| ¿Qué es el biogas?
El biogas es una mezcla de gases generada cuando compuestos orgánicos como el estiércol se procesan en ausencia de oxígeno (digestión anaeróbica o fermentación). El biogas se compone aproximadamente 2/3 partes metano y 1/3 parte CO2 y otros gases.
¿Qué es la digestión anaeróbica?
La digestión anaeróbica es la descomposición de materia orgánico por micro-organismos en condiciones anaeróbicas. Varias familias de bacteria, trabajando juntos, convierten materia biológica en biogas.
El proceso se divide en 3 etapas principales:
- Descomposición (hidrólisis) de materia orgánica en el estiércol.
- Síntesis de ácido acético a partir de materia descompuesta.
- El ácido acético se convierte en gas metano por la acción de la bacteria archeea metanogénico.
La bacteria no requiere mucha energía para vivir y reproducirse. Por esta razón, a diferencia del compostaje, la digestión anaeróbica produce pocos excesos de calor. Las mejores condiciones para la bacteria es en un substrato muy húmedo con una temperatura alrededor de 30 a 35 ºC (otros funcionan mejor de 50 a 55 ºC). por esta razón el digestor debe calentarse y estar bien aislado para no perder calor. El calentamiento del digestor consume 1/3 parte del biogas producido.
Esquemas de diferentes tipos de plantas de biogas
Sistema por lotes llenando los digestores de forma alterna
Sistema de flujo con alimentación constante
Ambos esquemas muestran los componentes de una planta completa de biogas:
- Fosa para mezclar el estiércol y otras materias orgánicas
- Si se utiliza restos de cocina, deben ser pasteurizados por calor y presión antes de entrar al digestor
- Digestor con calentamiento y aislamiento
- Mezclador en el digestor para homogeneizar
- Tanque de almacenamiento para el substrato fermentado
- Motor de gas (CHP) para producir calor y electricidad
Utilización de biogas
El biogas contiene entre 65 y 75% de metano, según el contenido energético de 5.5 a 6.0 kWh por metro cúbico.Aparte del metano, el biogas contiene CO2, un poco de amoniaco y de hidrosufidos.
Los hidrosulfidos son un obstáculo para la utilización del biogas, siendo corrosivos. Tras la desulfurización biológica, el biogas se puede usar en la generación de energía.
1. Combustión en planta combinada de calor y electricidad (CHP)
El motor CHP funciona a gas y lleva un generador acoplado. Hay dos tipos de energía:
- Se extrae calor de los motores y de la recuperación de calor de los gases emitidos (el 50%). Al principio se requiere agua caliente para calentar el digestor, lo que sobra se puede usar para calentar equipamientos o procesos de secado.
- El generador aporta electricidad (30 a 40%). La electricidad se necesita para las bombas, mezcladores y sistemas de control de la planta de biogas. El resto se puede pasar a la red eléctrica.
Los CHP modernos tienen un factor de eficiencia de más del 90% en conversión a agua caliente y electricidad. El rendimiento aumenta con el uso continuado del calor.
2. Acondicionamiento de biogas a gas natural
Otra posibilidad en la comercialización de biogas pasa por acondicionarlo a gas natural y suministrarlo a la red de gas.
Como requiere un esfuerzo tecnológico complejo y caro, solo se usa para plantas grandes con producciones mayores de 500 m3 por hora.
La ventaje es que se puede usar el biogas purificado en CHP en diferentes ubicaciones (p.ej. hospitales y escuelas) y no solo desde un CHP centralizado.
Estiércol fermentado como abono
Hay muchas ventajas en la agricultura para el estiércol liquido que se procesa en las plantas de biogas.
Esto es porque la planta de biogas no solo genera energía sino que recupera valiosos nutrientes vegetales del estiércol liquido de forma ecológicamente factible para generar una materia prima de mejora del suelo.
Una vez fermentado, el estiércol liquido de biogas se puede aplicar al campo todo el año –incluso después de la siembra- sin riesgo de quemar el tejido vegetal. Un proceso de control optimizado evita que se pierda nitrógeno en forma de amoniaco, ya que por la fermentación anaeróbica, todo el contenido de nitrógeno viene en forma de amonio, reduciendo el riesgo de erosión y contaminación de aguas freáticas.
Dimensiones de plantas de biogas
| Tamaño de la planta |
Bases de la materia orgánica |
Generadores de electricidad |
Inversión aproximada |
| Tamaño de granja |
Cultivos de energía renovable propia + abono de ganado |
75 kW – 350 kW |
250,000 € -
750,000 € |
| Larga escala, operada por una empresa |
Cultivos de energía renovable |
0.5 MW – 5 MW |
1 Mio. € - 4 Mio. €
(o más) |
| Larga escala |
Eliminación de materiales orgánicos (ej. De cocinas, de industria de procesamiento alimentario) |
0.5 MW – 5 MW |
1 Mio. € - 4 Mio. €
(o más) |
| Industria |
Desechos orgánicos de diferentes procesos |
0.5 MW – ? |
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Conclusión
La inversión en construir y operar una planta de biogas puede crear una nueva fuente de ingresos para los granjeros, pero hay muchos detalles importantes a tener en cuenta.
- Esfuerzo técnico complejo
- Esfuerzo de inversión alta y duradero
- Horas adicionales de trabajo en mantenimiento
- Integración de cosechas de energía en la rotación de cultivos.
- Muchos reglamentos de construcción, abonos e higiene
- La rentabilidad depende de los precios de venta de electricidad y los costes de calentamiento
- Cálculos de beneficios
Infórmese con servicios de consulta de agricultura y busque información fidedigna de organismos oficiales y empresas con años de experiencia en plantas de biogas.
Adicionalmente consulte nuestra calculadora per biogas para conocer los diferentes parámetros que pueden tener un impacto en la viabilidad del biogas como energía renovable en una explotación lechera.
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