El biogás y el fin del crecimiento

Europa está comenzando a sufrir la escasez de gas, que la guerra de Ucrania ha acelerado, subiendo descontroladamente su precio (bueno, las grandes empresas energéticas sí lo controlan, para su beneficio). El gas norteamericano de fracking comienza a ser rentable, pero sólo lo pueden pagar países ricos, como los europeos. Parece que la guerra no es una casualidad, como tampoco los sabotajes al gasoducto Rusia-Alemania.

Biogas
Foto: Pixabay

Cómo podemos superar este problema? ¿Podemos suplir el gas natural (fósil, limitado e importado) por biogás (orgánico, ilimitado y estatal)?

El biogás es un combustible que se genera por la biodegradación anaeróbica de materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y otros factores. Se le ha llamado gas de los pantanos, ya que se produce mucho en los humedales a los que llegan restos orgánicos arrastrados por el agua. Otros puntos de gran generación son las minas de carbón y los campos petrolíferos.

Dependiendo de la materia orgánica original, posee una concentración entre el 55 y el 70% de metano, del 30 al 45% de dióxido de carbono y un resto de diversos gases.

Hasta hace pocos años, no se valoraba el biogás producido en granjas, vertederos o pantanos, por ejemplo. Pero dos motivos han cambiado esto. El primero es el alto poder de efecto invernadero del metano, más de 80 veces superior al CO2 a corto y medio plazo (20 años). El segundo ha sido la crisis energética y la escasez de gas fósil.

Así que están creciendo los proyectos y las normativas conducentes a aprovechar y producir metano.

En las granjas, los purines se vertían descontroladamente, produciendo contaminación de tierras, aguas subterráneas y aire, con efecto invernadero, como hemos comentado. Ahora, los vertidos están legalmente limitados para evitar la contaminación de suelo y subsuelo, pero la necesidad de gas está obligando a usar esos residuos para producir biogás.

Para ello, hay que recoger los restos orgánicos que forman su materia prima, el sustrato. En una depuradora de vertidos o en una fábrica puede ser relativamente fácil. Pero en una granja o en un vertedero de basuras, es más difícil… y caro. En un pantano, casi imposible. El sustrato hay que concentrarlo en biodigestores, depósitos estancos sin oxígeno ni luz, donde las bacterias van fermentando el estiércol para transformar proteínas, hidratos y grasas en biogás. Este proceso tiende a ser muy lento.

Un elemento esencial en la velocidad de biodigestión de las bacterias es la temperatura. A 30° tarda 20 días, pero a 10° tarda 6 veces más. Por ello en los lugares fríos se requiere calentar el entorno, lo que ya supone un consumo de una parte de la energía producida. La tecnología nos está echando una mano: la introducción de algunos elementos, como nanopartículas de óxido de hierro, aceleran el proceso.

Se emplean dos modos de producción: en régimen mesofílico, el más extendido por su mayor margen de maniobra, con el reactor entre 30 y 45 grados de temperatura; y el termofílico, que obtiene un digestato de mayor calidad pero requiere temperaturas de 50-55º.

El proceso tiene varios beneficios. Primero, se evita la contaminación de tierras, aguas y aire, al tratar los residuos sin verterlos. Segundo: la digestión controlada de purines y restos orgánicos permite producir biogás de mayor calidad (más concentración de metano) e introducirlo en la red convencional de gas fósil. Y tercero, se produce un resto, digestato, muy bueno como fertilizante, lo que, en un futuro próximo de escasez de fertilizantes químicos (provenientes de combustibles fósiles), será esencial para la producción agrícola. Este abono, además, permite fijar el carbono en el suelo, ayudando contra el cambio climático.

Curiosamente, estos sistemas llevan funcionando dos décadas en países más pobres y con menos capacidad para comprar gas fósil en el mercado internacional, como en Sudamérica. Pero allí se usa a nivel doméstico, con el ganado propio de pequeñas explotaciones.

Ahora, los países occidentales quieren implementarlo en las grandes granjas, en estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), en los vertederos de basura (seleccionando la orgánica) y en empresas que producen residuos orgánicos.

Las grandes granjas y empresas, ya han demostrado que su objetivo principal es maximizar beneficios, y la biodigestión de residuos no es muy rentable. Por tanto, no tienen aliciente para reducir contaminación ni residuos.

Aunque el metano es más barato que el gas fósil, las empresas energéticas se quejan de que en España no hay incentivos económicos (subvenciones). En el fondo las grandes empresas aman el medioambiente y nos hacen un favor al producir biogás. Y, esto, hay que pagarlo... dos veces: la subvención pública y el recibo del gas o de la electricidad. Es lo mismo que está pasando con el hidrógeno y la nuclear.

El metano no es una energía verde, aunque sí renovable. Contamina la atmósfera, aunque su balance neto de emisiones de CO2 sea nulo, ya que hay poca distancia entre su producción y su uso. Es decir, no ayuda a reducir la contaminación de los gases de efecto invernadero (GEI). Sus defensores argumentan que sirve para suplir el consumo de gas fósil (más contaminante) y que se evita que el metano producido por restos orgánicos se emita a la atmósfera.

El biogás puede emplearse para cocinas, calefacción, industria, transporte o para producir electricidad. Una central de biogás de una depuradora de aguas residuales urbana puede producir el 25% del gas consumido en los hogares que lo producen, o en sus coches o en sus industrias. Resaltamos el o. Es fácil deducir que el biogás no permite el aumento continuo de consumo energético.

