Proxecto H2020 URBIOFIN: Demostración dunha innovadora biorrefinería integrada para a transformación de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) en novos produtos BioBased (URBIOFIN)
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2022
- Orzamento asignado 10.946.366,03 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto URBIOFIN
WP1 Actuacións previas para o deseño da biorrefinería urbana
Neste paquete de traballo establecéronse as especificacións das materias primas para as tecnoloxías fundamentais do proxecto. As accións preliminares tamén incluíron unha caracterización e selección do mellor OFMSW para a biorefinería URBIOFIN, un deseño global do proceso e unha avaliación preliminar de ACV. Un estudo en profundidade estableceu os requisitos que deben cumprir os bioprodutos obtidos da Biorefinería URBIOFIN, así como os supostos para o modelo preliminar.
WP2 Conversión de OFMSW a bioetanol como un elemento básico para a produción de bioetileno
Neste WP mellorouse a produción de bioetanol 2G de OFMSW e os custos operativos deste proceso reducíronse nun 20%. A planta de demostración adaptouse para reducir os custos enerxéticos e desenvolveuse un cóctel enzimático para aumentar o rendemento de bioetanol optimizando as condicións do proceso. Ao mesmo tempo, demostrouse a viabilidade de converter continuamente o alcohol producido en bioetileno mediante un proceso catalítico a escala semiindustrial.
WP3 Conversión de OFMSW a VFA para a produción de PHA
Operouse de forma semicontinua un sistema de dixestión anaeróbica de 2 fases a escala demostrativa alimentado con OFMSW (e vinaza líquida), conseguindo unha concentración de VFA superior a 20 g/L na primeira etapa (acidoxénica) e unha destrución do 80% do VS alimentado á segunda fase (metanoxénica). Desenvolvéronse procesos de produción para o alongamento de mcl-PHA e FA baseados en OFMSW como materia prima suplementada con nutrientes e etanol ou VFA como co-alimento. Ampliouse con éxito o proceso de obtención de scl-PHA, obtendo un 59% de PHA na biomasa cun rendemento de extracción do 92,78% e unha pureza do 90%.
WP4 Bioconversión de biogás a biometano e produtos de valor engadido
Neste WP realizouse a optimización dun sistema a escala piloto para a recuperación de biogás. Este sistema inclúe: i) unha unidade de mellora fotosintética de biogás, acoplada a unha etapa biolóxica para a eliminación de siloxano, e ii) unha unidade de dúas etapas para a desulfuración anóxica do biogás, seguida da bioconversión de CH₄ en PHA. O biometano final obtido cumpriu a lexislación europea vixente (CH₄: ~95%, CO₂: 2-3%, N₂: 2-3% e H₂S: 0%). Ademais, a produtividade da biomasa de microalgas alcanzou unha produción media de 19 g m₂ d₁, o que supón 5,2 kg de microalgas por día. Eliminouse ata o 97% do metano, obtendo unha concentración máxima de PHA de 131,6 mg L₁.
WP5 Aplicacións finais e validación industrial dos produtos de base biolóxica desenvolvidos
Realizáronse actividades experimentais relacionadas coa produción e validación de produtos biolóxicos. Despois de alcanzar as condicións de estado estacionario nas plantas piloto de URBIOFIN, producíronse mesturas e formulacións optimizadas con materiais intermedios da biorefinería URBIOFIN. Como resultado, obtivéronse diferentes produtos de orixe biolóxica e as probas de validación determinaron o potencial dos produtos finais para diferentes fins de usuario final.
WP6 Integración da biorefinería urbana. Avaliacións económicas, ambientais e regulamentarias
Actualizouse e desenvolveuse o modelo de biorrefinería, incorporando novos avances de procesos e resultados das actividades de demostración e a escala de laboratorio realizadas polos socios durante a implementación do proxecto. Completáronse os ACV, LCC e s-LCA da biorrefinería URBIOFIN. En canto aos requisitos lexislativos e regulamentarios, realizouse unha revisión e actualización completa.
WP7 Actividades de comunicación, difusión e explotación
O WP7 logrou unha comunicación, difusión e explotación eficaces dos resultados do proxecto. Todos os KPI cumpríronse plenamente e a maioría deles superaron significativamente os seus valores obxectivo. Todos os entregables, tanto os relacionados coa comunicación e difusión como os relacionados cos dereitos de propiedade intelectual e explotación comercial, foron debidamente presentados. Finalmente cumpríronse todos os fitos.
Xestión de proxectos WP8
O principal obxectivo deste WP era coordinar e garantir a óptima implantación do proxecto URBIOFIN. Isto implicou supervisar todos os paquetes de traballo e garantir un fluxo de traballo adecuado durante todo o proxecto. Os procesos e WP implicados no desenvolvemento do proxecto están interconectados e a súa coordinación foi fundamental para a súa correcta execución.
