1. ¿Cuáles son las características generales del proyecto?
LifeBioGrid es un proyecto que surge con el objetivo de impulsar la obtención renovable de energía, en línea con los objetivos europeos para 2020, y que combina la producción de biogás con la captura y almacenamiento de carbono (CCS).
El biogás, que se obtiene de residuos orgánicos, es purificado a través de una combinación de tecnologías criogénicas y biológicas para obtener “biometano”: un gas de origen renovable similar al gas natural que puede ser utilizado como biocarburante y también inyectado en la red de gas natural.
Se trata de un proyecto europeo en el que colaboran EDP Naturgas Energía (coordinador del proyecto y responsable de las pruebas de biometano como combustible vehicular, así como de la inyección de biometano en la red de gas natural) , Biogas Fuell Cell (PYME española responsable de la producción de biogás a partir de residuos orgánicos, así como de los ensayos del sistema de algas) y Gastreatment Services (PYME holandesa encargada de la purificación del biogás a través de un sistema criogénico para la obtención de biometano).
2. ¿Cuál es el objetivo principal?
El objetivo principal del proyecto es demostrar la viabilidad de la producción de gas natural renovable (biometano) a partir de biogás mediante un novedoso sistema de depuración que mejora su calidad.
El biometano generado se usa directamente como carburante en un camión de gas natural comprimido y se puede inyectar también en la red de distribución de gas natural.
El sistema se basa en la combinación de tecnologías biológicas y criogénicas para la captura y el almacenamiento de CO2 del biogás y la eliminación de otros contaminantes (H2S, volátiles, humedad).
3. ¿Cuál es el proceso completo que sigue el biometano?
En una planta de digestión anaerobia, que se encuentra en Almazán (Soria), se genera biogás a partir de residuos orgánicos y purines de cerdo, transformando la materia orgánica en ausencia de oxígeno. También se produce un bio-fertilizante llamado digestato.
A través de un proceso criogénico, el biogás es purificado en el Gastreament Power Package (GPP), capturando el dióxido de carbono y eliminando por completo todos los contaminantes del biogás. Una vezpurificado, se obtiene biometano de alta calidad y CO2 puro. El CO2 puro y el digestato obtenido en el proceso de digestión anaerobia se utilizan como nutrientes para el crecimiento de algas en la Planta de Algas Piloto (PAP). Este proceso genera biomasa algal con muchas aplicaciones tales como co-sustrato de la digestión, aumentando así el rendimiento de la producción de biogás.
Paralelamente, el biometano obtenido se comprime a 250 bar y se almacena en una estación de servicio a través de la cual se llena un camión de gas natural comprimido (GNC), así como un sistema portátil de inyección fijado al camión. Este sistema inyecta también biometano en la red de distribución de gas natural.
El propio camión de GNC utiliza biometano como combustible, con lo que se llena su depósito de combustible (50 Nm3 de capacidad) para verificar que el biometano obtenido es un carburante óptimo.
Se trata en realidad de una estación virtual; este sistema de inyección permite el transporte de 300 Nm3 de biometano a la Estación de Regulación y Medida de gas natural (ERM), que se encuentra en la localidad de Ólvega, a 63 km de Almazán. En este lugar el biometano se inyecta en la red de distribución de gas natural.
Figura 1. Esquema general del proceso
4. ¿Qué instalaciones intervienen entonces en el proyecto?
Planta de producción de biogás
El biogás es generado en una planta de digestión anaerobia, situada en Almazán, que gestiona purines de cerdo y otros residuos orgánicos. La digestión anaerobia es un proceso biológico que transforma la materia orgánica en ausencia de oxígeno, obteniendo biogás y un biofertilizante (el digestato). El flujo de biogás utilizado para el proyecto son 10 Nm3/h.
Planta de depuración de biogás
Es la integración de dos prototipos:
- Planta de Algas Piloto (PAP) donde el CO2 puro del sistema criogénico y el digestato producido en el proceso de digestión anaerobia se usan como nutrientes para el crecimiento de algas. Como subproducto el proceso genera biomasa algal con muchas aplicaciones tales como sustrato de co-digestión.
