¿Qué es el biometano?
El biometano es biogás que ha sido purificado para alcanzar una concentración de metano superior al 95%. Este proceso de purificación, conocido como upgrading, elimina el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno, el vapor de agua y otros componentes no deseados del biogás crudo.
El resultado es un gas con características prácticamente idénticas al gas natural fósil, lo que permite utilizarlo como sustituto directo y renovable en todas las aplicaciones donde tradicionalmente se usa gas natural: generación de energía, procesos industriales, calefacción, cocción y como combustible vehicular.
Gas Natural Renovable
El biometano también se conoce como Gas Natural Renovable (GNR) o Renewable Natural Gas (RNG). A diferencia del gas natural fósil, su producción y uso no añade carbono nuevo a la atmósfera, ya que proviene de materia orgánica que capturó CO₂ durante su crecimiento.
Diferencias entre biogás y biometano
Aunque ambos provienen del mismo proceso de digestión anaerobia, el biogás y el biometano tienen características y aplicaciones muy diferentes. La principal distinción está en su pureza y versatilidad de uso.
| Característica | Biogás | Biometano |
|---|---|---|
| Contenido de metano | 50 - 70% | > 95% |
| Contenido de CO₂ | 30 - 50% | < 3% |
| Poder calorífico | 5.5 - 7.5 kWh/m³ | 9.5 - 10 kWh/m³ |
| Uso principal | Generación eléctrica in situ | Inyección a red, combustible vehicular, industria |
| Transporte | Difícil (bajo poder calorífico) | Fácil (redes de gas, cilindros) |
| Procesamiento requerido | Mínimo (desulfuración básica) | Upgrading completo |
En resumen: el biogás es ideal cuando la energía se consume cerca del punto de producción (autoconsumo eléctrico), mientras que el biometano permite transportar y comercializar la energía como un commodity, accediendo a mercados de mayor valor.
Proceso de upgrading: de biogás a biometano
El upgrading es el proceso industrial mediante el cual se purifica el biogás para convertirlo en biometano. El objetivo principal es separar el metano (CH₄) del dióxido de carbono (CO₂) y eliminar otros contaminantes que podrían afectar los equipos o incumplir especificaciones de calidad.
Etapas del proceso
El upgrading típicamente incluye las siguientes etapas:
- Pre-tratamiento: Eliminación de sulfuro de hidrógeno (H₂S), siloxanos y partículas que podrían dañar los equipos de upgrading o contaminar el biometano final.
- Secado: Remoción del vapor de agua para evitar corrosión y cumplir especificaciones de calidad.
- Separación de CO₂: El paso principal donde se separa el metano del dióxido de carbono mediante diferentes tecnologías.
- Acondicionamiento final: Ajuste de presión, odorización (si es requerido) y verificación de calidad antes de la entrega.
¿Qué pasa con el CO₂ separado?
El CO₂ removido durante el upgrading puede capturarse y valorizarse. Tiene aplicaciones en la industria de bebidas, invernaderos (fertilización carbónica), producción de hielo seco, o puede combinarse con hidrógeno verde para producir metano sintético (Power-to-Gas).
Tecnologías de upgrading
Existen varias tecnologías comerciales para purificar biogás a biometano. La elección depende de factores como el caudal de biogás, la calidad requerida, los costos de inversión y operación, y la disponibilidad de servicios auxiliares.
Water Scrubbing (Lavado con agua)
Aprovecha la mayor solubilidad del CO₂ en agua comparado con el metano. El biogás se pone en contacto con agua a presión en una torre de absorción. El CO₂ se disuelve en el agua mientras el metano permanece en fase gaseosa. Es una tecnología robusta y ampliamente utilizada, con recuperaciones de metano superiores al 98%.
Membranas
Utilizan membranas poliméricas selectivas que permiten el paso preferencial del CO₂ sobre el metano. El biogás presurizado atraviesa módulos de membrana donde los gases se separan según su velocidad de permeación. Es una tecnología compacta, modular y con bajos requerimientos de mantenimiento.
PSA (Pressure Swing Adsorption)
Emplea materiales adsorbentes (como carbón activado o zeolitas) que retienen selectivamente el CO₂ a alta presión y lo liberan cuando la presión disminuye. Opera en ciclos alternados entre múltiples columnas. Alcanza purezas muy altas de metano (>97%).
Absorción química con aminas
El CO₂ reacciona químicamente con soluciones de aminas (como MEA o MDEA) en una torre de absorción. La solución rica en CO₂ se regenera mediante calentamiento, liberando el CO₂ y reciclando la amina. Ofrece alta selectividad y purezas de metano superiores al 99%, pero requiere energía térmica para la regeneración.
| Tecnología | Pureza CH₄ | Recuperación | Ventaja principal |
|---|---|---|---|
| Water Scrubbing | 96-98% | 98% | Robustez, bajo costo operativo |
| Membranas | 95-99% | 95-99% | Compacto, modular, bajo mantenimiento |
| PSA | 96-98% | 96-98% | Alta pureza, sin consumibles químicos |
| Aminas | >99% | >99% | Máxima pureza y recuperación |
Usos del biometano
La principal ventaja del biometano sobre el biogás es su versatilidad. Al tener las mismas características que el gas natural, puede utilizarse en cualquier aplicación existente sin modificaciones en los equipos de consumo.
Inyección a redes de gas natural
El biometano puede inyectarse directamente en las redes de transporte o distribución de gas natural, mezclándose con el gas convencional. Esto permite "descarbonizar" el suministro de gas existente sin cambios en la infraestructura de los usuarios finales. En Colombia, la regulación ya permite esta modalidad cumpliendo especificaciones de calidad.
