Patricia Navarro,Alfredo Sarmiento eta Jone OmarDibulgazio-artikulu orokorrak

Jon MakibarEgilearen doktore-tesian oinarritutako dibulgazio-artikuluak

Gorka ZabaletaZientzia-kazetaritzaren arloko lanak

Jose Mari ElortzaMerezimendu saria

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 1

Luma baino arinagoa izatea; airea baino sotilagoa; grabitatearen katea astunetatik askatu etalurraren gainetik altxatu ahal izatea, nahi duzun tokira hegan joan ahal izateko. Hauxe da, dudarik gabe, gutariko askoktxiki-txikitatik izan dugun ametsa. Baina amets horretan sarri ahaztu egitenzaigu ondokoa: airea baino astunagoak garelako gabiltzalalurra zanpatuz.

“Pisurik gabeko gizakia”. Luis Bandres, Elhuyar aldizkaria, 121 zk. 1997

CAF-Elhuyar sarien ekitaldian irakurri genuenElhuyarko sortzaile Luis Bandresen idatzia.

Airea baino astunagoak garelako gabiltza lurrazanpatuz, eta, hala ere, gai gara grabitateariihes egin eta luma baino arinagoak izateko.Dantza, poesia, filosofia, zientzia, musika,literatura, teknologia... dira gure espezieaksortzen zaizkion erronkei aurre egiteko asmatudituen bideetako batzuk. Eskuartean duzungehigarrian ageri direnek ere asmatu dute orrizuriaren erronkari aurre egiten, eta hala aitortudiegu CAF-Elhuyar sarien 2011ko ekitaldian.

© M

YCTE

RIA

/123

RF

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 2

5

Zaila izan da tesiaren hizkuntza zorrotzetikdibulgazioaren idazkerara salto egitea? Egia da idazteko orduan zaila dela; tesia eus-kara oso tekniko batean idatzi ostean, edo-zeinek ulertzeko moduko beste euskara batean idatzi behar duzu. Emaitza neskala-gunari edo anaiari erakutsi behar diozu uler-

tzen den edo ez galdetzeko. Eta esaten ba-dute “pixka bat gogorra da ulertzeko”, al-datu egin behar duzu. Lau edo bost zirribo-rro izan dira.

Handitzen ari da bioerregaien merkatua? Bai, gainera petrolioaren prezioa zenbat etaaltuagoa izan, orduan eta garrantzi handia-goa dute gai hauek, lehiakorragoak direlako.Europan eta estatuan legeak zorrozten aridira, gero eta bioerregai gehiago erabilibehar dugu, eta modan jartzen ari dira.

Modan jartzearen beste arrazoi bat da erabil-tzen ditugun bioerregaiak ez direla oso jasangarriak. Eta horrek mundu osoko ekono-mian du oihartzuna, janariaren ekoizpenare-kin lehian jartzen direlako. Horregatik, biga-rren belaunaldiko bioerregaiak ikertzen diraorain gehien. Olioak eta zerealak alde baterautzi, eta landarearen lastoa eta olioaren hon-dakinak aprobetxatzen dituzte. Haiekin, po-sible da bioerregaia oraindik kalitate hobekoaizatea. Jende asko ari da hori ikertzen, baitagu ere, Ikerlanen.

Biofindegiez hitz egiten duzu. Hitza analogia hutsa da; petrolioarena beza-la, erregaia lortzeko instalazio bat da, bainabiomasatik abiatuta; eta, erregaiaz gain, balioaltuko produktu kimikoak eta elektrizitateasortzen ditu. Petrolioaren findegiarekin alde-ratuta, aldiz, oso teknologia ezberdina du.

Guk azkar berotzen dugu egurra 500 °C-ra,eta askatzen duen gasa hoztuta likido batlortzen dugu. Eta beste findegiekiko analo-gian, petrolio gordinaren parekoa izango li-tzateke. Tasiok txondorretan ikatza egitenzuenean ere, pirolisia erabiltzen zuen. Harkpirolisi mantsoa egiten zuen, eta guk azka-rra. Eta, nire tesiaren lanean, pirolisi azkarjakin bat eskalatu dugu instalazio pilotu ba-terako.

