La Comisión Europea ha planteado que, para 2040, las emisiones de gases de efecto invernadero en la UE sean un 90% menores que las emitidas en 1990. Esta recomendación, apoyada por España, refuerza el compromiso de Bruselas en la lucha contra el calentamiento global y profundiza en la necesidad de alcanzar la neutralidad climática para 2050. Pero también exige nuevas medidas de descarbonización en todos los sectores de la economía, no solo en los alimentados con electricidad.
¿Pueden ayudar los biogases a avanzar en esa dirección? La Asociación Europea del Biogás (EBA, por sus siglas en inglés) no tiene la menor duda al respecto. El pasado 16 de abril publicaba un nuevo informe – Biogases towards 2040 and beyond: A realistic and resilient path to climate neutrality (Biogases hacia 2040 y más allá: un camino realista y resiliente hacia la neutralidad climática)– realizado por la consultora internacional Guidehouse, en el que sostiene que solo el biometano tiene el potencial de cubrir en 2040 más del 30% de las necesidades de gas en Europa.
Loa autores del informe afirman que la UE-27, más Reino Unido, Noruega y Suiza, podrían producir 111 millones de metros cúbicos (bcm) de este gas en 2040; y de esta cifra, 101 bcm se producirían en la UE. Pero para ello habría que multiplicar por diez su producción, que la EBA sitúa actualmente en unos 17 bcm y es utilizado, sobre todo, en centrales de cogeneración.
Potencial para lograrlo no falta. El informe de Guidehouse estima que para 2040 se podrían obtener 75 bcm de biometano mediante digestión anaerobia (DA) y otros 37 bcm mediante gasificación térmica. Calcula que los mayores productores en esa fecha serán Alemania, Francia, España, Italia y Polonia, además del Reino Unido. Para 2050, el análisis muestra que en Europa podrían producirse hasta 165 millones de metros cúbicos de biometano.
El informe de EBA no es, en ningún caso, una predicción de lo que ocurrirá a mitad de siglo. Lo que ofrece es un escenario posible de lo que se puede lograr si la UE -y el resto de los países analizados- adoptan las medidas adecuadas para movilizar los flujos de materias primas disponibles y sostenibles para producir biometano. En esta línea, la EBA ofrece información sobre nuevas materias primas y tecnologías que pueden aumentar el potencial de producción del biogás. Pero insiste en que “para hacer realidad este potencial será necesario un entorno político favorable y estable que ofrezca seguridad a las partes interesadas en toda la cadena de valor del biometano”.
Beneficios para todos
En su informe, Guidehouse empieza por afirmar que el biometano "es la forma más barata y escalable de gas renovable que existe actualmente en el mercado”; recuerda que el biometano es idéntico al gas natural fósil a nivel molecular y, por tanto, puede servir como sustituto de los combustibles convencionales; y hace una amplio repaso de los beneficios que conllevaría en el conjunto de Europa utilizar este biogás.
Según este trabajo, el biometano obtenido mediante digestión anaerobia podría aportar un beneficio adicional de 84-175 euros/MWh, mientras que el producido por gasificación térmica aportaría 80-162 euros/MWh adicionales. Estos beneficios superan los costes actuales del uso de ambas tecnologías para producir biometano, que son de 55-100 €/MWh en el caso de la digestión anaerobia y de 85-110 €/MWh en el de la gasificación térmica.
En el entorno de 2030, Guidehouse estima que los beneficios adicionales de la producción de biometano para la UE-27 y el Reino Unido oscilarán entre 38.000 y 78.000 millones de euros anuales y corresponderán, casi en su totalidad, a la digestión anaerobia (35.000-73.000 millones de euros). Esta tecnología ya está ampliamente implantada en Europa y seguirá ampliándose a lo largo de la presente década. La producción de biometano a partir de la gasificación en 2030 probablemente estará disponible en volúmenes significativamente menores en comparación con la digestión anaerobia, según el análisis de la consultora.
Si miramos más lejos, a mitad de siglo los beneficios adicionales a nivel económico de la producción de biometano para la UE-27 y el Reino Unido serían de entre 133.000 y 283.000 millones de euros anuales. El reparto entre las dos tecnologías estará más equilibrado, ya que se prevé que la gasificación térmica aporte una contribución mucho mayor para entonces. La digestión anaerobia representará en torno al 60% del total (77.000-168.000 millones de euros) y la gasificación térmica el 40% (57.000-115.000 millones de euros).
