Entradas

El biogás y los Gases de Efecto Invernadero (GEI)

Últimamente con más frecuencia se están presentando a la sociedad distintas soluciones a nivel energético que pretenden disminuir los gases de efecto invernadero (GEI) y otros gases contaminantes problemáticos. Ha habido un esfuerzo por parte de las distintas administraciones para que se produzca una reducción paulatina, ya sea mediante ayudas directas o mediante incentivos fiscales.

La sociedad a veces confunde GEI con otros tipos de gases contaminantes, confusión muchas veces alimentada por distintos intereses. Creo que es necesario una pequeña aclaración en relación con los GEI, el biogás/biometano y ciertas tecnologías que ya se están empleando. Por definición, estas tecnologías no son soluciones para la disminución de los GEI ya que se conceptuaron para una disminución de la polución y una reducción del coste energético; pero se asocian a la idea de que sirven para la disminución de los GEI. Me refiero al gas natural comprimido (GNC) y al gas licuado del petróleo (GLP).

Si bien es cierto que su combustión genera menos contaminantes en comparación con ciertos derivados del petróleo o con el carbón; en cuanto a GEI, centrándonos por simplicidad en el CO2, tienen impacto similar que el resto de combustibles fósiles. Y es aquí donde hay que diferenciar entre estas tecnologías y las ventajas que ofrece el biometano/biogás.

Muchas personas se preguntan sobre el efecto contaminante del CO2 que proviene de la combustión de una energía renovable como el biogás. Sobre el papel es la misma molécula que, por concentración en la atmósfera, tiene un papel clave dentro de los GEI. La diferencia del biometano con las energías fósiles es el origen de ese átomo de carbono que forma parte del CO2.

Para entender el origen de las energías fósiles tenemos que retroceder millones de años atrás, cuando la tierra disponía de un clima mucho más cálido que el actual. Abundaba una suerte de clima tropical en el planeta que favoreció el crecimiento de masas vegetales. De hecho, a la situación actual no se ha llegado de un modo simple, sino que es producto de oscilaciones pendulares en el clima y fenómenos geológicos. Etapas cálidas, etapas frías, oscilaciones en las placas tectónicas, unido a la falta de ciertos organismos que pudieran degradar materia orgánica muerta rica en carbono en ese momento. Gran cantidad de esta materia orgánica, rica en carbono, pasó al subsuelo y con el paso del tiempo y el efecto de distintos procesos geológicos dio origen a los combustibles fósiles que hoy conocemos.

En cuanto se combustionan derivados del petróleo, carbón o gas natural, se está emitiendo, entre otros compuestos, parte de ese carbono de épocas pretéritas en forma de CO2. No voy a entrar a explicar el efecto invernadero ni la implicación del CO2 como GEI. Hay numerosa bibliografía científica que lo hace mejor que yo. Pero sí voy a detenerme en un detalle: se está emitiendo a la atmósfera toneladas de un compuesto que ha estado retenido en el subsuelo durante millones de años. Es lo que algunos expertos han denominado carbono de ciclo de largo y es ahí donde radica la diferencia con el biogás, que hace que sea considerado una energía de origen renovable y el epicentro de lo que debe ser una economía circular descarbonizada.

El biogás puede tener un contenido en metano entre 50-75% en volumen, siendo el resto mayoritariamente CO2. El metano una vez se quema genera, como producto de la combustión, la formación de más CO2; pero este CO2 está encuadrado dentro del ciclo corto del carbono.

