CYCLALG

PLANTEAMIENTO PROYECTO

CYCLALG pretende promover el uso de microalgas como fuente de energía renovable mediante mejoras en la viabilidad económica y sostenibilidad medioambiental del proceso y bajo la premisa fundamental de “residuos cero”.

Concretamente, en CYCLALG se plantea un modelo de proceso para obtención de biodiésel vía cultivo heterotrófico de microalgas basado en la revalorización de residuos y en su diversificación a co-productos de interés comercial.

A nivel del proceso, se propone un esquema circular donde los residuos orgánicos generados en la extracción de aceites se aprovechan como inputs nutricionales en el propio proceso de cultivo. Por otro lado, se persigue la revalorización de residuos a diferentes productos de valor añadido en la industria química, energética y agropecuaria (bioadhesivos, metano, piensos y fertilizantes), adoptando así un de esquema de biorefinería de algas.

El planteamiento del proyecto está en concordancia con el concepto de bioeconomía. Por ello, en las diferentes vías de revalorización se analiza el ciclo de vida para determinar los flujos de recursos y productos y garantizar así una mejora en las sostenibilidad económica y medioambiental del proceso global.

En el mismo contexto de bioeconomía, CYCLALG introduce el enfoque innovador de simbiosis industrial, que hace referencia al uso que hace una empresa o sector de los subproductos de otros. En este sentido, se contempla  la simulación de una red eco-industrial mediante un mapa interactivo en el que se identifiquen simbiosis y flujos entre residuos y productos industriales generados por empresas de la región que sean potencialmente susceptibles de interaccionar con el uso y el aprovechamiento de los productos derivados de la biorefinería de microalgas.

El proyecto CYCLALG contribuye así con el principio horizontal de desarrollo sostenible y con las políticas medioambientales de la Unión Europea y abre una nueva vía para mejorar la gestión de residuos en el territorio.

OBJETIVOS

El objetivo general de CYCLALG es desarrollar, validar y transferir un conjunto de procesos tecnológicos que se integren en el desarrollo de una biorefinería de microalgas, permitiendo no sólo producción de microalgas y su conversión a biodiésel, sino también el aprovechamiento de diferentes subproductos y residuos orgánicos para la co-obtención de un abanico de productos con valor añadido en las industrias química, energética y agropecuaria.

Las acciones a desarrollar en el marco del proyecto son las siguientes:

Establecimiento de una tecnología de cultivo heterotrófico estable, rentable, escalable y con características ventajosas de productividad -con respecto a los cultivos fotoautótrofos-, dirigida a la producción de microalgas como materia prima para obtención de biodiésel.

Desarrollo de tecnologías para la recuperación de nutrientes y obtención de concentrado nutricionales a partir de residuos orgánicos vía hidrólisis enzimática y/o fraccionamiento termo-mecano-químico. Con este fin, se evalúan dos tipos de residuos. Por un lado,  la fracción residual sólida obtenida tras la extracción de aceites de microalgas y, por otro, una selección de subproductos resultantes de actividades de la industria agroalimentaria.

Evaluación  de los diferentes concentrados ricos en proteínas y/o carbohidratos, obtenidos a partir de residuos orgánicos, como componentes nutricionales en medios de cultivo para producción de microalgas heterotróficas.

Avance hacia el aprovechamiento integral de la biomasa de microalgas producida con fines energéticos, empleando un esquema de biorefinería dirigido a ampliar y diversificar los productos derivados del proceso. Con este fin, se desarrollarán otras tecnologías que permitan revalorizar las diferentes fracciones residuales obtenidas a partir de la extracción de aceite -el residuo orgánico desgrasado y glicerol, entre otros- como son la síntesis de biopolímeros y otras biomoléculas,  obtención de biofertilizantes, obtención de piensos y producción de biometano.

Estudio y valoración del impacto medioambiental de las distintas vías de valorización de residuos desde una perspectiva medioambiental, empleando Análisis del Ciclo de Vida (Norma  ISO 14040 y 14044).

