Primer año de inyección a Gasoducto de Transporte

En los últimos meses del 2023 se ha estado inyectando entre un mínimo de 6.500 Nm³/d hasta un máximo de 10.000 Nm³/d de biometano. Las producciones dependen de la disponibilidad de materias primas en la planta de biogás, alcanzándose varios días consecutivos de inyecciones superiores a 9.000 Nm³.

AGF acumula más de nueve años de experiencia en operación de plantas de biogás, tres años de experiencia de inyección en UNUE en gasoducto de distribución, y un año de inyección en gasoducto de transporte en LA GALERA.

Hitos Alcanzados en los primeros años de experiencia.

• Pérdidas de metano en el proceso considerablemente inferiores al 2%, certificados en 1,5% aunque puedan alcanzar valores de pérdidas inferiores al 1%. La operación remota de la planta es fundamental para el control de las pérdidas del proceso. 
• Consumo de agua entre 1-2m³/d. Esta es una mejora significativa cuando estas tecnologías consumen cantidades de 1 a 2 m³/h. Incluso plantas de separación de CO₂ de otras tecnologías tienen consumo de agua superiores, como las membranas si disponen de limpieza de gas de entrada.
• Controlabilidad demostrada de la calidad del biometano. La instrumentación instalada, la estrategia de control diseñada y la ingeniería de control implementada permiten controlar la composición del CO₂ en la corriente de biometano entre 0,3% hasta 2% fmol. La red de distribución de NEDGIA subió el límite de CO₂ al 2,5% cuando UNUE llevaba ya varios meses de inyección, mientras que en transporte se debe inyecta en un contenido en CO₂  inferior al 2%.
• Optimización del consumo eléctrico por control de la composición del CO₂ de salida.
• Se procesa biogás directo desde la planta de biogás, sin ningún tratamiento previo. El biogás no pasa por ningún filtro de carbón activado ni por ningún tipo de tratamiento, va desde la planta de biogás a la de biometano de manera directa.
• La separación por absorción en agua de CO₂ sin reacción química es una tecnología con gran capacidad de adaptación y con la flexibilidad necesaria para el biogás de residuos. Aún tiene un amplio margen de mejora, se está estudiando usar las capacidades del agua como seno de reacciones químicas y probando sistemas de oxidación avanzadas y otros reactivos químicos en agua para aprovechar el mismo proceso para otros tratamientos de la corriente de biogás que puedan derivar en grandes reducciones de costes de operación e inversión.

Historia. Selección y Desarrollo de la Tecnología. 

En el año 2017 AGF decidió desarrollar su propia tecnología de separación de gases para la producción de biometano. La motivación de esta apuesta se basaba en la posibilidad de participar en el mercado británico, donde se tenía acceso para instalar plantas de biometano; y en la imposibilidad del mercado español de asumir los costes de las plantas de biometano europeos. Desde el punto de vista técnico, la rigidez de estas tecnologías la convertía en inapropiadas para el mercado español basado en residuos, no en cultivos; y se intuía la posibilidad de una amplia capacidad de optimización de estas tecnologías, que eran relativamente jóvenes.

Inicialmente se desarrolló una tecnología de membranas, idea que se desechó cuando se conoció en profundidad el formato y el negocio de este tipo de plantas de biometano. Una vez alcanzado un acuerdo con un suministrador de membrana se abandonó esta tecnología por deficiente en términos de control y operación, por su falta de flexibilidad y porque el negocio estaba en el cambio continuado de membranas, lo que suponía un elevado coste de operación para los proyectos o en unos costosos tratamientos previos del gas, inasumibles para la rentabilidad de las plantas en aquellos años.

La tecnología de membranas tiene más publicidad porque hay más empresas que las ofrecen, ya que es un mercado que funciona por un modelo parecido al de las franquicias. Cualquier empresa que quiera entrar en el biometano adquiere una tecnología de membrana y desarrolla el proceso comprado, del que adquiere toda la documentación técnica del proceso, por eso son tan lineales y parecidas unas a otras. A la vez, el fabricante de membranas no se mete a desarrollar plantas de biometano, por lo que consigue tener una red comercial muy desarrollada. Todas estas plantas requieren cambios periódicos de membranas, o al menos lo requerían entonces, y esto fue lo que llevó a AGF a desechar esta tecnología junto con la rigidez del proceso de filtración, que presentaría grandes problemas con las variaciones de caudal. 

