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El biometano: Situación actual y perspectivas para el futuro

12/07/2023

El biometano: Situación actual y perspectivas para el futuro

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Joan Mata Álvarez

Joan Mata Álvarez

  • Doctor en Química por la Universidad de Barcelona
  • Máster en Ciencias Ambientales
  • Profesor Emérito de Ingeniería Química en la UB
  • Experto en tecnologías BRM
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"Con un enfoque estratégico y un marco regulatorio favorable, España puede aprovechar al máximo el potencial del biometano como una fuente de energía limpia y renovable, contribuyendo así a la transición hacia un sistema energético más sostenible y descarbonizado"
 
El biometano, obtenido mediante el proceso de “upgrading” del biogás, ha adquirido una gran importancia como fuente de energía renovable, limpia, flexible y sostenible. Al reemplazar los combustibles fósiles, reduce de manera efectiva las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuye a la mitigación del cambio climático. Para llevar a cabo esta transformación, existen diversas tecnologías, como el lavado del biogás (“scrubbing”) y muy en especial la separación por membranas que se utiliza de forma muy amplia últimamente.
 
La producción de biometano ofrece ventajas en términos de impacto ambiental y gestión sostenible de los residuos orgánicos. Sin embargo, se enfrenta a retos tales como los altos costos de inversión, la complejidad técnica, la variabilidad de la materia prima y las limitaciones de infraestructura. Además, está sujeta a barreras regulatorias y normativas que varían según los países y las regiones. Por lo tanto, se requiere establecer marcos regulatorios claros y coherentes que fomenten el desarrollo y la expansión de la producción de biometano.
 
Según la Asociación Europea de Biogás (EBA, 2022), en 2020 la producción de biogás en Europa-27 fue de 167 TWh, con alrededor de 18.500 plantas, mientras que la producción de biometano alcanzó los 16 TWh, con cerca de 900 plantas de transformación. En 2021, la producción total de biogás y biometano aumentó, alcanzando los 196 TWh, lo que representó el 4,5% del consumo de gas en Europa. El 19% de esta producción correspondió al biometano, habiendo experimentado un crecimiento superior al 20% en comparación con 2020 debido a la instalación de 184 nuevas plantas. Según la EBA, el valor actual del mercado del biogás en Europa se estima en alrededor de 2.000 millones de euros. A partir de los primeros datos disponibles de la EBA, se confirma que para 2022, la expansión de las plantas de biometano será aún mayor (Smallops, 2022).  La Figura 1 muestra la evolución de la producción  y el número de plantas de biometano en Europa durante el período 2017-2021. Se aprecia el fuerte crecimiento de plantas de biometano del 2020 al 21, tendencia que ha aumentado en el 2022.
 
 
 
 
Por otra parte, las estimaciones para 2030 indican que la producción conjunta de biogás y biometano alcanzará entre 35.000 y 45.000 Mm3 (M de mega), el doble de la cifra actual, lo que representaría el 10% de la demanda total de gas en Europa. Para 2050, se prevé una producción de biogás y biometano en el rango de los 95.000 a 160.000 Mm3, que cubriría entre el 20% y el 40% de la demanda total de gas en Europa-27. Este crecimiento tendría beneficios económicos y ambientales significativos, especialmente en términos de descarbonización.
 
Asimismo, el 09 de febrero de 2023, el Parlamento Europeo, dentro del paquete de descarbonización, estableció como objetivo alcanzar los 35.000 Mm3 para 2030. Este cambio también tendría un impacto positivo en la gestión económica y ambiental de los residuos, especialmente en las emisiones de metano en los almacenamientos abiertos (EBA, 2022 y REPowerEU, 2022).
 
Con referencia a España, se señala que posee un alto potencial de producción de biogás y biometano. Según la Comisión Europea, se estima que para 2030 España debería producir alrededor del 12-13% de los 35.000 Mm3 previstos, es decir, unos 4.200 Mm3, equivalentes aproximadamente a 46 TWh (REPowerEU, 2022). Sin embargo, actualmente España ocupa una posición poco relevante en cuanto a producción y número de plantas de biometano en Europa, con solo cinco plantas (en 2022) en comparación con más de mil en el resto de países europeos (Sedigas, 2023). Esto se atribuye al escaso soporte al biogás y biometano en España en comparación con otros países líderes en esta tecnología. También ha influido la escasa normativa de apoyo a estas plantas en comparación con la otorgada a la energía eólica y fotovoltaica. Sería necesario impulsar en mayor grado su desarrollo para aprovechar el amplio potencial del país en este campo (Smallops, 2022).
 


Sustratos para la producción de biometano

 
Los sustratos utilizados para la producción de biometano son diversos y presentan diferentes características en términos de abundancia, contenido de materia orgánica biodegradable, humedad, nutrientes y materiales no deseados. La composición nutricional de un sustrato es fundamental para su transformación en biogás y posteriormente en biometano. Por ejemplo, los sustratos ricos en proteínas tienen un alto potencial de producción de metano, pero también pueden liberar amonio, que puede ser tóxico para la digestión anaerobia. La presencia de estos componentes afecta la alcalinidad del digestor y la calidad del efluente digerido.
 
Los principales sustratos utilizados para la producción de biogás incluyen residuos agropecuarios, residuos de la industria alimentaria, residuos de estaciones de depuración de aguas residuales, fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU) y residuos de depósitos controlados. Los cultivos energéticos secuenciales o rotatorios también desempeñan un papel importante. Los residuos forestales, tanto biodegradables como no biodegradables, también pueden ser relevantes en las próximas décadas.
 
