El sector alemán del biogás
La obtención de energía mediante la fermentación de la biomasa que la convierte en biogás y su combustión para generar electricidad en cogeneración ha aumentado en Alemania en las pasadas décadas y se ha desarrollado hasta convertirse en un segmento independiente dentro de la industria de la bioenergía de fuerte crecimiento. El biogás puede obtenerse de diferentes recursos: de los componentes orgánicos de los vertederos de basuras (gas de vertedero), de aguas residuales municipales (gas de depuración), de residuos orgánicos comerciales e industriales, así como de residuos y plantas energéticas de la agricultura. En Alemania solamente se consideran como fuentes de energía renovables las dos últimas categorías. En el año 2007 se generaron en este país 22.400 millones de kWh de biogás, el 49 % en vertederos y plantas depuradoras, el 51 % en plantas de biogás industriales y agrícolas.
Aplicaciones y tecnologías
El biogás se genera de la fermentación de la sustancia orgánica bajo exclusión del aire u oxígeno. En este proceso participan diferentes bacterias anaerobias, cuya composición depende de las sustancias orgánicas iniciales y de las condiciones específicas del proceso (temperatura y valor de pH). Las plantas agrícolas de biogás utilizan como material básico estiércol líquido y sólido. Para aumentar el rendimiento de gas se utilizan, cada vez más, materias primas regenerativas (por ejemplo, maíz, plantas enteras de cereales y muchas otras plantas energéticas como girasoles, sorgo Sudán, rábano oleaginoso, mijo azucarero, etc.).
Las plantas industriales procesan las aguas residuales (plantas depuradoras) pero también residuos de la producción de alimentos, restos de comida, separadores de grasas y residuos de mataderos. El biogás contiene principalmente metano como componente energético utilizable, además de dióxido de carbono y partes pequeñas de sulfuro de hidrógeno, amoníaco e hidrógeno. Junto al biogás se genera como residuo de fermentación una mezcla de agua, componentes minerales y sustancia orgánica no descompuesta. Este resto de fermentación se utiliza como abono de alta calidad en la agricultura.
Dado que la productividad de las plantas de biogás depende fundamentalmente de los procesos microbiológicos para la fermentación, además del conocimiento técnico de procedimiento es necesario también conocimiento biotecnológico para una optimización de la dirección del proceso. Las empresas alemanas realizan un trabajo pionero en el desarrollo y diseño de estas plantas.
El biogás se utiliza actualmente, en su mayor parte, de forma estacionaria en plantas de cogeneración, con una eficacia muy alta para la generación de electricidad y calor. La electricidad producida puede alimentarse en la red pública o utilizarse para el suministro de energía independiente de áreas comerciales e industriales o urbanizaciones rurales de red remota. El calor de escape puede utilizarse, con los grupos pospuestos, para la generación de electricidad adicional, pero también para calefacción, para secar o para el funcionamiento de máquinas frigoríficas. Si en el emplazamiento de la planta no hay ningún disipador térmico, la alimentación de biogás puede representar una opción muy atractiva en las redes de gas natural existentes. Con este desacoplamiento de la producción y el uso, se obtienen nuevas posibilidades para la producción eficiente de electricidad en cogeneración y también para el uso de biogás como biocombustible.
Las empresas alemanas son líderes en el campo de la tecnología de biogás. Para ello, la experiencia de largos años en la dirección de explotación, la biología de proceso y los servicios de laboratorio correspondientes son la garantía de un servicio exitoso de la planta. Las empresas alemanas cubren toda la cadena de creación de valor y apoyan todas las fases del proyecto: desde la planificación, pasando por la financiación, hasta el funcionamiento y el mantenimiento de plantas de biogás. También hay disponibles productos perfeccionados en el campo de las centrales de ciclo combinado, instalaciones de depósitos y de tanques, así como de la técnica de análisis de biogás.
Evolución del mercado
La producción de biogás en la UE 27 aumentó continuamente durante los últimos años y ascendió en 2006 a un total de 62 TWh. El mayor crecimiento viene de las plantas agrícolas de biogás y las plantas para la fermentación de residuos domésticos. Dentro de Europa, Alemania es el mayor generador de biogás. Hasta finales de 2007 había en funcionamiento más de 3.700 plantas agrícolas de biogás con una capacidad total de 1.270 Megavatios de potencia eléctrica.
Actualmente, en este país predominan las instalaciones construidas y explotadas personalmente en las granjas patios por los agricultores, en las que utilizan energéticamente estiércol y restos de las cosechas. Con la tendencia hacia plantas cada vez mayores y más potentes, crece también el interés de las grandes compañías energéticas nacionales de suministro y servicios por los proyectos de biogás. En todos los casos, la construcción y el funcionamiento de las plantas de biogás conlleva desarrollos estructurales positivos en las regiones agrícolas y la creación de puestos de trabajo.
Condiciones marco
En Alemania, las condiciones marco proporcionadas por la Ley de energías renovables (EEG) han demostrado ser un motor de crecimiento eficaz para el joven sector. La EEG asegura la prioridad de la electricidad de energías renovables para la alimentación en la red pública y la remuneración de la electricidad alimentada con una tarifa de alimentación uniforme durante 20 años.
Otros Estados obligan a sus generadores de energía convencionales a cumplir una cuota de energías renovables mediante la compra de certificados verdes a los explotadores de plantas de energías renovables en bolsas nacionales creadas expresamente para ello.
Las plantas de biogás pueden conectarse prácticamente a cualquier proceso de transformación de productos agrícolas. Mediante el uso energético de los restos orgánicos no sólo se soluciona la eliminación de residuos, sino que también se facilita la energía de proceso necesaria. Las plantas de biogás pueden funcionar también como puntos de partida para la creación de valor local. Las industrias instaladas en su entorno se benefician de un suministro constante y, sobre todo, seguro, de electricidad y calor.
Perspectivas
Gracias a la posibilidad del tratamiento del biogás elevándolo a calidad de gas natural surgen perspectivas totalmente nuevas. Esto permite la alimentación de biogás en la red de gas natural y con ello, el uso en grandes centrales eléctricas o en el sector de transportes. El tratamiento incluye la desulfuración, el secado del gas y la separación de CO2. En el mercado europeo, la adsorción oscilante de presión (PSA) y el lavado con agua a presión (DWW) son los procedimientos más difundidos de separación de CO2.
Desde diciembre de 2006, las primeras plantas de biogás alimentan en la red de gas natural alemana. Hasta la fecha han seguido este camino aproximadamente una docena de plantas, estando en planificación o en construcción aproximadamente otra docena.
Según un estudio, hasta el año 2030 se cree que existe un potencial de biogás disponible para alimentación de 100.000 millones de kilovatios/hora anuales, solamente en Alemania. Esta cantidad corresponde aproximadamente a un 10 % del consumo de gas natural actual en el país.
Según el centro, las grandes instalaciones de alimentación o las pequeñas instalaciones de las granjas patios son el método más eficiente de generación de energía. Hasta el año 2020, según las estimaciones, se instalarán en Alemania más de 3.000 Megavatios de potencia.
En todo el mundo, el biogás realizará una importante contribución al suministro de energía futuro por medio de un suministro seguro y económico, si se consigue utilizar como materia prima la biomasa no utilizada hasta ahora. Actualmente se eliminan todavía, sin utilizar, grandes cantidades de residuos agrícolas apropiados para la generación de biogás.
