Biogás de lodos de depuradoras en Japón: cuánto gas se utiliza y qué aportó el programa B-DASH

Las depuradoras de aguas residuales japonesas llevan tiempo fermentando lodos, pero una parte significativa del biogás producido no se utilizaba con fines energéticos. Según el informe de Japan for Sustainability (JFS, 2008), en el año fiscal 2004 se produjeron en los sistemas de alcantarillado de Japón alrededor de 290 millones de m³ de biogás. De esta cantidad, el 30 % se empleó para calentar los digestores, el 20 % para generar energía eléctrica, el 22 % para otros fines y el 28 % no se aprovechó.

Qué dicen los datos de los años 2000

En Japón, el biogás procedente de lodos se utiliza para producir energía eléctrica desde 1984. En el año fiscal 2004, se obtuvo de este modo una potencia total de generación eléctrica de unos 21 000 kW, lo que equivalía aproximadamente al 1 % del consumo eléctrico en las instalaciones de saneamiento del país. En aquel momento, todo el sistema de alcantarillado consumía alrededor de 7 000 millones de kWh al año (aproximadamente el 0,7 % del consumo nacional). En la planta de Morigasaki, en Tokio, los lodos se espesan y se someten a fermentación termófila (unos 50 °C), y el metano alimenta desde abril de 2004 generadores con una potencia de 3 200 kW, que cubren aproximadamente la mitad de la demanda eléctrica de la planta y reducen los costes de electricidad en unos 600 millones de yenes anuales.

Los lodos como biomasa

Según JFS, en el año fiscal 2004 se generaron unos 75 millones de toneladas de lodos (antes del deshidratado, con un 97 % de agua), y la tasa de reciclaje de lodos como biomasa aumentó del 38 % en el año fiscal 1996 al 70 % en 2005. El reciclaje incluye no solo energía, sino también fertilizantes, mejoradores de suelos y materiales de construcción. Se estimó que la energía recuperada de las sustancias orgánicas en los lodos en el año fiscal 2005 equivalía a unos 1,04 millones de kl de equivalente de petróleo, y el poder calorífico de los combustibles sólidos derivados de los lodos es similar al del carbón de baja calidad. En Fukuoka, en la planta de Mikasagawa, desde finales del año fiscal 2000 se produce combustible BDF (lodo mezclado con aceite comestible usado, secado a presión reducida; en el año fiscal 2007 se produjeron unas 2 300 t), y la empresa J-Power confirmó en pruebas que la proporción máxima de BDF en la cocombustión con carbón es del 1 %. Por ejemplo, el centro de Sunamachi, en Tokio, procesa desde noviembre de 2007 lodos para obtener combustible sólido (hasta 300 t de lodo deshidratado al día), que se cocombustiona con carbón en la central eléctrica de Nakoso.

Biometano en Kobe

La ciudad de Kobe purificaba el biogás de la depuradora de Higashinada hasta alcanzar una calidad de aproximadamente el 98 % de metano mediante absorción con agua a presión (anteriormente, alrededor del 30 % del gas se quemaba en antorcha). El biogás, con una composición de aproximadamente el 60 % de metano y el 40 % de CO₂, junto con pequeñas cantidades de siloxanos y sulfuro de hidrógeno, se convirtió en el combustible «Kobe Biogas». La planta, en la que se inició la explotación completa en abril de 2008, produce 2 000 m³ diarios, cantidad suficiente para abastecer a 40 autobuses urbanos que recorren 50 km al día; esto permite reducir las emisiones en unas 1 200 t de CO₂ al año.

B-DASH: demostraciones en lugar de subvenciones generales

El programa B-DASH (Breakthrough by Dynamic Approach in Sewage High Technology) fue puesto en marcha por el MLIT en el año fiscal 2011, y el instituto NILIM actúa como su entidad ejecutora. Según NILIM, en el año fiscal 2011 se seleccionaron dos tecnologías relacionadas con la recuperación de biogás: (1) un sistema de gestión energética con separación intensiva de sólidos y líquidos, que genera electricidad en una pila de combustible híbrida a partir de biogás de lodo crudo; (2) un sistema de generación de energía renovable para combustible de transporte, en el que se aumenta la captación de biogás de fuentes locales (por ejemplo, residuos alimentarios), se calienta el digestor de acero y se purifica el biogás en una instalación modular. NILIM elaboró directrices para la implementación de estas tecnologías dirigidas a administraciones locales y operadores, que se presentaron el 2 de agosto de 2013 en Tokyo Big Sight.

Conclusiones para Polonia

La experiencia japonesa demuestra que: (1) incluso en un país con un alto desarrollo tecnológico, una parte significativa del biogás procedente de lodos (en 2004, el 30 %) se destinaba a calentar el digestor, y el 28 % no se utilizaba, lo que representa un potencial de mejora en la eficiencia; (2) los programas demostrativos, como B-DASH, facilitan la difusión de tecnologías de purificación y cogeneración; (3) es necesario recopilar periódicamente datos sobre el uso real del biogás, ya que, de lo contrario, el debate sobre su potencial se basa en estimaciones obsoletas. Los datos citados en esta entrada corresponden al año fiscal 2004, por lo que no reflejan la situación actual.