Hasta el 50% de la energía obtenida del biogás está disponible en forma de calor, o energía térmica, a través de los motores de cogeneración.
Una energía térmica que resulta fundamental para el rendimiento económico y medioambiental de las plantas de biogás: entre el 20-40% del calor generado se utiliza para cubrir las propias necesidades de la planta de biogás, como es el calentamiento de los digestores y la pasteurización de la materia prima y el digestato.
El resto del calor generado sería un excedente de energía térmica que puede utilizarse para otros fines como la generación de electricidad adicional, para calefacción, procesos industriales, etc.
Los principales consumidores de este excedente de energía térmica procedente de las plantas de biogás vienen a ser aquellos que tienen una alta demanda de calor, de forma continua, todo el año.
En este grupo estarían incluidas empresas del sector agroalimentario (productores de carne, cervecerías, etc.), centros recreativos, deportivos y sanitarios (hospitales).
Para aprovechar el excedente de energía térmica procedente del 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 de calefacción.
Dificultades en el uso de la energía térmica generada con biogás
A la hora de poder aprovechar el excedente de energía térmica generado a partir del biogás, hay una serie de problemas que han impedido su aplicación en una escala similar a la electricidad.
Estos problemas vienen a ser:
- Variación estacional de la demanda de calor: la demanda en invierno es mayor que en verano. Por ejemplo, durante el invierno aumenta la necesidad de calor para mantener la temperatura del digestor y también aumenta la demanda de energía térmica en otros usos, como la calefacción. Por el contrario, esta demanda cae en verano y el excedente de energía térmica puede aprovecharse convirtiéndolo en frío, o transformando el biogás en biometano para su inyección en red o almacenamiento.
- Proximidad del consumidor final: la infraestructura necesaria para transportar el calor resulta cara y supone grandes pérdidas de energía. Debido a esto, resulta importante identificar consumidores finales in situ o locales (próximos a la planta de biogás) para que el aprovechamiento sea lo más rentable posible.
- Temperatura y cantidad de calor: un motor de cogeneración puede producir calor de alto y bajo grado, pero para que la transformación del biogás en energía térmica sea eficiente, los requerimientos de temperatura para el uso de excedente de calor deben ser similares a los requerimientos para la propia planta de biogás.
- Coste de la infraestructura: la instalación de la infraestructura para la transferencia de calor resulta cara y compite con la infraestructura ya existente para combustibles fósiles.
Usos potenciales de la energía térmica a partir del biogás
Entre los posibles usos potenciales de la energía térmica generada a partir del biogás, la calefacción urbana, su uso en invernaderos y en algunos procesos industriales son algunos de los que se han aplicado con éxito.
Calefacción urbana
La calefacción urbana o redes de calor consisten en una red de tuberías aisladas que suministran calor generado, a través de un motor o caldera de cogeneración, en forma de agua caliente o vapor desde el punto de generación hasta el consumidor final.
Se trata de un sistema que permite distribuir el calor generado en un punto centralizado a empresas, zonas residenciales o comerciales.
Las redes de calor varían considerablemente en tamaño y longitud: los sistemas de pequeña escala pueden suministrar calor sólo a unos pocos hogares, mientras que los sistemas a gran escala pueden dar servicio a comunidades enteras, zonas industriales o ciudades.
Este sistema puede proporcionar independencia energética en zonas aisladas que no dispongan de otra fuente de energía térmica fiable, al tiempo que contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), al sustituir a los combustibles fósiles.
Energía para los invernaderos
La demanda energética de los invernaderos para poder proporcionar las condiciones óptimas a los cultivos es alta.
Así, el mantener una temperatura constante entre 20-25˚ C supone uno de los costes operativos más elevados en este tipo de instalaciones.
Por lo que, el poder aprovechar la energía térmica proporcionada por una planta de biogás puede resultar una solución fiable y barata. Para que esto sea así, se debe reducir al mínimo la distancia entre el invernadero y la planta de biogás.
Energía térmica para procesos industriales
En las instalaciones industriales, la energía térmica se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, tales como lavar, cocinar, esterilizar, secar o calentar procesos.
La demanda de calor de las industrias de procesamiento de alimentos (p.ej. cerveceras, conservas de fruta, etc.) es grande y, parte de esta, puede ser satisfecha con la energía térmica generada a partir del biogás.
Los propios residuos orgánicos generados en las industrias de transformación de alimentos pueden ser utilizados como materia prima en el digestor y obtener, de ellos el biogás. Algo que reduce el coste energético operativo y favorece la gestión de estos residuos, siguiendo el modelo de economía circular.
Además, haciendo uso de la energía térmica que proporciona el biogás, las industrias pueden cumplir con los límites de emisiones permitidos.
Estas industrias estarían haciendo uso de una fuente de energía renovable fiable y reducirían su dependencia respecto a los combustibles fósiles y, con ello, los costes.
Dependiendo del tipo de residuos orgánicos y el uso final que se le vaya a dar al biogás, la planta de biogás requerida será de un tipo u otro.
Desde Biogás Industrial podemos ofrecerte la solución que mejor se adapte a las características de tu proyecto, para optimizar tanto la producción de biogás como su aprovechamiento energético.