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¿Cómo funciona una planta de biogás?

marzo 17, 2022
¿Cómo funciona una planta de biogás?

Mantenimiento de la planta de biogás

La obtención de energía a partir del biogás parece la solución perfecta para dos problemas del mundo moderno: el aumento de los residuos y la necesidad de descarbonizar rápidamente ante la creciente volatilidad de las temperaturas globales.  Pero, ¿cuáles son las ventajas de este método de producción de energía? Power Technology analiza los pros y los contras del biogás.

En 2021, el sector energético se enfrentó a importantes retos en toda la cadena de valor. Entre ellos, el aumento de los costes de la energía, la transición a las energías renovables y la protección de los activos frente a condiciones meteorológicas extremas.

El Internet de las Cosas (IoT), considerado como una parte clave de la próxima revolución industrial, puede transformar significativamente el sector de la energía mediante la optimización de las operaciones, la gestión del rendimiento de los activos y la participación de los clientes para reducir los costos de energía.

El informe de GlobalData IoT in Power Thematic Research le ofrece una visión en profundidad del impacto de IoT en el sector. Destacamos tanto los retos como las oportunidades asociadas a esta innovadora tecnología ahora y en el futuro. Nuestro informe también cubre:

Digestión anaeróbica

El biogás es una mezcla de gases, compuesta principalmente por metano y dióxido de carbono, que se produce a partir de materias primas como los residuos agrícolas, el estiércol, los residuos municipales, el material vegetal, las aguas residuales, los residuos verdes y los residuos alimentarios. Es una fuente de energía renovable[1].

El biogás es principalmente metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) y puede tener pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno (H2S), humedad y siloxanos. Los gases metano, hidrógeno y monóxido de carbono (CO) pueden quemarse u oxidarse con oxígeno. Esta liberación de energía permite utilizar el biogás como combustible; puede emplearse en pilas de combustible y para cualquier fin de calefacción, como la cocina. También puede utilizarse en un motor de gas para convertir la energía del gas en electricidad y calor[3].

El biogás puede comprimirse después de eliminar el dióxido de carbono, del mismo modo que el gas natural se comprime para obtener GNC, y utilizarse para propulsar vehículos de motor. En el Reino Unido, por ejemplo, se calcula que el biogás puede sustituir alrededor del 17% del combustible de los vehículos[4]. El biogás puede limpiarse y mejorarse hasta alcanzar los estándares del gas natural, cuando se convierte en biometano. El biogás se considera un recurso renovable porque su ciclo de producción y uso es continuo y no genera dióxido de carbono neto. A medida que la materia orgánica crece, se convierte y se utiliza. Luego vuelve a crecer en un ciclo que se repite continuamente. Desde el punto de vista del carbono, se absorbe tanto dióxido de carbono de la atmósfera en el crecimiento del recurso biológico primario como el que se libera, cuando el material se convierte finalmente en energía.

Ventajas e inconvenientes del biogás

El biogás es un gas rico en energía producido por la descomposición anaeróbica o la conversión termoquímica de la biomasa. El biogás está compuesto principalmente por metano (CH4), el mismo compuesto del gas natural, y dióxido de carbono (CO2). El contenido de metano del biogás crudo (sin tratar) puede variar entre el 40% y el 60%, y el CO2 constituye la mayor parte del resto, junto con pequeñas cantidades de vapor de agua y otros gases. El biogás puede quemarse directamente como combustible o tratarse para eliminar el CO2 y otros gases para utilizarlo como el gas natural. El biogás tratado puede denominarse gas natural renovable o biometano.

La descomposición anaeróbica de la biomasa se produce cuando las bacterias anaeróbicas -bacterias que viven sin la presencia de oxígeno libre- comen y descomponen, o digieren, la biomasa y producen biogás. Las bacterias anaerobias se encuentran de forma natural en los suelos, en las masas de agua, como los pantanos y los lagos, y en el tracto digestivo de los seres humanos y los animales. El biogás se forma en los vertederos de residuos sólidos municipales y en las balsas de estiércol del ganado, y puede recogerse en ellos. El biogás también puede producirse en condiciones controladas en tanques especiales llamados digestores anaeróbicos. El material que queda tras la digestión anaeróbica se llama digestato, que es rico en nutrientes y puede utilizarse como fertilizante.

Funcionamiento de la planta de biogás con diagrama

El biogás se produce mediante la degradación de la materia orgánica en un complejo proceso microbiano. El proceso se produce de forma espontánea en la naturaleza, pero también puede utilizarse para la degradación controlada de diversos flujos de residuos orgánicos en reactores construidos. El biogás contiene metano, un compuesto rico en energía.

El sistema único de biogás incluye tanto la generación de energía como el tratamiento de residuos. El biogás, compuesto por metano y dióxido de carbono, puede utilizarse como combustible para vehículos, calefacción y para generar electricidad.    El sistema de biogás funciona tanto a gran como a pequeña escala, lo que lo hace interesante tanto para los países industrializados como para los países en desarrollo. Ilustración: Cajsa Lithell.

Evaluamos varios aspectos de la producción de biogás a partir de muchos materiales diferentes, a menudo en colaboración con investigadores de otras universidades, pero también con organizaciones, agricultores, municipios y empresas. Trabajamos tanto a nivel nacional como internacional.

Llevamos muchos años colaborando con RISE, Institutos de Investigación de Suecia, (antigua JTI) en diversos temas del área del biogás. También participamos en el BRC, Centro de Investigación del Biogás, y tenemos una amplia red a través de Biogás Este y Biogás Oeste, organizaciones de cooperación regional que trabajan para influir y mejorar las condiciones del biogás en Suecia. También realizamos investigaciones y colaboramos en el asesoramiento sobre biogás con la Sociedad de Economía y Agricultura de Suecia.

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