosistemas naturales por su transformación en tierras para cultivo. Para evitar estos inconvenientes se están realizando investigaciones con el fin de encontrar fuentes naturales alternativas para la producción de etanol mediante la utilización de microorganismos. De entre las fuentes naturales alternativas para la producción de etanol, la biomasa lignocelulósica aparece como una de las más adecuadas. La biomasa lignocelulósica incluye residuos forestales y agroindustriales (serrines, restos molienda, fabricación papel,…). El problema asociado al tratamiento de este tipo de biomasa es que, a diferencia de los cereales o la caña de azúcar, los azúcares necesarios para la fermentación se encuentran polimerizados dentro de la estructura de la lignocelulosa. Govind Nadathur y col. de la Universidad de Puerto Rico han investigado en diferentes ecosistemas para encontrar microorganismos que ayuden a extraer los azúcares de las lignocelulosas. Como resultado de sus investigaciones han obtenido una librería de enzimas aplicables para la ruptura de la biomasa lignocelulósica en azúcares para su transformación en etanol mediante fermentación. Los autores se encuentran en la actualidad trabajando con la compañía Sustainaible Agrobiotech para llevar a cabo una experiencia que dará comienzo en el año 2009 para evaluar la viabilidad de sus prometedores desarrollos a nivel de planta piloto.

También han destacado en el congreso los desarrollos alcanzados en lo que podría considerarse como el “santo grial” de los sistemas energéticos del futuro: la obtención de hidrógeno a partir de agua y luz solar. P. C. Maness y col. del National Energy Laboratory de Colorado (EEUU) se encuentran investigando la aplicación de cianobacterias que permitan utilizar la luz solar para romper la molécula de agua en sus componentes hidrógeno y oxígeno. El problema al que se enfrentan los investigadores es superar la sensibilidad al oxígeno co-generado que presentan las enzimas hidrogenasas que utilizan las cianobacterias para romper el agua lo que hace que la producción sostenida de hidrógeno sea extremadamente dificultosa. Para solucionarlo, Maness y sus colaboradores han identificado los genes de un tipo de bacterias (bacterias púrpura no sulfurosas) que poseen enzimas hidrogenasas tolerantes al oxígeno. A partir de ello, los investigadores se encuentran en la fase de modificación de los genes mediante clonación de las cianobacterias para lograr  mejorar su sensibilidad al oxígeno cogenerado durante el proceso de ruptura del agua. A pesar de que será en los próximos años cuando verificarán si los genes han sido incorporados con éxito en el genoma de las cianobacterias, la idea que fundamenta la línea de investigación es muy prometedora ya que puede permitir el disponer de una nueva generación de microorganismos capaces de lograr generar de hidrógeno a partir de agua utilizando luz solar procedimiento que es, sin duda, la tecnología más prometedora sobre la que basar sistemas energéticos sostenibles de futuro.

Dependencia con fecha de caducidad:

El petróleo es la fuente de energía más importante de la sociedad actual. Pensar en qué pasaría si se acabara repentinamente, hace llegar a la conclusión de que se trataría de una verdadera catástrofe: los aviones, los automóviles y autobuses, gran parte de los ferrocarriles, los barcos, centrales térmicas, muchos sistemas de calefacción... dejarían de funcionar. Además, las economías de los países dependientes del petróleo entrarían en una situación de crisis. Por ello, parece muy razonable el interés por encontrar nuevas fuentes de energía que disminuyeran estos problemas.

La alta dependencia que el mundo tiene del petróleo, la inestabilidad que caracteriza al mercado internacional, las fluctuaciones de los precios de este producto junto con los daños medioambientales que produce, son las principales desventajas que han potenciado la investigación y desarrollo de energías alternativas, aunque hasta ahora no se ha logrado una opción que realmente lo sustituya en sectores como el transporte.

El petróleo, como fuente energética no renovable, ya está dando señales de su agotamiento a nivel de reservas mundiales y de su ritmo productivo. A este hecho hay que añadir el preocupante aumento de la demanda con la incorporación de nuevas potencias consumidoras como es el caso de China e India.