Egilearen doktore-tesian oinarritutako dibulgazio-artikuluak

"Pirolisia eta biofindegiak"

Jon Makibar“Petrolioaren prezioa zenbat eta altuagoa izan, orduan etagarrantzi handiagoa dute bioerregaiek”

Jon Makibar Gorostidi (Eibar, 1983).Ingeniaritza Kimikoan doktorea.IK4-IKERLAN ikerketa-zentroko Energia Unitatean ikertzailea.

IÑIG

O IB

AÑ

EZ

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 5

AURREKARIAK: LEHENBELAUNALDITIK BIGARRENERAZientzialari eta autogintza industriako iker-lari gehienen ahotan da etorkizunean erabi-liko ditugun autoak elektrikoak izango dire-la. Ildo horretan, garraio jasangarri bat lortuasmoz, Europako Batasunak gaur egungokarbono-isurpenak % 60 murriztu nahi ditu2050. urterako. Estrategia horrekin, barne-konbustioko motorra duten autoak hirieta-tik kendu, eta errepide bidezko garraioarenerdia tren zein itsasontziz egingo da. Horrezgain, abiazioa eta itsasoko garraioa elektri-fikatzea ezinezkoa denez, biomasatik lortu-tako erregaiak erabili beharko dituzte. Bioe-rregaiak sustatzearen arrazoi nagusia dahaiek erretzean isurtzen den karbono dio-xido kopurua landareek haztean xurgatzendutenaren berdina izatea.

Hori guztia kontutan izanik, etorkizunean,eta batez ere ondorengo mende–erdian,bioerregai likidoen kontsumoa asko igokoda; iragarpenek diote 2020. urterako bioe-rregaien ekoizpena gaur egungoaren bikoi-tza izango dela. Hala ere, gaur egun erabil-tzen diren bioerregaien (lehen belaunaldikobioerregaiak) jasangarritasuna zalantzazkoada, haiek ekoizteko lehengaiak —biodiesela-ren kasuan, landare-olioa, eta bioetanolarenkasuan, zerealak eta azukre-kanabera—lehian daudelako janari-ekoizpenarekin. Gai-nera, bizi-ziklo osoa izaten bada kontuan(landareak ereitetik hasi eta erregai-banake-taraino), berotegi-gasen isurketa ez da nulua.Ikerketa gehienek agerian utzi dute lehen belaunaldiko bioerregaiekin berotegi-gasenisurketen murrizketa % 20-60 bitartekoa delaerregai fosilekin alderatuz.

Esate baterako, Europan gehien ekoiztendiren bioerregaiek, hots, koltza, soja etapalmazko biodieselek, betiere dieselak etagasolinak sortzen dituzten emisioekin al-deratuz, % 38, % 31 eta % 19ko murrizke-ta dakarte, hurrenez hurren. Horrenbestez,

argi dago lehen belaunaldiko bioerregaienerabilera mugatu egingo dela. Haien ekoiz-penean, karbono-isurpen handiena bio-masaren uztan egiten den nekazaritza intentsiboaren eta distantzia luzera garraia-tzearen ondorioa da (Europan erabiltzendiren landare-olio gehienak AEB, Argentinaeta Asiako hego-ekialdetik datoz). Hori delaeta, gaur egun probetxurik ateratzen ezzaien basogintza-, nekazaritza- eta abel-tzaintza-ustiaketetako hondakinak baliozta-tu beharko lirateke epe laburrera, haiekinlortzen den bioerregai likidoak berotegi-gasen isurketak asko murrizten baititu.

Biomasa lignozelulosikoarekin (egurra, las-toa edo belarra, adibidez) bioerregai li-kidoak ekoizten direnean, erregai horiei bigarren belaunaldiko deritze. Bigarren belaunaldiko bioerregaiak oraindik merka-tuan ez izatearen arrazoi nagusia ekoizte-prozesu konplexuak dira. Horregatik, ahaliketa instalazio handienak erabili beharkodira, ekonomia-eskalaren abantaila izateko.Ikerlari askoren arabera, haien tamainak gutxienez petrolio-findegi moderno baten

12

Jon Makibar / Ingeniaritza Kimikoa Saila, Zientzia eta Teknologia Fakultatea, EHU

XX. mendearen hasiera arte, hau da, petrokimikaren garaiaren aurretik,egurraren pirolisia zen erregai, disolbatzaile eta bestelako produktu kimikoakekoizteko bide nagusia. Hain zuzen ere, garai hartan, egur-ikatzarekin baterakreosota, metanola, azido azetikoa eta haien antzeko oinarrizko produktukimikoak produzitzen ziren. Berriki, erregai fosilen erabilera intentsiboaksortzen dituen arazoen ondorioz, pirolisiaren gaineko interesa berpiztu da.

