En muy poco tiempo, el mundo ha pasado de preguntarse “biogás, ¿qué es?” a comprender su verdadero potencial como fuente de energía sostenible y renovable.
La necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ha impulsado la búsqueda de fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles. En este contexto, el biogás se ha alzado como una de las alternativas más llamativas.
Su principal atractivo reside en que emplea residuos orgánicos para la producción de energía. Esto implica no solo que se reduce el uso de combustibles fósiles, sino que se sientan las bases para un nuevo tipo de economía basada en modelos circulares.
En vistas a estos beneficios, han aparecido una serie de políticas favorables para promover la producción del biogás, que no ha parado de crecer desde la década de 1990 pero que ha visto un auge imparable tras la última crisis energética.
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De acuerdo a cifras de la IEA, resulta vital que la producción y uso de biogás se acelere y supere las predicciones de crecimiento del 32% entre 2023-2028 si se quiere alcanzar el objetivo de cero emisiones para 2050.
El desarrollo tecnológico puede estar detrás de proveer soluciones a muchos de los retos a los que se enfrenta la producción de biogás y su uso como combustible sostenible.
Es precisamente en este contexto en el que destaca el papel de la criogenia. En pocas palabras, el tratamiento criogénico del biogás es capaz de purificar esta sustancia, eliminando gases no deseables y aumentando la concentración de metano. La sustancia resultante, el biometano, presenta aún un mayor potencial para un futuro descarbonizado. Analizamos por qué.
¿Qué es el biogás y cómo se obtiene?
El biogás es una mezcla de gases que se produce a través de la digestión anaeróbica (sin oxígeno) de materia orgánica. De este modo, el biogás permite convertir en fuente de energía sustancias como residuos agrícolas, estiércol animal, lodos de depuradoras o desechos de alimentos, entre otros.
Su composición consiste principalmente en metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), además de pequeñas cantidades de otros gases como el sulfuro de hidrógeno (H2S), entre otros.
Diferencias entre el biogás y el gas natural fósil
- El origen del biogás es la descomposición anaeróbica de materia orgánica biodegradable; en el caso del gas natural fósil, se genera durante millones de años a partir de la descomposición de materia orgánica enterrada, principalmente de restos de plantas y animales, en condiciones geológicas específicas.
- Ambos están principalmente compuestos de metano (CH₄), pero el biogás también contiene dióxido de carbono (CO₂) y pequeñas cantidades de otros gases; mientras que la composición del gas natural fósil varía dependiendo del yacimiento, pero generalmente contiene trazas de hidrocarburos como etano, propano y butano.
- El biogás es renovable, mientras que el gas natural fósil es un recurso finito, pues su formación requiere millones de años.
Biogás como energía renovable
Beneficios del biogás
- Renovable, pues su producción se basa en residuos orgánicos y se realiza con relativa facilidad y rapidez.
- Bajo impacto en emisiones de CO2 en comparación con combustibles fósiles.
- Reduce las emisiones de metano vinculadas a residuos de los sectores agrícolas y ganaderos (responsables del 60% de las emisiones globales de metano).
- Fuente de energía para electricidad, calor (inyectado en la red de gas natural) y biocombustibles.
- Promueve la reducción de residuos orgánicos agropecuarios y su aprovechamiento y potencial rentabilidad.
- Alta eficiencia frente a otras energías renovables como la fotovoltaica.
- Puede vincularse a la producción de fertilizante de alta calidad.
- Promueve resiliencia en el aprovisionamiento de energía, ya que puede producirse localmente.
Usos empresariales del biogás
Un vistazo a los usos diversos del biogás alrededor del mundo demuestra que se trata de una fuente de energía versátil. Por ejemplo, en el caso de Europa y Estados Unidos, hasta ahora se ha empleado mayoritariamente para la producción de energía y electricidad, seguido de la inyección en la red de gas natural y su uso en trabajos de agricultura y forestales.
Otras economías, como la de China o India, han empleado el biogás principalmente en usos residenciales, comerciales o públicos.
En gran medida, las políticas públicas para favorecer uno u otro uso del biogás han determinado estos resultados. Por ejemplo, en el caso europeo, la Directiva 2018/2001 sobre fuentes de energía renovables incorporó el objetivo del 1 % para 2025 y del 5,5 % para 2030 para el uso de biogás y otros combustibles renovables en el sector del transporte.
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Papel de la criogenia en la transformación de biogás en energía sostenible
La criogenia es una rama de la ingeniería que se ocupa de la producción y el manejo de temperaturas muy bajas, por debajo de los -150°C. Esta tecnología se aplica en diversos campos, desde la medicina hasta la industria espacial, y está demostrando un amplio rango de aplicaciones para la transición hacia energías más limpias y sostenibles.
En el caso del biogás, la criogenia se emplea para purificar y separar los componentes de esta sustancia, resultando un combustible de mayor calidad y más eficiente.
Además, la ingeniería criogénica resulta también fundamental para el almacenamiento del biometano en tanques criogénicos que garanticen su estabilidad y eviten su evaporación.
Del biogás al biometano
Más arriba en este artículo explicamos que el biogás se compone principalmente de metano (CH4), pero también de dióxido de carbono (CO2) y pequeñas cantidades de otros gases (sulfuro de hidrógeno, vapor de agua, amoníaco…).
La separación criogénica del biogás se realiza enfriando el gas a temperaturas criogénicas. De este modo, el CO2 y otros contaminantes se solidifican o licúan, mientras que el metano permanece en estado gaseoso, facilitando su separación.
Esta separación puede tener lugar mediante diferentes técnicas: lavado con agua (Pressurized Water Scrubbing), separación por presión (Pressure Swing Adsorption) y separación criogénica, que permite obtener biometano líquido, más fácilmente transportable y almacenable.
Se obtiene así metano puro o biometano, que tiene diversas aplicaciones, incluyendo combustible para la generación de energía eléctrica y térmica, combustible para vehículos, o su inyección en la red de gas natural.
El proceso, por tanto, logra dos objetivos:
- Eliminación del CO2, sulfuro de hidrógeno y otros componente del biogás, que pueden causar daños en equipos y tuberías además de emisiones dañinas.
- Purificación del metano, lo cual lo eleva y compara a otras fuentes de energía altamente eficientes y limpias como el gas natural.
En pocas palabras, el resultado es un combustible más eficiente y de más alta calidad, aún más capaz de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
La flexibilidad de aplicaciones de este metano de alta pureza incluye, por ejemplo, su uso para descarbonizar sectores que han sido típicamente difíciles de electrificar, como el transporte o la industria.
En definitiva, el proceso de conversión del biogás en biometano supone obtener una alternativa al gas natural sostenible y viable, fomentando su uso en cualquier aplicación destinada a esta fuente de energía, incluyendo la infraestructura ya existente (como la red de gas natural).
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