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Sostenibilidad y biometano

La emergencia climática exige una producción y una gestión sostenibles de los recursos energéticos de que disponemos, eligiendo aquellos con menor impacto medioambiental global, que sean «sostenibles» en todos los niveles de la cadena de suministro.

Criterios de sostenibilidad

En el campo de la bioenergía, la palabra «sostenibilidad» adquiere un significado muy especial, explicitado por los estrictos criterios que deben cumplir las empresas de biogás/biometano.

Según la Directiva «RED2» de la UE, base reguladora del desarrollo de las energías renovables en Italia, la producción debe llevarse a cabo:

  1. evitar la explotación de tierras con alto contenido en carbono (bosques primarios, zonas protegidas, ecosistemas en peligro, humedales, zonas boscosas, turberas, etc.) (art. 7 ter (3) a (5) o (3) a (6) para los cultivos en la UE) 
  1. reducir las emisiones de GEI en al menos un porcentaje determinado en comparación con las emisiones asociadas al Combustible Fósil de Referencia (COMPARADOR DE COMBUSTIBLES FÓSILES – FFC) por destino específico.

Valores mínimos de reducción

En artículos anteriores hemos descrito el biogás, mencionado sus características y las técnicas de mejora para la producción de biometano. Dependiendo de la alimentación y las características de la planta, el biogás puede convertirse no sólo en un recurso renovable, sino también sostenible, reduciendo las emisiones de acuerdo con la Directiva RED II, aplicada por el Decreto Legislativo 199/2021. 

El apartado 12 del artículo 42 de este decreto expresa los valores mínimos de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, estimados en:

  • 65 % para los biocarburantes, el biogás consumido en el sector del transporte y los biolíquidos producidos en plantas en funcionamiento a partir del 1 de enero de 2021;
  • 70 % para electricidad, calefacción y refrigeración a partir de combustibles de biomasa utilizados en instalaciones en funcionamiento entre el 1 de enero de 2021 y el 31 de diciembre de 2025. 
  • 80 % para las instalaciones en funcionamiento a partir del 1 de enero de 2026.

Los parámetros de la sostenibilidad

Para calcular la reducción de emisiones, es necesario evaluar todos los factores que contribuyen a las emisiones en la cadena de producción de biogás/biometano, desde los materiales que alimentan la planta hasta las distintas operaciones de producción, transporte y compresión.

Una dieta ideal para la producción sostenible de biometano utiliza estiércol de ganado, cultivos y subproductos agrícolas, clasificados según las emisiones que generan. En cuanto a las fases de producción de biometano, el digestato deberá gestionarse correctamente. Si se almacena correctamente -utilizando los servicios de construcción y techado de depósitos de CMA- se pueden reducir las emisiones de amoníaco, así como el impacto negativo sobre la calidad del aire, el suelo y el agua. 

Certificación de sostenibilidad

Para verificar el cumplimiento de los criterios de sostenibilidad, todos los interesados deben adherirse al Sistema Nacional de Certificación, establecido por el Decreto Ministerial de 14 de noviembre de 2019 . Esto implica la intervención de un organismo de certificación para emitir el certificado de conformidad que cubra tanto a la empresa propietaria de la planta como a los proveedores. En la práctica, será necesario elaborar una cuidadosa documentación empresarial (véase UNITS 11567) que incluya documentos tanto de carácter general (descripciones de las actividades y productos relativos al operador empresarial individual) como específicos de la cadena de suministro a la que pertenece el operador individual (documentos relativos a la fase de producción de materias primas cultivadas, residuos y estiércol del ganado, y relativos a fases distintas de las anteriores -incluida la mejora-).

La implicación de todos los agentes económicos (propietarios y proveedores) presupone la necesidad de un sistema de trazabilidad basado en el balance de masas que garantice el mantenimiento de los criterios de sostenibilidad a lo largo de toda la cadena de suministro.

El panorama de las reducciones

Según se define en elInventario Italiano de Gases de Efecto Invernadero 1990-2021 (2023), «el sector agrícola registra una reducción de las emisiones del 13,8% con respecto a 1990, atribuida principalmente a la disminución de la ganadería y a la recuperación del biogás con fines energéticos». Este es solo el primer paso hacia una gestión más sostenible de la energía que dé lugar a una economía circular respetuosa con el medio ambiente.

