Spanish biomethane here we go!

La necesidad de nuevas fuentes de energía aprieta y el biometano se posiciona como una gran opción para España. Sin embargo, el país está lejos de ser un referente europeo en la producción y aplicación de este gas renovable. Para trazar una hoja de ruta estratégica que mejore esta situación, nos fijamos en los factores que han hecho que países como Alemania, Italia y el norte de Europa lideren el mercado.

Ya se sabe: Europa es un continente de contrastes en el que puede haber grandísimas diferencias entre países según qué aspectos se comparen. Pero también hay situaciones que preocupan y afectan a todos por igual. La guerra de Ucrania y las consiguientes interrupciones del suministro energético de Rusia han llevado a la Unión Europea a tener que desvincularse del gas ruso, del que Europa dependía en un 40%. Por descontado, está el objetivo permanente e imperante de la descarbonización de la economía europea a favor de la lucha por la crisis climática. "Mientras las tensiones con Rusia siguen aumentando, la Unión Europea está decidida a construir un sistema energético más resistente apoyado en energías renovables. Esta decisión está en consonancia con el compromiso de Europa de convertirse en el primer continente neutro desde el punto de vista climático", sintetiza Angela Sainz, responsable de comunicación en la Asociación Europea del Biogás (EBA, por sus siglas en inglés).

En este contexto, las soluciones pasan por buscar nuevas fuentes de energía verde o impulsar las que ya asomaban, más o menos tímidamente. Una de ellas es el biometano, gas renovable con una alta concentración de metano.

Este biocombustible es uno de los subproductos de bioenergía que puede obtenerse de una biorrefinería de biogás, a partir de biomasa como residuos ganaderos, industriales o urbanos, y se consigue en un proceso conocido como upgrading. En este, se concentra y depura el metano del biogás para aumentar su proporción. El biometano resultante puede reemplazar al gas natural al ser muy similar a él e inyectarse directamente en las redes de gas existentes, y también usarse como combustible, entre otras ventajas.

El estado del arte de la producción de biometano en Europa

El sector del biometano ha batido récords en los últimos años: al cierre de 2021, Europa contaba con 1.023 plantas en producción, un 40% más que en 2020, según el Mapa del Biometano elaborado por la EBA y la asociación de operadores de infraestructuras de gas europeos (GIE por Gas Infrastructure Europe). En concreto, desde mitad de 2020 hasta finales de 2021 entraron en operación 300 nuevas instalaciones. Como vaticina Sainz, "la producción de biometano sostenible está aumentando en toda Europa y esperamos un crecimiento exponencial de este gas renovable en los próximos años en el contexto de la transición energética".

Pero, volviendo al arranque, esto es una generalización con grandes contrastes entre países. Por ejemplo, Francia (214 plantas entre 2020 y hasta octubre de 2021), Italia (11 en 2002) y Dinamarca (10 nuevas plantas en ese año) han sido los países con el mayor incremento de instalaciones de biometano en ese período. Junto a ellos, los grandes jugadores históricos del tablero del biometano en Europa son Alemania (con 242 en total), Reino Unido y los países del norte de Europa. No es solo una cuestión de cantidad de plantas, sino de la producción de biometano que generan; aquí, Alemania es líder.

"La producción de biometano sostenible está aumentando en toda Europa y esperamos un crecimiento exponencial de este gas renovable en los próximos años en el contexto de la transición energética", destaca Angela Sainz, responsable de comunicación de la EBA.

¿Dónde está España en este mapa? Pues las centrales de biometano se pueden contar con los dedos de una mano, ya que solo hay cinco plantas operativas (por ejemplo, el Parque Tecnológico de Valdemingómez en Madrid), además de algunos proyectos experimentales y de demostración, principalmente pilotos de pequeño tamaño. La producción de biometano en España en 2020 fue de 95 GWh, es decir, solo un 1,2% de la producción total de biogás nacional, recoge el in- forme El biogás y el biometano como palanca clave en la descarbonización de la economía española de PwC España, CIEMAT y Fundación Naturgy.

Como recuerda Sainz, REPowerEU, el plan de la Comisión Europea para impulsar la independencia energética de la UE con fuentes renovables, incluye un objetivo específico para el despliegue de biometano: 35 millones de metros cúbicos para 2030. Por eso, se pide a los Estados miembros de la Unión Europea que desarrollen una estrategia de biometano a nivel nacional.

Para entender cómo España puede mejorar su posición en este mapa y emular a estas potencias, analizamos el panorama europeo, con foco en algunos de los países que destacan, para identificar los factores que los han llevado a ser referentes en biometano. Spanish biomethane, here we go!