El CO2 dentro del ciclo corto de carbono está considerado como natural, a diferencia del procedente de energía fósil. Este ciclo comienza con el CO2 presente en la atmósfera fijado por una planta. Mediante la fotosíntesis el átomo de carbono del CO2 es empleado en la formación de compuestos orgánicos para el crecimiento y desarrollo de la planta. Luego, esta planta puede pasar a la cadena de transformación, por ejemplo, para alimentación animal, alimentación humana, industria de materiales orgánicos, etc. En este punto el ciclo se vuelve más complejo porque puede tener varias ramificaciones e interacciones; tantas como transformaciones se produzcan de esta materia prima vegetal. Lo que es cierto es que llegará un punto de este ciclo donde parte de esta materia en forma de compuestos de carbono sea considerada un residuo. Ese residuo si se degrada de forma natural liberará a la atmósfera CO2 y metano -siendo este último mucho más contaminante que el primero-, en cambio, si estos residuos se tratan en una planta de biogás, sólo se liberarán los átomos de carbono a la atmósfera en forma de CO2, generando energía y cerrando el ciclo.

Por eso el papel regenerador de una planta de biogás va mucho más allá de la producción energética. El CO2 producido por nuestro proceso, tanto en la generación del gas como en la combustión de metano, es el mismo que se generaría de forma natural por la degradación biológica del residuo si se hubiese estado descomponiendo en medio del campo. La diferencia es que controlamos esa descomposición de los restos orgánicos dentro de nuestros reactores.

Una alternativa para la gestión de estos residuos sin tener el control de las emisiones, dependiendo de su tipo y origen, puede ser desde el compostaje, a la aplicación directa a campo. De esta manera pueden llegar también a degradarse, pero mucho más despacio mediante compostaje que en una planta de biogás y con la necesidad de mucha más superficie de terreno. Lo más importante es que durante esta degradación también se puede generar metano, que a diferencia del que se genera y quema controladamente en una planta de biogás, se vierte descontroladamente a la atmósfera.

Para comparar entre los distintos gases de efecto invernadero usaré el Índice Potencial de Calentamiento Global (GWP), que es una medida relativa sobre cuanto calor atrapan estos gases en la atmósfera en una determinada escala temporal. El valor de este índice para el CO2 es 1 y se usa como referencia en las comparaciones. Así, el metano comparado con el CO2, en un horizonte temporal de 20 años tendría 86 veces más GWP que el CO2; un efecto como GEI muy superior a igualdad de masa.

Por suerte la cantidad relativa de metano respecto a CO2 es menor, pero no podemos descuidarnos debido a la gran cantidad de metano que, originado en residuos orgánicos, se produce durante la actividad humana. Y estos residuos, concentrados, además de la citada polución atmosférica pueden provocar contaminación de suelo y contaminación en acuíferos.

A tenor de estos datos, una planta de biogás es un excelente elemento regenerador dentro de una economía circular. Dando una segunda oportunidad a los residuos, solucionando problemas ambientales y generando energía limpia de origen renovable.

Javier Cuenca

Responsable del Departamento de Desarrollo de Proyectos y Difusión de AGF

El biogás como Política de Estado

El desarrollo de las energías renovables ha sido sorprendente y esperanzador en la última década a nivel mundial, aunque muy especialmente en Europa. Han pasado de ser meras quimeras futuristas a ser una realidad responsable de una parte importante de la producción energética de algunos países. Tal ha sido esta realidad que incluso en la actualidad hay países que pretenden ser independientes energéticamente en un horizonte relativamente cercano. Algo totalmente revolucionario desde el punto de vista histórico. La dependencia energética ha marcado la política y las relaciones internacionales desde la revolución industrial. Este avance en las renovables se ha basado en políticas que han primado la producción eléctrica mediante energías limpias y que han permitido un gran desarrollo de tecnologías y procesos que, desde distintos puntos iniciales, han madurado hasta convertirse en una realidad al abrigo de este mercado primado.

Personalmente no soy muy partidario de primar cualquier tipo de producción energética, pues creo que generan mercados ficticios e ineficientes, y van en contra de la optimización de los procesos; pero es innegable que son útiles y que han servido para arrancar ciertos sectores y conseguir objetivos políticos, sociales, empresariales y medioambientales específicos. Quizás es importante diferenciar que primar la producción energética no es subvencionar, pues sólo se obtiene prima por lo producido, no por lo invertido. Además, es innegable que la maduración necesaria para que muchas ideas hayan pasado a ser realidades se ha acelerado gracias al fomento gubernamental con marcos primados. Pero aun así considero que la industria del biogás está lo suficientemente madura técnicamente como para desarrollarse en un mercado no primado, siempre y cuando los procesos y los diseños sean mucho más eficientes de lo que han sido hasta ahora.

