El gas metano se halla en el centro de un gran número de iniciativas que a día de hoy trabajan para avanzar hacia la transición energética y la reducción de emisiones.
El foco puesto sobre el gas metano es aún más intenso debido a la naturaleza paradójica del impacto ambiental de este elemento. Por un lado, reducir las emisiones de metano resulta imprescindible, ya que se trata de uno de los gases de efecto invernadero más dañinos. Es en este contexto en el que es posible entender iniciativas como el Pacto del metano, firmado en 2021, para lograr frenar las emisiones de metano.
Por otro lado, el gas metano también se considera uno de los vectores energéticos con potencial benéfico debido a su capacidad de actuar como “combustible puente”, como explicamos más abajo. Además, el biogás y el biometano están siendo utilizados para generar economías circulares capaces de convertir lo que podrían ser emisiones dañinas en recursos de energía sostenible.
En este contexto, las propiedades del metano y sus aplicaciones están siendo activadas como parte de alternativas energéticas prometedoras, un rol en el que la tecnología criogénica tiene mucho que aportar. Lo analizamos.
Gas metano: ¿qué es y por qué es importante?
El gas metano (CH₄) es un elemento compuesto de un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno, unidos en un enlace covalente.
Incoloro e inodoro a temperatura ambiente, se trata de un gas presente en yacimientos de gas natural y depósitos de petróleo, además de ser producido en procesos de descomposición anaeróbica.
La importancia actual de este compuesto se debe a varias razones. Por un lado, es el principal componente del gas natural, que a día de hoy se alza como una de las fuentes de energía más empleadas. Se trata, además, de un gas de efecto invernadero particularmente potente. Este es el motivo de que el foco esté puesto en la reducción de las emisiones de gas metano para mitigar el cambio climático. Unas emisiones que aparecen en diversos escenarios:
- Durante la extracción y uso de combustibles fósiles (gas natural, petróleo o carbón)
- Quema de biomasa (incendios forestales o como fuente energética)
- Emisiones debidas a la ganadería (la digestión de rumiantes como vacas, ovejas y cabras genera emisiones de metano)
- La descomposición de materia orgánica en vertederos
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Es precisamente a través de algunas de estas emisiones donde se halla el potencial del metano para convertirse en un factor clave para la economía circular energética.
Explicado brevemente, la descomposición de residuos orgánicos sin un proceso controlado implica que los microorganismos anaeróbicos liberan metano directamente a la atmósfera. No obstante, al capturar estas emisiones (que contienen un 55-70% de metano, y otros gases) es posible utilizarlas como fuente de energía, tal y como explicamos más abajo en este artículo.
Propiedades y usos del metano
- A temperatura y presión estándar (25 °C y 1 atm), es incoloro e inodoro
- Altamente inflamable
- Molécula no polar
- Punto de ebullición: -161°C
- Punto de fusión: -183°C
- Peso molecular: 16.04 g/mol
- Temperatura de autoignición: 537°C
- Densidad en estado gaseoso (1 atm, 0 °C): 0.717 kg/m³
- Solubilidad en agua ml/100 ml: 3.3 a 20°C
- Calor de combustión: aproximadamente 55.5 MJ/kg
- Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 5-15
Estas propiedades están detrás de los diversos usos del gas metano en la actualidad, que incluyen:
- Su uso como fuente de energía no renovable para calefacción, generación eléctrica y como combustible en procesos industriales
- Se emplea como base para la fabricación de productos sintéticos, además de hidrógeno, amoníaco y metanol, entre otros.
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El gas metano como fuente de energía renovable y algunas de sus ventajas a nivel de sostenibilidad
El gas metano ha estado en el punto de mira en los últimos años como fuente de energía ante la preocupación sobre el desabastecimiento de los combustibles fósiles.
Aunque su uso como combustible no es completamente inocuo, se contempla como una fuente de energía más limpia ya que, quemado adecuadamente, genera menos CO₂ por unidad de energía producida en comparación con el carbón o el petróleo.