Validación y transferencia de las tecnologías desarrolladas así como de los productos y coproductos obtenidos en la revalorización de fracciones residuales a empresas de los sectores energético, farmacéutico, cosmético y agroalimentario.

Elaboración de un diagrama de flujo interactivo online que permita identificar visualmente las posibles interrelaciones y sinergias entre empresas implicadas en el uso y aprovechamiento de los productos derivados de una biorefinería de algas en el territorio fronterizo España-Francia-Andorra (POCTEFA), simulando así una posible red eco-industrial para el territorio.

Destinatarios: 

Los resultados de CYCLALG  son de carácter público y se difundirán, como parte de la estrategia de  comunicación establecida para el proyecto, a:   

− Todos los agentes relacionados con la cadena de valor en torno al uso de las microalgas para la producción de biodiésel, así como de la reutilización de la biomasa residual o de sus componentes como coproducto. En este paquete se incluyen empresas del sector energético, así como agentes de otros sectores con productos como fertilizantes, piensos, cosmética, residuos.

− Los productores y gestores de residuos agroalimentarios, empresas y entidades de medioambientales dedicadas a la protección y conservación del medio ambiente.

− Los actores públicos a nivel local y regional: Municipios o ayuntamientos, diputaciones, incluidos los representantes políticos y los organismos reguladores, así como las agencias regionales relacionadas con el territorio POCTEFA.

− La comunidad científica.

− El público en general, mediante comunicados de prensa y divulgación de resultados en medios generalistas y/o especializados.

Actuaciones: 

ACTUACIONES PREVISTAS

Además del desarrollo de las actividades de I+D anteriormente indicadas, CYCLALG  contempla:

− La realización de cuatro jornadas técnicas gratuitas de formación y transferencia de resultados acerca de nuevos procedimientos de cultivo de microalgas empleando residuos agroalimentarios y posibilidades de revalorización de residuos agroalimentarios en el marco de la bioeconomía.

− Desarrollo de siete actividades de validación de tecnologías y productos mediante acuerdos en colaboración con empresas pertenecientes a diferentes sectores industriales, incluyendo el energético, el químico, el cosmético, el agrario y el ganadero.

− Simulación de una red eco-industrial vinculada a una biorrefinería de algas, mediante la elaboración un diagrama de flujo interactivo online que permita identificar visualmente las posibles interrelaciones y sinergias entre empresas que puedan beneficiarse del uso y aprovechamiento de los productos derivados de una biorefinería de algas en el territorio fronterizo España-Francia-Andorra (POCTEFA).

PRINCIPALES RESULTADOS OBTENIDOS/ESPERADOS

CYCLALG trata de dar continuidad a los resultados obtenidos en el proyecto ENERGREEN EFA217/11, en el que ya participaron la mayoría de los integrantes del consorcio actual y que demostró  la viabilidad técnica de la obtención de biodiésel mediante cultivo de microalgas  y sus ventajas medioambientales, en comparación con la obtención a partir de cultivos tradicionales. El proyecto también mostró  el potencial de estos cultivos para  establecer esquemas de explotación integral o biorrefinerias, dado que diferentes fracciones residuales derivadas de la extracción de aceite se revalorizaron como materias primas adecuadas para la obtención de biogás (vía metanización) y como fuente de pigmentos naturales con elevado valor en cosmética y alimentación.

Sin embargo, en este mismo proyecto se encontró que la implementación industrial de los cultivos de microalgas como fuente de biodiésel estaba limitada por la fuerte reducción de la productividad de aceites en la etapa  pre-industrial, lo  que repercutía negativamente en la aplicabilidad del resto de los procesos que forman parte de la tecnología global (extracción aceites, conversión a biodiesel y co-obtención de biogás vía residuo). Por ello en  CYCLALG se introduce el cultivo heterotrófico de especies de microalgas oleaginosas como vía alternativa a los cultivos fotoautótrofos, para mejorar la eficiencia productiva del proceso.