Para el gran público son famosos los grandes parques eólicos o las plantas termosolares, pero se desconocen otras fuentes de energía renovable de gran interés económico y ambiental, como es el biogás.

Al igual que el desarrollo ha concentrado las poblaciones, se han concentrado los medios para poder abastecerlas. Este hecho ha generado un fenómeno paralelo: la concentración de residuos industriales. El biogás viene, en países como España, a dar solución a esa gestión de residuos orgánicos. Una planta de biogás concentra y optimiza en una instalación industrial el mismo proceso que la naturaleza llevaría a cabo en una superficie determinada de terreno en un periodo de tiempo mucho más prolongado. Las plantas de biogás derivan las rutas metabólicas hasta la producción de un gas combustible, el metano. Este gas, una vez combustiona libera la energía química que contiene, así como CO2 y agua. Este CO2 es de ciclo corto, y no contaminante. Finalmente se devuelven a la atmósfera los mismos compuestos que las plantas necesitan cuando sintetizan compuestos complejos mediante la fotosíntesis.

Esto significa que, si una nación destina una parte del CO2 captado por las plantas de su territorio a la producción de biogás, se puede generar energía de forma sostenible cerrando el ciclo del carbono. Ese CO2 captado por las plantas puede traducirse en un cultivo energético no lignocelulósico -en otras palabras, que no sea madera- o como residuos orgánicos biodegradables de la industria o, simplemente, la basura orgánica que todos tenemos a diario en casa.

En esto influye mucho la climatología de la zona. La pluviometría por ejemplo permite producir cultivos energéticos en algunos países en condiciones de costes que serían imposibles en países más secos, donde estos cultivos serían de regadío, por lo tanto muchos más caros. En los países del centro y norte de Europa toda la industria del biogás se ha desarrollado en base a los cultivos energéticos, cosa impensable en España. Pero gracias a eso en Alemania hay en operación, según datos del 2015, más de 9.000 plantas de biogás. Este número es muy sorprendente y ha convertido a las plantas de biogás en un elemento común del paisaje alemán.

Hagamos una reflexión desde el punto de vista energético. Las plantas de biogás tienen una potencia variable, pero lo más común está entre 500 y 1,5MWel. de producción eléctrica (MWel.). Pero el destino del gas generado no es siempre la producción de electricidad, sino que hay plantas para inyección de biometano a la red de gas natural, que suelen ser de mayor potencia que las eléctricas. Por simplificar, imaginemos que todas esas plantas son sólo de 500kWe destinadas a producción eléctrica. Estaríamos ante una potencia eléctrica instalada cercana a unos 5.000MWel. Las plantas de biogás producen de manera bastante constante, y más cuando se trabaja con cultivos, ya que no hay modificación de la alimentación y se tienen almacenado años de materia prima en silos. Por lo tanto, se pueden considerar unas 7.500 horas anuales de funcionamiento como fácilmente alcanzables, por lo que estamos hablando de un potencial de producción elevadísimo. Pero estos números son sólo una estimación, si vamos a los datos disponibles, en 2010 había una capacidad instalada en Alemania de 2.291MWel. y la producción eléctrica era de aproximadamente 12.8TWh/año.  En el año 2015 ya había una potencia equivalente eléctrica instalada de más de 4.100MWel. Para poder ponderar estos datos téngase en cuenta que la central nuclear de Almaraz, en Cáceres, tiene dos reactores con una potencia de 1.049MWe cada uno. Su producción anual es de 15.8TWh/año. En España hay instalados 7.416MWel. de energía nuclear, repartidos en 7 reactores por todo el país.

