Energía que nace de los residuos

En los últimos años, el contexto geopolítico internacional ha puesto en relieve la falta de independencia energética, sobre todo en materia de combustibles fósiles, de Europa y, en nuestro caso, de España. Esto conlleva que aumenten los precios y, con ellos, la preocupación tanto de los ciudadanos como de las instituciones. En este marco, multitud de países buscan nuevas maneras para impulsar las energías limpias y la búsqueda de nuevas alternativas a los combustibles fósiles.

En un informe publicado por la Comisión Europea para presentar medidas destinadas a aumentar la independencia energética y la asequibilidad de la Unión Europea, remarcan que «para aprovechar al máximo nuestras propias fuentes de energía, Europa necesita un cambio radical en sus sistemas e infraestructuras energéticos. Una energía más barata es fundamental para apoyar nuestra industria y nuestra competitividad. Europa también necesita un sistema energético centrado en los ciudadanos, que ofrezca energía más asequible y apoye a los consumidores más vulnerables».

En este marco, la Unión Europea cuenta con un instrumento financiero dedicado al medio ambiente y a la acción por el clima, el Programa LIFE, gestionado directamente por la Comisión Europea, el cual facilita y promueve la implementación de las políticas para la protección del medio ambiente y el clima en Europa.

Es dentro de estas iniciativas promovidas a nivel internacional que surge el proyecto LIFE-W2B (Sustainable Transformation of Waste to Biomethane, through Innovative Upgraded Anaerobic Digestion and Gasification), en el cual tiene un papel fundamental la Universidad de Valladolid a través de su Instituto de Procesos Sostenibles (ISP).

Bajo la dirección de la empresa griega ENVIROPLAN, una consultoría centrada en gestión ambiental e ingeniería, el estudio surge con el objetivo de demostrar que se puede conseguir la valorización de residuos orgánicos para la producción de gases combustibles, como biogás y gas de síntesis, que a su vez se transformarán en biometano.

«Esta es en definitiva una iniciativa europea de validación de tecnologías para mejorar la sostenibilidad del tratamiento de residuos urbanos. Se basa en producir biometano a partir de los residuos de los hogares, de las ciudades, con dos tecnologías que son las principales que realizamos desde el ISP», explica Raúl Muñoz, catedrático de Tecnología del Medio Ambiente.

Así, buscan la purificación de biogás a biometano mediante el uso de microalgas y transformación del gas de síntesis derivado de la gasificación del digestato secado mediante secadores solares a biometano con biofiltros percoladores.

El ISP cuenta con larga experiencia en el desarrollo de biotecnologías, especialmente en el paso de biogás a biometano, en esa transformación de gases en productos de valor, entonces. Fue por ello que cuenta que se pusieron en contacto con el equipo vallisoletano para contar con su participación dado que son «el desarrollador tecnológico en Europa que más experiencia ha tenido en esto».

«Ahora mismo estamos en unos años en los que hay necesidades energéticas muy relevantes debido a las guerras y todos esos elementos que afectan al precio de los bienes y su exportación. Al final estamos buscando una manera de encontrar nuevas formas de energía renovable. Es por ello que plantear la conversión de residuos en energía resulta ahora más atractivo que nunca. Lo que buscamos es aportar nuestro granito de arena a la autonomía energética europea al ser capaces de generar un gas renovable, como es el biometano, a partir de residuos en vez de importarlo de Rusia, Estados Unidos o de Oriente Medio», añade por su parte María del Rosario Rodero, profesora ayudante doctor.

Para llegar a este objetivo, el proyecto comprende, por un lado, la purificación de biogás a biometano mediante el uso de microalgas y, por otro, la transformación del gas de síntesis derivado de la gasificación del digestato secado a biometano. Esta combinación del secado solar, digestión anaerobia y gasificación permite minimizar las limitaciones que presenta cada tecnología por su cuenta y favorece una gestión más eficiente de los residuos.

Además, plantean también la producción de biochar, un material con potencial agrícola, mediante el cual quieren poder impulsar modelos de economía circular y la reducción del impacto ambiental del tratamiento de residuos.

«Todo empieza con los residuos que se generan en los hogares», en este caso, de la isla de Creta, los cuales se llevan a una planta de tratamiento para, posteriormente, poder convertirlos en biogás.

