El mundo busca cada vez más maneras de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la transición hacia soluciones energéticas sostenibles. Las tecnologías WtX han surgido como un enfoque versátil y prometedor, convirtiendo diversos materiales de desecho en productos valiosos como energía, combustibles, productos químicos y materiales. Estos procesos abarcan un amplio espectro de tipos de desechos, incluyendo biomasa, plásticos, residuos sólidos urbanos y subproductos industriales. Al generar energía renovable como electricidad o calor y evitar las emisiones de metano de la descomposición anaeróbica de residuos orgánicos, las instalaciones WtX contribuyen a los esfuerzos de mitigación climática y a la economía circular. Sin embargo, los beneficios ambientales de las soluciones WtX dependen de la minimización de las emisiones, incluyendo CO2 y contaminantes como dioxinas o material particulado, que pueden surgir durante los procesos de conversión.

Este estudio se centra en las tecnologías de tratamiento termoquímico de la biomasa, en particular de los residuos de madera, uno de los recursos más abundantes y subutilizados. Estas tecnologías, que incluyen la pirólisis, la gasificación y la carbonización hidrotermal, se utilizan ampliamente para convertir la biomasa en biocarbón, gas de síntesis y biocombustible. El biocarbón, producido mediante la pirólisis de residuos de madera, destaca especialmente por su doble función en la captura de carbono y la generación de energía. Su capacidad para almacenar carbono durante largos periodos lo convierte en un componente clave de las estrategias a largo plazo de mitigación del cambio climático.

Sin embargo, los métodos tradicionales de producción de biocarbón suelen estar asociados a emisiones significativas, en particular de CO2 y NOx, durante la fase de combustión del gas de síntesis. Para superar estos desafíos, los avances recientes se han centrado en la integración de fuentes de energía renovables y la implementación de diseños de procesos innovadores que no solo minimizan las emisiones, sino que también mejoran la eficiencia general del proceso. Más allá de la biomasa, estos principios pueden extenderse a los plásticos y otros materiales de desecho, lo que permite su conversión y reciclaje en valiosos componentes químicos, combustibles y otros productos.

Este trabajo evalúa tres escenarios de tratamiento termoquímico para residuos de madera, comparando su potencial de créditos de carbono y sus resultados de sostenibilidad. Al explorar estos casos, se destacan algunas oportunidades y desafíos para lograr procesos de WtX más limpios y eficientes, y se subraya la importancia de los enfoques holísticos en la transición hacia un futuro sostenible. Estos son los siguientes:

Analizamos la credibilidad de los créditos de carbono generados por estos procesos, enfatizando el potencial de producción neutral en CO2 y compensación de carbono que estas tecnologías pueden ofrecer.

Ante el continuo crecimiento de la demanda mundial de tecnologías sostenibles para el tratamiento de residuos, la producción de biocarbón a partir de residuos de madera, como tipo representativo de residuo, presenta un enfoque prometedor para mitigar el cambio climático. Este estudio evaluó tres métodos distintos de tratamiento termoquímico para residuos de madera, centrándose en su potencial para la generación de créditos de carbono y la sostenibilidad ambiental. Estos casos buscan mitigar el impacto ambiental asociado a los procesos tradicionales de tratamiento de residuos de madera y proporcionar una vía hacia una producción neutra en carbono.

En el enfoque convencional para el tratamiento de residuos de madera, el Caso 1 (secado, pirólisis y poscombustión de gas de síntesis) presenta varios desafíos en términos de generación de créditos de carbono. Si bien la producción de biocarbón mediante pirólisis ofrece potencial para el secuestro de carbono, las emisiones producidas durante la fase de combustión del gas de síntesis socavan significativamente los beneficios ambientales del proceso. Esta fase libera altos niveles de CO2 y NOX, lo que contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero en lugar de mitigarlas. Como resultado, el Caso 1 no se alinea completamente con los principios de neutralidad de carbono o generación de créditos de carbono. Las altas emisiones producidas durante la fase de poscombustión descalifican a este método para ser elegible para la generación significativa de créditos de carbono, que es un mecanismo esencial para promover prácticas sostenibles en la lucha contra el cambio climático. Los créditos de carbono se otorgan típicamente por procesos que conducen a reducciones significativas de emisiones y al secuestro de carbono.

La adopción de los casos 2 y 3 para la producción de biocarbón, especialmente con reformado de gas de síntesis, es un enfoque muy prometedor para lograr mayores créditos de carbono y contribuir a la mitigación del cambio climático, por las siguientes razones:

El caso 2 (con combustión controlada de gas de síntesis) permite reducir las emisiones de CO2 y NOx, generando calor y gas de síntesis que pueden utilizarse para producir biocombustibles y productos químicos. Esta doble ventaja, la recuperación de energía y la reducción de emisiones, lo convierte en una solución intermedia práctica.

El caso 3 (sin combustión y utilizando gases inertes calientes procedentes de fuentes renovables como la energía solar o eólica) representa un proceso de cero emisiones, sin emisiones de CO2 ni NOx. Esto lo convierte en la opción más sostenible para la producción de biocarbón. Además, la integración del reformado de gas de síntesis para la producción de biocombustibles y productos químicos añade valor al generar productos de energía renovable sin el impacto ambiental de los procesos tradicionales basados ​​en combustibles fósiles.

Ambos casos se alinean con los principios de la economía circular y los sistemas energéticos sostenibles. Sin embargo, es crucial considerar la producción de CO2 asociada no solo a los procesos termoquímicos y químicos primarios involucrados en la conversión, reformado y reciclaje de WtX, sino también a la producción previa de los productos químicos y materiales necesarios para estos procesos. El potencial total de créditos de carbono de una solución WtX debe considerar estas emisiones indirectas para garantizar que todo el proceso genere créditos de carbono genuinos y significativos.