Mediante el uso de cultivos heterotróficos, se espera una mejora significativa de la productividad de biomasa junto a un incremento de su contenido oleico. Esto, sumado a una reducción en la duración de los ciclos de cultivo, se traduce en un incremento final del rendimiento anual del producto  biodiésel. Además, los cultivos heterotróficos garantizan la reproductividad del proceso, evitando variaciones estacionales características de los cultivos fotoautótrofos y garantizando una  seguridad en la producción.

A pesar de lo anterior,  los cultivos heterotróficos no se pueden emplear actualmente para finalidades energéticas debido a que el cultivo  requiere de fuentes orgánicas de carbono y nitrógeno, mucho más caras que los tradicionales fertilizantes inorgánicos. Para resolver esta limitación económica y mejorar la eficiencia en la gestión de recursos, CYCLALG plantea la utilización de la biomasa residual procedente de la extracción de aceites (que contiene azúcares y proteínas utilizables) en la elaboración de medios nutritivos que alimenten de nuevo los cultivos.

Participantes: 

NEIKER-Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario (País Vasco)

TECNALIA. Fundación TECNALIA Research & Innovation, (País Vasco)

CENER. Fundación CENER-CIEMAT (Navarra)

AIN. Asociación de la Industria Navarra ( Navarra)

APESA. Association pour l’environnement en la securité en Aquitaine, (Pau, Francia)

CATAR-CRITT Agroressources, (Toulouse, Francia)

El presupuesto del proyecto es de 1,4 millones de euros y ha sido cofinanciado al 65% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) a través del Programa Interreg V-A España-Francia-Andorra (POCTEFA 2014-2020).

El objetivo del programa POCTEFA es reforzar la integración económica y social de la zona fronteriza España-Francia-Andorra y promover  actividades económicas, sociales y medioambientales transfronterizas a través de estrategias conjuntas a favor del desarrollo territorial sostenible

Duracion: 
Julio 2016 - Julio 2019
Presupuesto: 
1,4 M de euros cofinanciado al 65% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)
Comunicaciones: 

PÁGINA WEB

ARTÍCULOS PUBLICADOS, PROYECTOS RELACIONADOS Y BIBLIOGRAFÍA

PROYECTO ENERGREEN- “Superación de barreras al desarrollo del cultivo de microalgas con fines energéticos”, (EFA217/11 ENERGREEN), liderado por NEIKER y en el que participaron la mayoría de los socios que presentan esta propuesta, que pretende darle continuidad y un mayor alcance.

Z. Ikaran S. Suárez-Álvarez, I. Urreta,  and S. Castañón. The effect of nitrogen limitation on the physiology and metabolism of Chlorella vulgaris Var L3. Algal Research  Vol 10: 134–144. 2015

I. Urreta , Z. Ikaran, I.Janices,E.Ibañez, M. Castro-Puyana,  S. Castañón de la Torre and S. Suárez-Álvarez. Revalorization of Neochloris oleoabundans as a source of biodiesel by concurrent production of Lipids and carotenoids. Algal Research  Vol 5: 16-22. 2014

DATOS DEL COORDINADOR

NEIKER-Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario

Responsable del Proyecto: Sonia Castañon de la Torre

Jefa Dpto. Producción Vegetal

scdelatorre@neiker.eus

Tlf. 34 945121313

NEIKER TECNALIA desarrolla actividades de investigación estratégica y participa en el desarrollo y la transferencia de soluciones innovadoras que ayuden a diversificar las actividades de producción agraria y a resolver los retos del sector primario y de las empresas agroalimentarias de Euskadi. NEIKER, dispone de dos centros de trabajo (Parque Tecnológico de Arkaute, en Alava y Parque Tecnológico de Derio, en Bizkaia) y distribuye su actividad Investigadora en el área de Medio Ambiente e Innovación Agraria.