Las reservas probadas han ido aumentando a lo largo de los años debido a que se están tomando algunas medidas como potenciar las técnicas de exploración, mejorar los métodos de extracción para que el porcentaje de petróleo extraído sea mayor (técnicas de recuperación avanzada) o modificar las refinerías existentes debido a que el crudo que llega a ellas es cada vez de peor calidad, esto es, más pesado. Con todo ello, surge una duda lógica: ¿Por qué invertir tanto dinero en una fuente de energía que al mismo tiempo nos está provocando tantos daños medioambientales y que nos limita el cumplimiento de acuerdos como el “Protocolo de Kyoto”? ¿No será mejor invertir ese mismo dinero en energías alternativas?

Además, el porcentaje que consume cada región no tiene nada que ver con sus reservas, por tanto muchos países están obligados a importar grandes cantidades procedentes del exterior, lo que aumenta su dependencia energética, con las consiguientes consecuencias económicas y políticas.

Cuando sube el precio del petróleo se produce una subida de los costes, de forma más o menos inmediata, en casi todos los sectores productivos y, en consecuencia, se nota en los precios de los bienes de consumo. La volatilidad de los precios del petróleo ha sido y es una característica intrínseca a la historia reciente de la comercialización de este producto. Su importancia estratégica lo convierte en una “moneda de cambio” y de presión política y económica de primera magnitud.

Estas subidas y bajadas de los precios son producidas por muy diversos factores, pero los más importantes son las decisiones políticas de los países productores, los conflictos sociales o bélicos en las zonas más vinculadas a la producción de petróleo y, en ocasiones, las decisiones que puedan tomarse en determinados foros financieros mundiales. Por esta razón, parece poco fiable que la economía de un país se base en esta fuente de energía.

Por otro lado, el principal problema ambiental del uso de petróleo proviene de la combustión de sus derivados, ya que produce productos residuales (partículas, CO₂, SO_x, NO_x, etc.). Además hay que considerar otros problemas relativos a su extracción, transporte y conversión a productos derivados que contribuyen al cambio climático y al deterioro gradual del medio ambiente. Afecta de forma directa a suelo, agua, aire, fauna y flora.

Por ello, la industria petrolera se encuentra sometida a normas y procedimientos muy estrictos en materia de protección ambiental y, sobretodo, en el caso del transporte marítimo ya que ha sido uno de los principales problemas a lo largo de la historia de la explotación del petróleo. Además, las refinerías están en la obligación de cumplir determinadas medidas porque, en caso contrario, existe la posibilidad de que se produzcan emisiones de contaminantes a la atmósfera, vertidos de productos nocivos, ruidos y olores. A pesar de implantar estas normas, siempre habrá emisiones que no se van a poder eliminar. De cualquier manera, todo esto no hace más que incrementar su precio de venta.

Con todo ello, parece normal que cada vez que se alcanzan máximos históricos en los precios del crudo o surjan nuevos conflictos políticos que alteran el mercado, aparezca la inquietud sobre la continuidad del suministro de nuestra principal fuente de energía, y se vuelva a pensar en las crisis de los años 70 y principio de los 80.

Y es que a pesar de todas las desventajas que presenta, la realidad es que el mundo en que vivimos lo ha configurado el petróleo. Las preguntas que surgen inmediatamente se refieren a cuánto tiempo durarán las reservas y si los precios que tenemos que pagar por esos suministros se elevarán tanto que la sociedad dé un paso atrás. Pero, por otra parte, aparece el problema de que los gases producidos por la combustión de las energías fósiles puedan producir daños irreversibles en nuestra biosfera. Y naturalmente aparece la pregunta lógica: ¿No es posible sustituir el petróleo por energías renovables, limpias y baratas?

