Biogás: qué es y cómo se produce

El término “biogás” identifica un combustible gaseoso natural, que consiste principalmente en metano y una mezcla de otros gases, incluido el dióxido de carbono. El biogás se produce mediante un proceso de digestión anaeróbica, es decir, fermentación en ausencia de oxígeno y a temperatura controlada de la biomasa. Las biomasas son materiales orgánicos de diversos orígenes, como por ejemplo, los desechos animales, los lodos de depuradora, la fracción orgánica de los desechos sólidos urbanos, los desechos agroindustriales, los subproductos agrícolas y los cultivos dedicados.

La fermentación anaeróbica la realizan las bacterias que digieren la fracción orgánica y la transforman en metano a través de un proceso de varias etapas: primero "descomponen" la sustancia orgánica en monómeros, luego inician una fermentación ácida, que produce ácidos, dióxido de carbono e hidrógeno, tras lo cual viene la fase de metano, en la que las bacterias arqueas capturan CO₂ y lo convierten en metano. El metano es un producto con un alto contenido energético que, cuando se utiliza correctamente, produce energía en forma de fuerza motriz (como ocurre en los automóviles) o electricidad (como ocurre en las plantas de cogeneración).

El proceso de producción de biogás también genera otro producto de desecho, el digestato, rico en nitrógeno amoniacal, que puede ser utilizado como fertilizante renovable.

Actualmente, las plantas de biogás encuentran aplicación en una gran variedad de sectores, principalmente en la agricultura, pero con aplicaciones también en industrias con residuos orgánicos (por ejemplo, industrias de bebidas, alimentos o papel). Por tanto, la mayor parte de la producción de energía a partir de biogás se realiza a través de plantas medianas y grandes. La difusión del biogás doméstico es actualmente limitada, sobre todo porque falta una normativa específica sobre el tema.

Una planta de biogás consta de tres componentes principales:

• Uno o más digestores, donde se lleva a cabo el proceso de fermentación. En este componente son posibles diferentes soluciones tecnológicas, que dependen de las peculiaridades de cada planta. Entre las principales, la digestión húmeda, caracterizada por un contenido de materia seca en el digestor de alrededor del 10 %, y la digestión seca, con un contenido de materia seca a partir del 30 %;

• El sistema de cogeneración, que permite la producción simultánea de energía eléctrica y térmica. El motor de ocho ciclos produce energía mecánica y la envía a un alternador para generar electricidad. El agua de refrigeración del motor, a través de un intercambiador de calor de placas, se convierte en agua a alta temperatura. Los gases de escape, al estar cerca de los 400 °C, pueden ser utilizados para producir agua caliente, agua sobrecalentada, vapor o aceite diatérmico a través de una caldera, o ser utilizados tal cual en el proceso de producción;

• -          El sistema de mejora de biogás opcional, donde el biogás se purifica para obtener biometano, apto para colocar en la red o para alimentar vehículos. La tecnología más difundida y con mayor rendimiento en este sentido es el sistema de membranas, que tiene una permeabilidad selectiva útil para la separación entre CH₄ y CO₂.

En el pasado, los problemas relacionados con el tipo de biomasas dedicadas (por ejemplo, maíz) y con la gestión de la contaminación por olores y la derivada del transporte de biomasa desde el lugar de producción hasta la planta (si no se producía en el sitio) eran frecuentes en la producción de biogás. Las tecnologías actualmente disponibles y las nuevas regulaciones han permitido superar todas las desventajas del biogás: se fomenta principalmente el uso de desechos animales para alimentar la planta y existen en el mercado sistemas dedicados para el tratamiento de las emisiones olfativas. Por tanto, el uso de biogás hoy en día tiene muchas ventajas:

• Circularidad. Permite la valorización de residuos agrozootécnicos y representa una solución válida para la eliminación de residuos animales, resolviendo aguas arriba los problemas relacionados con la dispersión en el suelo y los límites de las cantidades de nitrógeno que pueden liberarse. Además, el digestato representa un excelente fertilizante natural que puede utilizarse en lugar de fertilizantes químicos;

• Sustentabilidad. Es un combustible renovable que permite una mayor autonomía en los suministros energéticos y puede contribuir significativamente a la transición energética;

• Eficiencia energética. Permite el suministro tanto de energía térmica como eléctrica de forma continua, actuando como base estable para equilibrar el suministro discontinuo de energías renovables;

• Retorno de la inversión. Constituye una importante integración de la renta agraria, gracias a los mecanismos de incentivos;

El coste de una planta de biogás depende de numerosos factores, que deben analizarse en la fase de diseño para perfilar la rentabilidad de la inversión. Esto solo puede hipotetizarse por profesionales del sector, capaces de evaluar las peculiaridades de cada caso individual basándose en diferentes variables de diseño, tales como:

• El coste de adquisición de biomasa;

• El coste de construcción, funcionamiento y mantenimiento de la planta;

• Los ingresos complementarios derivados de los distintos mecanismos de incentivos;

• La sostenibilidad económica de la propia planta después del período de incentivo.