El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) pretende multiplicar por cuatro la producción de biogás para 2030, algo alcanzable por la cantidad de restos orgánicos que no se procesan.

En España hay 146 instalaciones de biogás con una producción energética de 2,74 TWh. De las plantas operativas, la mitad están asociadas a vertederos y a estaciones de depuración, un tercio a industrias y sólo 13 a explotaciones ganaderas. Aquí hay mucho margen de actuación.

El MITECO, en su Hoja de Ruta del Biogás, anuncia que “El desarrollo del biogás también reforzará la economía circular y fijará población rural, gracias al crecimiento de su amplia cadena de valor empresarial”. Aquí, como siempre, vuelve a haber trampa. Primero, las plantas de producción de biogás, si no hay planificación pública, tenderán a situarse cerca de la red actual de distribución de gas... que no pasa por casi ningún pueblo. Pero tampoco hay empresas en casi ningún pueblo, por lo que la cadena de valorización ni la ven.

Aragón construyó cuatro centros de tratamiento de purines porcinos pagados entre toda la población a través del controvertido impuesto sobre contaminación de aguas (ICA), recientemente derogado. Nunca se han empleado, lo que ya indica el escaso interés del sector granganadero. Para producir biogás con un mínimo de calidad con purines porcinos, es necesario mezclarlos con otros restos orgánicos vegetales, lo que encarece más el proceso.

Pero, para utilizarlo como combustible o para meterlo en la red convencional de gas “natural” (bonito eufemismo), el biogás debe ser refinado para extraer las impurezas: el CO2 y otros gases, dejando sólo el biometano.

Este largo proceso encarece el biometano muy por encima del coste de renovables como la solar y la eólica, pero si se fija el CO2 (algo también difícil y caro, ver artículo Sumideros de carbono ¿realidad o ficción?), tendría un efecto beneficioso sobre el calentamiento global.

Un elemento esencial para abaratar el biometano, es producirlo in situ y consumirlo cerca de redes de distribución, para minimizar el gasto energético del proceso completo y para reducir la emisión de metano y la pérdida de poder energético del sustrato, que es la apuesta de Francia e Italia. Sin embargo, el caso más exitoso hasta ahora, Dinamarca, se basa en grandes instalaciones centralizadas. En esta decisión influyó que Dinamarca es productor de gas fósil y posee una extensa red de distribución.

La ventaja esencial del biogás es que, con una buena planificación, puede producirse continuamente y podría ser la solución a la variabilidad de producción eléctrica de la solar y la eólica (junto con la hidroeléctrica y la biomasa), en un futuro próximo de escasez de energía fósil. De las limitaciones del hidrógeno hablamos en el artículo “El hidrógeno ¿la energía del futuro?”.

También es importante que el biometano puede usar las instalaciones actuales de transporte de gas fósil.

Dinamarca es el país pionero en producción de biogás en Europa. Lleva 40 años fomentando su uso al tiempo que establece impuestos a los combustibles fósiles, limitaciones a los abonos químicos o prohibición de vertidos orgánicos.

Hasta hace pocos años, Dinamarca usaba el biogás para producir electricidad y calor, pero en la actualidad la mayoría es depurado en biometano e inyectado en la red de gas, reemplazando al gas fósil. Actualmente, el 20% del gas consumido en el país es biometano y han previsto llegar al 70% en 2030 y al 100% en 2040; lo que irá parejo al plan nacional para reducir el consumo total de gas a la mitad en 2040. Multiplicarán por 2'5 la producción de biogás y mejorarán la eficiencia en su uso, pero el plan plantea el decrecimiento en consumo energético. Se basa en grandes digestores de residuos agroindustriales, que suponen el 85% de la producción de biogás.

Pero, ¿estos planes son compatibles con una reducción de la producción mundial de petróleo y de gas? Parece que no.

¿Puede España emular a Dinamarca? Rotundamente, no. Por varios motivos. La cabaña ganadera danesa es el doble per cápita que la española. Además, el sector ganadero europeo está entrando en crisis por la recuperación de la ganadería china, por el aumento del coste energético y por los graves problemas de contaminación que acarrean las grandes concentraciones de ganado. La eficiencia administrativa, política y de gestión danesa está muy por encima de la española. La cultura del pelotazo y del amiguismo no es predominante. Como ejemplo, el calor generado en el proceso de tratamiento del biogás se deriva a calefacciones domésticas, algo impensable en un país rico como España.

La calidad de la materia prima determina la calidad del gas producido y la actividad de las bacterias depende de la pureza y ausencia de sustancias químicas tóxicas. Mucho nos va a costar superar la picaresca habitual.

La European Biogas Asociation (EBA) estima que para el 2030 el gas renovable podría cubrir el 10% del consumo de gas fósil en Europa (500 Twh). Pero hay poco recorrido más, porque la construcción de depuradoras (EDAR) y de nuevas granjas tiene un límite, en el que ya casi estamos De hecho, la Gas International Union (GIU) estima la producción posible de biogás en el 20% del gas fósil consumido hoy.

El biogás va a ser muy útil en el futuro (no muy lejano), pero requiere planificación, mejora de la eficiencia energética y reducir el consumo de energía hasta niveles sostenibles y, después, mantener un consumo estabilizado. Adiós al mantra del crecimiento económico/energético.

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