Captura y aprovechamiento de CO2 en plantas de biometano

Descubre cómo las plantas de biometano pueden capturan y aprovechar el CO2 para generar energía limpia, reducir emisiones y promover la economía circular.

La producción de biometano, además de ofrecer una solución energética sostenible, puede integrar procesos avanzados de captura y aprovechamiento del dióxido de carbono (CO2), que permiten reducir sus emisiones y convertirlo en un recurso valioso.

La incorporación de estos procesos avanzados hace del biometano un actor clave para cerrar los ciclos de carbono y reforzar los principios de la economía circular. Además, al capturar y reutilizar el CO2, las plantas de biometano potencian su eficiencia y amplían su contribución a la descarbonización.

Veamos en qué consiste este proceso, las tecnologías involucradas y los beneficios estratégicos que ofrece para la sostenibilidad y el mercado energético.

 

¿Qué se entiende por captura y aprovechamiento de CO2?

La captura y aprovechamiento de CO2 es una estrategia innovadora que permite transformar un residuo ambientalmente problemático en un recurso útil y valioso.

Este proceso se basa en la extracción controlada del CO2 generado durante la producción de biogás en las plantas de biometano, para posteriormente darle un uso específico, como la generación de metano sintético o aplicaciones industriales.

En lugar de liberar este gas de efecto invernadero a la atmósfera, el enfoque busca integrarlo en procesos que contribuyen a la sostenibilidad ambiental y a la economía circular.

En el ámbito de las plantas de biometano, el CO2 es un subproducto natural de la digestión anaeróbica, un proceso mediante el cual los residuos orgánicos son descompuestos por microorganismos en ausencia de oxígeno para producir biogás.

Este biogás contiene una mezcla de metano (CH4) y CO2, y otras impurezas. Mientras el metano es purificado para ser utilizado como biocombustible (biometano), el CO2 inicialmente era descartado.

Sin embargo, gracias a los avances tecnológicos, hoy puede ser capturado y reutilizado, por ejemplo, combinándolo con hidrógeno verde para generar metano sintético mediante procesos como la biometanización.

Este metano sintético puede almacenarse y utilizarse cuando las fuentes renovables, como la solar o eólica, no están disponibles, asegurando un suministro energético estable y diversificado.

Al capturar y reutilizar el CO2, las plantas de biometano optimizan su operativa y minimizan su impacto ambiental, cerrando el ciclo de carbono de manera eficiente.

De esta forma, la producción de biometano refuerza su papel en la transición energética al reducir la dependencia respecto a combustibles fósiles, disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y aumentar la resiliencia energética.

 

Tecnologías empleadas en la captura y aprovechamiento de CO2

La captura y aprovechamiento de CO2 en plantas de biometano representa un área tecnológica de gran innovación, que combina procesos químicos, biológicos y de ingeniería avanzada. La principal tecnología empleada es la biometanización.

 

Captura de CO2: procesos de separación

La primera etapa en la gestión del CO2 es su captura eficiente desde el biogás producido en la planta.

Esto implica separar el CO2 del metano (CH4) para purificar el biogás y transformarlo en biometano. Los métodos más utilizados para esta separación incluyen:

• Absorción química con aminas: En este proceso, el biogás se hace pasar por una solución líquida de aminas que reacciona químicamente con el CO2, separándolo del metano. Este método es altamente eficiente y ampliamente utilizado en la industria debido a su capacidad para capturar grandes volúmenes de CO2 con pureza elevada.
• Adsorción por oscilación de presión (PSA, por sus siglas en inglés): Esta técnica utiliza materiales porosos, como zeolitas, que atrapan selectivamente las moléculas de CO2 bajo presión. Al reducir la presión, el CO2 es liberado del material adsorbente y recolectado para su posterior uso o almacenamiento.
• Separación mediante membranas: Las membranas selectivas permiten la separación de CO2 y metano basándose en el tamaño de las moléculas y su permeabilidad. Este método es eficiente, compacto y tiene un menor consumo energético en comparación con otras tecnologías.

 

Aprovechamiento del CO2: proceso de biometanización

Una vez capturado, el CO2 puede ser transformado en productos útiles a través de diversos procesos que contribuyen a la sostenibilidad energética y económica de las plantas de biometano.

La biometanización, dentro del esquema de Power-to-Gas, es una de las tecnologías más prometedoras para el aprovechamiento de CO2.

Este proceso combina el CO2 capturado con hidrógeno producido mediante electrólisis del agua, utilizando electricidad renovable.

La reacción entre el CO2 y el hidrógeno genera metano sintético (CH4) y agua (H2O), en un proceso limpio y eficiente.

Este proceso puede llevarse a cabo en reactores biológicos, donde microorganismos específicos (arqueas metanogénicas) convierten el CO2 y el hidrógeno en metano. También puede realizarse mediante reactores catalíticos, que emplean catalizadores químicos para acelerar el proceso.

Con la biometanización puede almacenarse la energía renovable en forma de metano, al tiempo que se cierra el ciclo del carbono, se hace un uso eficiente de los gases disponibles y se minimizan las emisiones.

 

Ventajas de la biometanización frente a otras tecnologías

La biometanización presenta varias ventajas frente a tecnologías tradicionales de gestión de CO2.

En primer lugar, se integra perfectamente con los procesos existentes en las plantas de biometano, lo que reduce los costos de implementación. Además, el uso de CO2 capturado para generar metano crea un ciclo cerrado de carbono que minimiza las emisiones netas.

Otra ventaja significativa es la capacidad de almacenar energía renovable en forma de biometano, lo que facilita su transporte y uso en sectores difíciles de descarbonizar, como el transporte pesado y la industria. Esto no sólo contribuye a la sostenibilidad ambiental, sino que también mejora la competitividad del biometano frente a otras fuentes de energía.

 

Beneficios del aprovechamiento de CO2 en plantas de biometano

La integración de la captura y aprovechamiento de CO2 en plantas de biometano ofrece una serie de beneficios que hacen del biometano una pieza central en las estrategias de descarbonización, permitiendo el cumplimiento de los objetivos climáticos, la diversificación energética y la creación de nuevas oportunidades de negocio:

• Contribución a la neutralidad climática: Al reutilizar el CO2, se evita su liberación a la atmósfera, contribuyendo significativamente a la reducción de gases de efecto invernadero.
• Optimización del uso de recursos renovables: La posibilidad de transformar residuos en recursos energéticos maximiza la eficiencia de las operaciones y promueve la economía circular.
• Generación de energía limpia y competitiva: El biometano producido mediante estos procesos puede competir con el gas natural fósil, tanto en términos de costo como de sostenibilidad, posicionándose como una alternativa viable en el mercado energético global.

 

La integración del proceso de biometanización en las plantas de biometano convierte al CO2 en un recurso estratégico que potencia la eficiencia de las plantas, amplía sus aplicaciones y refuerza el papel del biometano como una alternativa renovable frente a los combustibles fósiles. Su implementación refuerza la resiliencia del sistema energético, demostrando que la sostenibilidad y la competitividad pueden ir de la mano.

Apostar por estas soluciones es apostar por un futuro más limpio, eficiente y responsable.