Factores y circunstancias que han impulsado a las potencias europeas en biometano

Alemania, Francia, Italia, Reino Unido, Dinamarca, Suecia, Finlandia... ¿Qué características comparten para haberse convertido en grandes actores del escenario del biometano? "Los contextos son diferentes, pero si hay algo que tienen en común es el desarrollo de mecanismos de apoyo que han ayudado al crecimiento del sector", resalta Sainz de la EBA.

La experta reconoce que no hay un tipo ideal de proceso que se pueda poner en marcha en todos los países, por lo que habría que evaluarlos cuidadosamente. "Los Países Bajos pronto pondrán en marcha una medida que obligará a mezclar una determinada cuota de biometano con la cuota total de gas", ejemplifica.

Además de impulsar la producción de biometano, "es igualmente importante asegurarse de que el biometano producido encuentre su lugar en el mercado", es decir, tener en cuenta la demanda y estimularla. Además de estas situaciones comunes, hay que analizar el estado de la tecnología, los tipos de residuos de los que se disponen, las aplicaciones, la inversión, la regulación... Veamos qué se deduce de Alemania, Italia y Europa del Norte.

Alemania

Empezamos por el puesto número uno: Alemania es la primera potencia en producción de biogás y biometano a nivel europeo y mundial. En 2020 contaba con el 60% de las plantas de biogás y el 27% de las plantas de biometano de Europa, recoge el informe de PwC España, CIEMAT y Fundación Naturgy.

Las expectativas son que la producción de biometano se duplique en los próximos cinco años, indica Hermann Benning, responsable de desarrollo de proyectos en revis bionergy, una compañía de planificación de proyectos de planificación, construcción y explotación de plantas de biometano en Alemania.

En revis bioenergy utilizan su propio proceso tecnológico para obtener biometano, se centran en residuos y desechos de la ganadería, como el estiércol (la mejor manera de darle valor, señala Benning) y en la industria del papel, y el gas resultante se utiliza sobre todo en transporte, como camiones pesados y flotas.

Benning destaca dos proyectos. Primero, "el proyecto Nordfuel, que se ubica en el norte de Alemania, una zona con muchos residuos agrícolas. En particular, vamos a tratar cerca de un millón de toneladas de estiércol por año y obtendremos 7.400 Nm3/h de biometano".

Por su parte, Dülmen es una planta a escala industrial que lleva operando al 100% de su capacidad dos años y medio y de la que revis bioenergy se ha encargado en su totalidad: diseño, construcción y ahora operación, con una capacidad de 1.400 Nm3/h de generación de biogás y 700 de biometano.

En Alemania ya llevan 20 años trabajando con estos gases renovables, "los retos técnicos están solucionados y tenemos un buen sistema para conectar el biometano a la red pública, así que se puede usar en cualquier lugar conectado a la red", detalla Benning.

El país también tiene mecanismos de exención de impuestos para la electricidad que se genera con biocombustibles y para el uso de biocombustibles en transporte, descuentos en los peajes por inyectar biometano a la red de gas natural y un sistema para garantizar el origen del biometano.

Sin embargo, quedan otros desafíos relacionados con legislación y cambios políticos. El mayor de todos, según Benning, es "conseguir los permisos para construir las plantas de biometano".

Alemania, Francia, Italia, Reino Unido, Dinamarca, Suecia, Finlandia... ¿Qué características comparten para haberse convertido en grandes actores del escenario del biometano? Si hay algo que tienen en común es el desarrollo de mecanismos de apoyo que han ayudado al crecimiento del sector.

Europa del Norte

Entre los países de Europa del Norte, Suecia tiene un lugar relevante: es el país europeo con mayor porcentaje de sustitución de su consumo total de gas por biogás y biometano; en particular, un 19% en 2020, recoge el informe de PwC España, CIEMAT y Fundación Naturgy. Dentro de esa producción, genera más biometano que biogás.

En general, "el núcleo del modelo del norte de Europa no es tanto producir electricidad a partir del biogás, sino biometano de residuos y desechos. Ya tenemos plantas comerciales operando de forma completa, en escala industrial y de buena calidad", detalla Magnus Folkelid, director global de Ventas de Biogás en la empresa finlandesa Wärtsilä Gas Solutions, que suministra plantas de upgrading y licuado de biogás en países como Dinamarca, Noruega o Reino Unido.

