¿CHP, calor o biometano? Criterios técnicos para elegir la ruta de aprovechamiento del biogás

La elección de la ruta de aprovechamiento del biogás es una decisión sobre la forma en que la energía abandonará la instalación: como electricidad y calor mediante cogeneración (CHP), como calor solo mediante una caldera de biogás o como biometano tras la purificación, inyectado en la red o utilizado como combustible. El punto de partida técnico se basa en tres preguntas: ¿cuál es la escala de producción de gas?, ¿existe un consumidor de calor durante todo el año? y ¿hay cerca una red de gas con suficiente capacidad o un consumidor de biometano?

Comparación de las rutas

CHP

Puntos fuertes: tecnología conocida, servicio disponible en el país, posibilidad de funcionamiento en modo isla o conectado a la red, modularidad. Puntos débiles: eficiencia eléctrica en torno a varias decenas por ciento, el resto de la energía en forma de calor, cuyo aprovechamiento suele ser estacional. El balance de calor es clave: cuánto calor se puede vender o consumir (secaderos, edificios, procesos industriales). Un buen aprovechamiento del calor eleva la eficiencia total por encima del 80 %; un mal aprovechamiento deja una parte significativa de la energía sin utilizar.

Solo calor

La caldera de biogás es sencilla y económica, con alta eficiencia (normalmente alrededor del 90 %), pero solo tiene sentido donde existe un consumidor constante de calor. Suele emplearse en procesos industriales continuos, en la industria alimentaria, en secaderos y en redes locales de calefacción. La desventaja es la ausencia de un producto de mayor valor (electricidad) y la dependencia de un único consumidor.

Biometano

La purificación consiste en eliminar el CO₂ (así como restos de H₂S, agua y otros contaminantes) para obtener un gas con parámetros similares a los del gas natural. Tecnologías: lavado con agua, aminas, membranas, adsorción por cambio de presión (PSA). Ventajas: el gas puede ser inyectado en la red, almacenado y utilizado como combustible en el transporte (CNG, LNG), y la energía no está limitada por la necesidad de un consumidor local de calor. Desventajas: mayor coste de inversión, requisitos en cuanto a escala y calidad del gas, pérdidas de metano en el proceso (denominado methane slip), conexión a la red, requisitos de medición y formales.

El biometano puede ser rentable para instalaciones con un mayor flujo de gas o para agrupaciones de instalaciones más pequeñas que recojan el gas (por ejemplo, mediante un gasoducto de biogás crudo hacia una planta de purificación común).

Criterios de decisión

1. Escala: ¿cuántos m³ de biogás por hora? Los flujos pequeños dificultan la purificación.
2. Consumidor de calor: cantidad, constancia, distancia, disposición para un contrato a largo plazo.
3. Acceso a la red: distancia a la red de gas, presión, capacidad en verano, coste de conexión.
4. Acceso a la red eléctrica: condiciones de conexión, limitaciones de potencia.
5. Marco legal y apoyo: sistemas disponibles, requisitos de sostenibilidad, certificación.
6. Competencias y servicio: disponibilidad de contratistas y repuestos.
7. Planes de desarrollo: posibilidad de cambiar de ruta en el futuro (reserva de terreno, proyecto preparado para ampliación).
8. Riesgo: dependencia de un único consumidor, variabilidad normativa.

Ejemplo de comparación energética simplificada

Con 1 000 kW de energía de combustible: un CHP con una eficiencia eléctrica del 38 % y térmica del 45 % produce 380 kW de electricidad y 450 kW de calor; si el consumidor aprovecha el 50 % del calor, la eficiencia total es del 60,5 %. Una caldera con un 90 % de eficiencia produce 900 kW de calor, si todo el calor es consumido. La purificación, asumiendo pérdidas de metano del 1 % y un consumo de energía propia de alrededor de un pequeño porcentaje del combustible, permite transferir a la red entre el 90 y el 95 % de la energía en forma de biometano (dependiendo de la tecnología y el suministro). Las cifras son ilustrativas; los valores reales dependen de la tecnología y las condiciones.

Rutas intermedias

• Cogeneración con red de calefacción y almacenamiento de calor.
• Gasoducto de biogás crudo hacia una unidad común o un consumidor.
• Híbrido: CHP más caldera en picos de demanda de calor.
• Transporte de biometano licuado o comprimido a consumidores (bioLNG, bioCNG).

Conclusión

No existe una ruta universalmente óptima. Para instalaciones pequeñas con un consumidor de calor, el CHP sigue siendo racional; para grandes flujos de gas y acceso a la red, el biometano puede ser interesante; el calor solo tiene sentido con una demanda constante. La decisión debe apoyarse en un balance energético, un análisis de riesgos y la verificación de la normativa vigente.

Cuándo considerar un cambio de ruta

El cambio de CHP a biometano suele considerarse al finalizar los contratos, con el aumento de los costes de mantenimiento de los motores, la disponibilidad de conexión o cuando desaparece el consumidor local de calor. En ese caso, conviene verificar: la cantidad de gas disponible tras la modernización de la instalación, la calidad del biogás, los requisitos para la purificación, el riesgo para los contratos existentes y el estado técnico de las cámaras. Prepare un estudio de viabilidad con alternativas y un análisis de sensibilidad ante el precio de los sustratos, la energía y el coste del capital.

Papel del calor residual

Incluso al optar por el biometano, el proceso requiere calor (calefacción de cámaras, regeneración en tecnología de aminas), que debe garantizarse mediante una caldera u otra fuente. El balance térmico es, por tanto, un elemento de cada variante, no solo del CHP.