Planta de generación de biogas y biometano

Una alternativa a la gestión de los residuos orgánicos agroganaderos y urbanos: el biometano

La Unión Europea, en su comunicado hacia una economía circular, un “Programa de cero residuos para Europa” ha fijado objetivos claros para que en el periodo 2030, se pueda conseguir que los residuos sean materias primas que se puedan reintroducir en el ciclo de la economía y así para 2025 evitar el vertido de todo residuo reciclable.

Los Estados Miembros se deben esforzar para eliminar la práctica totalidad de depósitos en vertederos para 2030, prohibir para 2025 el depósito en vertederos de los residuos biodegradables y conseguir que la recuperación de energía, incluidos el aprovechamiento energético de residuos y el uso de biocombustibles, desempeñen un papel relevante en relación con los residuos no reutilizables o reciclables y conseguir un uso más eficiente de la capacidad de recuperación de la energía.

Además, España está comprometida en el cumplimiento del objetivo de la Unión Europea de reducción de un 40% de los gases de efecto invernadero fijados para 2030, evitando así en Europa la emisión de 62 millones de toneladas de CO2 eq/año y, al menos, conseguir tener una cuota del 27% de energías renovables.

Por todo ello, España debe hacer un gran esfuerzo en la gestión correcta de los residuos para poder alcanzar en las fechas establecidas, los objetivos planteados por la Unión Europea en esta materia. De esta forma se está trabajando para que el tratamiento y gestión final de la fracción orgánica de los residuos, así como de la materia orgánica vegetal, sea el compostaje y/o la biometanización.

Biogás y biometano

El biogás se produce a partir de diferentes tipos de materias orgánicas mediante la fermentación anaeróbica de los mismos y reproduce de forma rápida el ciclo natural de estos componentes, por tanto, en el proceso de fermentación anaeróbica se obtiene biogás y un digestato muy rico en nutrientes como N, P y K, este último muy apreciado como abono orgánico mineral para las producciones agrícolas.

El biogás está compuesto por metano (50-70%), Dióxido de Carbono (25-40%) y pequeños porcentajes de N2, H2 y O2.

La depuración de biogás en biometano consiste en eliminar el dióxido de carbono y otras trazas existentes, y acercar lo máximo posible el biometano al gas natural, que por definición puede llegar a tener el 97% de metano.

El biogás se obtiene de dos fuentes principalmente:

  • Biogás de vertedero cuyo aprovechamiento viene determinado una vez sellados los vertederos in situ.
  • Biogás procedente de digestores. Este tipo de instalaciones depende del tipo de residuo proveniente de las depuradoras urbanas, de la fracción orgánica de los residuos urbanos (Forsu) y del industrial, procedente de la industria agro-ganadera.

Uso del biogás y el biometano

En Europa la energía primaria procedente del biogás superó en 2008 los 8 millones de Tep (Tonelada equivalente de petróleo). El biogás de vertedero contribuyó en un 36,1%, seguido de los digestores de lodos y digestores de residuos agro-ganaderos. En España a finales de 2010, la potencia eléctrica instalada con biogás era de 177 MW, siendo el 70% procedente del biogás de vertedero, debido a la gran cantidad de vertederos urbanos existentes en España, al contrario que otros países europeos según el Plan Energías Renovables, PER, 2011-2020.

En la Unión Europea tendrá especial impacto, en el futuro, el biogás de digestores para residuos Forsu y residuos industriales agro-ganaderos. El potencial de generación de biogás en España se eleva en 1,8 MTep. Para 2020, el Plan, tiene como objetivo disponer de 400 MW de potencia instalada.

Es interesante resaltar que un coche que funciona con biogás ahorra 2.600 kilos de emisiones de gases de efecto invernadero/año en comparación con un coche de gasolina. Una bolsa de desperdicios de residuos orgánicos produce el biogás necesario para impulsar 2 km un coche a gas y que un autobús de 55 pasajeros puede hacer 1.000 Km con los residuos que sus pasajeros producen en un año.

El uso del biogás va unido a su aprovechamiento energético en motores de cogeneración, calderas, turbinas, pudiendo general electricidad o calor. Un uso que cada vez es más interesante para la sociedad, en su conjunto, es su utilización como biometano en flotas de transporte y en su inyectado en la red de gas natural.

Así tenemos que 1 m3 de biogás (70% metano) equivale a 6,8 Kwh de electricidad, 1,5 kg de madera, 0,7 l de fueloil, 0,8 l de gasolina o 0,6m3 de gas natural.

Funcionamiento de una planta de biogás y biometano

El proceso de la digestión anaeróbica se produce fundamentalmente en dos fases:

  • Hidrólisis, por la cual los compuestos orgánicos complejos como hidratos de carbono, proteínas, lípidos son metabolizados en compuestos orgánicos simples como azúcares, aminoácidos y ácidos grasos. En esta fase se produce una acidogénesis de los ácidos grasos volátiles.
  • En la segunda fase se transforman los productos hidrolizados y fermentados en metano y dióxido de carbono, mediante una metanogénesis, por mediación de bacterias anaerobias estrictas, todo ello bajo unos factores críticos que regulan el proceso de digestión, además de la ausencia de oxígeno: temperatura óptima de crecimiento de los microorganismos, tiempo de retención hidráulica, o tiempo que permanece el efluente orgánico en el digestor, el pH, la alcalinidad, los ácidos volátiles, los nutrientes, fundamentalmente la relación C/N y la no presencia de elementos tóxicos.

