La biotecnología como motor de la innovación en el sector energético

En 1949 se instituyó el 14 de febrero como el Día Mundial de la Energía con el objetivo de concienciar a la sociedad sobre la importancia de hacer un uso responsable y eficiente de los recursos energéticos, y que estos procedan de fuentes limpias y renovables. Aunque el consumo de energía no es la única causa responsable de la contaminación, sí está directamente relacionado con las emisiones de gases de efecto invernadero vinculados al cambio climático.

De acuerdo con el último informe elaborado por la Agencia Internacional de la Energía los combustibles fósiles como el petróleo, el gas o el carbón representan más del 70% del suministro a nivel global. Estos, según la Organización de las Naciones Unidas, son responsables de más del 75% del total de las emisiones a nivel global de gases de efecto invernadero, y de casi el 90% de todas las emisiones de dióxido de carbono.

En este contexto, la biotecnología juega un papel fundamental en el desarrollo de nuevas fuentes de energía sostenibles. La biotecnología ha impulsado la producción de biocombustibles a partir de algas, aceites usados o desechos agrícolas, por ejemplo. Mediante distintos procesos la innovación biotecnológica ha posibilitado la producción de biogás que puede utilizarse como fuente de energía, o el uso de materia orgánica para obtener calor y electricidad mediante la biomasa. Algunos de estos ejemplos los analizamos en este Día Mundial de la Energía de la mano de varios socios de AseBio.

Bioeconomía circular, valorización de biomasas e integración de energías renovables

“Trabajamos en nuevos modelos de fabricación basados en la concepción de una biorrefinería dinámica e inteligente en la que somos capaces de optimizar la eficiencia energética, ajustando cada proceso en tiempo real para minimizar el consumo de energía y la generación de residuos”, explica José Carlos Quintela, vicepresidente y cofundador de Natac, empresa líder en biotecnología para la salud y el bienestar, especializados en ingredientes naturales y soluciones innovadoras. “Para ello, aplicamos un modelo en cascada, aprovechando al máximo cada biomasa agroalimentaria para extraer múltiples compuestos sin generar residuos. Además, integramos energías renovables, como la agrovoltaica en parques solares, y optimizamos los flujos térmicos para reducir la huella de carbono”.

Quintela destaca la importancia de la economía circular como bases de su actividad y que les ha permitido reducir residuos, optimizar recursos y minimizar el impacto ambiental. “A través de la biorrefinería dinámica, transformaremos biomasas agroalimentarias en ingredientes saludables, asegurando un uso en cascada de la materia prima. Además, integramos energías renovables como la agrovoltaica, combinando producción agrícola y solar para maximizar la eficiencia del suelo. Este enfoque sostenible no solo reduce la dependencia de combustibles fósiles, sino que también impulsa la reindustrialización verde de Extremadura”.

Desde Natac ponen en valor el proyecto SUSTAINEXT, liderado por la biotecnológica y financiado por el programa Horizonte Europa - Circular Bio-based Europe Joint Undertaking (CBE JU), que tiene como misión transformar su planta en Hervás en una biofactoría NetZero. Un proyecto que transformará la planta de Hervás en la planta de extracción más moderna, digital, innovadora y sostenible del mundo, situando así a la compañía en la vanguardia del sector a nivel global.

“La CBE-JU está promoviendo esta iniciativa con la finalidad de que sirva de ejemplo demostrativo a la industria europea de que la bioeconomía circular, la valorización de biomasas y la integración de energías renovables pueden coexistir de manera eficiente y sostenible. Este modelo innovador responde a los retos del Pacto Verde Europeo y quiere demostrar que es posible una industria competitiva sin comprometer el planeta. SUSTAINEXT pretende ser un referente para inspirar el futuro de la bioindustria en Europa”, expone Quintela.