Combustible vehicular (Bio-GNV)
Comprimido a 200-250 bar, el biometano se convierte en Bio-GNV (Gas Natural Vehicular de origen biológico), un combustible renovable para flotas de transporte. Buses urbanos, camiones de carga, tractores agrícolas y vehículos livianos pueden operar con Bio-GNV, reduciendo significativamente su huella de carbono.
Uso industrial
Industrias que consumen gas natural para procesos térmicos (hornos, secadores, calderas) pueden sustituirlo total o parcialmente por biometano. Sectores como alimentos, cerámica, vidrio y químico son candidatos ideales para esta transición hacia combustibles renovables.
Generación de electricidad
Aunque el biogás puede usarse directamente para generación eléctrica, el biometano permite acceder a turbinas de gas de alta eficiencia o transportar el combustible a plantas de generación alejadas del punto de producción.
Ventaja comercial
El biometano típicamente alcanza precios superiores al biogás gracias a su mayor valor energético y versatilidad. Puede comercializarse por unidad de energía (kWh o MBTU) en mercados de gas, acceder a certificados de origen renovable, o venderse con prima verde a industrias comprometidas con la descarbonización.
Beneficios del biometano
El biometano combina los beneficios ambientales del biogás con ventajas comerciales y logísticas adicionales:
Sustituto directo del gas natural
Compatible con toda la infraestructura existente de gas natural sin necesidad de modificaciones en equipos o redes.
Transportable y almacenable
Puede distribuirse por redes de gas, en cilindros comprimidos o licuefactado (Bio-GNL), llegando a mercados distantes del punto de producción.
Huella de carbono negativa
Cuando proviene de residuos que de otro modo emitirían metano, el biometano puede tener emisiones netas negativas en su ciclo de vida.
Mayor valor comercial
Accede a mercados de gas natural, certificados renovables y compradores dispuestos a pagar primas por combustibles verdes.
Energía despachable
A diferencia de solar y eólica, el biometano puede almacenarse y usarse cuando se necesita, proporcionando flexibilidad al sistema energético.
Descarbonización industrial
Permite reducir emisiones en sectores industriales difíciles de electrificar que dependen del gas natural para procesos térmicos.
Biometano en Colombia
Colombia tiene un potencial significativo para la producción de biometano, combinando una agroindustria generadora de residuos orgánicos con una infraestructura de gas natural desarrollada que facilita la distribución del producto.
Marco regulatorio
Colombia cuenta con regulación que habilita la producción e inyección de biometano:
- Resolución CREG 240 de 2016: Establece las condiciones para la conexión de productores de biogás y biometano a las redes de gas natural.
- Ley 1715 de 2014: Define incentivos tributarios para proyectos de energía renovable, incluyendo biometano (deducción de renta, exclusión de IVA, exención de aranceles).
Oportunidades de mercado
El biometano en Colombia puede comercializarse a través de varios canales:
- Venta a transportadores de gas: Inyección a gasoductos de TGI o Promigas para distribución nacional.
- Contratos bilaterales: Venta directa a grandes consumidores industriales comprometidos con sostenibilidad.
- Estaciones de Bio-GNV: Suministro a flotas de transporte que buscan reducir su huella de carbono.
- Autoconsumo industrial: Empresas que producen biometano de sus propios residuos para consumo interno.
Potencial estimado
Se estima que Colombia podría producir más de 500 millones de m³ de biometano al año solo a partir de residuos de palma de aceite y porcicultura, lo que equivale aproximadamente al 5% del consumo nacional de gas natural.
Preguntas frecuentes sobre biometano
¿El biometano es más caro que el gas natural?
El costo de producción del biometano es generalmente mayor que el del gas natural fósil. Sin embargo, incentivos tributarios, certificados de origen renovable y la disposición de algunos compradores a pagar primas verdes pueden hacer proyectos de biometano económicamente viables. Además, los costos del gas natural fósil tienden a aumentar mientras que los del biometano disminuyen con la maduración de la tecnología.
¿Qué calidad debe tener el biometano para inyectarse a la red?
En Colombia, el biometano debe cumplir con las especificaciones de calidad del gas natural establecidas por la CREG: contenido mínimo de metano (típicamente >95%), límites máximos de CO₂, H₂S, oxígeno y vapor de agua, además de poder calorífico dentro de rangos específicos. Las tecnologías de upgrading modernas permiten alcanzar estas especificaciones sin dificultad.
¿Cuánto biogás se necesita para producir biometano?
Dependiendo de la composición del biogás de entrada, se requieren aproximadamente 1.5 a 2 m³ de biogás para producir 1 m³ de biometano. La diferencia corresponde principalmente al CO₂ removido durante el upgrading.
¿Es mejor producir electricidad con biogás o upgrading a biometano?
Depende de varios factores: precio de venta de electricidad vs. gas, costos de conexión a redes, demanda local de energía, incentivos disponibles y escala del proyecto. En general, proyectos de mayor escala y con acceso a redes de gas favorecen el upgrading, mientras que proyectos pequeños o aislados pueden preferir generación eléctrica. Contáctanos para un análisis personalizado.
¿Qué mantenimiento requiere una planta de upgrading?
El mantenimiento varía según la tecnología. En general, incluye: monitoreo continuo de calidad del gas, mantenimiento de compresores y bombas, reemplazo periódico de membranas o adsorbentes (según tecnología), y calibración de instrumentos. Las plantas modernas están altamente automatizadas y pueden operarse remotamente con supervisión periódica en sitio.
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