"Somos proveedores de tecnología. El mercado se está moviendo a plantas de cada vez mayor escala, así que creamos modelos de procesos en tamaño estándar y los probamos en la fábrica antes de que vayan a la instalación. Por otro lado, nuestro proceso de upgrading de biogás Puregas CA tiene un consumo de electricidad extremadamente bajo y pérdidas de metano también ínfimas", desarrolla Folkelid.

El proceso Puregas CA de Wärtsilä Biogas Solutions recupera, aseguran desde la compañía, casi el 100% del biometano presente en el biogás crudo mediante la absorción química del dióxido de carbono en el gas. El resultado final es un producto con más del 99% de metano. Además, "funciona para todo tipo de residuos biológicos, lo cual es una ventaja porque no necesitas estar adaptando la tecnología", dice el experto.

"Si aún no se ha reemplazado completamente el gas natural por biometano es solo por una cuestión de disponibilidad y de limitaciones económicas, pero en breve el resto de industrias tendrán que seguir a la del transporte. En Suecia, cuando llenas el depósito, aproximadamente un 95% es biometano", afirman Magnus Folkelid, director global de Ventas de Biogás en Wärtsilä Gas Solutions, y Lars Evert Karlsson, director de Innovación y Diseño de Sistemas en Wärtsilä Gas Solutions.

El interés por el biometano en el norte de Europa se remonta a la década de 1990. "Los municipios, grandes ciudades y políticos decidieron que era un buen enfoque desde un punto de vista medioambiental para implementarlo en el transporte público para los centros de las ciudades. Así es como se empezó a tirar de esto y cómo llegó en 1995 la producción de biometano a ciudades suecas", cuenta Lars Evert Karlsson, director de Innovación y Diseño de Sistemas en Wärtsilä Gas Solutions. Ahora, la mayoría de las grandes plantas de producción pertenecen a grandes corporaciones y compañías energéticas, añade.

Uno de los factores a favor en Suecia es que hay políticas de exenciones de pago de impuestos para apoyar el biogás y el biometano cuando se utilizan como combustible para los vehículos. Por ejemplo, el 83% del gas natural licuado destinado a transporte es biometano líquido. Por eso es su aplicación principal (también en Noruega) y, "en Suecia, cuando llenas el depósito de un coche de gas, aproximadamente un 95% es biometano", especifica Karlsson.

"En Dinamarca sí que se inyecta en la red de gas y se usa para propósitos industriales y también se exporta a otros países del norte de Europa", matiza. Si aún no se ha reemplazado completamente el gas natural por el biometano, Folkelid considera que se debe a "una cuestión de disponibilidad y de limitaciones económicas, pero en breve el resto de industrias tendrán que seguir a la del transporte".

Italia

En Italia el mercado del biometano sigue un desarrollo fuerte y constante. Según la Piattaforma Biometano, el potencial de este gas renovable en el país alpino podría alcanzar los 8.500 millones de metros cúbicos de aquí a 2030. ¿Qué factores lo han conseguido?

"Por un lado, el suministro de materiales destinados a su producción, ya que Italia es tradicionalmente un país agrícola y, en los últimos años, hemos registrado un fuerte desarrollo de la recogida selectiva de residuos. Por otro lado, la presencia de una extensa red de transporte de gas, así como el apoyo de las instituciones locales", aglutina Marco Ortu, presidente y director general de Snam4Environment, una filial de la empresa italiana de infraestructura energética Snam centrada en el biometano.

El suministro de materiales destinados a su producción, la presencia de una extensa red de transporte de gas y el apoyo de las instituciones locales han favorecido la buena posición de Italia en el sector del biometano, afirma Marco Ortu, presidente y director general de Snam4Environment.

Sus proyectos se centran tanto en residuos sólidos urbanos, como subproductos agroindustriales y agrícolas. "Snam4Environment tiene un plan de desarrollo de estrategia con el que esperamos situarnos en el primer puesto del ranking de operadores de biometano doméstico, con una capacidad instalada del orden de más de 100 megavatios para 2026", especifica Ortu.

Para ello, Snam planea tanto comprar plantas de biometano existentes como construir otras nuevas. En 2018, Snam4Environment adquirió IES biogas, una empresa de ingeniería y construcción. Desde entonces, "hemos construido, también para terceros, más de 40 plantas de biogás y biometano". En la actualidad, en Snam4Environment, a través de sus empresas operativas, Renerwaste, IES Biogas e Iniziative Biometano, gestionan 18 plantas operativas (siete de agricultura y 11 de residuos), 11 plantas que han recibido todos los permisos aunque todavía no están operativas (cuatro de agricultura y 11 de residuos) y 36 proyectos en fase de autorización (24 de agricultura y 12 de residuos), cuantifica Ortu. Un total de 65 plantas, funcionando a futuro.