Para reducir la degradación de la membrana, tener menor coste de mantenimiento y disminuir la frecuencia de estos cambios hace falta un gas muy limpio. Esto requiere consumo de agua en ciclo abierto -práctica típica en Reino Unido pero inviable en España- y un elevado consumo de carbón activado. Todos estos costes de operación eran inasumibles en el año 2017 y 2018 en España, cuando el sector del biometano no existía y sólo unos pioneros estaban abriendo camino.

Si algo se ha demostrado estos años es que el gas es impredecible, ya que es la composición del material de entrada también lo es. Las variaciones de composición de elementos mayoritarios, pero, sobre todo, las de elementos minoritarios, hacen muy difícil tener un gas estable y limpio de entrada a la planta de biometano, como en el mercado del biogás basado en cultivo energético. Cualquier tecnología de biometano que requiera un biogás limpio de entrada puede enfrentar muchos problemas para definir correctamente los tratamientos previos y posteriores necesarios, la gestión de los residuos de estos tratamientos y de los propios medios de separación, como pueden ser disoluciones contaminadas de aminas.

Tras un estudio completo de las tecnologías, en 2018 se decidió desarrollar el proceso de absorción en agua sin reacción química. El medio de separación es agua, por lo que el promotor es libre de ningún fabricante del medio de separación. Además, el agua es un gran medio de reacción química y el proceso de absorción tiene una gran capacidad de control, al no ser filtración ni adsorción. Aunque las aminas son más selectivas que el agua, el agua tiene una gran ventaja y es su disponibilidad. Se puede cambiar y adquirir con facilidad y no obliga a gestionar residuos ni a adquirir nuevas disoluciones cada vez que se necesite un cambio.

Tras una fase de diseño durante el año 2018 y 2019 se estaba en condiciones de comenzar la comercialización de estas plantas. 

La planta de UNUE comenzó a inyectar en 2021.

La segunda, BIOMETAGÁS LA GALERA, en febrero de 2023.

Al comienzo de la inyección en gasoducto de transporte parecía haber muchas dudas en el sector sobre la posibilidad de inyectar un gas válido. Los requerimientos del gasoducto de transporte en términos de mediciones son superiores a los de gasoductos de distribución. Se ha seguido un estricto control del gas introducido a la red, incluyendo lectura en tiempo real y muestreos periódicos. El primer año de inyección en transporte ha demostrado que es posible hacerlo, pero también que es muy complicado y requiere la integración de muchos elementos y variables para el éxito de esta inyección que son muy difíciles de prever.

Capacidades demostradas de AGF.

AGF no sólo suministra procesos y tecnología propios, sino que también opera las plantas que se construye, se involucra con los promotores y hace suya las plantas y los proyectos en los que participa. Por ello, tras varios años inyectando gas, puede anunciar los siguientes puntos diferenciadores:

• La operación remota de AGF permite la adaptación continua del proceso, lo que optimiza el uso del gas. La combinación de esta capacidad con la controlabilidad de las plantas de biogás de dos fases de AGF permite no perder nada de gas en la mayoría de las coyunturas posibles en plantas de biogás. El biogás producido debe convertirse en facturación. 
• La comunicación entre las plantas de biogás y biometano permite trabajar a cúpula constante, con un control muy fino de producciones, caudales, composición, previsión, etc. Esto es de especial importancia en plantas que producen a 7 días pero que solo reciben sustratos los días laborales de la semana.
• AGF es la única empresa española con tecnología propia de separación de gases para producción de biometano. Además, también es la única empresa que oferta una planta de producción de biometano comprimido, integrando el módulo de compresión de alta presión en la propia planta.
• AGF tiene experiencia en gasoductos virtuales y terminales de GV, habiendo desarrollado la planta de La Galera para alcanzar hasta 250 bar de presión de salida.
• AGF tiene experiencia en inyección en redes de distribución y transporte.
• AGF suministra plantas de proceso y las opera posteriormente para alcanzar la máxima rentabilidad posible de los promotores.
• AGF es la única empresa española con capacidad para diseñar, construir y operar plantas de biogás con tecnología de alta eficiencia e integrarlas con las plantas de biometano.

Hacer biogás es muy difícil, y conseguir producir un biometano de calidad para ser inyectado en el sistema gasista también tiene un considerable nivel de complejidad.  

El biogás y el biometano son sectores donde la ingeniería de procesos tiene un papel clave.