Los gases renovables pueden ser claves en la transición energética, que requiere una urgente descarbonización de la economía para avanzar claramente en la lucha contra el cambio climático.
Los gases renovables son gases combustibles obtenidos de materias primas o fuentes renovables. Su energía procede directa o indirectamente del Sol como, por ejemplo, la de la biomasa forestal o la de los residuos alimentarios.
Este vector energético está llamado a contribuir a la economía circular a través de la valoración de residuos, donde pasan de ser residuos a ser nuevos recursos y combustibles de alto valor, ayudando a descarbonizar la industria, el transporte y edificios.
La denominación de gases renovables engloba 3 tipos principales:
Biogás
Obtenido mediante el proceso de digestión anaerobia de materiales orgánicos biodegradables, principalmente residuos orgánicos domésticos o industriales, aguas residuales, lodos de depuradora y deyecciones ganaderas, así como cultivos energéticos.
La digestión anaerobia es una pieza clave en cualquier estrategia circular y sostenible de procesado de residuos biodegradables. Además de producir energía, mejora las propiedades de los productos como fertilizantes y favorece procesos con los que recuperar nutrientes.
Gas de síntesis
También conocido como Syngas, se obtiene mediante el proceso de gasificación térmica de materiales orgánicos, principalmente lignocelulósicos (residuos forestales y agrícolas).
La gasificación y uso del Syngas puede ser una herramienta de ayuda para la gestión de la limpieza de masas forestales y como alternativa a la quema de residuos agrícolas.
Hidrógeno (H2)
Obtenido por métodos biológicos, catalíticos o electroquímicos.
En este último caso, el hidrógeno producido mediante electrólisis del agua será considerado renovable si la electricidad también tiene origen renovable.
El esquema de producción de H2 a partir de electricidad renovable se denomina P2G (power-to-gas, en inglés), el cual permite la integración de las redes eléctricas y gasistas, aporta flexibilidad al sistema energético y aumenta la capacidad de almacenamiento y distribución de energía renovable al aprovechar las características de la red de gas.
Estos procesos que hemos mencionado pueden ser clave en el paradigma de la economía circular y en la descarbonización del sistema energético, reduciendo las emisiones de CO2 que no forman parte del ciclo natural a diferencia de las emitidas por los combustibles fósiles.
Los 3 tipos de gases pueden ser depurados, enriquecidos o transformados a un gas rico en metano (CH4), denominado biometano si se han utilizado métodos biológicos, o metano sintético si se han utilizado métodos físicoquímicos para su producción o transformación.
El gas producido a partir de los procesos anteriores se denomina gas natural renovable (GNR) y tiene una composición similar a la del gas natural siendo, por tanto, susceptible de ser inyectado en la red de gas natural y ser utilizado en los equipos usuales a gas sin ninguna restricción.
El hidrógeno, sin transformación a metano, también puede ser inyectado a la red pero con restricciones.
Aunque la combustión de estos gases es fuente de emisión de gases de efecto invernadero (GEI), el uso de gases renovables contribuye a la reducción de estas emisiones.
Por ejemplo, la reducción de emisiones de GEI en caso de aprovechar energéticamente el metano antropogénico que se emite a la atmósfera se estima que puede ser de 20 Mt CO2eq/bcm de metano evitado.
Además, controlando el proceso de digestión anaerobia se consigue producir más biometano que el únicamente evitado.
Los valores de ahorro de emisiones GEI por unidad de gas producido y aprovechado, para cada tipo de gas renovable y origen de éste, están dentro de unos amplios intervalos que dependen, sobre todo, de la escala y de la integración de las instalaciones en proyectos de gestión de las materias primas y de los productos.
Así, los ahorros en emisiones GEI aumentan conforme se reduce la distancia de transporte de los residuos a procesar o la de los digeridos a campos de cultivo como fertilizantes, de manera que proyectos de pequeña escala, adaptados al territorio, aportan mayores beneficios ambientales, aunque con mayores costes unitarios de producción, que los de gran escala.
En caso de deyecciones ganaderas, cuya gestión actual presenta emisiones GEI, la producción y uso de biogás o biometano evita sus emisiones y las del combustible que substituyen, lo cual aporta ahorros de emisiones GEI que pueden superar el 200% respecto el combustible fósil sustituido.
Los gases renovables son particularmente necesarios para descarbonizar determinados usos, como pueden ser :
- Procesos industriales a altas temperaturas
- Materia prima para la industria química
- Vehículos de transporte de alta capacidad y largas distancias
- Calor para el parque existente de edificios
- Respaldo a la electricidad eólica y solar
En lo relativo al hidrógeno, mediante la tecnología P2G se produce gas renovable durante periodos de excedencia de electricidad de origen eólica o solar, ya que la potencia instalada suele estar sobredimensionada debido al carácter intermitente de su producción.
Esto permite aprovechar la funcionalidad de la red de gas, cuya capacidad de transporte y almacenamiento es superior a la de los sistemas eléctricos actuales. Además, es posible la producción estacionaria en instalaciones dedicadas a este fin.
Esta característica permite la integración de las redes eléctricas y de gas, y dota al sistema energético de flexibilidad
Finalmente indicar que este planteamiento de energías renovables no eléctricas entra dentro del esquema de la UE para lograr una economía con una emisión neta nula de GEI antes del año 2050.
En este planteamiento, la producción y uso de energía en sus distintas formas tiene un papel central, ya que contribuye con más del 75 % de las emisiones de GEI de la UE.
Según la Comisión Europea, un sistema energético europeo totalmente descarbonizado debe integrar la electricidad y el gas como principales vectores energéticos, con redes inteligentes(smart grids) en las que el ciudadano debe ocupar una posición central.
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