Diseño de procesos y análisis tecnoeconómico para la producción de grafito y hidrocarburos líquidos a partir de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales sostenibles
• Ingeniería Química
• Tecnologías de energía renovable

Sus antecedentes:

• Se prevé que la demanda mundial de grafito, un componente clave en las baterías de iones de litio, se duplique para el año 2028.
• La dependencia actual de los recursos no renovables para la producción de grafito plantea vulnerabilidades en la cadena de suministro.
• El desarrollo de alternativas sostenibles es crucial para el almacenamiento de energía y la movilidad eléctrica.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la viabilidad técnica y económica de la producción de biografita a partir de biomasa lignocelulósica.
• Evaluar la mejora del bio-aceite de pirólisis en biografita y hidrocarburos de grado combustible.
• Determinar la competitividad de los costes de la biografita frente al grafito convencional.

Principales métodos:

• Análisis tecnoeconómico de un proceso de biorrefinería.
• Simulaciones de pirólisis y mejora del bio-aceite.
• Análisis de sensibilidad y de riesgo para evaluar indicadores económicos como el precio mínimo de venta.
• Optimización del rendimiento del proceso y evaluaciones de la integración del calor.

Principales resultados:

• La producción de biografita a partir de la biomasa es técnicamente factible y económicamente competitiva.
• El precio mínimo de venta (PVM) para la biografita de grado ánodo fue de 3,3 USD/kg en un escenario de biorrefinería integrada (Caso D), con un margen de beneficio del 27%.
• Los rendimientos del proceso son el factor más crítico que influye en el MSP.
• La integración térmica puede satisfacer el 36% de la demanda de energía de la biorrefinería.

Conclusiones:

• Las biorrefinerías integradas ofrecen una vía sostenible y rentable para producir materiales de ánodo de base biológica para baterías de iones de litio.
• La biografita presenta una alternativa viable al grafito fósil, mitigando los riesgos de la cadena de suministro.
• Si bien la coproducción de biocombustibles mejora el rendimiento económico, presenta mayores riesgos de inversión en comparación con la producción independiente de biografita.