El sector del biogás y el biometano está entrando en un periodo de importante transformación. A medida que la producción de energía renovable sigue expandiéndose por el Reino Unido, Europa y Norteamérica, los operadores se enfrentan a una presión cada vez mayor para maximizar la calidad del gas, mejorar la fiabilidad de los procesos y demostrar el cumplimiento de la normativa medioambiental. Al mismo tiempo, la evolución de la normativa y los controles de emisiones más estrictos están redefiniendo la forma en que se diseñan, supervisan y gestionan los sistemas de purificación.
Históricamente, el tratamiento del biogás se centraba principalmente en eliminar los contaminantes que podían dañar los equipos de mejora y los motores de cogeneración. Hoy en día, sin embargo, los operadores deben adoptar una perspectiva más amplia. Las exigencias normativas son cada vez mayores en materia de gestión de emisiones, control de olores, resiliencia operativa y sostenibilidad. Por ello, para que el tratamiento del gas sea eficaz, no basta con instalar simplemente equipos de filtración. Se requiere un enfoque basado en el ciclo de vida que integre el diseño del sistema, la monitorización de contaminantes, la gestión de los medios filtrantes, la optimización del rendimiento y la garantía de cumplimiento a largo plazo.
El giro hacia la producción de biometano
El mercado del gas renovable está evolucionando rápidamente. Aunque el biogás se ha utilizado tradicionalmente para la generación de electricidad in situ mediante sistemas de cogeneración (CHP), los mecanismos de apoyo gubernamentales y los incentivos de mercado están desplazando el enfoque hacia la producción de biometano, es decir, la inyección de gas a la red en lugar de su uso exclusivamente in situ.
Como consecuencia, muchas instalaciones están invirtiendo en la mejora de sus infraestructuras y buscando oportunidades para aumentar la producción de biometano a partir de los activos existentes. En este contexto, los sistemas de tratamiento de gas ya no se limitan a proteger los motores y los equipos, sino que se han convertido en componentes fundamentales para maximizar la calidad del gas, proteger los procesos de mejora y garantizar que el gas renovable cumpla de forma constante con las especificaciones de la red.
Incluso unos aumentos relativamente pequeños en la carga de contaminantes pueden afectar a la eficiencia del proceso de mejora, incrementar las necesidades de mantenimiento y reducir el volumen de biometano disponible para la venta. En consecuencia, el rendimiento del tratamiento ha pasado a estar estrechamente vinculado tanto al rendimiento operativo como al financiero.
El reto del tratamiento del biogás
Las corrientes de biogás son intrínsecamente variables en cuanto a su composición. Las concentraciones de contaminantes pueden fluctuar significativamente en función de la composición de la materia prima, los cambios estacionales y las condiciones de funcionamiento de la planta. Los operadores deben hacer frente a una amplia gama de contaminantes, entre los que se incluyen el sulfuro de hidrógeno (H₂S), el amoníaco (NH₃), los siloxanos y otros compuestos orgánicos volátiles (COV), los mercaptanos y otros gases traza que pueden afectar negativamente a la calidad del gas, al cumplimiento de la normativa medioambiental y al rendimiento de las instalaciones.
A menudo, estos retos se ven agravados por:
- Caudales variables de gas y carga de contaminantes
- Cambios en las características de la materia prima
- Condiciones de humedad y temperatura variables
- Aumento de la demanda de producción de biometano
- Requisitos para una alta disponibilidad de la planta
- El endurecimiento de la normativa medioambiental y sobre emisiones
- Restricciones a la capacidad de la red de gas
Para muchos operadores, mantener un rendimiento constante en el tratamiento y, al mismo tiempo, maximizar la producción de biometano se ha convertido en un equilibrio cada vez más difícil de lograr.
Un marco normativo más exigente
El panorama normativo está evolucionando rápidamente. En toda Europa, las autoridades reguladoras están prestando mayor atención al control de las emisiones, a los sistemas de gestión medioambiental y a la aplicación de las mejores técnicas disponibles (MTD).
El control de olores se está convirtiendo en un ámbito de interés cada vez más importante. Las autoridades reguladoras esperan ahora que los operadores demuestren que aplican medidas proactivas de prevención de la contaminación, respaldadas por sistemas de seguimiento, procedimientos documentados y estrategias de tratamiento basadas en pruebas. Dado que las quejas medioambientales y los litigios relacionados con los olores no dejan de aumentar, los operadores necesitan sistemas capaces de ofrecer un rendimiento fiable a largo plazo, en lugar de limitarse a cumplir los requisitos mínimos de conformidad.
Para los operadores de plantas de biogás, esto significa que los sistemas de tratamiento deben hacer algo más que proteger los equipos situados aguas abajo. También deben aportar pruebas documentadas de la eficacia en la eliminación de contaminantes, el control operativo y el cumplimiento de la normativa medioambiental.