Confíe en CMA para la producción de biometano: póngase en contacto con nosotros para evaluar la mejor solución para sus necesidades. 

Impianto biometano Sud Oise

Cov: un riesgo para las plantas de biometano

Los COV pueden causar varios problemas a las plantas de producción de biometano. De hecho, si no se eliminan estos compuestos, se podría dañar el sistema de mejora.

Qué son los Covs

COV y COV son las siglas de compuestos orgánicos volátiles, compuestos químicos orgánicos que se evaporan fácilmente incluso a temperatura ambiente. Se incluyen en esta categoría los hidrocarburos alifáticos, aromáticos y clorados, aldehídos, terpenos, alcoholes, ésteres y cetonas. De ellos, los más comunes en edificios residenciales son el limoneno y el tolueno, pero el más importante desde el punto de vista toxicológico y mutagénico es el formaldehído. 

COVs ORGÁNICOS MÁS COMUNES (fuente health.gov.uk)

Clases de compuestos Sustancias principales 
Hidrocarburos alifáticosPropanoButanoHexanoLimoneno
Hidrocarburos halogenadosCloroformoCloruro de metilenoPentaclorofenol
Hidrocarburos aromáticosBencenoToluenoXileno
AlcoholesAlcohol etílicoAlcohol metílico
AldehídosFormaldehídoAcetaldehído

La legislación europea define los compuestos orgánicos volátiles como aquellos compuestos orgánicos que, a una temperatura de 293,15 K (20 °C), tienen una presión de vapor igual o superior a 0,01 kPa, o tienen una volatilidad correspondiente en condiciones particulares de uso (Directiva europea 199/13/CE, transpuesta en Italia por DM 44/04).

Estos compuestos se dispersan fácilmente en el aire, causando daños al medio ambiente y a la salud humana si se inhalan en grandes cantidades.

Cov y actualización

Los compuestos orgánicos volátiles están presentes en todo el biogás bruto procedente de la fermentación anaeróbica de materia orgánica. La cantidad de COV varía en función de la calidad de la materia prima utilizada.

Al pasar de biogás a biometano, los COV pueden obstruir el sistema y provocar la parada de la planta. Además, se considera que estos compuestos interfieren con la odorización, un proceso en el que se añaden sustancias inodoras para mitigar la acritud del gas. Este problema se plantea cuando el biometano se va a introducir en una red de distribución de gas para uso doméstico, calefacción o como combustible para vehículos.

Posibles soluciones

Una de las soluciones actualmente en uso es la utilización de un filtro de carbón activado. Sin embargo, en el caso de altas concentraciones de H₂S o COV, la acción de filtrado no será suficiente para eliminar los contaminantes y deberá combinarse con otras tecnologías, como la depuración. Para la eliminación total de los compuestos orgánicos volátiles del biogás bruto, CMA ofrece la tecnología PWS. De hecho, el lavado con agua no sólo puede tratar hasta 500 ppm de H₂S en estado estacionario y hasta 1000 ppm en punta, sino que incluso puede eliminar grandes cantidades de COV sin necesidad de utilizar estaciones de pretratamiento.

¿Desea obtener más información sobre la limpieza con agua a presión? Lea nuestro artículo en profundidad y síganos en las redes sociales.

Empezar a producir biometano: lo que hay que saber

¿Cuándo tiene sentido entrar en el mercado de las energías alternativas como productor de biometano?
Contrariamente a lo que podría pensarse, no se trata sólo de una cuestión monetaria, dados los incentivos nacionales y europeos. Para evaluar plenamente esta transición, hay que empezar por un análisis exhaustivo de la materia prima, que debe cumplir los requisitos de sostenibilidad en el momento oportuno.