Por lo tanto, puede decirse que Alemania dispone de una potencia instalada en biogás comparable con la nuclear española y cuya producción es similar al 80% de nuestra producción nuclear.

Puede resumirse que Alemania ha demostrado que esta industria puede llegar a hacerla comparativamente similar a la nuclear desde el punto de vista de potencia y producción; pero con varias diferencias muy destacables: el biogás genera energía de forma distribuida por todo el territorio, principalmente en medio rural, generando muchos empleos, reduciendo la huella de carbono, tanto por lo que se deja de emitir con la gestión de residuos pero principalmente por lo que se ahorra de combustible fósil al tratarse de cultivos. Toda esta producción energética viene en gran medida de mantener la economía rural del país, fijar población, mantener la producción de campos de cultivos, de reducir las importaciones de combustibles fósiles y de fertilizantes, de generar una industria exclusiva de este mercado tanto de construcción -desde empresas de ingeniería, a nuevos equipos o patentes-, como de mantenimiento y operación de estas instalaciones. Y, sobre todo, el evitar los riesgos latentes de la energía nuclear y la gestión de residuos tan peligrosos en intensidad y duración.

Pero esas no son más que sinergias con respecto al verdadero objetivo. Un objetivo de política de Estado. De interés nacional.

Alemania importa gas natural, siendo uno de sus principales proveedores Rusia, con gasoductos a través de Ucrania. En caso de una coyuntura internacional que degenere en problema de corte total o parcial del suministro externo de gas natural, como ha pasado en la historia reciente; Alemania puede generar de sus propios recursos una cantidad ingente de energía, ya que puede destinar parte de las plantas de biogás de producción eléctrica a plantas de generación de biometano mediante algún tipo de incentivo. Así, la red de gas natural del país puede potencialmente recibir la producción equivalente a varias centrales nucleares en forma de biometano generado principalmente de los cultivos del país y amortiguar las posibles fluctuaciones externas.

Es independencia energética.

Inicialmente se incentivó la producción eléctrica y posteriormente la inyección a la red de gas natural. La potencia eléctrica instalada es, como se ha dicho, de 4.100MWe, pero si se destinan las plantas a producir biometano para la red de gas natural, la potencia real se dispara alrededor de los 10.000MW.

En Reino Unido, cuyo mercado nos queda relativamente más cerca en cuanto a volumen o posibilidad de desarrollo, se han construido en estos últimos años unas 548 plantas, con una potencia equivalente eléctrica de 713MWel.eq. Están en permiso unas 400, con valor de potencia de casi 500MWel.eq. Segú datos disponibles, en Reino Unido la industria del biogás ha generado unos 60.000 puestos de trabajo, ha reducido las emisiones del país en un 4% y ha reducido la importación de gas natural en 2.400 MM€ anuales.

En España el sector apenas ha despegado con unas decenas de plantas. El biogás en nuestro país debe afrontar retos propios, pero su potencial es muy considerable. Falta en mi opinión voluntad política y altura de miras. Si que es cierto que en nuestro país no se puede plantear el cultivo energético para la producción de biogás a gran escala, pero sí se puede fomentar una gestión correcta de los residuos que pase por su conversión en biometano, y su transformación posterior en energía eléctrica, térmica o su venta directa. Y aquí el campo de desarrollo y su potencial es brutal, inconmensurable. Como importante productor que somos de alimentos, sean agrícolas, ganaderos o industriales, nuestra capacidad teórica de producción de energía mediante la producción de biogás es realmente importante.