Guidehouse señala que las estimaciones del potencial para 2030 y 2050 ofrecidas en este documento son una actualización del informe Gas para el Clima 2022 y, por tanto, directamente comparables con las de ese año. Como marco de referencia, indica que los valores de los escenarios altos en 2030 y 2050 corresponden, aproximadamente, a los productos interiores brutos (PIB) de Luxemburgo y Finlandia en 2021, respectivamente.
Materias primas y tecnologías
En la actualidad, casi todo el biometano que se produce en Europa procede de la digestión anaerobia. La gasificación térmica con síntesis de biometano se encuentra todavía en fase de demostración (como el proyecto Salamander de Engie en Francia), si bien la gasificación hidrotérmica (proceso termoquímico especialmente adecuado para el tratamiento de residuos orgánicos de base acuosa) está ya en fase industrial, con iniciativas en marcha en varios países europeos, como la planta de 20 MWth de SCW Systems7 en los Países Bajos. El potencial de ampliación de ambas tecnologías es grande a medio y largo plazo, en especial a partir de 2030.
Para la digestión anaerobia se pueden utilizar las siguientes materias primas:
• Residuos agrícolas: materiales que sobran en el campo, tras la cosecha del cultivo principal (por ejemplo, paja de cereales).
• Estiércol animal: residuos animales líquidos y sólidos procedentes del ganado alojado en
establos o graneros.• Residuos biológicos: residuos alimentarios y vegetales producidos por hogares o empresas comerciales.
• Aguas residuales industriales: procedentes de sectores industriales en los que la tecnología de digestión anaerobia podría aplicarse como método de pretratamiento.
• Cultivos secuenciales: cultivo antes o después de la cosecha del principal cultivo alimentario o forrajero en la misma tierra agrícola durante un período de barbecho.
• Hierba de arcén de las carreteras procedentes de su mantenimiento en zonas urbanas.
• Lodos de depuradora: material residual, semisólido o líquido que se produce como subproducto durante el tratamiento de las aguas residuales municipales.
En Alemania, la EBA añade que también se podría aprovechar la hierba cortada de pastizales que no compromete el uso de la ganadería.
En el caso de la gasificación térmica, los más apropiados son:
• Residuos forestales: residuos primarios de clareos y talas finales, precomerciales y residuos de tala.
• Operaciones de gestión de árboles realizadas a lo largo de carreteras, vías férreas y jardines privados.
• Residuos municipales orgánicos mezclados, procedentes del material de desecho que no se ha recogido por separado para su reciclado, compostaje o digestión anaeróbica. Proceden principalmente de los hogares, pero también pueden ser generados por industrias.
• Podas: residuos leñosos producidos tras la tala, el acolchado y el astillado. Actividades en árboles frutales, viñedos, olivos y árboles de frutos secos.
• Residuos de madera. biomasa leñosa secundaria, incluida la transformación de la madera, la producción de papel y pasta de papel, residuos de construcción y demolición y residuos domésticos e industriales.
A excepción de los cultivos secuenciales, todas las materias primas incluidas en esta estimación del potencial de biometano para 2040 son desechos o residuos. Los cultivos energéticos (por ejemplo, el monocultivo de maíz) no se han tenido en cuenta. La EBA especifica, asimismo, que algunas de las materias primas enumeradas en el informe podrían convertirse en biometano mediante cualquiera de las dos tecnologías. Por ejemplo, los residuos agrícolas son adecuados para digestión anaerobia o gasificación térmica. Varias de las materias primas anaeróbicas, como el estiércol animal, las aguas residuales industriales y los lodos de depuradora, podrían convertirse también en biometano mediante gasificación hidrotérmica.
En el contexto de este estudio, las materias primas se han asignado a un solo tipo de tecnología, para evitar la doble contabilización en la estimación del potencial; y la producción de biometano a partir de la gasificación hidrotérmica no se ha incluido explícitamente debido al posible solapamiento con la digestión anaerobia, que ya se utiliza comercialmente a gran escala. Sin embargo, en el futuro, la gasificación hidrotérmica puede ampliar el alcance de las materias primas aptas para la producción de biometano.