Condiciones esenciales para pasar al biometano

A la espera de noticias sobre el proceso de aprobación de RES2 -el decreto ministerial que regula los incentivos a las energías renovables innovadoras-, la única conditio sine qua non para plantearse el cambio al biometano es la sostenibilidad. Por lo tanto, además de la posesión de un permiso y de un posible presupuesto de conexión a la red, deben cumplirse ciertos requisitos.
Según la DER (Directiva 2009/28), la sostenibilidad medioambiental se aplica cumpliendo dos requisitos:

  • Emisiones de gases de efecto invernadero inferiores a las de la alternativa fósil.
    de un porcentaje diferenciado según las cadenas de suministro.
  • La ausencia de explotación de tierras con alto contenido en carbono (Bosques,
    turberas, etc.)

Materias primas sostenibles

Lo primero que hay que evaluar es la materia prima disponible. Los cultivos, los subproductos (por ejemplo, las peladuras de tomate o los tallos de maíz) y el estiércol del ganado se encuentran entre los elementos más metanogénicos, pero si el productor no los posee directamente, debe evaluar los costes de suministro y su disponibilidad continua en el tiempo.

¿Pasarse a la producción de biometano? Al final de este estudio en profundidad, podemos decir que se trata de un proceso que requiere atención y una evaluación exhaustiva de cuáles son los requisitos previos y los costes de adaptación/aplicación. Antes de presentar cualquier solicitud, se exige expresamente que el proyecto prevea la cobertura del almacenamiento, un servicio que CMA presta de forma puntual y personalizada en función de las necesidades específicas para favorecer la sostenibilidad de la planta.

Póngase en contacto con nosotros para obtener más información.

Técnicas de actualización y cuáles preferir

La produzione di biometano rappresenta un’importante soluzione per l’economia circolare e la transizione energetica, incluso il discusso processo di decarbonizzazione. Per produrlo, il biogas generato dalle biomasse organiche deve subire un processo di purificazione dai contaminati in esso contenuto, altresì conosciuto col nome di upgrading. Esistono diverse tecnologie impiegate nella produzione di biometano, ognuna con caratteristiche specifiche e un determinato impatto sull’ambiente.

Le principali tipologie di impianti di purificazione e upgrading sono riconducibili all’adsorbimento a pressione oscillante (PSA), al lavaggio ad acqua sotto pressione (Pressure Water Scrubbing), al lavaggio chimico (MEA, DMEA), al lavaggio fisico con solventi organici ed ai diffusi metodi di separazione tramite membrane.

PSA

Il PSA si basa sul principio dell’adsorbimento selettivo dei gas, sfruttando la capacità di determinati materiali adsorbenti, come il carbonio attivo o le zeoliti, di trattenere specifici componenti presenti nel biogas. Durante il processo di PSA, il biogas viene fatto passare attraverso uno o più letti di adsorbente. Mentre alcune impurità, come l’acqua e l’anidride carbonica, vengono trattenute dall’adsorbente, il metano puro viene lasciato passare e raccolto come biometano.

MEA, DMEA

Le tecniche MEA (Monoetanolammina) e DMEA (Dimetiletanolammina) sono utilizzate nella produzione di biometano per rimuovere l’anidride carbonica (CO2) presente nel biogas. Queste tecniche, note come processi di assorbimento chimico, possono adattarsi a diverse condizioni operative, garantendo una purificazione efficace anche in presenza di fluttuazioni nel contenuto di CO2 nel biogas di alimentazione. Tuttavia, è importante considerare alcuni aspetti critici legati al loro utilizzo, come la corrosività e la tossicità degli assorbitori chimici usati. Sono infatti necessarie precauzioni appropriate per garantire la sicurezza degli operatori e la protezione dell’ambiente durante la gestione di tali sostanze chimiche.

Lavaggio fisico con solventi organici

Secondo questa tecnica, il biogas viene fatto passare attraverso una colonna di solvente organico selezionato, come l’etanolo o il metanolo. Durante il processo, il solvente assorbe selettivamente le impurità come la CO2 e l’acqua presenti nel biogas. Il risultato è un biometano purificato, con un contenuto di CO2 e umidità inferiore ai requisiti richiesti. Un vantaggio del lavaggio fisico con solventi organici è la possibilità di regolare il processo in base alle condizioni specifiche. È possibile controllare la temperatura, la pressione e la composizione del solvente, nonché di riutilizzare il solvente organico adoperato per ottimizzare l’efficienza  e i costi operativi del processo.