Pirolisia etabiofindegiak

DOMEINU PUBLIKOAN

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 12

%10ekoa izan behar du; alegia, milioi battona bioerregai ekoitzi beharko luke urtean.Tamainaren ideia bat izateko: Petronorrenprodukzio-ahalmena urteko 11 milioi tonapetrolio da, Zikuñaga paper-fabrikak urtean0,5 milioi tona eukalipto kontsumitzen ditu,eta Zangozako zentral termikoak urtean0,16 milioi tona lasto erretzeko gaitasunadu.

BIOFINDEGIAK ETA PIROLISIAPetrolio-findegiekin analogia eginez, biofin-degiak biomasatik abiatuz garraiorako erre-gaiak edota balio erantsi handia duten kon-posatu kimikoak sor ditzaketen instalazioakdira. Haatik, biofindegiek desabantaila ugaridituzte petrolio-findegien aldean; nabarme-nenak bilketa-, logistika- eta maneiu-ara-zoak dira. Biomasaren garraioa ez da era-ginkorra, haren dentsitatea baxua baita etaoso sakabanatuta dagoelako. Hori dela eta,garraiobide bezala kamioiak edo kamioi-trailerrak erabiliz, gehienez 50-100 km-koerradioan dauden lehengaiak soilik prozesa-tu daitezke biofindegi zentralizatuetan, dis-tantzia luzeagoek asko garestituko bailuke-te garraioa.

Arazo horiek ikusita, ikertzaile ugarik propo-satzen dute biomasaren jatorrian energeti-

koki dentsitatea handitzen duten instalaziodeszentralizatuak izatea eta handik insta-lazio zentralizatura garraiatzea. Teknologia horien artean, pirolisi azkarra da intereshandienekoa duena. Hori ikusirik, pirolisi-prozesuaren inguruko ikerketa-lana egin da.

PIROLISI AZKARRAPirolisia beroaren eraginez substantzien mo-lekulak apurtzean datza. Beraz, kate mole-kular handiz osatutako edozein substantzia-ren pirolisia egin daiteke, eta, substantzia

horien artean, zenbait biomasa begetaldaude. Erreakzioan sortzen diren produk-tuak lehengaiaren araberakoak dira, baina,oro har, hiru frakzio lortzen direla esan lite-ke: solidoa (egur-ikatza), likidoa eta gasa.Biomasaren berotzea motela denean, txon-dorretan esaterako, lortzen den produktunagusia egur-ikatza da. Pirolisi motel edotradizional gisa da ezaguna. Bestalde, bero-tze-abiadura altua denean, pirolisi azka-rrean, pirolisi likidoak du etekin altuena. Pi-rolisi-produktuen artean, frakzio likidoa da

13

EG I LEAREN DOKTORE - T ES IAN O INARR I TUTAKO D IBULGAZ IO -ART IKULU ONENAREN SAR IA

Zangozako zentral termikora iritsi berri den lastoz beteriko kamioi-trailerra. DOMEINU PUBLIKOAN

Pirolisi-prozesuko lehengaia

(zerrautsa) eta produktu

likidoa. Likidoaren masa-

etekina altua da. Hala ere,

bolumena asko murrizten

da. IKERLAN

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 13

erabilgarriena. Aplikazioetan behar izan artebiltegiratuta eduki daiteke, eta erosoena dabeharrezkoa den lekuraino eramateko. Horidela eta, abantaila handiak ditu logistikareneta ekonomiaren ikuspuntutik.

Pirolisi azkarrarekin, biomasa solidoa likidogarbi eta uniforme bilakatzen da. Harendentsitate energetikoa jatorrizko materiala-rena baino lau edo bost aldiz handiagoa da.Hori dela eta, pirolisi-instalazioak biomasaproduzitzen den lekuan egon beharko luke,ondorengo prozesamendu-instalaziora era-mateko kostua murriztuko bailitzateke.

