El biogás se está posicionando como una alternativa a los combustibles fósiles tradicionales, al permitir el mantenimiento de la infraestructura existente mientras ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto viene respaldado por las mejoras tecnológicas y el estímulo de los gobiernos, que ven en este combustible una solución a los problemas de seguridad energética a través de la diversificación de las fuentes y el desarrollo agrícola, además de una alternativa más sostenible.

En este artículo presentamos los principales pasos del proceso de producción de biogás. Además, se describen algunas de las ventajas en comparación con los combustibles actuales y aplicaciones de interés. Sin embargo, hay desafíos que vale la pena mencionar y otras desventajas a tener en cuenta.

El proceso de producción de biogás comienza con la obtención de biogás a través de un proceso de digestión anaeróbica a partir de diversos tipos de fuentes orgánicas, por ejemplo, residuos de aguas residuales, estiércol, residuos agrícolas, entre otros. El biogás generado contiene principalmente metano (CH4) -componente principal del gas natural- y dióxido de carbono (CO2), así como otros gases en menor proporción considerados como residuos. Estos gases normalmente se emitirán a la atmósfera, aunque su tratamiento puede evitarse (el CH4 contribuye al efecto invernadero casi 30 veces más que el CO2).

Dependiendo del tipo de materia orgánica alimentada, los gases deseados se producirán en diferentes proporciones y volúmenes. Por lo tanto, la elección del menú es crucial para el proceso. A continuación, para aumentar su pureza y, por tanto, su intensidad energética, el biogás se convierte en biometano separando el CO2 y los residuos a través del proceso de mejora. Finalmente, este biometano, que se compone principalmente de metano procedente de fuentes naturales renovables, será i) convertido en BioGNL a través de un proceso de licuefacción, ii) inyectado en la red de gas natural, o iii) utilizado directamente para la generación de electricidad y calor.

Además de las salidas gaseosas, también se obtienen residuos sólidos de la digestión anaeróbica que pueden ser utilizados como fertilizantes debido a su contenido de materia orgánica y minerales como nitrógeno o fósforo.

Este proceso se sintetiza en el siguiente diagrama:

Fuente: Haya Energy Solutions

Además del impacto positivo para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, como se ha explicado, el biogás puede tener un impacto neutro o incluso negativo de carbono, la combustión de metano produce niveles más bajos de contaminantes atmosféricos como óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado (PM), en comparación con otros combustibles. Con todo, el biometano aporta todos los beneficios del gas natural para el sistema energético sin las emisiones netas asociadas.

Además, el biogás se puede producir localmente a partir de residuos orgánicos fácilmente disponibles, lo que reduce la dependencia de los combustibles fósiles importados y mejora la seguridad energética, es totalmente despachable (teniendo en cuenta las cargas y los tiempos de los reactores) y puede utilizar la infraestructura ya existente.

Un análisis detallado realizado por la Agencia Internacional de Energía (AIE) mostró que la disponibilidad de materias primas sostenibles para el biometano (sin considerar las que compiten con los alimentos por las tierras agrícolas) es de alrededor del 20% de la demanda mundial de gas natural y está ampliamente distribuida en todo el mundo. El potencial de la UE es de alrededor del 10% del total mundial.

Tanto la independencia ambiental como la energética han sido uno de los principales impulsores del apoyo político de los gobiernos. Además, el Plan REPowerEU afirma que impulsar la producción sostenible de biogás es un camino rentable para lograr la ambición de la UE de reducir las importaciones de gas natural de Rusia.

Europa (y principalmente Alemania) lidera el uso de biogás, representando más del 45% de la producción mundial (205 TWh de 450 TWh). Le sigue de cerca China, donde hace algunas décadas se desarrollaron digestores domésticos para proporcionar energía limpia para cocinar y uso residencial en zonas rurales, con casi 42 millones de digestores domésticos instalados en 2015. Sin embargo, en 2015, la política del gobierno cambió hacia la generación combinada de calor y electricidad (CHP). Para 2028, la AIE prevé que se producirán unos 600 TWh al año, de los cuales el 43% se producirán en Europa.

Este biogás puede tener varios usos, en Europa por ejemplo se utiliza principalmente para la generación de electricidad y calor, mientras que en China, como se mencionó anteriormente, se utiliza principalmente para fines residenciales. Puede inyectarse en la red natural, utilizarse para la transformación industrial o como sustituto de los combustibles para el transporte, especialmente cuando se licúa.

Una de las principales barreras para el despliegue del biogás en Europa es la diferencia de costes entre el coste de producción del biogás (entre 54 €/MWh y 109 €/MWh) y los precios del gas natural (actualmente por debajo de los 40 €/MWh), incluso con los precios actuales del CO2. Con el fin de apoyar las inversiones, los gobiernos están incentivando aún más el uso del biogás. Es probable que en los próximos años se establezca una red comercial en torno al biogás que ayudará a ampliar el ritmo y la escala del crecimiento del biometano conectando los centros de producción y demanda

Estos elevados costos también pueden reducirse a través de una mejora de la tecnología utilizada que, desarrollada en gran medida para servicios públicos a gran escala, para servicios públicos distribuidos a pequeña escala, aún está en desarrollo; y a través de una optimización del suministro y tratamiento de materias primas. Otro obstáculo para este despliegue es la resistencia de las comunidades locales a las plantas de biogás debido a la preocupación por los olores, el tráfico y otros impactos ambientales.

En conclusión, la diversificación de la matriz energética sirve como una forma alternativa de mejorar la seguridad energética, disminuir las importaciones de combustibles fósiles y con el potencial de proporcionar suministro local en los países que se produjeron. La infraestructura de GNL existente se puede utilizar para «conectar» el biogás producido sin implicar grandes sumas de inversión en costos de infraestructura. El futuro del biogás no debe considerarse por separado del contexto más amplio del sistema energético mundial.

Cheyenne Rueda Lagasse