- El sistema Gastreatment Power Package (GPP) es un sistema criogénico que depura el biogás proveniente de la planta de producción de biogás capturando el CO2 y eliminando el resto de contaminantes. En esta planta el biogás es enfriado en cuatro etapas para obtener un biometano de alta calidad y CO2 puro como subproducto que se alimenta al sistema de algas.
Estación de servicio
El biometano obtenido se comprime a 250 bar y se almacena en una estación de servicio. La estación de servicio consiste en un compresor de gas natural, un sistema de almacenamiento capaz de almacenar 545 Nm3 de biometano a 250 bar y un dispensador para la carga rápida de vehículos. Desde esta estación de servicio se llena el camión de gas natural a 200 bar.
Biometano como combustible vehicular
Se ha probado con éxito un camión de GNC alimentado con biometano como combustible.
Distribución de biometano
El biogás se depura a las especificaciones requeridas por la legislación para su inyección a la red de gas natural.
El biometano también se utiliza para llenar un sistema portátil de inyección fijado al camión con el fin de almacenar y transportar el biometano a un punto en el que se puede inyectar en la red de gas natural. Este concepto se denomina estación virtual y la capacidad del sistema de inyección es de 300 Nm3 de biometano.
El sistema de inyección portátil se transporta a una ERM, situada a 63 km de Almazán, donde se inyecta el biometano en la red de gas natural. El transporte se realiza por el camión de gas natural que utiliza biometano como combustible.
5. ¿Qué resultados se han obtenido?
a) Resultados técnicos
- Se ha conseguido el primer vehículo en España que utiliza biometano o gas natural renovable como combustible y también la primera inyección de biometano en la red de distribución de gas natural española.
- Se ha probado el concepto de “carbon-negative-bio-energy”.
- Se ha demostrado la viabilidad del cultivo de algas con el CO2 y el digestato del proceso de digestión anaerobia y el uso de biomasa algal como sustrato en la digestión anaerobia para incrementar la producción de biogás.
- El proyecto prueba el hecho de que se puede producir un gas natural alternativo de manera local, contribuyendo a la reducción de la dependencia energética del exterior o la dependencia de otras fuentes de energía más contaminantes.
- Se ha demostrado el alto grado de replicación de este concepto en otras plantas.
- Se trata de una alternativa eficaz a otros sistemas de captura y almacenamiento de CO2 que tienen mayores costes de operación y mantenimiento.
b) Evaluación ambiental
La evaluación medioambiental del proyecto se ha realizado mediante el Análisis del Ciclo de Vida (ACV), que se rige por las regulaciones internacionales ISO14040 e ISO14044. Se han hecho dos ACVs: ACV de la inyección de biometano en la red de gas natural y ACV del biometano como combustible vehicular.
ACV de la inyección de biometano en la red de gas natural
Los resultados de la evaluación del ciclo de vida del sistema confirmaron el impacto total negativo del proceso BIOGRID, en función de los kg de CO2 equivalentes. El ACV ha probado el concepto de carbon-negative-bio-energy del proyecto.
ACV del biometano como combustible vehicular
El uso del biometano como combustible vehicular tiene un impacto ambiental positivo, pero el impacto del proceso de BIOGRID representa el 50% del beneficio ambiental comparando el uso de biometano con el uso de otros combustibles alternativos, en términos de kg de CO2 equivalentes por km.
c) Evaluación económica
Bajo un punto de vista económico, el sistema desarrollado en el proyecto BIOGRID (10 Nm3/h), dado que es un prototipo, no es rentable en absoluto. Sin embargo, un mayor tamaño de planta (500 Nm3/h) y una mayor cercanía a la red de distribución de gas natural podrían llegar a hacer rentable el sistema.
Ahora bien, aunque se tengan en cuenta dichas consideraciones, unas primas a la producción de biometano de al menos 17 €/MWh seguirán siendo necesarias para hacer que dicha rentabilidad pueda ser interesante de cara a un potencial inversor.
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