«Por una parte tenemos la digestión anaeróbica, que es un proceso sin oxígeno donde la materia orgánica se descompone y produce ese biogás que está compuesto de metano y dióxido de carbono». En este proceso en el digestor anaerobio sale una fracción líquida en la cual se realiza una separación sólido-líquido.

Por un lado, el sólido se seca utilizando secado solar, una tecnología de bajo coste y sostenible, previamente a pasar por una tecnología de gasificación, en la que todo el carbono que no es biodegradable, que no se ha podido convertir en biogás, se convierte en gas de síntesis, que contiene monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno y metano.

Este posteriormente pasa por un biofiltro percolador y se le añade hidrógeno que procede de energías renovables a partir de un electrolizador. «Ese hidrógeno junto al CO2 al final te dan metano a la salida», añade.

Y, por otro lado, el biogás que se ha producido en el digestor anaerobio se lleva a un fotobiorreactor en el que el CO2 y otros compuestos que no son deseados se capturan para obtener un biometano que tiene una concentración de metano superior al 95%.

Por ahora han trabajado en la ingeniería básica de los procesos de purificación de biogás y de bioconversión de gas de síntesis a biometano. Y después van a construir esa planta piloto en la cual poder optimizar las tecnologías. La cual, de cumplir con sus objetivos, podría permitir contar con una mayor autonomía energética y un menor coste de la gestión de residuos, «ya que estos ya no serían residuos, sino una materia prima, para generar energía para la ciudad. Ese biometano se puede inyectar en las redes de gas natural, utilizar en las ciudades, o se puede comprimir, llevar a gasolineras y utilizarlo como combustible para autobuses urbanos, coches... Es un concepto de valorización de residuos avanzado y basado en tecnologías basadas en la naturaleza», incide por su parte Muñoz.

Así, sus estimaciones preliminares apuntan que van a permitir reducir en gran medida las emisiones de CO2, gracias a la reutilización de los residuos, además de permitir reforzar el papel de las tecnologías limpias en la transición hacia modelos energéticos más sostenibles.

«Generamos el gas natural que se consume en la ciudad a partir de sus residuos y aguas residuales»

«La molécula de metano que producimos es la misma que la del gas natural, pero es una molécula que se ha generado a partir del carbono presente en los residuos de nuestras casas. Así tenemos un gas que al final se produce en tu ciudad. En lugar de traerlo de Oriente Medio, a través de barcos de Estados Unidos o de Rusia, generamos el gas natural que consumimos en nuestra propia ciudad, a partir de los residuos orgánicos o de las aguas residuales», explica el catedrático de Tecnología del Medio Ambiente, Raúl Muñoz.

«Eso tiene una ventaja estratégica», ya que el ser humano genera constantemente residuos con los que son capaces de sustituir este combustible fósil y generar gas natural. «Gracias a esto ya no tendremos que medir tanto el consumo energético o levantarnos y poner la lavadora a las 4 de la mañana porque el gas natural que nos viene importado ha aumentado el precio. Ya no dependeremos de que alguien nos corte el gas natural y se nos caiga toda la actividad productiva»

Por otro lado, los biofertilizantes que se generan en Europa vienen de gas natural, directamente. En este marco serían capaces de generar «biofertilizantes producidos en nuestra propia ciudad, que se irían no a la ciudad, sino a los campos que generan los alimentos de la ciudad. Estamos generando una economía circular de kilómetro cero a partir de nuestros residuos».

«Al final, la autonomía energética, la autonomía alimentaria, es un tema importante, de supervivencia. Quizás la gente no está acostumbrada, porque hemos vivido muy bien en una época de prosperidad, pero lo que estamos viendo estos últimos años es que el mundo es muy difícil y hay que entender que existen muchos intereses y cada país va a lo suyo».

«Por ello en Europa tenemos que pensar que no tenemos fósforo, que no tenemos gas natural, que no tenemos petróleo, que no tenemos fertilizantes y tenemos que desarrollar una tecnología para aprovechar todos los recursos que tenemos. Ha llegado al nivel de supervivencia el desarrollo de estas tecnologías», incide.