El biogás y el biometano se han situado en una posición destacada como alternativa energética renovable en el proceso de transición energética.
Su producción se lleva a cabo mediante la valorización energética (digestión anaerobia) de residuos orgánicos, principalmente, ganaderos y agroindustriales, lodos de depuradoras y la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU).
Una vez obtenidos, estos gases renovables pueden ser utilizados en distintos sectores económicos, especialmente en la movilidad, la generación eléctrica o en sistemas de calor y energía, desplazando a los combustibles de origen fósil.
Todo esto implica que el biogás y el biometano tienen la capacidad de integrar la economía circular, la reducción de las emisiones y la generación de energía renovable a lo largo de su cadena de valor, proporcionando, además, una menor dependencia energética.
Aunque la tecnología para la producción de estos gases renovables se considera madura, vista la relevancia que están tomando, es importante seguir innovando y optimizando sus procesos de producción.
Algunos aspectos a tener en cuenta en el diseño y funcionamiento de las plantas de biogás servirán para hacer más eficiente y sostenible la producción de estos gases renovables.
Estrategias de mitigación de fugas de metano en las plantas de biogás
La producción de biogás y biometano contribuye a reducir las emisiones neta de metano generadas en sectores como la agricultura, la energía o la gestión de residuos, tal como reconoce la Estrategia del Metano EU 2020.
Estas emisiones de metano, que tienen lugar por la descomposición de la materia orgánica (residuos orgánicos), se evitan durante la digestión anaerobia, llevada a cabo en condiciones herméticas y controladas en el interior de los digestores de las plantas de biogás, permitiendo obtener el gas renovable.
No obstante, siempre pueden ocurrir algunas fugas accidentales de metano durante el proceso de producción del biogás.
El libro blanco publicado por la European Biogas Association (EBA), “Diseño, construcción y monitoreo de las plantas de biogás y biometano para reducir las emisiones de metano”, hace una revisión sobre este aspecto y proporciona una serie de estrategias de mitigación aplicables a las plantas de biogás.
Estas estrategias de mitigación se dividen en:
- Medidas técnicas: relacionadas con el diseño u operativa en la planta de biogás. Estas medidas incluyen la elección técnica en la fase de diseño y el mantenimiento general y preventivo para evitar la pérdida de rendimiento.
- Medidas operativas: se trata de acciones llevadas a cabo durante el plan operativo. Estas medidas promueven y fomentan buenas prácticas en la gestión y operativa de las plantas de biogás, tales como realizar inspecciones regulares, disponer de un plan de mantenimiento, hacer cálculos del balance de masa para identificar pérdidas y analizar el potencial metano residual del digestato.
- Medidas secundarias de mitigación: o de soporte a las medidas primarias (técnicas y operativas). Aquí se incluyen acciones de transferencia de conocimiento (cursos a operadores, workshops, publicaciones, etc.) y la implementación de esquemas voluntarios de autoinspecciones.
Las conclusiones a las que lleva este libro blanco, tras el análisis de datos realizado, es que la industria del biogás está muy avanzada en el desarrollo de estrategias para mitigar esas emisiones. Las plantas de biogás actuales están planificadas, construidas y operadas específicamente para prevenir las fugas de metano y se trabaja de forma continua en nuevas mejoras.
Aprovechando el excedente de calor generado en la planta de biogás
Otro aspecto a tener en cuenta durante la producción de biogás es el máximo aprovechamiento de la energía producida.
Hasta el 50% de la energía obtenida del biogás está disponible en forma de calor, a través de los motores de cogeneración. Y de este calor generado, entre el 20-40% se aprovecha para cubrir las propias necesidades de la planta de biogás (calentamiento de digestores y pasteurización de la materia prima).
El resto es un excedente de energía térmica que puede aprovecharse para otros fines, mejorando la eficiencia energética de la planta de biogás.
Entre los principales usos que pueden darse a este excedente de energía térmica tenemos:
- Sistemas de calefacción urbana: o redes de calor que suministran el calor generado en forma de agua caliente o vapor desde el punto de generación hasta el consumidor final. El sistema permite distribuir el calor generado en la planta de biogás a empresas, zonas residenciales o comerciales próximas.
- Calefacción para invernaderos: aprovechar el excedente de calor para mantener la temperatura de invernaderos próximos a la planta de biogás permite reducir los costes operativos de los mismos.
- Energía térmica para procesos industriales: puede ser empleada en una gran variedad de procesos (lavar, cocinar, esterilizar, etc.), ahorrando un coste energético a la industria y facilitando que cumplan con los límites de emisiones permitidos.
Para poder aprovechar adecuadamente el excedente de energía térmica de una planta de biogás, deben evaluarse bien las demandas de calor totales, anuales y máximas, así como la temperatura de calor requerida, para poder hacer una correcta planificación de los sistemas que permitan aprovechar dicha energía.
El sistema de codigestión para mejorar la eficiencia de la producción
La innovación y desarrollo de la tecnología también ha buscado formas de mejorar la eficiencia y rentabilidad económica de las plantas de biogás, mejorando la producción de biogás.
De ahí surge el proceso de codigestión, que consiste en el tratamiento conjunto de distintos tipos de residuos orgánicos.
El objetivo de este proceso es mejorar el balance de nutrientes y características físico-químicas de la materia prima y, por tanto, lograr una mejor estabilización del sistema y una mayor eficiencia en la producción de biogás.
Este proceso, además, va a permitir compensar las carencias de cada tipo de residuo por separado, unificar la metodología de gestión de los mismos y amortiguar sus variaciones temporales de producción y composición individuales.
Las plantas de biogás que aplican este proceso de codigestión suelen ser plantas de autoconsumo, de tamaño medio o grande, que necesitan una producción estable a largo plazo.
Los residuos orgánicos que se tratan en ellas suelen ser los procedentes de las grandes industrias del sector agropecuario, agroalimentario o de gestores de residuos, y el biogás generado se emplea para abastecer a la propia instalación y a las empresas productoras del residuo. Los excedentes de este biogás también pueden ser comercializados.
Una solución eficiente a la gestión de residuos y la reducción de emisiones, mediante la producción y autoconsumo de energía renovable, que sigue el modelo de economía circular.
Desde Genia Bioenergy trabajamos en la continua mejora de los procesos de producción del biogás y el biometano, para hacerlos más eficientes y sostenibles. Ponemos a tu disposición nuestro know-how para ayudarte en tu proyecto, asesorando y diseñando la tipología de planta que mejor se adapte a tus necesidades.
