¿Son el biometano y el biogás una alternativa sostenible al gas natural?

Además de diversas metas para el cambio climático, los precios y la volatilidad del gas allanan el camino hacia unas fuentes de energía alternativas, que no solo sean un medio para reducir las huellas nacionales del carbono, sino que pasen a ser cada vez más un sector de importancia estratégica. Las instituciones europeas, dentro de las cuales la bioenergía ha pasado a ser un tema candente, esperan un crecimiento significativo de la industria.

El biogás y su versión mejorada libre de impurezas, el biometano, son las dos formas de bioenergía mejor posicionadas para descarbonizar las áreas del sistema energético a las que no puede llegar la electricidad baja en carbono.

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Estos dos gases pueden aumentar la flexibilidad de los sistemas energéticos renovables basados en la electricidad, tal como demuestra el ejemplo danés. Desde el inicio de la guerra en Ucrania, el porcentaje de biometano en la red gasista danesa ha crecido significativamente, llegando a alcanzar hacia finales de año el 35 por ciento del total de gas inyectado.

De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía, más del 60 por ciento de la capacidad de producción de biogás se encuentra en Europa y Norteamérica. Europa es la región líder en producción de biogás, con 20 000 plantas de biogás y biometano.

La producción actual de biogás y biometano

Un informe de 2017 del Instituto de Oxford para la Energía indicaba que el crecimiento europeo ocurrió principalmente durante un periodo de seis años (de 2009 a 2015), cuando el número de plantas de biogás en Europa se disparó de las 6000 a las 17 000. Después de Alemania, Italia y Francia son los dos países con mayor número de plantas de biogás. 

Los avances dependen de los marcos políticos, mayormente planes de incentivos, como los sistemas de precios fijos regulados, pero también de qué materias primas se pueden usar para producir biogás.

Por ejemplo, el boom del biogás en Alemania se ralentizó cuando se aprobó una ley destinada a reducir el uso de cultivos energéticos como el maíz. Las autoridades están tratando de evitar el uso de materias primas de aportación que podrían incorporarse a las cadenas de producción de alimentos. La reciente crisis regional de alimentos debido a las tensiones geopolíticas con Rusia ha hecho que este razonamiento sea más fácil de entender.

Pero persisten las objeciones de las industrias: antes de hacer las inversiones necesarias y recortar las importaciones de gas, necesitan certidumbres a largo plazo y una burocracia simplificada. 

El caso danés

Dinamarca ha decidido que los cultivos energéticos quedarán completamente descartados para 2030. Va a centrarse en los desperdicios y materias primas de aportación. Aproximadamente un tercio del biogás danés proviene de purines, de los que los porcinos representan el 10 por ciento de la producción de biogás. Los dos tercios restantes de la producción de biogás provienen de residuos orgánicos de la agricultura y los hogares.

Dinamarca es actualmente el país europeo decidido al mayor crecimiento en este campo. La producción de biogás aumentó desde unos 1,39 TWh (0,14 bcm) en 2014 hasta los 7 TWh (0,7 bcm) en 2021, cuando el biogás representaba cerca del 25 por ciento del consumo total de gas. Dinamarca tiene el más alto porcentaje de biogás y biometano en relación con el consumo total de gas, con el 24 por ciento, seguida por Suecia (20 %) y Eslovaquia (12 %).

“Tenemos el nuevo sistema de concurso subasta, aprobado en 2020 y que alcanzó rango de legislación en 2021. Solo nos falta la aprobación de la ayuda estatal por Bruselas. Esperamos conseguirla muy pronto”, comentó Bruno Sander Nielsen, director de la Asociación Danesa para el Biogás.

La posición del sector danés del biogás irá mejorando más a medida que las instituciones europeas lleguen a un acuerdo sobre ayudas estatales más accesibles para sectores específicos y cuando aumente la cooperación con países vecinos. La bioenergía debería ser uno de los sectores menos sensibles a las políticas. 

“El aumento de la producción de biometano, así como la caída del consumo de gas natural debido a los aumentos del precio, puede llevar a una total sustitución a finales de 2027”, dijo Nielsen. En otras palabras, el país bien podría ser muy pronto completamente independiente del gas fósil.

La industria danesa no dependerá solamente de las subvenciones. Hay, también, incentivos implícitos, como las obligaciones a la reducción de CO2 para el sector del transporte, que obligarán a los interesados en la cadena de valor a encontrar nuevos combustibles. “El biogás es muy competitivo. Esto significa que parte de la producción de biogás dentro de los planes de apoyo pasará a ser biometano no subvencionado”. Actualmente el 80 por ciento del biogás se transforma en biometano y se inyecta en la red de distribución.

Potencial y objetivos a largo plazo

Italia es otro país europeo con un gran potencial debido a una temporada con invierno corto y a una producción agrícola consolidada. Al contrario que Dinamarca, actualmente usa la mayor parte del biogás directamente para calefacción y generación de energía eléctrica, en vez de mejorarlo mediante la transformación en biometano. El país está trabajando en la reversión de esta situación.

De acuerdo con las asociaciones agrícolas locales, en torno a 100 nuevos consorcios podrían producir biogás en Italia en los dos próximos años. Después de un crecimiento del 10 por ciento durante los 12 próximos meses, la producción podría crecer un 500 por ciento en 2026, manifiesta el Consorcio Italiano del Biogás (CIB), una institución que representa la producción de biogás dentro del sector agrícola. 