Retos sociales
Otro aspecto analizado en el informe son las emisiones fugitivas de algunas materias primas, como los residuos animales y los biorresiduos. En este sentido, desde la asociación señalan que “su uso para la producción de biometano puede desempeñar un papel importante en la reducción de estas emisiones, al tiempo que se produce una valiosa energía renovable”.
Otra consideración clave es qué cantidad de materia prima puede movilizarse y transformarse en biometano hasta 2040. En el caso del estiércol animal, el Compromiso Mundial sobre el Metano (Global Methane Pledge, GMP), adoptado en junio de 2022 para catalizar la reducción de las emisiones de metano en el sector del petróleo y el gas, “proporciona un impulso específico para hacerlo”, según afirman desde la EBA. El objetivo es reducir las emisiones mundiales de metano en al menos un 30% respecto a los niveles de 2020 para 2030.
Del mismo modo, como el vertido de biorresiduos ya no está permitido en la UE desde el presente año de 2024, en la Asociación Europea del Biogás creen que va a haber un aumento significativo de biorresiduos recogidos que podrían estar disponibles para la producción de biometano. Estimar el potencial del biometano obtenido a partir de cultivos secuenciales es más difícil, ya que estos cultivos innovadores aún no están muy extendidos en Europa y compete a los agricultores decidir si plantar o no de esta manera.
España, entre los cinco países con mayor potencial
Los cinco primeros países europeos con mayor potencial de producción de biometano para 2040 son Suecia, Alemania, España, Reino Unido y Francia, según el estudio de Guidehouse. En conjunto, estos países representan más del 50% del potencial total de biometano en Europa. Las principales materias primas que se usarán serán los residuos de madera (32%), la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (27%) y los residuos forestales (26%). Estas materias primas representarán el 85% del total disponible.
Para calcular el potencial total de producción de biometano de cada país, los autores del estudio han tenido en cuenta el rendimiento de conversión de cada materia prima mediante la tecnología asignada, así como las limitaciones técnicas (como el porcentaje de materias primas que puede movilizarse de forma realista) y, en su caso, las limitaciones medioambientales (derivadas, por ejemplo, de la preservación del suelo).
Tierras margínales y contaminadas
Las tierras actualmente infrautilizadas tienen un gran potencial para sembrarlas de cultivos destinados a obtener bioenergía. No se trata de tierras que se dejan en barbecho sino de tierras que no se siembran debido a limitaciones biofísicas (como la humedad excesiva del suelo, su escasa fertilidad o las condiciones climáticas), o que están contaminadas (por metales, pesticidas, etc), pero que podrían proporcionar una nueva fuente de materia prima para la producción de biometano sin dañar el suelo ni comprometer la producción de alimentos o piensos. Poner este tipo de tierras en uso productivo también beneficiaría a la biodiversidad, al frenarse la degradación y la erosión y ayudar a restaurar el suelo mediante la fitorremediación en caso de contaminación.
A día de hoy no hay una definición específica de tierra marginal o contaminada en la legislación energética de la UE. Sin embargo, el potencial de biometano en estas tierras parece muy elevado. Varios proyectos Horizonte-2020 han intentado estimarlo, como el proyecto MAGIC, que cartografió algo menos de 70 millones de hectáreas (Mha) de tierras agrícolas marginales disponibles en toda Europa, lo que equivale a cerca del 30% de la superficie agrícola total.
La mayor superficie de tierras marginales se registra precisamente en nuestro país: España cuenta con una superficie estimada de 16,8 Mha de este tipo del tierras, según el citado estudio, debido, sobre todo, a condiciones climáticas adversas. Le siguen Reino Unido (10,7 Mha) y los países nórdicos, en particular Estonia y Finlandia. En estos países, la limitación más influyente es el clima adverso y los ciclos cortos de vegetación.
En cuanto a tierras contaminadas, el proyecto MAGIC estima en 2,7 Mha las tierras con este problema. Su rendimiento sería inferior al que se podría obtener en las tierras marginales, si bien hay cultivos, como el sorgo, que tiende a crecer en suelos contaminados, como puso de relieve el proyecto GOLD, que fija el umbral en 1,0 mg/kg para las concentraciones críticas de cadmio en el suelo. A este nivel, todavía se pueden alcanzar rendimientos de sorgo de 5,8 t/ha/año, al tiempo que se descontamina el suelo.
* Este reportaje se puede leer tambien en ER231 (mayo de 2024)
