Una planta piloto que utiliza dióxido de carbono capturado en el Centro piloto VTT Bioruukki, Espoo, Finlandia. Crédito: VTT Technical Research Center de Finlandia
El Centro de Investigación Técnica de VTT de Finlandia y la Universidad de LUT ha completado un proyecto de investigación de tres años sobre captura y utilización de carbono. El proyecto investigó diferentes tecnologías para producir materias primas plásticas renovables a partir de dióxido de carbono e hidrógeno verde. Las emisiones de dióxido de carbono biogénico de la energía renovable, la economía de hidrógeno y la industria forestal presentan oportunidades significativas para nuevas industrias sostenibles.
El Proyecto de Investigación de Cumper Forestal de la Universidad de VTT y LUT investigó cómo el dióxido de carbono biogénico de la industria forestal y la incineración de residuos se puede capturar y convertirse en productos de alto valor agregado, como polipropileno y polietileno. Son materias primas para los tipos más comunes de plásticos utilizados en la vida cotidiana, y su producción actualmente se basa principalmente en materias primas fósiles.
“Investigamos a través de actividades piloto y modelado, cómo la cadena de recuperación de dióxido de carbono biogénico puede adaptarse a las plantas petroquímicas existentes y la producción de plásticos básicos clave. Para el reemplazo rápido y significativo de las materias primas fósiles con las renovables, las tecnologías deben adaptarse a las instalaciones de producción actualmente existentes”, dice Juha Lehtonen, profesor de investigación en VTT.
Por ejemplo, el equipo utilizado para separar los hidrocarburos es una inversión costosa a largo plazo. Por lo tanto, tiene sentido adaptar los procesos de materia prima renovable a los equipos industriales disponibles actualmente.
“Our research showed that the low-temperature Fischer-Tropsch process is a technically and economically promising alternative for the production of renewable polymers such as polyethylene and polypropylene. We can use Fischer-Tropsch naphtha directly in existing petrochemical processes as a feedstock for the above-mentioned plastics without major additional investments into current petrochemical units (eg, distillation and separation processes or steam galleta).
“Producir los hidrocarburos necesarios a través de rutas de proceso alternativas como el metanol o el proceso Fischer-Tropsch de alta temperatura requeriría inversiones costosas en las instalaciones de producción”, explica Lehtonen.
La infraestructura de energía e hidrógeno de Finlandia está en buena forma
Finlandia tiene importantes reservas de dióxido de carbono biogénico que pueden usarse para reemplazar las materias primas de carbono a base de fósiles. El potencial de Finlandia se basa en fuentes individuales grandes y relativamente fácilmente explotables de dióxido de carbono biológico, como las instalaciones de producción de la industria forestal. Estos tipos de fuentes de dióxido de carbono renovables rara vez se encuentran en Europa fuera de los países nórdicos.
“La captura de dióxido de carbono a base de madera ofrece una oportunidad significativa para que Finlandia construya nuevas cadenas de valor industrial, al tiempo que reduce el uso de materias primas fósiles. El trabajo experimental y el piloto realizado dentro del proyecto Forest Cump proporcionan información valiosa sobre el potencial del dióxido de carbono como una materia prima para plásticos”, dice Kaija Pehu-Lehtonen, el gerente del proyecto de Metsä Group Initiative.
Además de un suministro estable, a gran escala y durante todo el año de dióxido de carbono biológico, la infraestructura de energía e hidrógeno de Finlandia está bien posicionada para respaldar el uso creciente de fuentes de energía renovables e hidrógeno. A medida que nos alejamos de los productos de hidrocarburos fósiles, uno de los principales desafíos será asegurar un suministro adecuado de hidrógeno verde. En el futuro, la infraestructura energética de Finlandia proporciona un buen potencial para la producción de hidrógeno verde a gran escala a través de la electrólisis de agua utilizando energía renovable.
Según la investigación de VTT, la conversión de 10 millones de toneladas (MT) de dióxido de carbono biogénico en productos renovables requeriría aproximadamente 60 TWH de electricidad renovable (mientras que el consumo anual de electricidad de Finlandia es de alrededor de 85 TWH). Por ejemplo, el procesamiento de 10 TM de dióxido de carbono y 1 TM de hidrógeno produciría aproximadamente 3 mt de combustible diesel, equivalente al consumo anual total de Finlandia. Finlandia tiene aproximadamente 30 TM/A de grandes fuentes de CO₂ de base biológica (más de 0.1 Mt/A cada una), lo que significa que el país ya tiene las materias primas e infraestructura necesarias para la producción a escala industrial.
En lugar de centrarse en los combustibles, el proyecto Forest Cump exploró la posibilidad de capturar dióxido de carbono biológico en productos de polímero de larga duración.
El ecosistema de negocios cubre la cadena desde chimeneas de fábrica hasta productos de plástico
El Proyecto Forest Cump reunió a socios comerciales e investigadores para abordar los principales desafíos futuros. Borealis, un proveedor de soluciones de poliolefina avanzadas y sostenibles, es una de las empresas que participan en el proyecto. Forest Cump es parte del programa espiritual de Borealis, que promueve la transición verde de la industria de los plásticos.
“Este importante proyecto de desarrollo respalda la transición a soluciones renovables en la industria de plásticos. En nuestra visión, el carbono biológico puede unirse a productos de plástico duradero, como recubrimientos y aislamientos para cables eléctricos, varias aplicaciones de tuberías o productos de envasado reciclable.
“La ruta identificada en la investigación hace que este uso comercial técnicamente factible, pero el uso comercial generalizado aún requiere una mayor demanda de soluciones renovables y mejoras en las tecnologías de economía de hidrógeno”, dice ISMO Savallampi, gerente responsable de los proyectos de investigación de materias primas renovables en Borealis.
“Finlandia tiene un inmenso potencial para convertirse en un país europeo líder en la utilización de dióxido de carbono biogénico. Cada año, alrededor de 30 millones de toneladas de Co₂ biogénico se generan en Finlandia. Si se capturan y se convierten en valiosos productos, esto podría posicionar a Finlandia como un importante productor y exportador de dióxido de carbono y productos químicos a base de hidrógeno, polímeros y transporte”, resume a Juha Leh lehtone de VTT.
Resumen del proceso estudiado en el proyecto Forest Cump:
El proyecto de investigación mapeó toda la cadena de producción de la captura de dióxido de carbono a la producción de etileno y propileno. La cadena de producción comienza con la recuperación de dióxido de carbono, donde el dióxido de carbono de gas de combustión diluida (10%–15%) se purifica y se enriquece con aproximadamente 95%de dióxido de carbono. La tecnología de captura de carbono fue desarrollada por Carbonreuse Finland, Ekotuhka Oy y la Universidad de Lut. VTT convirtió el dióxido de carbono recuperado y enriquecido en hidrocarburos, apuntando a rendimientos máximos de etileno y propileno. El etileno y el propileno son materias primas para polietileno y polipropileno. En esta etapa, su producción se ha demostrado en VTT Bioruukki utilizando dióxido de carbono de gas de combustión local. En el futuro, la tecnología se puede utilizar en lugares donde se produce dióxido de carbono biológico, como las plantas de la industria forestal.
Más información: Utilización de dióxido de carbono de la industria forestal para materiales y plásticos. www.forestcu2mp.fi/
Proporcionado por el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia
Cita: Convertir las emisiones de dióxido de carbono de la industria forestal en materia prima para plásticos (2025, 2 de abril) recuperado el 2 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-forest-industry-carbon-dioxide-emissions.html
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