En Europa, se observa que los cultivos rotatorios ocupan el primer lugar en el uso de sustratos para la producción de biometano, representando, como muestra la Figura 2, más del 40% de la producción total. Los residuos agropecuarios ocupan la segunda posición, con un 24% de la producción total, seguidos de la FORSU con un 16%. Los lodos de depuradora y los residuos de la industria agroalimentaria contribuyen en igual medida con un 8% cada uno (Sedigas, 2023).
 
 
 
 
Se pronostica que en el futuro se incrementará la presencia de residuos forestales tratados mediante gasificación, lo que podría reducir la contribución de otros sustratos en la producción de biometano. Además, los avances tecnológicos y los pretratamientos podrían disminuir la contribución de los lodos de depuradora. Las proyecciones para 2030 y 2050 indican un crecimiento significativo, con objetivos establecidos por la Unión Europea.
 
En el caso de España, se estima que el potencial bruto de producción de biometano asciende a 163 TWh, abarcando toda la materia orgánica disponible, incluida la biomasa forestal que puede ser gasificada. Si excluimos la biomasa forestal del análisis debido a que el proceso de gasificación no está plenamente desarrollado, la producción anual de biometano se reduciría de 163 a 135 TWh, considerando únicamente los procesos biológicos. Bajo este supuesto, los cultivos secuenciales o rotatorios representaran la mayor contribución, aproximadamente el 43,5%, seguidos de los residuos de origen ganadero (18,8%) y los residuos agrícolas (18,3%). La FORSU y los residuos de la industria agroalimentaria, con un 5.9 y un 4,7% respectivamente, vendrían a continuación y, finalmente, los lodos de EDAR cerrarían esta lista. La Figura 3 muestra estos porcentajes sin la presencia de biomasa forestal. Es importante tener en cuenta que estas cifras representan el potencial máximo y deben abordarse con cautela, considerando  factores ambientales y económicos que pueden afectar la producción de biogas y consecuentemente de biometano de estos residuos.
 
 
 


Plantas para la producción de Biometano en España

 
Actualmente, España cuenta con aproximadamente 210 plantas de biogás en funcionamiento, que producen casi 9 TWh al año. Se estima que alrededor de 80 plantas utilizan lodos de depuradora, mientras que 50 se dedican a residuos agropecuarios. Además, se operan alrededor de 40 plantas con la FORSU y con residuos agroindustriales. También, hay un número similar de plantas (unas 40) que aprovechan el biogás de depósitos controlados.
 
Con referencia al biometano están en marcha más de 200 proyectos para su producción en España. Actualmente hay nueve plantas en funcionamiento que producen aproximadamente 430 GWh al año. Otros 26 proyectos, con una capacidad de producción media de 670 Nm3/h (58 GWh al año), están programados para entrar en funcionamiento este año de 2023 (Mata, J. 2023).
 
En cuanto a la FORSU existen otras plantas distribuidas en distintas regiones del país, como Andalucía, Galicia, Castilla y León, entre otras (Sedigas, 2023). Con referencia a Cataluña, existen siete plantas de biogás que la tratan, la mayoría de las cuales aprovechan la fracción orgánica recogida selectivamente. El Área Metropolitana de Barcelona (AMB) alberga tres de estas plantas: Ecoparc del Mediterráneo, Ecoparc de Barcelona y Ecoparc de Montcada i Reixac.  Una de ellas, la del Vallès Oriental, está a punto de poner en marcha el “upgrading” a biometano y existen planes para un próximo futuro para otras dos.
 


Conclusiones

 
Estos datos, junto con otros relevantes, serán debatidos en una ponencia específica durante la próxima Jornada Biometa (www.ub.edu/biometa) a celebrar el 19 de julio. Se trata de un evento que se ha llevado a cabo desde 1997, alcanzádose ahora la 15ª edición.
 
 

 
La Jornada Biometa contará en esta ocasión con cinco sesiones, dos de las cuales se dedicarán al tema del biometano, constatando el creciente interés de esta área. Este evento, que se realizará en formato en línea, proporcionará una plataforma para discutir y analizar los avances, retos y oportunidades relacionados con el biometano en la actualidad.
 
A modo de conclusión señalar los siguientes puntos:
 
  • La producción de biometano a partir del “upgrading” del biogás es una opción prometedora en términos de energía renovable y sostenibilidad ambiental.
     
  • España cuenta con un potencial significativo en este campo, pero se requiere un mayor impulso para aprovecharlo plenamente.
     
  • Es fundamental establecer marcos regulatorios claros y consistentes, así como políticas de apoyo adecuadas, para promover el desarrollo y la expansión de las plantas de biometano.
     
  • Se deben fomentar la investigación y la innovación tecnológica para superar los retos técnicos y económicos asociados a esta industria.
 
Finalmente añadir que, con un enfoque estratégico y un marco regulatorio favorable, España puede aprovechar al máximo el potencial del biometano como una fuente de energía limpia y renovable, contribuyendo así a la transición hacia un sistema energético más sostenible y descarbonizado.
 
 
Referencias
 
EBA (2022) European Biogas Association.  Statistical Report 2023.  Tracking biogas and biomethane deployment across Europe.
Mata, J. (2023). La producción de Biometano en Europa y España.  Situación de los Residuos Sólidos Urbanos.  Jornada Homenaje al Prof. Fernández-Polanco, Santander, Cantabria, Marzo.
Smallops, 2022. https://smallops.eu/numero-plantas-biogas/) Consultado en julio 2023
REPowerEU (2022).  European Commission Communication from the commission to the European parliament, the European council, the council, the European economic and social committee and the committee of the regions.  REPowerEU plan.  Brussels SWD (2022) 230 final
Sedigas (2023) Estudio de la capacidad de producción de biometano en España, 2023.

 

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