Likidoaren produkzioa maximizatzea nahidenez, 430-500 ºC inguruan lan egin da, be-rotze-abiadura oso azkarrarekin eta lurruna-ren egoitza-denbora baxuekin. Baldintzaaproposetan, likido-etekina % 70ekoa izate-ra iritsi da, alegia, elikatzen diren 100 kg bio-masatik 70 kg pirolisi likido lortu dira. Gaine-rako produktuak ere hainbat aplikaziotanerabil litezke. Esate batetarako, azken urteo-tan, ikertzaile ugarik egur-ikatza erregai bezala baliatu beharrean lurrerako ongarribezala erabiltzea proposatu dute. Ikatzak lurrean ehunka urte iraun dezakeenez, atmosferako berotegi-gasen kopurua murriz-ten lagundu dezake. Gainera, laborantzenproduktibitatea hobetzen du, elikagaiak fin-katu eta jarduera mikrobiologikoa hobetzenbaitu.

Pirolisia, eskala txiki edo ertainean, bideraga-rria izan liteke, prozesua nahiko sinplea dela-ko, eta, batez ere, operazio-baldintzak nahi-ko leunak direlako (presioa atmosferikoa da,tenperaturak ez dira oso altuak eta erreak-zioa azkarra da). Behin biofindegian, pirolisilikidoa, petrolioa balitz bezala, garraiorakoerregaia edo produktu kimikoak sortzekoerabil liteke. Nahiz eta helburua oro har garraiorako erregai bihurtzea izan, produktukimikoen ekoizpenak ekarpen handia egindiezaioke teknologia honen errentagarritasu-nari, batez ere, produktu kimikoak erregaiakbaino garestiagoak direlako. Analogiaz, pe-trolio gordinaren kasuan, % 88 erregai beza-la prozesatzen da, eta beste % 12a plastikoaedo bestelako material batzuk egiteko erabil-tzen da.

Teknologia honen mugarri garrantzitsuenakizango dira hurrengo bost urteetan tekno-logia fidagarria eta sendoa dela erakusteaeta hamar urtetako epean ekoizpena eska-la komertzialera iristea.

14

Jon Makibar / Ingeniaritza Kimikoa Saila, Zientzia eta Teknologia Fakultatea, EHU

Eskertza

Ikerketa hau ETORTEK programa estrategikoaren

bidez finantzatu da. Nire eskerrak EHUko Martin

Olazarri (doktore tesiaren zuzendaria) eta IK4-

IKERLAN zentroko Errekuntza eta Prozesu Termi-

koak saileko lankideei.Bereziki Ruth Fernandezi,

Isabel Alavari, Fernando Cuevari eta Luis Diazi.

Ikerketa-lana egiteko

garatu den biomasaren

pirolisirako instalazio

pilotua. IKERLAN

ERREFERENTZIAK

BRIDGWATER, A. V. (2004). “Biomassfast pyrolysis”. Thermal Science, 8,17-45.

FLACH, B., LIEBERZ, S., BENDZ, K.,DAHLBACKA, B. & ACHILLES, D.(2010). EU-27 Biofuels Annual Re-port 2010. SDA Foreign Agricultu-ral Service Global Agriculture In-formation Network report,November.

HENRICH, E., DAHMEN, N. & DINJUS, E.(2009). “Cost estimate for biosyn-fuel production via biosyncrudegasification”. Biofuels, Bioproductsand Biorefining, 3, 28-41.

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA).(2011). Technology Roadmap: Bio-fuels for Transport, OECD/IEA,Paris.

KLASS DL. (1998). “Thermal conver-sion: pyrolysis and liquefaction”. In:Biomass for Renewable Energy,Fuels, and Chemicals. AcademicPress, ISBN 13 978-0-12410-950-6, 225 – 266.

LEHMANN, J. & JOSEPH, S. (2009).Biochar for Environmental Manage-ment: Science and Technology.Earthscan Publishers Ltd. ISBN978-1-84407-658-1.

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 14

Argitaratzailea:Elhuyar FundazioaZelai Haundi, 3Osinalde Industrialdea20170 USURBIL (Gipuzkoa)tel. 943 36 30 40Faxa: 943 36 31 44www.elhuyar.org

Koordinatzailea:Eider Carton, e.carton@elhuyar.com

Jatorrizko diseinua:BLANCO soluzio grafikoak

Maketa:Virginia Larrarte

cc by-nc-nd Elhuyar FundazioaElhuyar Fundazioak gehigarrian adierazitakoesanen eta iritzien erantzukizunik ez duderrigor bere gain hartzen.

Eusko Jaurlaritzaren Kultura Sailakdiruz lagundutako proiektua.

Azala-16 CAF-Elhuyar 2011 13/4/12 11:59 Page 16