[E. Nieto, M. Núñez, B. Peral]

El panorama energético futuro todavía necesita petróleo:

El petróleo es una fuente energética no renovable, y como tal su duración es limitada, aunque en las próximas décadas seguirá jugando un papel fundamental en la economía mundial y será un elemento imprescindible en la transición hacia tecnologías más limpias y fuentes renovables. Actualmente no es sostenible un panorama en el que se elimine el petróleo como fuente energética o materia prima, ya que se produciría un importante retroceso en el desarrollo económico y tecnológico mundial lo cual redundaría en una merma importante en la calidad de vida.

Entre las ventajas que pueden destacarse de continuar con el uso de petróleo se encuentran las siguientes:

La extracción y transporte de petróleo es una tecnología madura, y la mayor parte de la inversión ya ha sido realizada

La producción de fuentes energéticas renovables está en expansión, pero aún habrá que invertir mucho tiempo y capital en desarrollar mejores tecnologías, pues las actuales no son competitivas en su mayoría, teniendo en cuenta el ratio coste de producción frente a la energía generada.

Los avances en la tecnología permiten obtener cada vez un mayor aprovechamiento de los yacimientos mediante inyección de agua y de vapor y el avance en las técnicas de perforación ha permitido que se puedan desarrollar pozos desde plataformas situadas en el mar, logrando acceder a una parte importante de las reservas mundiales de petróleo

El almacenamiento y transporte de líquidos es más sencillo que el de gases. Los impactos ambientales acarreados por fugas de petróleo son graves, pero se deben a incumplimientos de la legislación en algunos casos y a la falta de normativa adecuada en otros, no a un riesgo potencial alto de fugas, al contrario que en el caso de los gases que son más difíciles de confinar.

Fuentes renovables, como la eólica y la solar fotovoltaica tratan de producir electricidad, y no olvidemos que dicho vector energético es muy difícil de almacenar en grandes cantidades y las soluciones planteadas en la actualidad sólo proporcionan energía durante breves periodos de tiempo, por lo que la disponibilidad de estas fuentes energéticas está supeditada a aspectos climatológicos y a la demanda en tiempo real de energía.

El refino permite un gran aprovechamiento del petróleo, pues todos los productos obtenidos en los diferentes tratamientos a los que se somete son de utilidad.

Además se puede acomodar el refino del petróleo a la demanda real de productos, para obtener un porcentaje mayor de aquellos que más interesen.

No se debe olvidar que actualmente el 37 % de la energía primaria consumida mundialmente se cubre con petróleo y prácticamente toda esa energía va al sector transportes.

A día de hoy no existe ningún sustituto del petróleo capaz de  alimentar a más de 700 millones de automóviles, 50000 barcos de gran tonelaje y a unos 30000 aviones comerciales. Además la industria aeronáutica civil, que juega un papel fundamental en la economía mundial por su importancia en el transporte de mercancías y pasajeros, requiere unos niveles de seguridad muy importantes, que sólo se alcanzan con el uso de combustibles derivados del petróleo

El carbón está en clara desventaja, no es logísticamente viable, y los biocarburantes no tienen por sí mismos las características necesarias para sustituir el petróleo.

Como ventaja añadida del benéfico económico que genera se debe tratar de aprovechar sus beneficios en los países productores como motor de la economía, invirtiendo en el desarrollo sostenible de los mismos

Mientras se avanza en la investigación y desarrollo de fuentes energéticas alternativas, el reto en las próximas décadas en lo referente al petróleo consiste en la mejora de su utilización:

·         Mejoras en las tecnologías de extracción.

·         Mejoras en las tecnologías de refino.

·         Aumento de la eficiencia energética (economizar su consumo).

·         Mejora de vehículos con motores de combustión  interna.

·         Aumentar la seguridad en su almacenamiento y transporte mediante la legislación adecuada.

·         Minimizar el impacto ambiental con tecnologías más limpias y seguras.

·         Tratar de llegar a consensos mundiales reduciendo las situaciones de riesgo geopolítico, para que no sea una causa de desestabilización política y económica.

·         No desperdiciar petróleo en usos donde hay mejores soluciones (calefacción, producción de electricidad).

[J.A. Chimeno, M.A. Maderuelo]