¿Qué es el biometano?
El biometano es biogás purificado para alcanzar la calidad que exige un uso final. El proceso se llama upgrading y separa CO₂ y otros componentes del biogás crudo.
El gas obtenido puede sustituir una fracción del gas natural cuando cumple las especificaciones de calidad, presión y entrega de la aplicación. La compatibilidad debe verificarse para cada equipo, red o uso vehicular.
Gas Natural Renovable
En mercados internacionales se conoce como Gas Natural Renovable (GNR) o Renewable Natural Gas (RNG). El carbono es de origen biogénico, pero la huella neta depende de fugas de metano, energía auxiliar, transporte y manejo del digestato.
Diferencias entre biogás y biometano
Ambos salen de la digestión anaerobia. El biometano resulta de separar CO₂, H₂S, agua y otros componentes del biogás hasta cumplir la especificación del uso final.
| Característica | Biogás | Biometano |
|---|---|---|
| Contenido de metano | 50 - 70% | Alta; según especificación |
| Contenido de CO₂ | 30 - 50% | Se reduce según el destino |
| Poder calorífico | 5,0–7,0 kWh/Nm³ (PCI) | 9,5–10 kWh/Nm³ (PCI) |
| Uso principal | Generación eléctrica in situ | Inyección a red, combustible vehicular, industria |
| Transporte | Uso cercano o gasoducto dedicado | Red, GNC o GNL si cumple especificación y hay conexión o logística |
| Procesamiento requerido | Desulfuración, secado y, según el motor, remoción de siloxanos | Upgrading completo |
La concentración de metano no basta para aceptar el producto. La decisión también considera poder calorífico, inertes, oxígeno, azufre, humedad, partículas, presión y contaminantes específicos del origen.
Proceso de upgrading: de biogás a biometano
El upgrading es el paso industrial que convierte biogás en biometano. En esencia, se trata de separar el metano (CH₄) del CO₂ y eliminar contaminantes que podrían dañar equipos o incumplir especificaciones de calidad.
Etapas del proceso
Una cadena de producción y entrega suele incluir cinco etapas:
- Caracterización: medición de caudal, composición, humedad y variación del biogás que alimentará el sistema.
- Pretratamiento: remoción de H₂S, partículas, condensados y otros contaminantes que afectan el upgrading.
- Separación: remoción de CO₂ con control de la recuperación de metano y del gas de rechazo.
- Acondicionamiento final: secado, control de contaminantes, compresión y odorización cuando aplique.
- Medición y entrega: verificación de calidad, cantidad y presión en el punto acordado con el receptor.
¿Qué pasa con el CO₂ separado?
El CO₂ separado sale con trazas de metano y H₂S. Venderlo exige purificación, licuefacción y un comprador cercano; el uso en bebidas exige grado alimenticio. Sin esas condiciones, el gas de rechazo se ventila o se trata para oxidar el metano residual.
Tecnologías de upgrading
Las tecnologías comerciales más instaladas son lavado con agua, membranas, PSA y aminas. También existen el lavado con solventes orgánicos y la separación criogénica. La mejor opción depende del caudal de biogás, la pureza requerida, los costos y la disponibilidad de servicios auxiliares (agua, calor).
Water Scrubbing (Lavado con agua)
Aprovecha la mayor solubilidad del CO₂ en agua. La selección debe cerrar consumo y calidad de agua, presión, regeneración, emisiones del gas de desorción y recuperación de metano garantizada por el proveedor.
Membranas
Las membranas separan gases según su permeabilidad. El diseño depende de pretratamiento, etapas, recirculación, compresión, vida útil de módulos y límite contractual de metano en el rechazo.
PSA (Pressure Swing Adsorption)
La adsorción por cambio de presión usa lechos que retienen componentes del gas durante ciclos alternados. La humedad, el H₂S, la secuencia de válvulas y la recuperación garantizada determinan el pretratamiento y el número de columnas.
Absorción química con aminas
El CO₂ reacciona con una solución de aminas que luego se regenera con calor. El balance debe incluir demanda térmica, degradación y reposición de solvente, corrosión, emisiones y recuperación de metano garantizada.
| Tecnología | Entrada crítica | Servicio auxiliar | Criterio contractual |
|---|---|---|---|
| Water Scrubbing | H₂S, agua y partículas | Agua y compresión | Metano en gas de desorción |
| Membranas | H₂S, humedad y aceite | Compresión | Recuperación y vida de módulos |
| PSA | Humedad y contaminantes | Compresión y vacío | Producto y gas de purga |
| Aminas | H₂S y temperatura | Calor y reposición de solvente | Calidad, emisiones y consumo térmico |
Usos del biometano
El biometano puede usar infraestructura de gas cuando cumple la composición, el poder calorífico, la presión y los límites de contaminantes exigidos por el equipo o la red. Cada ruta requiere verificar compatibilidad y capacidad.