Planta de producción de biometano en Foligno, provincia de Perugia (Italia), operada por Snam. Foto: Snam 

Italia, a fecha de septiembre de 2022, acaba de aprobar el decreto de incentivos para la producción de biogás y biometano, y se destinarán 1.700 millones de euros para reforzar,  mediante la adaptación de las plantas existentes o la construcción de otras nuevas, la producción italiana de biometano sostenible.

España: hoja de ruta hacia la producción y aplicación

Volvemos a España con todo lo aprendido y pasamos a analizar la situación en el país. Como hemos visto, España no está en los primeros puestos de producción de biometano en el ranking europeo. ¿Es una cuestión de falta de potencial? No, según Angela Sainz de la EBA.

"España es uno de los tres países de Europa con mayor potencial, teniendo en cuenta su cantidad de materia prima sostenible disponible. La expansión de la producción de biogás y biometano también podría apoyar el desarrollo rural, ya que muchas plantas están situadas en zonas rurales, cerca de la fuente de materia prima, que incluye residuos agrícolas", añade la experta.

Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), el potencial de España es de 34 TWh de biometano al año; sin embargo, el objetivo de producción del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 es aproximadamente tres veces menor (10,4 TWh). Si lo ponemos en una clasificación comparándolo con el resto de países europeos, el potencial estimado de España en producción de biometano la ubicaría en cuarta posición en 2030 y tercera posición en 2050, según Gas for Climate.

Además de la producción de energía renovable, Sainz señala que uno de los coproductos de la producción de biogás, el digestato, podría utilizarse como abono orgánico en el sector agrícola.

Raúl Muñoz, del Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid, explica que hace 40 años que en España se investiga sobre biogás: "En los últimos 10 años estamos trabajando en proyectos tanto nacionales como europeos, con tecnologías de transformación del biogás en productos de valor añadido y procesos tanto biológicos como físico-químicos para purificar el biogás y transformarlo en biometano".

Un proyecto innovador que Muñoz destaca es la purificación del biogás con microalgas, en el fotobiorreactor del Centro de Investigación Alfonso Maillo de Zaragoza, que ha sido diseñado, construido y operado por el Instituto de Procesos Sostenibles dentro del proyecto URBIOFIN.

Sistema de upgrading de biogás con microalgas. Foto: Universidad de Valladolid

Ahora, sobre todo buscan desarrollar un abanico de tecnologías para que la purificación del biogás tenga "un menor impacto ambiental, una menor necesidad energética en los procesos, costes de operación más bajos y valorización del dióxido de carbono y los nutrientes que se puedan recuperar del proceso de digestión anaerobia".

¿Ha sido la tecnología una barrera para que España despuntara en la producción de biometano? Según Muñoz, no, ya que hay conocimiento e investigación de laboratorio de sobra, pero falta inversión para llevarlo todo a escala industrial: "El mercado de purificación de biogás a biometano ya es maduro. Los grupos de investigación en España son punteros y están desarrollando tecnologías interesantes, también con un enfoque de sostenibilidad. Si el sector no se ha desarrollado más es porque no ha habido apoyo, y escalar un proceso requiere tiempo e inversión".

"Los grupos de investigación de biometano en España son punteros. Si el sector no se ha desarrollado más es porque no ha habido apoyo, y escalar un proceso requiere tiempo e inversión", destaca Raúl Muñoz del Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid.

Las circunstancias que han desencadenado todo esto son varias. De partida, "el número de plantas de biogás en España es menor, y no tiene ningún sentido siendo un país con un sector agroalimentario tan importante y con muchos recursos potencialmente utilizables como biomasa", dice Muñoz. Y "si no hay plantas de biogás, no hay de biometano".

Otro factor que los expertos consideran clave es la carencia de un marco regulatorio. "La ampliación a gran escala requiere también un marco regulador estable para atraer inversiones. En España, este marco de apoyo a la producción de biogás y biometano está en sus primeros años", dice Sainz.

Otra pata relacionada con esto es la mencionada financiación. "Si tienes un proyecto con una rentabilidad estudia- da y números fiables a largo plazo, no será un problema obtener el dinero porque sí que hay muchos inversores que quieren invertir en energía renovable. Pero primero hay que asegurar el modelo de negocio y, sin un mercado real y estable del biometano, esto es complicado", explica Hermann Benning de revis bioenergy.

