El desarrollo de las energías renovables plantea varios desafíos técnicos y operativos que superar para hacer completa su integración en el sistema energético.
Uno de estos desafíos es el carácter intermitente de algunas fuentes de energía renovable, como la eólica y la solar, y la dificultad de gestionar el excedente de energía, en momentos de alta producción, representando un reto para el almacenamiento energético y la estabilidad de la red eléctrica.
La capacidad de almacenar la energía excedente y utilizarla en periodos de alta demanda es fundamental para garantizar un suministro continuo y confiable.
El biometano, producido a través del proceso de biometanización o «power-to-gas», puede ser una solución eficiente ante este desafío, proporcionando una alternativa para el almacenamiento energético y la estabilidad de la red eléctrica.
Los retos del almacenamiento energético y la estabilidad de la red eléctrica
La generación de electricidad a partir de la energía eólica y solar depende de condiciones climáticas variables, lo que provoca fluctuaciones en la producción.
Estos picos de generación pueden generar un excedente de energía que, si no se aprovecha de manera efectiva, se pierde o incluso se desperdicia. Esta situación obliga a buscar tecnologías que permitan capturar el exceso de energía y almacenarlo para su uso posterior.
Las soluciones tradicionales, como las baterías de iones de litio, tienen limitaciones en términos de capacidad de almacenamiento, coste y sostenibilidad a largo plazo. Aunque son efectivas para almacenar energía a corto plazo, no son ideales para el almacenamiento masivo o prolongado.
Por otro lado, las plantas de bombeo hidroeléctrico, una de las tecnologías de almacenamiento más antiguas, requieren condiciones geográficas específicas, lo que limita su implementación en determinadas regiones.
El aprovechamiento del exceso de energía renovable a través de su conversión en biometano ofrece una alternativa viable para el almacenamiento a largo plazo.
La tecnología de biometanización convierte el excedente de energía eléctrica en metano renovable, que puede ser almacenado en la infraestructura de gas natural existente.
Este enfoque no sólo mejora la capacidad de almacenamiento energético, sino que también contribuye a la estabilidad de la red al proporcionar una fuente de energía versátil.
Biometanización o power-to-gas, una solución innovadora
La biometanización, también conocida como «power-to-gas», es un proceso en el que la energía eléctrica excedente, obtenida de fuentes renovables, se convierte en gas metano renovable mediante la metanización biológica o química.
Este proceso se basa en la acción de microorganismos que combinan el dióxido de carbono (CO₂) capturado con el hidrógeno (H₂) producido por electrólisis, lo que genera el biometano.
Esta tecnología presenta varias ventajas estratégicas. En primer lugar, la conversión de electricidad en biometano permite almacenar la energía de forma masiva y durante periodos prolongados, superando las limitaciones de las baterías convencionales.
El biometano puede ser almacenado en las instalaciones de gas existentes, lo que facilita la integración con la infraestructura actual sin necesidad de costosas modificaciones.
Esto convierte al biometano en una opción eficiente para el almacenamiento energético a largo plazo, permitiendo equilibrar la oferta y la demanda en la red eléctrica.
Además, la capacidad del biometano para ser utilizado en plantas de cogeneración o ciclos combinados permite su aprovechamiento como una fuente de energía despachable.
Esto significa que el biometano almacenado puede ser convertido nuevamente en electricidad o calor, según las necesidades del sistema, proporcionando una respuesta rápida y efectiva a las variaciones en la generación de energía renovable y la demanda del mercado. Por ejemplo, en días de baja generación solar o eólica, el biometano puede ser utilizado para mantener la estabilidad de la red, minimizando los riesgos de apagones y fluctuaciones.
Ejemplos de proyectos destacados de biometanización
La implementación de tecnologías de biometanización ha comenzado a materializarse en proyectos concretos en Europa, donde se exploran las posibilidades del «power-to-gas» para facilitar la transición energética.
Un ejemplo relevante es el proyecto STORE&GO, financiado por la Unión Europea, cuyo objetivo principal es demostrar la viabilidad de la metanización como una solución para el almacenamiento a largo plazo de energía renovable en forma de gas metano. Este proyecto ha establecido plantas piloto en tres ubicaciones diferentes: Alemania, Suiza e Italia.
En la planta piloto de Falkenhagen, Alemania, se lleva a cabo la metanización química del hidrógeno generado por electrólisis con CO₂ capturado. Esta planta produce biometano que se inyecta en la red de gas natural y, posteriormente, se utiliza para equilibrar la generación y demanda de energía.
El proyecto STORE&GO ha demostrado que la tecnología «power-to-gas» puede integrarse efectivamente en la infraestructura de gas existente, ofreciendo una solución para el almacenamiento de energía renovable a gran escala y mejorando la flexibilidad del sistema energético.
Otro ejemplo es la planta piloto en Solothurn, Suiza, donde se utiliza la metanización biológica. En este caso, el CO₂ procedente de una planta de biogás se mezcla con hidrógeno generado mediante energía renovable para producir biometano.
La planta de Solothurn no sólo aborda el almacenamiento de energía, sino que también busca optimizar la gestión de los residuos orgánicos, al utilizar CO₂ derivado de procesos de tratamiento de residuos.
En España, también se están desarrollando algunos proyectos de biometanización, como es el caso del proyecto BIOUP, desarrollado por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).
El proyecto BIOUP estudiará, evaluará y validará la tecnología “power-to-gas”, con el objetivo de desarrollar una tecnología que optimice la demanda energética en los procesos de depuración de aguas.
Todos estos proyectos son un ejemplo de cómo la biometanización puede ser implementada a escala piloto y posteriormente ampliada para integrarse en redes energéticas nacionales.
Además, muestran cómo la tecnología no sólo contribuye a la estabilidad de la red, sino que también promueve un uso eficiente de los recursos, aprovechando el CO₂ capturado y reduciendo así las emisiones de gases de efecto invernadero.
La biometanización no sólo aborda problemas técnicos asociados con la intermitencia y el excedente de la generación renovable, sino que también brinda una solución integral que combina sostenibilidad, economía y estabilidad del sistema energético.
A medida que la transición energética avanza, el biometano jugará un papel cada vez más importante, asegurando un suministro energético limpio, seguro y resiliente para las generaciones futuras.