Debido ao rápido crecemento da poboación, os residuos sólidos urbanos (RSU) contribuíron significativamente á cantidade total de residuos xerados pola nosa sociedade. Hoxe, en Europa, cada habitante xera, de media, 0,5 toneladas de RSU ao ano, cun incremento anual do 10%. Arredor do 40-50% corresponde a residuos orgánicos. Esta fracción orgánica contén principalmente hidratos de carbono, proteínas e lípidos, que son materias primas útiles que se poden converter en produtos valiosos.
A súa valorización axudará a abordar a contaminación ambiental e contribuirá á transición dunha economía lineal a unha economía circular renovable. A dixestión e a compostaxe contribuíron a reducir a fracción biodegradable dos RSU enviados aos vertedoiros. O baixo valor económico do compost e do biogás está a limitar a implantación sostible de sistemas de abastecemento separados, xa que é necesario aumentar os impostos ambientais (residuos) para facer fronte aos importantes custos loxísticos.
Os novos produtos de base biolóxica poden axudar a mellorar a sustentabilidade ambiental e socioeconómica do tratamento de residuos. O obxectivo de URBIOFIN foi demostrar a viabilidade técnico-económica e ambiental da conversión a escala semiindustrial (10 T/d) da fracción orgánica dos RSU (OFMSW) en: compoñentes químicos (bioetanol, ácidos graxos volátiles, biogás), biopolímeros (polihidroxialcanoatos [PHA] e aditivos biofertilizateros para biofertilizantes) e aditivos biofertilizateros.
Usando o concepto de biorrefinería urbana (Urban Biorefinery), URBIOFIN aproveitou OFMSW como materia prima para producir varios produtos comercializables con valor para a agricultura e a cosmética. URBIOFIN ofrece unha alternativa viable e máis sostible ao tratamento actual de OFMSW.
Debido ao rápido crecemento da poboación, os residuos sólidos urbanos (RSU) contribuíron significativamente á cantidade total de residuos xerados pola nosa sociedade. Hoxe, en Europa, cada habitante xera, de media, 0,5 toneladas de RSU ao ano, aumentando a un ritmo anual do 10%. Arredor do 40-50% corresponde a residuos orgánicos. Esta fracción orgánica contén principalmente hidratos de carbono, proteínas e lípidos, que son materias primas útiles que se poden converter en produtos valiosos.
A súa valorización axudará a solucionar a contaminación ambiental, pero tamén contribúe á transición dunha economía lineal a unha circular renovable. A dixestión e a compostaxe contribuíron a reducir a fracción biodegradable dos RSU enviados aos vertedoiros. O baixo valor económico do compost e do biogás está a limitar a implantación sostible de sistemas de abastecemento separados, xa que é necesario aumentar os impostos ambientais (residuos) aos cidadáns para facer fronte aos importantes custos loxísticos.
Os novos produtos de base biolóxica poden axudar a mellorar a sustentabilidade ambiental e socioeconómica do tratamento de residuos. O obxectivo do proxecto URBIOFIN é demostrar a viabilidade técnico-económica e ambiental da conversión da fracción orgánica dos RSU (FORSU) a escala semiindustrial (10 T/d) en: compoñentes químicos (bioetanol, ácidos graxos volátiles, biogás), biopolímeros (polihidroalcanoato e biocompostos) ou aditivos microfertilizantes (hidroalcanoatos biolóxicos).
Usando o concepto de biorrefinería aplicada aos residuos sólidos urbanos (RSU), URBIOFIN explotará RSU como materia prima para producir diversos produtos comercializables para diversos mercados: agricultura e cosmética. URBIOFIN ofrecerá unha alternativa viable e máis sostible ao actual tratamento FORSU.
A demostración de URBIOFIN demostrou avances máis aló do estado da arte nas seguintes áreas:
- Produción de bioetanol a partir de OFMSW e o seu uso como bloque químico, onde o bioetanol producido a partir de OFMSW utilizouse como materia prima para a produción de bioetileno de "segunda xeración" para aplicacións de maduración de gases.
- Produción de VFA a partir da dixestión anaeróbica de OFMSW e a súa elongación en MCFA para producir biopolímeros de PHA de cadea curta e media. Os biopolímeros PHA representan un produto de maior valor da dixestión anaeróbica en dous pasos de OFMSW, en lugar da produción tradicional de biogás para a xeración de bioenerxía.
- Valorización de biogás mediante un fotobiorreactor de microalgas para a produción de biometano puro, coa construción e explotación dun reactor de estanque de algas de alta velocidade. O biometano mellorado foi posteriormente tratado nunha unidade de pulido biolóxico para eliminar os metilsiloxanos volátiles.
- Produción de biofertilizantes a partir de microalgas e OFMSW. As microalgas cultivadas en dixestato FRS demostraron o potencial desta biomasa para a produción dun produto intermedio rico en aminoácidos. O desenvolvemento de fertilizantes de base biolóxica, tanto líquidos como sólidos, axudará a substituír parcialmente os fertilizantes minerais de uso habitual.
- PERSEO BIOTECHNOLOGY S.L.
Proxectos relacionados