El desarrollo de biobaterías ante la contaminación del sector sanitario

El sector sanitario español generó en 2023 más de 650 toneladas de emisiones de dióxido de carbono según los datos del Instituto Nacional de Estadística. Cifra que supone el 0,4% total de las emisiones. Las actividades de suministro de energía eléctrica, gas o vapor son las que más contribuyen a estas emisiones. En este sentido, ponemos el foco en los biosensores para la salud: dispositivos que detectan y monitorizan parámetros biológicos, proporcionando información importante sobre el estado de salud de una persona. “Uno de los mayores desafíos dentro de este campo, es que estos biosensores tengan autonomía para hacer medidas en continuo. Para que estos dispositivos sean verdaderamente efectivos, deben ser capaces de operar de manera autónoma durante largos períodos sin necesidad de intervención humana frecuente”, explica Ana Ayerdi, investigadora de Salud en TECNALIA, el mayor centro de investigación aplicada y desarrollo tecnológico de España.

“En este sentido, las biobaterías se han postulado como una de las soluciones posibles a este desafío. Las biobaterías se definen como pilas/baterías que permiten almacenar energía y liberarla por medio de procesos metabólicos, llevados a cabo por bacterias o enzimas, que descomponen una materia prima (como la glucosa) y liberan protones y electrones. Es decir, emplean elementos de naturaleza biológica como fuente de energía, de ahí su prefijo”.

“Al utilizar procesos metabólicos”, continúa Ayerdi, “estas baterías pueden generar energía de manera constante a partir de materias primas como la glucosa. Esto no solo permite una mayor autonomía de los biosensores, sino que también reduce la necesidad de reemplazar o recargar baterías tradicionales. Así, dentro del campo de la salud, TECNALIA está apostando por desarrollar nuevos formatos de fuentes de energía que se puedan incorporar a productos sanitarios y de diagnóstico (in vitro e in vivo)”.

España puede liderar los cambios en los nuevos vectores energéticos

“Europa se ha retrasado en el campo de la energía, sobre todo en las tecnologías de fotovoltaica y de baterías de litio. Debemos liderar el cambio mediante nuevos vectores energéticos como pueden ser los biocombustibles, el hidrógeno verde y los procesos de transformación de CO₂.  España es sin duda una buena región para instalar capacidades en recursos alternativos, fabricación y reciclaje sobre un amplio abanico de tecnología para la energía”, señala Julia García-Montaño, Head of Department de Economía Circular y Descarbonización de Leitat, el centro tecnológico más antiguo de Europa y referente en el ámbito estatal y europeo.

Como agente de transferencia tecnológica Leitat acompaña a la industria hacia una transición energética más sostenible apostando por la obtención de recursos energéticos a partir de fuentes limpias y renovables como la biomasa, el uso de CO₂, o el desarrollo de sistemas de almacenamiento energético más sostenibles, entre otros, como ejemplos de avances tecnológicos e innovaciones clave hacia esta transformación.

De cara a un futuro más cercano, y vinculadas a la transición energética, desde el centro tecnológico consideran esenciales diversas tecnologías de tipo bio/foto/electroquímico para avanzar hacia una economía descarbonizada como la producción de hidrógeno verde como vector energético clave; la conversión de CO₂ a fuels y/o bulk chemicals; la biometanización de residuos orgánicos para la generación de energía limpia; o las baterías avanzadas para mejorar la electrificación del transporte, el uso seguro de las energías intermitentes y renovables, por ejemplo.

En este sentido, trabaja en diversos proyectos vinculados a la eficiencia energética como son X-SEED (desarrollo de nuevos electrolizadores supercríticos para una producción de hidrógeno más eficiente); Fuels-C (tecnologías para la valorización de residuos biogénicos y CO₂ en forma de biofuels); RESTORE y BATRAW (nuevos métodos para la mejora del reciclaje de baterías); AM4BAT (elaboración de baterías de tipo sólido más seguras); y ZABAT (baterías de zinc más sostenibles).