Las fases del proceso de digestión de una planta agroindustrial serían: un pretratamiento para acelerar la hidrólisis y reducir el tiempo de residencia en el digestor, la codigestión anaeróbica para producir el biogás, la depuración y aprovechamiento, y el almacenamiento en gasómetros si es depurado, para su utilización en vehículos de transporte, en inyección a las redes de gas o en pilas de combustible.

Para la obtención de biogás procedente de los residuos orgánicos de los residuos urbanos (Forsu) la recogida se debe realizar de forma selectiva, bien recogida selectiva de grandes consumidores de materia orgánica o bien recogida domiciliaria seleccionada, para que la biodigestión actúe con su máxima eficacia.

También como hemos comentado anteriormente se puede obtener biogás de los vertederos sellados y de lodos de las plantas depuradoras de aguas residuales urbanas. Si bien actualmente el biogás obtenido se utiliza para obtener electricidad y calor, el gran reto será previa depuración, dedicar el biometano a las flotas de transporte público y a la inyección de este en las redes de suministro de gas.

Beneficios de la utilización del biometano

Según lo previsto por IDAE, las emisiones acumuladas (2011-2020) de CO2 evitadas por el nuevo parque de energía renovables del PER serían para el biogás, para la generación eléctrica de 3 millones de tCO2 y 1 millón tCO2 de biogás utilizado para calefacción/refrigeración. Adicionalmente se estima que en el periodo 2011-2020 las emisiones acumuladas de metano y dióxido de carbono emitidas por las nuevas instalaciones de gestión de purines y estiércoles serían de 10 millones de tCO2 asociados al objetivo eléctrico y 4 millones de tCO2 asociados al objetivo térmico.

La digestión anaeróbica es una tecnología madura, no obstante, el PER 2011-2020, establece que existen retos tecnológicos que se deben afrontar, como la optimización del diseño y operación de los digestores, el acondicionamiento del biogás, la codigestión, la hibridación con otras tecnologías y la valorización del digestato. El proyecto de singular interés PROBIOGAS ha identificado estos retos como los pretratamientos y nuevas aplicaciones del biogás.

Según los datos de emisión de gases de efecto invernadero correspondiente al año 2016, indicar que el sector energético supuso el 75% de las emisiones, el transporte el 27%, la agricultura el 11%y los residuos el 4%. Sobre todos ellos y de forma transversal el biogás actúa de forma importante en la disminución de los GEI.

Las emisiones de gas metano supusieron en España el 12% del total de las emisiones.

En Europa, Alemania y Suecia encabezan los países productores de biometano, que lo utilizan fundamentalmente para la propulsión de vehículos de transporte. En Suecia el 17% de la flota de autobuses se alimenta de biometano.

Sin duda desde la nueva economía circular la utilización del biometano cierra de forma importante el círculo de la producción de materia orgánica como residuo, su transformación en gas biometano, la generación del digestato como un importante fertilizante, el evitar la generación de gas de efecto invernadero y la utilización del producto en el transporte público o de vehículos de uso privado o como gas para usos domésticos o industriales.

El biometano es una energía renovable y se calcula que la depuración de 4% – 6% de biogás supondrá incrementar un 0,5% la cuota de energía renovable en el transporte y utilizar un 10% menos de gas natural.

Emgrisa y el biogás y el biometano

Emgrisa, como empresa especializada en servicios medioambientales, dispone de una planta de producción de biogás, que en el año 2016 ha tratado un total de 11.556 toneladas de residuos de origen agroganadero y agroindustrial, (75% purines y 25% restos de plantas de remolacha y tabaco), vertiendo a la red de distribución eléctrica un total de 1.349.474 kWhe, con lo que se llevan vertidos a la red eléctrica un total acumulado de 11.571.831 kWhe.

Asimismo, se ha suministrado a la Fábrica de ENUSA en Juzbado un total de 847.500 kWht para satisfacer las necesidades de climatización y ACS de dicha instalación.

Emgrisa sigue trabajando para potenciar este tipo de instalaciones que suponen un claro interés para ayudar en el cumplimiento de los compromisos ambientales y energéticos de España.

Publicado el 06/04/18


OFICINAS CENTRALES

Santiago Rusiñol, 12 · 28040 Madrid (España)

+34 91 411 92 15

info@emgrisa.es

OFICINAS PERÚ

Avda. Victor Andrés Belaúnde 147

Edificio Real 6, Of. 605 · San Isidro – Lima (Perú)

+51 171 659 08

info@emgrisa.pe

Nuestra experiencia, nuestro mejor servicio

Suscríbete a nuestra Newsletter