Syngas: el gas de síntesis o sintegás

El Syngas es un gas renovable.

Al igual que el biogás, el biometano o el hidrógeno verde, se obtiene de forma controlada, a partir de materias primas o fuentes de energía que se reponen o regeneran a un ritmo parecido al de su consumo.

En este caso, la materia prima son materiales orgánicos, principalmente lignocelulósicos. Es decir, residuos forestales y agrícolas. Y el proceso que se sigue es el de la gasificación térmica.

Este gas de síntesis o sintegás presenta en su composición H2 (18-20 %), CO (18-20 %), CO2 (8-10 %), CH4 (2-3 %), trazas de hidrocarburos y agua, principalmente.

Y sus usos pueden ser desde la producción de energía eléctrica o térmica, hasta el de materia prima para la obtención de diferentes productos químicos. 

 

¿Cuál es el proceso para generar bio-syngas?

La obtención del bio-syngas requiere de un proceso de gasificación de la biomasa. 

Este proceso consiste en una oxidación parcial de la materia prima, mediante oxígeno, aire y/o vapor a una temperatura de 800 ºC

Los materiales ideales para someter a este proceso de gasificación son aquellos orgánicos que se biodegradan lentamente:

  • Residuos agrícolas y de jardinería, de cultivos herbáceos o leñosos.
  • Residuos forestales.
  • Cultivos energéticos, agrícolas o forestales.
  • Residuos de la industria agroalimentaria constituidos por compuestos lignocelulósicos (cáscaras de almendra u otros frutos secos, subproductos de la producción de vino o aceite, etc.).
  • Combustible derivado de residuos (CDR), obtenido de la fracción resto de residuos municipales.

Para obtener el syngas, el proceso debe seguir tres etapas:

  1. a) Secado: la humedad contenida en el sólido orgánico se evapora.
  2. b) Pirólisis: descomposición térmica en ausencia de oxígeno.
  3. c) Gasificación: oxidación parcial de los productos de la pirólisis.

Al calentar la biomasa a temperaturas superiores a 300ºC, sin presencia de un agente oxidante, esta se descompone (piroliza) en un producto sólido (coque, char o carbón vegetal), hidrocarburos condensables (alquitrán) y gases volatilizados.

En la etapa de gasificación, los productos obtenidos de la pirólisis reaccionan con el agente oxidante (aire, oxígeno o vapor de agua), dando lugar a gases combustibles, alquitranes, partículas sólidas residuales y cenizas. Es la etapa más lenta y determina la velocidad global del proceso.

Durante la gasificación tienen lugar reacciones complejas. Se producen una combinación de reacciones exotérmicas (liberan calor) y endotérmicas (consumen calor) que hacen que el proceso requiera de un control preciso de la entrada de oxígeno para optimizar el proceso, evitar la combustión completa y obtener la máxima calidad del gas combustible producido.

La tecnología de gasificación de compuestos orgánicos presenta una serie de ventajas frente a los procesos convencionales de combustión o incineración.  El gas combustible que se obtiene presenta una mayor facilidad de manejo frente a un producto sólido, como puede ser el carbón. 

Además, la combustión del gas de síntesis obtenido posee mayor eficiencia energética en la producción de electricidad y se generan menos contaminantes durante el proceso. 

 

¿Cuáles son las aplicaciones del gas de síntesis?

La calidad del gas de síntesis obtenido del proceso de gasificación y su aplicación va a depender de varios factores:

  • La materia prima utilizada determinará las variables del funcionamiento en el proceso de gasificación.
  • El agente gasificante que afectará a la composición del gas producto, junto a la materia prima.
  • El tipo de reactor (gasificador).
  • El sistema de acondicionamiento o limpieza del gas.

Según sea el resultado final, el gas de síntesis obtenido puede tener diversas aplicaciones, entre las que destacan:

  • Generación de energía eléctrica y térmica para distintos usos: el syngas se emplea como combustible en motores de combustión o turbinas de vapor.
  • Obtención de gas natural sintético mediante proceso termocatalítico o por procesos biológicos (digestión anaerobia).
  • Obtención de hidrocarburos líquidos y sólidos: el syngas se transforma en biocombustibles y ceras de aplicación en distintos sectores gracias a un proceso Fischer-Tropsch.
  • Obtención de metanol a través de un proceso termoquímico clásico. Una materia prima importante para la industria química, así como para la energética y como combustible de futuro.

Un ejemplo claro que muestra el uso y beneficio de la obtención de syngas a partir de biomasa lo tenemos en el proyecto desarrollado en la pequeña comunidad rural aislada de El Santuario, en Choluteca (Honduras).

Una iniciativa promovida por la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), financiada por la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID) y en la que han participado Genia Global Energy y Monsolar. 

En este proyecto se ha diseñado una microred de energías renovables que combina la solar fotovoltaica y la gasificación de biomasa para suministrar energía suficiente para las labores domésticas y agrícolas de los 500 habitantes de la comunidad.

En el caso concreto de la obtención del syngas, permitirá producir electricidad de 25kW a partir de la gasificación de la madera de pino encino sobrante del manejo forestal, reduciendo así las emisiones de gases contaminantes de la leña y de los generadores diésel.

El uso de esta biomasa para generar el syngas frenará el consumo de leña como principal combustible, del que se queman entre 10-20 kg al día por vivienda, lo que supone un problema de deforestación y salud para los habitantes.

Con este proyecto, El Santuario pasará a abastecerse íntegramente a partir de fuentes renovables y servirá de ejemplo para su replicación y escalabilidad en otras comunidades rurales aisladas.

Si quieres saber más sobre los tipos de proyectos que desarrollamos en Genia Bioenergy para la obtención de gases renovables a partir de materia orgánica, no dudes en consultarnos.