PWS

Una delle tecniche più efficaci ed efficienti, non solo a livello di costi ma anche di impatto ambientale, è il lavaggio ad acqua sotto pressione (Pressure water scrubbing). Durante questo processo, il biogas viene fatto passare attraverso una colonna d’acqua (colonna di lavaggio), dove il liquido assorbe impurità quali NH3, H2S, CO2 e CH4. Il risultato è un biometano con un contenuto di metano superiore al 98%.

L’importanza del lavaggio ad acqua sotto pressione nel processo di upgrading del biogas è fondamentale per la rimozione di quegli elementi che potrebbero danneggiare gli impianti e i motori che utilizzano il biometano. 

Il lavaggio ad acqua sotto pressione offre numerosi vantaggi rispetto ad altre tecniche di upgrading del biogas: un processo semplice, che non comporta eccessive manutenzioni e  con un’efficienza di rimozione delle impurità superiore al 99%. L’acqua utilizzata nel processo può essere poi facilmente rigenerata e riutilizzata, rendendo il lavaggio ad acqua sotto pressione una soluzione sostenibile.

CMA sostiene e promuove il PWS come principale tecnica di upgrading del biogas, efficiente ed efficace per ottenere un biometano di qualità elevata a costi ridotti e riducendo l’impatto sull’ambiente.

Contatta il nostro ufficio per saperne di più.

Pretratamiento con carbón activado: también podemos prescindir de él

El proceso de purificación del biogás no se limita a separar el metano del dióxido de carbono, sino que incluye una serie de procesos para eliminar impurezas y productos indeseables como el sulfuro de hidrógeno (H₂S) y compuestos orgánicos volátiles (COV) como siloxanos y terpenos, estos últimos presentes principalmente en el gas de fermentación.

Dentro de lavalorización -el proceso que conduce a la obtención de biometano a partir del biogás-, uno de los principales protagonistas para quienes adoptan la tecnología de membranas es, sin duda, el carbón activado. Para convertirse en tal, el carbón de origen vegetal o mineral se somete a un proceso de activación -realizado en hornos especiales con vapor a alta temperatura- que provoca la formación de diminutos conductos dentro de los gránulos de carbón (microporos) y cuya presencia determina su actividad.

Gracias a su alto poder de adsorción, el carbón activado es capaz de retener en su porosidad determinados tipos de moléculas, y se utiliza en el proceso de purificación del biogás tanto para eliminar contaminantes como para tratar olores.

El carbón activado también puede utilizarse impregnado con otros productos químicos que mejoran el rendimiento, o no impregnado (especialmente en la eliminación de terpenos); lo importante es elegir el tipo de carbón activado en función de la concentración y la naturaleza de cada contaminante en el biogás.

Carbón activado en el proceso de mejora: por qué evitarlo

Aunque la filtración a través de carbón activado puede parecer necesaria dentro del proceso de mejora para obtener biometano, no siempre es el método más adecuado ni el más rentable.

En el caso de concentraciones elevadas de H₂S o COV, la acción filtrante del carbón activado no será suficiente para eliminar los contaminantes y deberá combinarse con otras tecnologías, como la depuración.

El coste del mantenimiento que hay que realizar regularmente en los filtros (limpieza, sustitución, etc.) es entonces bastante elevado. Por lo tanto, con vistas a reducir costes y optimizar los procesos haciéndolos más eficientes y sostenibles, la eliminación de la fase de pretratamiento mediante carbón activado se convierte en una necesidad.

No sólo la empresa, sino también el medio ambiente se beneficiarán de la exclusión del carbón activado del proceso de mejora. Por ello, CMA ha optado por evitar el uso de carbón activo en el pretratamiento, ofreciendo a sus clientes una tecnología que preserva el medio ambiente y reduce los costes de mantenimiento: PWS.

¿Desea más información sobre el proceso de mejora aplicado por CMA? Consulte nuestro artículo dedicado.