A continuación, desgranamos algunas de las claves para comprender el papel del gas metano en el contexto energético actual:
1. La producción de energía a partir del metano
El metano es utilizado ampliamente para la generación de electricidad, calefacción y como combustible. Aunque existen múltiples formas formas en que el metano es utilizado para producir energía (incluyendo métodos experimentales como el uso de hidratos de metano), los usos principales a día de hoy incluyen:
- Generación de electricidad en centrales térmicas. El metano se quema para generar calor. Éste produce vapor de agua e impulsa una turbina conectada a un generador eléctrico. Los modelos de ciclo combinado ofrecen mejores resultados en cuanto a sostenibilidad.
- Quema de metano en motores o turbinas de gas. También disponibles en ciclos combinados (más sostenibles).
Más allá del uso del metano como tal para la producción de energía, es preciso dedicar un espacio al biogás y el biometano, y su actual aprovechamiento como fuente de energía renovable y modelo circular.
Como hemos adelantado más arriba, el biogás es una mezcla de gases que se produce a partir de la descomposición anaeróbica (sin oxígeno) de materia orgánica (residuos agrícolas, estiércol o residuos sólidos urbanos). A través de su aprovechamiento como fuente de energía, no solo se reducen las emisiones de metano, sino que se genera un proceso de economía circular capaz de convertir residuos en recursos.
Un paso más allá va el biometano: tras un proceso de purificación, este compuesto elimina el dióxido de carbono presente en el biogás, convirtiéndose en una fuente de energía más limpia. Entre sus ventajas está el hecho de que puede utilizarse inyectándose en la infraestructura del gas natural convencional, entre otras aplicaciones energéticas.
En su informe sobre biogás y biometano de 2023, la Agencia Internacional de Energía destacaba el potencial de estos compuestos para reducir “no solo las emisiones de CO2 vinculadas a la quema de combustibles fósiles, sino también a las emisiones producidas desde los sectores de residuos y agricultura/ganadería”.
Importancia del gas metano en la transición energética y su papel en el panorama energético global
Como hemos mencionado más arriba, el gas metano presenta un menor impacto ambiental en comparación con otros combustibles fósiles.
Más concretamente, se calcula que el metano emite alrededor de un 50% menos de dióxido de carbono por unidad de energía generada en comparación con el carbón; respecto al petróleo, la reducción es del 30%. Además, también reduce las emisiones de otros contaminantes, como óxidos de nitrógeno (NOₓ), dióxido de azufre (SO₂) y partículas finas.
Su alta eficiencia energética y versatilidad en su uso (desde calefacción, a generación de electricidad, o en la producción de hidrógeno) y la disponibilidad de reservas lo convierten en una alternativa factible al uso de combustibles fósiles más contaminantes.
De este modo, el gas metano se considera como un “combustible puente” en la transición hacia fuentes de energía renovables, cuya disponibilidad e infraestructuras aún deben progresar para hacer frente a la demanda energética actual.
A este potencial es preciso añadir el del biogás y, más especialmente, el biometano. Su producción sostenible y circular los convierten en grandes aliados para la transición energética. Por su mayor pureza y eficiencia energética, el biometano está llamado a convertirse en un agente clave en esta transición.
A su vez, este potencial debe venir acompañado de prácticas efectivas para reducir las emisiones, mejorando la gestión de residuos y las tecnologías de captura.
Cryospain: aliados para el empleo sostenible de metano
Como expertos en ingeniería criogénica, desde Cryospain ponemos nuestro granito de arena en el desarrollo de tecnologías capaces de avanzar hacia la transición energética.
Respecto al gas metano, las tecnologías de almacenamiento criogénico permiten almacenar gas metano, biometano y biogás de forma extremadamente eficiente y segura, al igual que ocurre en el transporte y almacenamiento de gas natural comprimido.
Además, la ingeniería criogénica está detrás de la obtención del biometano: en los procesos de purificación, la licuefacción del biogás es la que permite eliminar el CO2 y otros compuestos no deseados.
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