El papel del carbón activado en el tratamiento moderno del biogás
El carbón activado sigue siendo una de las tecnologías más eficaces y utilizadas para la purificación del biogás y el biometano. Su estructura altamente porosa le permite capturar una amplia gama de contaminantes, lo que lo convierte en un componente esencial de los sistemas modernos de tratamiento de gases.
Entre los principales contaminantes que suelen eliminarse mediante carbón activado se incluyen:
Sulfuro de hidrógeno (H₂S)
Gas corrosivo, tóxico y maloliente que puede causar daños importantes en los equipos de mejora, las tuberías y los motores de cogeneración. En presencia de humedad, el sulfuro de hidrógeno puede formar compuestos ácidos que aceleran la corrosión y aumentan los costes de mantenimiento.
Siloxanos
Los siloxanos, que suelen proceder de los flujos de residuos domésticos e industriales, forman depósitos abrasivos de sílice en superficies calientes y durante la combustión. Estos depósitos pueden causar graves daños a los motores de cogeneración, las turbinas y otros equipos de proceso.
Compuestos orgánicos volátiles (COV)
Además de los siloxanos, hay otros COV que pueden afectar a la calidad del gas, contribuir a la contaminación atmosférica y plantear dificultades a los operadores a la hora de cumplir la normativa.
Compuestos olorosos
Compuestos como el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco pueden generar olores molestos, lo que podría dar lugar a quejas de las comunidades vecinas y a un mayor control por parte de las autoridades reguladoras.
A medida que el gas atraviesa un lecho de filtro de carbón activado, los contaminantes se adsorben en la extensa estructura porosa del carbón, lo que permite que pase una corriente de gas más limpia y de mayor calidad para su tratamiento o para la generación de energía.
El carbón activado debe considerarse simplemente como un activo estratégico desde el punto de vista operativo y de cumplimiento normativo. Sin embargo, para que el tratamiento sea eficaz es necesario seleccionar correctamente el medio filtrante, dimensionar los filtros basándose en datos contrastados, establecer límites de penetración bien definidos, realizar un seguimiento periódico y gestionar de forma sostenible el carbón usado.
Garantizar la resiliencia operativa
A medida que las instalaciones tratan de maximizar la producción de biometano y mejorar la eficiencia del proceso de enriquecimiento, la flexibilidad ha cobrado cada vez más importancia. Los sistemas móviles de filtración con carbón activo ofrecen a los operadores la capacidad de responder rápidamente a las variaciones en las cargas de contaminantes, a las necesidades de mantenimiento de la planta o a los aumentos en la producción de gas sin necesidad de realizar grandes inversiones de capital.
Este enfoque ha demostrado recientemente ser muy eficaz en un proyecto de biometano de Puragen, en el que un sistema de tratamiento ya existente limitaba la estabilidad de la producción. Mediante la implantación de una solución de filtración móvil, la planta logró mejorar el rendimiento del tratamiento, aumentar la producción de biometano y reforzar la fiabilidad operativa.
El proyecto demuestra cómo las mejoras específicas en la filtración pueden liberar capacidad de producción adicional, al tiempo que ayudan a los operadores a mantener la estabilidad del tratamiento y a alcanzar sus objetivos comerciales. Además, pone de relieve el valor de combinar los conocimientos especializados en carbón activo con soluciones de filtración móviles y flexibles, a medida que las demandas de producción siguen creciendo.
Ver caso práctico: https://puragen.com/uk/case-studies/mobile-filter-retrofit-increases-biomethane-production-and-treatment-stability/
Preparar las operaciones de gas renovable para el futuro
A medida que aumenta la producción de biometano y las expectativas medioambientales siguen evolucionando, los operadores deberían plantearse cómo preparar sus sistemas de purificación para el futuro. Las instalaciones que inviertan en una ingeniería sólida, en un seguimiento del rendimiento basado en datos, en tecnologías de tratamiento flexibles y en estrategias de gestión circular del carbono estarán en la mejor posición para maximizar el rendimiento de la planta y mantener el cumplimiento normativo a largo plazo.
Puragen presta apoyo a los operadores a lo largo de todo este proceso, desde la selección de los medios filtrantes y los ensayos de laboratorio hasta la filtración móvil, la reactivación del carbón y la optimización a largo plazo del proceso. Nuestra galardonada tecnología de reactivación CR3 supone un avance significativo para el sector, ya que permite reciclar y reutilizar de forma segura los carbones activados con alto contenido en azufre. De este modo, se elimina lo que antes era un flujo de residuos problemático, al tiempo que se fomenta un enfoque más circular en la producción de gas renovable.
Gracias a la combinación de conocimientos técnicos, tecnologías innovadoras de purificación y un apoyo durante todo el ciclo de vida, los operadores de biogás y biometano pueden mejorar la fiabilidad del tratamiento, maximizar la producción de gas renovable y mantener la confianza en un entorno normativo y comercial cada vez más exigente.
