Nova metodologia per transformar les emissions de CO2 en biocompostos per a la indústria química
El projecte europeu VIVALDI, liderat per la UAB, ha desenvolupat una solució innovadora i sostenible per convertir les emissions de CO2 d’empreses de base biològica com la paperera o l’alimentària en materials orgànics d’alt valor afegit, principalment per al sector químic. Les eines biotecnològiques proposades permetran reduir la petjada de carboni de les indústries, afavoriran la circularitat dels seus processos productius i aplanaran el camí cap a un nou sector basat en el CO2.
Un consorci multidisciplinari i internacional d’institucions i empreses, liderat per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), ha presentat els resultats del projecte VIVALDI (innoVative bIo-based chains for CO₂ VALorisation as aDded-value organIc acids), del programa Horitzó 2020 de la Unió Europea, en la conferència final del projecte, celebrada el 5 de maig a Barcelona. El consorci ha treballat durant els últims quatre anys per desenvolupar una metodologia biotecnològica innovadora, sostenible i rendible per transformar les emissions de diòxid de carboni (CO₂) de bioindústries (indústries basades en processos biotecnològics) en noves matèries primeres orgàniques per al sector químic.
La proposta de VIVALDI, centrada en bioindústries de sectors clau (alimentari, paperer, de bioetanol i de productes bioquímics), consisteix a capturar el CO₂ que emeten, purificar-lo i transformar-lo mitjançant la integració de dues tecnologies (electroquímica i biotecnològica) en compostos simples (metanol i àcid fòrmic) que serveixen de base per a la producció d’altres àcids orgànics més complexes, que avui dia es produeixen a partir de combustibles fòssils. Aquests compostos que en resulten poden utilitzar-se en la mateixa planta, fet que milloraria la sostenibilitat i circularitat dels processos, i alhora obren noves oportunitats de negoci per a les biorefineries com a components bàsics per a nous compostos (per exemple, bioplàstics o o additius d’aliments per a animals). Integrar aquest concepte permetria reduir les emissions de carboni i la dependència dels combustibles fòssils i comptar amb alternatives més sostenibles per a la producció de bioproductes, que actualment comporta una despesa intensiva de recursos clau com l’energia, les matèries primeres, la terra i l’aigua.
La nova metodologia s’ha validat en una prova de concepte que ha permès obtenir objectes bioplàstics (uns coberts) per al sector alimentari i additius d’alimentació animal. A més, el projecte ha millorat les funcionalitats i el rendiment de les diferents fases del procés, com ara les relacionades amb la captació i purificació del CO₂ i la reducció electroquímica a àcid fòrmic o metanol. Aquests dos compostos són la base per a la síntesi de quatre àcids orgànics més complexos (àcid làctic, itacònic, succínic i 3-hidroxipropiònic), dels quals s’ha desenvolupat i optimitzat la producció mitjançant llevats modificats genèticament. També ha generat un nou procés bioelectroquímic per recuperar dels residus de les bioindústries els nutrients (per exemple, amoni) necessaris per a la producció d’aquests àcids.
La solució desenvolupada permet replicar-ho en empreses de base biològica de diversos tipus i mides. «És una metodologia pionera en què hem aconseguit integrar la reducció electroquímica del CO₂ amb processos biològics capaços de produir, de manera sostenible, un gran ventall de productes. Estem convençuts que permetrà avançar en el desenvolupament d’una nova indústria basada en la utilització i valorització de CO₂ que contribueixi a reduir la petjada de carboni i la dependència dels combustibles fòssils, en línia amb els objectius climàtics i bioeconòmics marcats per la Unió Europea», assenyala Albert Guisasola, catedràtic del Departament d’Enginyeria Química, Biològica i Ambiental i coordinador de VIVALDI.
Ara l’equip de recerca pretén traslladar la seva metodologia a escala pilot, amb reactors de fins a 1 metre cúbic, i investigar l’aplicació de les noves eines en altres processos industrials on s’emet CO2, També se centra en la recuperació de l’amoníac generat pels purins.
VIVALDI, amb un pressupost de 7 milions d’euros, ha estat liderat pel grup de recerca GENOCOV i ha comptat també amb la participació del grup ENG4BIO, tots dos del Departament d’Enginyeria Química, Biològica i Ambiental de la UAB. Han format part del consorci 16 socis, que van des d’empreses de biotecnologia (SunPine AB, Damm i Bioagra) i desenvolupadors de tecnologia (VITO, el Centre Helmholtz de Recerca Mediambiental, Leitat, Processium, Avantium, la UAB, la Universitat de Recursos Naturals i Ciències de la Vida de Viena i la Universitat de Tecnologia de Luleå) fins a l’usuari final (Nutrition Sciences). L’empresa Novamont ha investigat com utilitzar CO₂ al llarg de tota la seva cadena de valor i l’equip s’ha complementat amb el Centre Tecnològic BETA (UVic-UCC), la consultora de tecnologia i innovació Isle, i CO₂ Value Europe, l’associació europea de la comunitat de captura i utilització de carboni.
El projecte VIVALDI ha rebut finançament del programa de recerca i innovació Horitzó 2020 de la Unió Europea, amb l'acord de subvenció núm. 101000441.
Web de VIVALDI: www.vivaldi-h2020.eu