La producción de biogás ha adquirido una posición de relevancia en los últimos años por su papel clave para la transición energética.
Su obtención a partir de la valorización energética de los residuos orgánicos de diferente procedencia (agroindustriales, lodos de depuradora, RSU, etc) permite integrar el modelo de economía circular en la gestión de estos residuos, al tiempo que se proporciona energía renovable.
El biogás puede emplearse para generar electricidad y calor, o como biocombustible, permitiendo reemplazar a los combustibles fósiles. Algo de especial interés en sectores de difícil descarbonización, como el transporte pesado y la industria, por su capacidad para reducir las emisiones y la dependencia energética.
Por lo tanto, resulta importante lograr un desarrollo tecnológico lo más eficiente y sostenible posible, y aunque su tecnología está madura, se ha de seguir trabajando para innovar y mejorar en todos sus procesos.
Medidas para reducir las fugas accidentales de biogás
La digestión anaerobia llevada a cabo en el interior de los digestores evita las emisiones de metano durante el proceso de producción del biogás. Sin embargo, en ocasiones pueden producirse fugas accidentales de metano.
En su libro blanco sobre las plantas de biogás y biometano, la Asociación Europea de Biogás (EBA) analiza este aspecto y propone una serie de estrategias de mitigación aplicables a las plantas de biogás.
Estas estrategias se dividen en tres categorías:
- Medidas técnicas: relacionadas con el diseño y la operativa de la planta de biogás. Estas medidas incluyen la elección técnica durante la fase de diseño y el mantenimiento general y preventivo para evitar la pérdida de rendimiento.
- Medidas operativas: acciones llevadas a cabo durante la operación de la planta. Estas medidas promueven y fomentan buenas prácticas en la gestión y operativa de las plantas de biogás, como realizar inspecciones regulares, establecer un plan de mantenimiento, realizar cálculos del balance de masa para identificar pérdidas y analizar el potencial de metano residual del digestato.
- Medidas secundarias de mitigación: acciones complementarias a las medidas primarias (técnicas y operativas). Estas incluyen la transferencia de conocimiento mediante cursos para los operadores, workshops, publicaciones, etc., así como la implementación de esquemas voluntarios de autoinspección.
Según el libro blanco, la industria del biogás ha avanzado mucho en el desarrollo de estrategias para mitigar las fugas de metano. Las plantas de biogás actuales se planifican, construyen y operan específicamente para prevenir estas fugas, y se continúa trabajando en nuevas mejoras.
Aprovechando el excedente de energía: el calor
Durante la producción de biogás es importante aprovechar al máximo la energía generada.
Hasta el 50% de la energía obtenida del biogás está disponible en forma de calor a través de los motores de cogeneración. De este calor, entre el 20% y el 40% se utiliza para cubrir las necesidades propias de la planta de biogás, como el calentamiento de los digestores y la pasteurización de la materia prima.
El excedente de energía térmica restante también puede aprovecharse para otros fines, mejorando así, la eficiencia energética de la planta de biogás.
Existen varias formas de utilizar este excedente de energía térmica:
- Sistemas de calefacción urbana: se pueden establecer redes de calor que suministren el calor generado en forma de agua caliente o vapor desde el punto de generación hasta el consumidor final. De esta manera, se distribuye el calor generado en la planta de biogás a empresas, zonas residenciales o comerciales cercanas.
- Calefacción para invernaderos: el excedente de calor puede utilizarse para mantener la temperatura de los invernaderos próximos a la planta de biogás, lo que reduce los costos operativos de estos.
- Energía térmica para procesos industriales: se puede emplear en una amplia variedad de procesos, como el lavado, la cocción y la esterilización, lo que ahorra energía a la industria y ayuda a cumplir con los límites de emisiones permitidos.
Para aprovechar adecuadamente el excedente de energía térmica de una planta de biogás, es necesario evaluar las demandas totales, anuales y máximas de calor, así como la temperatura requerida. De esta manera, se puede realizar una planificación correcta de los sistemas que permitan aprovechar esa energía.
Optimizando el potencial de los residuos mediante la codigestión
El proceso de codigestión consiste en el tratamiento conjunto de diferentes tipos de residuos orgánicos. Su objetivo es mejorar el equilibrio de nutrientes y las características físico-químicas de la materia prima, lo que resulta en una mejor estabilización del sistema y una mayor eficiencia en la producción de biogás.
Con la codigestión se pueden compensar las deficiencias de cada tipo de residuo por separado, unificar la metodología de gestión de los mismos y amortiguar las variaciones temporales de producción y composición individual.
Por lo general, este proceso se utiliza en plantas de biogás de autoconsumo, de tamaño mediano o grande, que requieren una producción estable a largo plazo.
Los residuos orgánicos tratados suelen proceder de grandes industrias del sector agropecuario, agroalimentario o de gestores de residuos.
Un gemelo digital para mejorar la eficiencia y sostenibilidad
Aplicar la tecnología del gemelo digital en una planta de biogás permitiría realizar un control predictivo de la planta, su optimización y el poder proponer mejoras en el diseño, por medio de la inteligencia artificial.
La aplicación de esta innovadora tecnología se está llevando a cabo en el proyecto “DigitalTwin4AgroBiogas”, liderado por el Clúster Aragonés de Alimentación (Asociación Aragón Innovalimen), con la colaboración de Genia Bioenergy, AEI-Gasnam, la empresa tecnológica Soluciones Cuatroochenta y la Ganadera Unida Comarcal (GUCO) del Grupo Arcoiris.
El proyecto diseñará y desarrollará un gemelo digital, basado en inteligencia artificial, con el fin de mejorar la viabilidad de las plantas y ofrecer una solución sostenible para el tratamiento de los residuos orgánicos. Se espera mejorar la producción de biometano por tonelada de residuo, minimizar los costes relativos a la gestión de los residuos e incrementar el potencial de descarbonización del gas renovable generado.
Un ejemplo claro del trabajo de innovación y mejora que se está realizando desde los sectores implicados para lograr una producción más eficiente y sostenible de este gas renovable.
Desde Biogás Industrial podemos ofrecerte la solución que mejor se adapte a las características de tu empresa y tipo de residuos a tratar para optimizar, tanto la producción de biogás como su aprovechamiento energético.