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Proyecto H2020 SABANA:Biorrefinería Sostenible de Algas para Agricultura y Acuicultura

  • Tipo Proyecto
  • Status Completado
  • Ejecución 2016 -2021
  • Presupuesto asignado 8.848.523,75 €
  • Alcance Europeo
  • Principal fuente de financiación H2020
  • Sitio web del proyecto TEVINS
Descripción
SABANA demostró la fiabilidad de las biorrefinerías integradas a gran escala basadas en microalgas para la producción de bioestimulantes, biopesticidas y aditivos alimentarios, además de biofertilizantes y piensos acuícolas, utilizando exclusivamente agua marina y nutrientes procedentes de aguas residuales (depuradora, concentrado y purines). El proyecto concluye con el desarrollo de diferentes procesos de cero residuos a escala de demostración, en varias hectáreas, sostenibles tanto ambiental como económicamente. Se ha creado un Centro de Demostración (0,5 ha) de biorrefinerías basadas en microalgas, que está en funcionamiento para demostrar las tecnologías, evaluar las características operativas de los sistemas, evaluar el impacto ambiental y colaborar con clientes potenciales para su implementación y uso. Este centro forma parte de la plataforma PILOT4U, apoyada por la UE, y actualmente se están desarrollando nuevos proyectos europeos en él. Más relevante, una instalación industrial de hasta 1,7 ha está en funcionamiento para la producción de biomasa limpia de microalgas para aplicaciones relacionadas con la agricultura y la acuicultura en Almería (España), mientras que otras dos instalaciones de 3,0 y 2,0 ha están en funcionamiento en Mérida y Hellín (España), respectivamente, para el tratamiento de aguas residuales acoplado a la producción de biomasa de microalgas también para usos agrícolas. Las instalaciones industriales confirman la fiabilidad de las tecnologías propuestas, además de los beneficios económicos, ambientales y sociales de su implementación. Cabe destacar que la instalación industrial instalada en Hellín es la primera instalación en el mundo que realiza el tratamiento completo de las aguas residuales de esta ciudad utilizando tecnologías relacionadas con las microalgas. En resumen, el proyecto SABANA completa algunos de los demostradores más relevantes de procesos relacionados con las microalgas en todo el mundo. Las principales ventajas de las tecnologías y procesos desarrollados en el marco del proyecto SABANA son (i) la sostenibilidad de los procesos desarrollados, que permite el uso de agua de mar o aguas residuales, evitando así el uso de agua dulce utilizable y recuperando nutrientes de aguas residuales y estiércol, a la vez que minimiza el consumo energético; y (ii) los beneficios socioeconómicos, gracias a la relevancia de los bioproductos objetivo para dos pilares fundamentales de la producción alimentaria: la agricultura y la acuicultura. Los bioproductos capaces de aumentar el rendimiento de los cultivos y la producción pesquera tienen una gran demanda, mientras que la recuperación de nutrientes es una prioridad en la UE. En lugar de considerar las aguas residuales como un residuo inevitablemente inútil y problemático de nuestra sociedad, el proyecto SABANA demuestra su potencial como una oportunidad para sectores económicamente relevantes. El proyecto SABANA ha abordado (i) la utilización de consorcios de microalgas-bacterias y en co-cultivo con otras algas para controlar especies de pastoreo, (ii) la implementación de cascadas y raceways de capa fina eficientes, (iii) el escalamiento de biorreactores para asegurar una operación estable, (iv) el uso de agua marina para aumentar la sostenibilidad del proceso; (v) la recuperación de nutrientes de aguas residuales, (vi) el desarrollo de procesos de cosecha teniendo en cuenta el agua remanente, (vii) el establecimiento de procesos para la extracción suave/energéticamente eficiente de bioproductos, (viii) el procesamiento de biomasa residual para producir biofertilizantes y alimentos acuícolas en esquemas de cero residuos, (ix) el uso de tecnología robusta y sostenible.
Descripción de actividades
Las actividades más relevantes realizadas incluyen: (i) análisis tecnoeconómico de los procesos relacionados con las microalgas propuestos y finalmente implementados a escala de demostración, (ii) sostenibilidad, análisis de riesgos y evaluación de la aceptación social de las tecnologías propuestas, (iii) desarrollo de nuevas tecnologías para la construcción, operación, control y gestión de sistemas de producción relacionados con las microalgas, incluida la reutilización de efluentes y aguas contaminadas, (iv) el desarrollo de tecnologías de bajo costo y bajo impacto para la cosecha de microalgas, pero especialmente para recircular el agua como una estrategia necesaria para lograr procesos sostenibles, (v) el desarrollo de estrategias simplificadas de procesamiento de biomasa para obtener productos valiosos para la agricultura y la acuicultura utilizando toda la biomasa, (vi) la identificación de las cepas de microalgas más valiosas para aplicaciones objetivo, incluida su caracterización y el desarrollo de métodos avanzados para el monitoreo de instalaciones industriales, (vii) la demostración de los beneficios de los productos finales tanto para la agricultura como para la acuicultura, ayudando así a mejorar la sostenibilidad de los sistemas actuales de producción de alimentos, y (viii) facilitar la transferencia de conocimiento a la academia y las empresas, pero también al público en general para aumentar la aceptación de las tecnologías propuestas y su aplicación final. Implementación. Cabe destacar el gran esfuerzo realizado por BIORIZON para construir una planta industrial capaz de producir cepas específicas de microalgas para aplicaciones agrícolas y acuícolas, implementando los últimos avances en diseño y construcción de reactores. AQUALIA completó dos nuevas instalaciones industriales dedicadas al tratamiento de aguas residuales con microalgas, una de las cuales es la primera planta industrial de demostración que realiza este proceso como única alternativa para el tratamiento de aguas residuales en Hellín (España). Las nuevas instalaciones incluyen la recolección y el procesamiento de microalgas. En este sentido, GEA y KIT han realizado una amplia investigación analizando las diferentes tecnologías y logrando implementarlas y evaluarlas. El rendimiento general de las nuevas instalaciones fue evaluado por otros socios involucrados en el proyecto, como IMIC, SZE, BEA, UAL y UNIMI. Se realizó un análisis exhaustivo de los cultivos de microalgas en las tres instalaciones industriales de demostración. En colaboración con BIORIZON y UNIMI, fue posible completar el análisis económico y ambiental de estas instalaciones industriales. CIB realizó un gran esfuerzo para evaluar la aceptación social de los procesos desarrollados con microalgas. Otras actividades relevantes realizadas incluyen la selección y caracterización de cepas de microalgas y el desarrollo de métodos avanzados para la evaluación de cultivos de microalgas. La demostración de productos finales en ensayos de campo reales y su comercialización también fue una actividad muy relevante llevada a cabo por AIA y BIORIZON.