Hagamos unos números excluyendo los sectores tradicionales. Se estima que la producción de basura por habitante en España ronda los 575kg al año. Si consideramos que el 10% es orgánica, se generan 2,7 millones de toneladas anuales de materia orgánica residual. Según datos públicos, sólo el 67% de la basura bruta va a vertedero. Si sólo un 10% de esa basura orgánica se gestionara en plantas de biogás, considerando una humedad el 90% y una producción de metano conservadora; se podrían generar anualmente unos 36TWh/año en forma de gas. Una vez convertido en energía eléctrica se dispondrían de unos 15TWhel/año. Una producción similar a la de la central nuclear de Almaraz. Y no hemos salido de la gestión de la fracción orgánica de los RSU, cuyo potencial se pierde en gran medida actualmente en las pilas de estabilización de los vertederos. Si a esto añadimos otros residuos, el potencial es, como decimos, inmenso.

Desarrollar este potencial debería ser política de Estado, un objetivo como nación. Al igual que Alemania, España debería plantearse su situación en el mundo y marcarse como objetivo nacional intentar alcanzar el mayor grado de independencia energética posible. Ese será un mercado estable y estratégico. Y este planteamiento no pasa por políticas de marcos retributivos primados sino por políticas de fomento fiscal, de apoyo inversor y, sobre todo, de exigencia del cumplimiento de normativas ambientales europeas ya vigentes que precisa el activo apoyo de las autoridades para su cumplimiento. No creemos en los marcos primados en España por dos motivos principales: primero que la negativa experiencia previa en nuestro país retraería el ánimo inversor y segundo porque tecnológicamente se ha avanzado lo suficiente como para no necesitarlas.

Pero para esto se ha de querer tener un lugar en el mundo, un objetivo como nación. Sin complejos, indigestiones de mala historia ni dudas de legitimidades. En mi opinión son estos objetivos de país los que hacen a las naciones estables y a los Estados fuertes. Y qué mejor objetivo que éste, aumentar la cuota de independencia energética. El primer país del mundo que sea independiente energéticamente habrá abierto el camino, y sus empresas serán las más pioneras del planeta, por no hablar de algo incontable: el prestigio histórico de haber sido el primero. El orgullo de pertenecer a un país de vanguardia y de estar subido al tren de la coyuntura histórica. Podemos estar viviendo otro siglo XIX, y volvemos a situarnos, al igual que entonces, en el “que inventen otros”. Podemos estar boicoteando de nuevo el submarino de Peral del siglo XXI.

España debería estar en la vanguardia del reto de este momento histórico. Intentarlo a pesar de que nuestro país malgasta tanto talento en discusiones estériles, y tanta energía en asuntos poco constructivos o incluso destructivos. Cuando una nación consiga ser independiente energéticamente, y además lo sea liderado por las energías renovables, habrá abierto otra época en la historia, habrá dinamitado las relaciones internacionales tal y como las conocemos actualmente. Es posiblemente la próxima gran revolución.

¿Dónde queremos que esté España? Fijémonos este objetivo nacional.

Pero claro, esto es sólo mi opinión.

Fco. Guzmán Guzmán.

Presentación de los Proyectos CLIMA

AGF asistió ayer al acto de presentación de los proyectos CLIMA, en la sede del Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, en Madrid. El acto contó con la presencia de la Ministra Dª Isabel García Tejerina. AGF acudió a este acto invitado por URBILIZA RENOVABLES, donde se presentó el proyecto CLIMA que se ha concedido a la planta de URBILIZA, operada desde 2014 por AGF Procesos y en cuyo proyecto de mejora se está trabajando en la actualidad.

El sector del biogás tuvo bastante protagonismo en el acto. Se ha reconocido la reducción de emisiones que supone la correcta gestión de residuos orgánicos industriales que se lleva a cabo en la planta de biogás de URBILIZA RENOVABLES. Estos residuos son transformados en energía.
Los Proyectos Clima del Fondo de Carbono para una Economía Sostenible (FES-CO2) son proyectos de reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) desarrollados en España.

Los Proyectos Clima, promovidos a través del FES-CO2, están concebidos para marcar una senda de transformación del sistema productivo español hacia un modelo bajo en carbono.

Foto de Grupo

Firma del Proyecto CLIMA para la planta de Urbiliza Renovables