"Si tienes un proyecto con una rentabilidad estudiada y números fiables a largo plazo, no será un problema obtener inversión. Pero primero hay que asegurar el modelo de negocio y, sin un mercado real y estable del biometano, esto es complicado", destaca Hermann Benning, responsable de desarrollo de proyectos en revis bionergy.

Por último y englobándolo todo, el apoyo institucional es primordial. Ahora, en 2022, España está actualizando el marco normativo del biogás con la publicación de la Hoja de Ruta del Biogás, que pretende ser una guía de desarrollo del biogás y el biometano en España. También va a publicar las bases reguladoras para ayudas con cargo a los fondos euro- peos del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia por un total de 150 millones de euros a fondo perdido para proyectos que deben estar ejecutados antes del 31 de octubre de 2025. La tercera clave es el desarrollo de un sistema de garantías de origen para los gases renovables, que tiene prevista su implantación en la primera mitad de 2023.

El informe de PwC España, CIEMAT y Fundación Naturgy aglutina varias medidas para potenciar el desarrollo del biogás y el biometano en España que comulgan con lo comentado. Por ejemplo, el establecimiento de diferentes mecanismos de apoyo y de un marco normativo y fiscal que regule las aplicaciones no eléctricas del biogás; la digitalización de las redes de gas para permitir reducir las necesidades de upgrading; y la simplificación y homogeneización de los procedimientos administrativos para la construcción de las plantas.

Como vemos, Europa prepara el terreno para afianzar la transición energética y la parada del 'biometano' se escribe con luces de neón. España, en su hoja de ruta para replicar el modelo europeo e imitar los factores que lo han potenciado, tendrá que hacer una revisión completa a sus planes nacionales para conseguir una estrategia nacional a la altura. Como concluye Muñoz, "el potencial en España es brutal, pero no se puede pasar de 0 a 100 de golpe, ni seguir a remolque de la UE; hay que hacer una apuesta de país".

¿Por qué biometano?

n primera instancia, uno podría pensar que si biogás y biometano son gases renovables, ¿por qué tomarse los esfuerzos de purificar uno para obtener el otro?

Según el informe El biogás y el biometano como palanca clave en la descarbonización de la economía española de PwC España, CIEMAT y Fundación Naturgy, "la versatilidad que aporta hoy en día el biometano en su uso final frente al biogás hace que cada año existan más países europeos que apuesten por aprobar más incentivos a la generación de biometano, en comparación con aquellos ofrecidos a la obtención del biogás".

La mayor ventaja del biometano es su facilidad de distribución: a diferencia del biogás, puede inyectarse directamente en la infraestructura del gas natural, lo que favorece su despliegue ya que no hay que crear una red ad hoc, y puede reemplazarlo en todos sus usos (producción de calor, electricidad y combustible para el transporte). Esta inyección ofrece otras ventajas, como un mayor rendimiento energético que el de la cogeneración porque puede utilizarse directamente para aplicaciones térmicas (calefacción, cocina o producción de agua caliente) y que la producción de biometano pueda almacenarse en las redes de gas natural. Así, puede usarse en el momento más necesario.

Según el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico del Gobierno de España, otros beneficios son que puede utilizarse para producción de energía eléctrica, que es 100% renovable al proceder de biogás y este a su vez de desechos y biomasa, y que por tanto contribuye al desarrollo de la economía circular co- mo alternativa sostenible al tratamiento de residuos.

"Los costes de producción del biogás siguen siendo constantes, no ha habido grandes cambios ni desarrollos en los últimos años que lo hagan más rentable y ya tenemos energías renovables que requieren inversiones menores", añade Raúl Muñoz de la Universidad de Valladolid. También por eso, muchas plantas de biogás se están transformando en plantas que también producen biometano.

El escenario futuro queda así: el biometano sostenible podría cubrir hasta un 30% a un 40% del consumo de gas previsto en la Unión Europea en 2050, según el último Mapa del Biometano elaborado por EBA y GIE; los datos del EBA Statistical Report 2022 indican un porcentaje aún mayor, recuerda Sainz. La industria también está recibiendo el apoyo de la Comisión Europea, y Marco Ortu de Snam4Environment identifica dos objetivos a corto plazo para los países europeos.

Por un lado, convertir más de esas plantas de biogás en biometano, para "agilizar los procedimientos para ejecutar nuevas plantas y conectarlas a la red". Por otro, "ampliar el uso del biometano más allá del transporte, empezando por la calefacción y la refrigeración de los mercados residencial, industrial y de servicios para impulsar plenamente el potencial de esta fuente limpia y renovable en el camino hacia la seguridad de la transición energética".