Objetivos
SABANA tiene como objetivo desarrollar una biorrefinería integrada a gran escala basada en microalgas para la producción de bioestimulantes, biopesticidas y aditivos alimentarios, además de biofertilizantes y alimentos acuícolas, utilizando únicamente agua marina y nutrientes de aguas residuales (aguas residuales, concentrado y estiércol de cerdo). El objetivo es lograr un proceso de residuo cero a escalas demostrativas de hasta 5 ha sostenible tanto ambiental como económicamente. Se operará un Centro de Demostración de esta biorrefinería para demostrar la tecnología, evaluar las características operativas del sistema, evaluar los impactos ambientales y colaborar con clientes potenciales para su uso. Las ventajas clave del proyecto SABANA son: la sostenibilidad del proceso, utilizando agua marina y recuperando nutrientes de las aguas residuales mientras se minimiza el consumo de energía, y los beneficios socioeconómicos, debido a la relevancia de los bioproductos objetivo para dos pilares principales en la producción de alimentos como son la agricultura y la acuicultura. Los bioproductos capaces de aumentar el rendimiento de los cultivos y la producción pesquera tienen una gran demanda, mientras que la recuperación de nutrientes es una cuestión prioritaria en la UE. En lugar de considerar las aguas residuales como un residuo inevitablemente inútil y problemático de nuestra sociedad, SABANA reconoce su potencial como una oportunidad para sectores económicamente relevantes. El proyecto SABANA incluye (i) la utilización de consorcios de microalgas-bacterias y en cocultivo con otras algas para controlar las especies de pastoreo, (ii) la implementación de canales y cascadas de capa delgada eficientes, (iii) la ampliación de reactores para garantizar un funcionamiento estable, (iv) el uso de agua marina para aumentar la sostenibilidad del proceso; (v) recuperar nutrientes de las aguas residuales, (vi) desarrollar procesos de recolección teniendo en cuenta el agua restante, (vii) establecer procesos para la extracción suave/energéticamente eficiente de bioproductos, (viii) procesar biomasa residual para producir biofertilizantes y alimentos acuícolas en esquemas de desperdicio cero, (ix) utilizar tecnología sólida y sostenible
Resultados
En resumen, el proyecto SABANA concluye con la demostración de hasta cuatro instalaciones de microalgas diferentes, con un total de 6,7 ha. Todas ellas contribuyen a demostrar la fiabilidad de los procesos industriales basados ??en microalgas. Los compuestos objetivo ya estaban validados, y los bioestimulantes y biopesticidas desarrollados demostraron un aumento en la producción de alimentos en la agricultura (>15%), a la vez que redujeron el consumo de fertilizantes (<10%), entre otras ventajas. En el ámbito de la acuicultura, los aditivos alimentarios desarrollados a base de microalgas permiten mejorar la salud de los peces, aumentando su tolerancia a condiciones de estrés adversas o a piensos de baja calidad. Tanto los productos como las tecnologías de producción desarrollados se demostraron a escala real en (i) la instalación de I+D operada por la Universidad de Almería, ahora parte de la plataforma Pilot4U (0,5 ha, Almería-España), (ii) la instalación de producción operada por Biorizon Biotech (1,7 ha, Almería-España) para la producción de microalgas utilizando agua limpia y fertilizantes, y (iii) las instalaciones de tratamiento de aguas residuales operadas por FCC Aqualia (3,0 ha, Mérida-España; 2,0 ha, Hellín-España) para la producción simultánea de biomasa de microalgas acoplada a procesos de tratamiento de aguas residuales.
Coordinadores
  • UNIVERSIDAD DE ALMERIA (UNIVERSIDAD DE ALMERIA)
Colaboradores
  • UNION INTERNATIONALE DES CHEMINS DE FER (UIC)
  • STADLER RAIL VALENCIA SAU (VOSSLOH)
  • UNION INTERNATIONALE DES TRANSPORTS PUBLICS (UITP)
  • UNIVERSITAET ROSTOCK (UROS)
  • SAFT