Inyección a redes de gas natural
La inyección requiere un punto de conexión aceptado, capacidad disponible, medición y cumplimiento del RUT vigente y de los requisitos adicionales aplicables. El acuerdo también debe definir el manejo de gas fuera de especificación.
Combustible vehicular (Bio-GNV)
La ruta de Bio-GNV añade compresión, almacenamiento y despacho. El vehículo o la estación receptora debe aceptar la especificación, presión y sistema de carga del producto.
Biometano licuado (Bio-GNL)
La licuefacción permite transportar más energía por unidad de volumen. Exige una purificación más profunda, almacenamiento criogénico y manejo del gas evaporado, además de una estación receptora compatible.
Uso industrial
Hornos, secadores y calderas pueden evaluarse cuando quemadores, tren de gas y controles aceptan la composición y presión disponibles. La cobertura se calcula frente a la demanda térmica horaria.
Generación Eléctrica
Purificar y transportar gas para generar electricidad solo se justifica si el valor de mover el combustible supera las pérdidas y costos de upgrading, compresión y logística.
Criterio comercial
Compare el ingreso neto de cada ruta con upgrading, compresión, transporte, medición y calidad. Un certificado o atributo renovable solo aporta valor si existe un esquema y un comprador verificables.
Retos para llevar el biometano al punto de uso
El reto no termina en producir un gas rico en metano. El proyecto debe entregar un producto aceptable, medible y disponible para una ruta concreta:
Compatibilidad
Verifique composición, poder calorífico, presión y contaminantes contra el equipo o la red receptora.
Logística
Compare red, gas comprimido y licuefacción con caudal, distancia, presión, retorno de recipientes y consumo auxiliar.
Balance de emisiones
Cuantifique línea base, fugas, energía auxiliar, metano no capturado y desplazamiento de combustible. No presuma una huella negativa.
Contrato de venta
Defina volumen, calidad, nominación, medición, desbalance, rechazo y precio antes de dimensionar el upgrading.
Inventario y entrega
El almacenamiento desacopla producción y consumo dentro de su capacidad. El diseño debe fijar autonomía, presión y respuesta ante indisponibilidad.
Sustitución térmica
La reducción depende de la energía útil entregada, el combustible desplazado y las emisiones del ciclo de vida.
La calidad se demuestra en el punto de entrega
Para inyección al SNT, la Resolución CREG 50 de 2018 exige verificar varias propiedades del gas mediante analizadores en línea. La Resolución CREG 240 de 2016 remite al RUT y añade límites para siloxanos y compuestos halogenados.
Por eso, un porcentaje de metano aislado no demuestra que el gas sea inyectable. El diseño debe partir de la especificación completa, la presión y el sistema de medición que aplican al punto de entrega.
Biometano en Colombia
La ruta viable depende del sustrato, la red y la demanda; consulte las rutas de mercado y la escala en Colombia.
La regulación habilita el servicio, pero no garantiza una conexión.
Los incentivos vigentes no cubren de forma general el biometano como combustible; revise el marco regulatorio y los incentivos.
Preguntas frecuentes sobre biometano
¿Qué debe incluir una comparación económica?
Compare el gas puesto en el punto de consumo. Incluya producción de biogás, upgrading, pérdidas de metano, compresión, conexión o transporte, medición, operación y respaldo. Trate incentivos y atributos ambientales como partidas separadas y condicionadas.
¿Basta con medir el porcentaje de metano?
No. La aceptación depende de la especificación del destino. Para inyección se verifican los parámetros del RUT y los requisitos adicionales aplicables, con instrumentos calibrados y un punto de muestreo acordado.
¿Cuánto biogás se necesita para producir biometano?
Se calcula con el caudal de biogás, su fracción de metano y la recuperación de metano del sistema. También se descuentan consumos internos y producto fuera de especificación. No existe una relación volumétrica única.
¿Es mejor producir electricidad con biogás o upgrading a biometano?
Compare demanda simultánea, precio en el punto de entrega, eficiencia de uso, costo de conexión, disponibilidad y valor del calor. La escala no decide por sí sola: una demanda térmica cercana puede favorecer el uso directo y una demanda de gas contratada puede justificar upgrading.
¿Qué mantenimiento requiere una planta de upgrading?
El plan depende de la tecnología y la calidad de entrada. Debe cubrir analizadores, compresores, válvulas, filtros, medios de separación, calibraciones y pruebas de cierre seguro. La automatización no elimina rondas, respuesta a alarmas ni personal competente.
¿El biometano tiene sentido para su operación?
Depende de la escala, el acceso a redes de gas, la demanda y las condiciones de entrega. El análisis compara balances de energía, infraestructura y responsabilidades para el caso específico.
