Ventajas de los sistemas de cogeneración en plantas de biogás

Ventajas de los sistemas de cogeneración en plantas de biogás

Los sistemas de cogeneración en las plantas de biogás son una alternativa eficiente y rentable que optimiza la producción y uso del biogás.

Estos sistemas tienen la capacidad de generar energía eléctrica y térmica simultáneamente, maximizando el uso de recursos renovables y minimizando el impacto ambiental.

En este sentido, conocer las ventajas y aplicaciones de la cogeneración resulta relevante y necesario para comprender su papel en la construcción de un modelo energético más resiliente y sostenible.

 

¿Qué es la cogeneración en plantas de biogás?

La cogeneración, también conocida como generación combinada de calor y electricidad (CHP, por sus siglas en inglés), es un sistema que permite producir energía eléctrica y aprovechar simultáneamente el calor residual derivado de este proceso.

En el ámbito de las plantas de biogás, este sistema se basa en el uso del biogás como combustible principal para los motores o turbinas del sistema.

El biogás, compuesto principalmente por metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂), se genera mediante la digestión anaeróbica de residuos orgánicos, como deyecciones ganaderas, restos de alimentos o lodos de depuradora. Este gas renovable se utiliza en motores de cogeneración para producir electricidad, mientras que el calor generado en el proceso es capturado para ser empleado en diversas aplicaciones industriales, agrícolas o residenciales.

El funcionamiento de un sistema de cogeneración en plantas de biogás se basa en un motor térmico o una microturbina. A medida que el biogás se quema en el motor, la energía química del gas se convierte en energía mecánica, que posteriormente es transformada en electricidad mediante un generador.

El calor generado durante este proceso, que en sistemas convencionales se pierde, se recupera a través de intercambiadores de calor y se utiliza para calefacción, procesos industriales o para mantener la temperatura óptima del digestor anaeróbico.

Un ejemplo común del uso de estos sistemas de cogeneración en plantas de biogás tiene lugar en instalaciones agrícolas, donde el biogás se produce a partir de las deyecciones ganaderas (estiércol y purines).

La electricidad generada se utiliza para el funcionamiento de la planta y el calor se redirige para mantener el digestor a temperaturas adecuadas o para calentar invernaderos, si es el caso. Esta integración asegura un uso eficiente de los recursos disponibles.

 

Ventajas que ofrece la cogeneración en plantas de biogás

Entre las principales ventajas de los sistemas de cogeneración en plantas de biogás, cabe destacar las siguientes:

 

Eficiencia energética

La cogeneración se caracteriza por su alta eficiencia energética, que puede superar el 80% en sistemas bien diseñados.

A diferencia de los métodos tradicionales de generación de electricidad, donde gran parte de la energía se pierde en forma de calor, los sistemas de cogeneración aprovechan este calor, incrementando significativamente el rendimiento total del proceso.

En las plantas de biogás, esta eficiencia energética se traduce en una optimización del uso del metano contenido en el biogás. Esto no sólo reduce la necesidad de recursos adicionales, sino que también mejora la sostenibilidad operativa, garantizando un aprovechamiento integral del gas generado.

 

Beneficios económicos

La cogeneración en plantas de biogás puede ofrecer un retorno de inversión atractivo gracias a la reducción de costos energéticos y la posibilidad de obtener ingresos adicionales.

Al producir tanto electricidad como calor, las plantas pueden reducir o eliminar su dependencia de proveedores externos de energía, lo que se traduce en un ahorro significativo.

Además, en muchos países, la electricidad generada mediante sistemas de cogeneración puede ser vendida a la red eléctrica, generando ingresos adicionales. Esta práctica es especialmente ventajosa en regiones con incentivos o subvenciones para la producción de energía renovable. Según la experiencia de varios proyectos, los sistemas de cogeneración pueden amortizarse en plazos relativamente cortos, dependiendo del tamaño de la instalación y los precios de la energía.

 

Ventajas medioambientales

El uso de los sistemas de cogeneración en plantas de biogás contribuye de manera significativa a la sostenibilidad medioambiental de estas instalaciones. Entre sus principales beneficios destacan:

  • Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: Al utilizar el metano como combustible, se evita su liberación a la atmósfera, donde tendría un impacto climático mucho mayor que el CO₂ resultante de su combustión. Además, el uso eficiente del biogás disminuye la necesidad de combustibles fósiles, lo que contribuye a la reducción de emisiones de gases contaminantes.
  • Menor desperdicio de energía: Al aprovechar el calor residual, se optimiza el uso de los recursos energéticos disponibles, reduciendo la huella ambiental de las plantas.
  • Contribución a la economía circular: Las plantas de biogás que emplean cogeneración son un ejemplo claro de economía circular, ya que utilizan residuos orgánicos para generar energía, devolviendo nutrientes al suelo en forma de digestato (fertilizante orgánico).

 

Aplicaciones y casos de uso

Los sistemas de cogeneración en plantas de biogás tienen aplicaciones versátiles en diversos sectores industriales y agrícolas:

  • Sector agrícola: Las explotaciones agrícolas suelen utilizar la cogeneración para producir energía a partir de las deyecciones ganaderas. El calor generado puede emplearse para mantener la temperatura de los digestores anaeróbicos o para calefacción de instalaciones.
  • Industria alimentaria: Empresas de procesamiento de alimentos utilizan sus residuos orgánicos para generar biogás que, mediante los sistemas de cogeneración, es aprovechado para cubrir las necesidades energéticas internas.
  • Municipios y gestión de residuos: Las plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos son ejemplos clave donde el biogás producido se utiliza en sistemas de cogeneración para generar electricidad y calor, que puede ser redirigido a las comunidades locales.

 

En Alemania, uno de los líderes mundiales en el uso de biogás, las plantas de cogeneración han demostrado ser fundamentales para el suministro energético descentralizado en áreas rurales. Asimismo, en países como España e Italia, proyectos en el sector agrícola han mostrado un impacto positivo tanto en términos económicos como medioambientales, consolidando a la cogeneración como una tecnología esencial para el desarrollo sostenible.

 

La cogeneración en plantas de biogás ofrece una solución eficiente, económica y sostenible para el aprovechamiento de los recursos renovables.

Su capacidad para combinar la producción de electricidad con la recuperación de calor convierte a este sistema en una herramienta esencial para sectores como la agricultura, la industria alimentaria y la gestión de residuos.

En un contexto actual, donde lograr la sostenibilidad y la economía circular son necesarias, apostar por los sistemas de cogeneración en plantas de biogás es una opción rentable, eficiente y comprometida con el desarrollo sostenible.

 

Desde Biogás Industrial podemos asesorarte sobre la tecnología del biogás y el biometano, y sus aplicaciones. Ponte en contacto con nosotros para resolver todas tus dudas.