El CIB explica que el gobierno italiano espera que la producción de biometano alcance en 2026 la cota de los 2,3/2,5 bcm. De acuerdo con el CIB, el sector agrícola podría producir 6,5 bcm de biometano en 2030. Un 1,5 bcm adicional podría derivarse del procesamiento de residuos urbanos en 2030. También esto se produciría mediante fondos de la UE.

“El plan REPowerEu de la Comisión Europea reconoce el importante papel estratégico del biometano en la transición energética: se espera que en la UE se produzcan más de 35 bcm de biometano en 2030. Además, el potencial europeo en biometano puede alcanzar una producción superior a 167 bcm en 2050, cubriendo así del 35 al 62 por ciento de la demanda de gas en 2050”, explicaron en el CIB.

El CIB ha presentado un plan de acción para la conversión agroecológica de la agricultura italiana, cuyo objetivo principal es promover una agricultura circular y reducir las emisiones en línea con los objetivos de la UE. Italia, en particular, está promoviendo el cultivo secuencial que consiste en cultivar dos o más cosechas en secuencia en el mismo terreno durante el mismo año para conseguir tanto productos agrícolas para la producción de alimentos como materia orgánica para la producción de biogás. 

“Este modelo tuvo su origen hace ya 10 años en Italia. Hemos avanzado mucho. El potencial para 2050 se deriva de él. La importancia estratégica del sector del biogás tiene que ver, también, con el hecho de que tenemos que restaurar los nutrientes al suelo en la cuenca mediterránea, donde la erosión es un fenómeno generalizado”, manifestó David Chiaramonti, vicerrector de la Universidad de Turín. 

No todos los grandes productores agrícolas de la UE (España, Francia, Polonia, Rumanía, Alemania) tienen unas condiciones climáticas que permitan una sencilla implementación del cultivo secuencial. Aun así, los estados miembros septentrionales como Dinamarca también están prestando atención al tema. 

Chiaramonti resaltó que los debates actuales se están produciendo a nivel europeo y que han de concluir dentro del año, incluyendo el debate de la nueva Directiva sobre Energías Renovables (RED3).

La integración de biometano e hidrógeno

A pesar de la reciente oposición al uso de cosechas energéticas para la producción de biogás en Alemania, los expertos locales también observan un crecimiento en la economía líder dentro de la UE debido al cambio de parecer del gobierno federal después de las actuales tensiones geopolíticas.

“Hay una gran diferencia entre los objetivos eléctricos y la posición en que nos encontramos en estos momentos. A finales de diciembre tuvimos dos días en los que el sector del biogás fue el tercer mayor productor de electricidad en Alemania, debido a la escasez de viento y sol. El gobierno está cayendo en la cuenta de la importancia del biogás”, indica Manuel Maciejczyk, Director de Operaciones de la Asociación Alemana del Biogás.

El debate sobre la estrategia de Alemania respecto a la biomasa se espera que continúe a lo largo del resto del año. La cuestión principal es qué materiales de aportación se usarán en las plantas de biogás en el futuro. Otras cuestiones son si se ha de usar directamente el biogás para producir electricidad y energía (Calor y Energía Combinados) o para producir biometano para otros sectores, incluyendo el transporte.

“Es factible integrar en las plantas de biogás la técnica de conversión de energía eléctrica en gas (PtG), porque cuando se produce biometano se obtiene una gran cantidad de CO2 que se puede  usar para producir metano a partir del hidrógeno. Esto llevaría las proyecciones de biogás y biometano en Alemania hasta los 180 TWh (18,42 bcm) y 230 TWh (23.54 bcm)”, manifestó Maciejczyk. En otras palabras, las tecnologías del biogás y biometano están maduras, pero la innovación y la integración con otras fuentes de energía, si se fomentaran, podrían dar un fruto sostenible.

El biogás evita la contaminación por nitrógeno y capta las emisiones de metano que de otro modo escaparían de los vertederos o los estanques de purines. Sin embargo, se debe advertir que un artículo académico de tres investigadores de la Universidad Imperial de Londres, publicado en One Earth, da a entender que las emisiones de las cadenas de suministro de biometano y biogás pueden haber sido subestimadas hasta ahora debido a las elevadas tasas de pérdida de metano.

El comercio transfronterizo, las mejoras tecnológicas y el replanteamiento de los procesos agrícolas podrían llevar a una disminución de los precios del biogás y el biometano, que ya son competitivos a nivel local. Por ejemplo, la compañía francesa de energía ENGIE espera que la reducción de costes llegue al 30 por ciento en 2030. Las mejoras también están en disposición de rebajar las emisiones en el sector de la bioenergía.

Como resultado, la asociación Gas para el Clima espera que el biogás y el biometano aumenten significativamente entre 2030 y 2050, creciendo al triple como media en Alemania, Francia, Italia y Dinamarca. Aun así, las proyecciones varían mucho en términos tanto de marco temporal como de fuente. Esto obedece a dos razones: las estimaciones de producción son particularmente complicadas porque el biogás y sus derivados se consumen normalmente cerca del punto de producción y los datos se basan en el marco regulador que está cobrando forma demasiado lentamente como algunos podrían apuntar.