CO₂ biogénico de plantas de biometano: aplicaciones en alimentación, invernaderos y e-combustibles

La purificación (upgrading) de biogás separa el dióxido de carbono, que constituye entre el 35 y el 50 % del volumen del biogás. Una instalación que procesa 500 m³/h de biogás con un 45 % de CO₂ produce alrededor de 225 m³/h de CO₂, es decir, aproximadamente 445 kg/h y unas 3500 t anuales (8000 horas). Este CO₂ biogénico puede liberarse a la atmósfera, pero también es posible purificarlo y venderlo a la industria alimentaria, invernaderos o utilizarlo en e-combustibles. Las tecnologías de lavado con aminas y criogénicas ofrecen la mayor pureza del flujo, mientras que en las membranas y el PSA el off-gas contiene impurezas de metano y requiere un tratamiento adicional.

La calidad del flujo depende de la tecnología

Aplicaciones y requisitos

1. Bebidas carbonatadas, cerveza, alimentación. Se requiere alta pureza (normalmente ≥ 99,9 %) y control de contaminantes como benceno, hidrocarburos, compuestos de azufre, amoníaco, aldehídos y otros, según las especificaciones sectoriales (entre otras, las directrices de la Asociación Europea de Gases Industriales, EIGA). Los productores deben disponer de un sistema HACCP y realizar análisis por lotes.
2. Envasado en atmósfera modificada y hielo seco. Requisitos de calidad similares a los de las bebidas.
3. Invernaderos. El CO₂ se dosifica para aumentar la producción (típicamente hasta concentraciones de 800–1000 ppm durante el día). Los requisitos de pureza son menos estrictos, pero los contaminantes (etileno, SO₂, NOₓ, H₂S) perjudican a las plantas. En los Países Bajos funciona desde hace tiempo un sistema de tuberías que suministra CO₂ de la industria a los invernaderos.
4. Tratamiento de aguas. Regulación del pH y descarbonatación.
5. Soldadura y otras aplicaciones industriales.
6. E-combustibles y química. El CO₂ es materia prima para la metanización (e-metano), metanol y otros productos.

Mercado y precios

El mercado del CO₂ en Europa depende en gran medida de subproductos de la producción de amoníaco, bioetanol y otros procesos, por lo que su oferta está ligada a la producción de estos sectores. En agosto de 2018 se produjo una escasez de CO₂ en el mercado de bebidas, y en 2022, cuando los altos precios del gas obligaron a algunos productores de fertilizantes a reducir su producción, volvieron a surgir problemas de disponibilidad. Estos episodios aumentaron el interés por fuentes alternativas, incluido el CO₂ biogénico procedente de plantas de biometano. Los precios del CO₂ son contractuales y dependen de la calidad, la escala y la logística; para un proyecto es necesario obtener ofertas de los compradores.

Ejemplo económico (supuestos ilustrativos)

Supuestos: 3500 t de CO₂ al año; venta de CO₂ líquido a 250 zł/t (supuesto); coste de purificación, licuefacción y almacenamiento: 120 zł/t; transporte: 60 zł/t. Margen neto: 250 − 120 − 60 = 70 zł/t, es decir, 245 000 zł al año. Si la inversión en licuefacción y purificación asciende a 3,5 millones de zł, el periodo de recuperación simple es de aproximadamente 14 años, más largo de lo aceptable en muchos proyectos. Cuando el precio de venta es de 400 zł/t, el margen aumenta a 220 zł/t (770 000 zł), y el periodo de recuperación se reduce a 4,5 años. El ejemplo muestra la alta sensibilidad al precio y, por tanto, la importancia de los contratos con el comprador.

Requisitos legales y certificación

Para aplicaciones alimentarias son necesarios permisos sanitarios y sistemas de gestión de la calidad. Para los e-combustibles, el cómputo del CO₂ biogénico como fuente permitida lo regulan las normas sobre RFNBO y el Reglamento Delegado (UE) 2023/1184. Compruebe si el CO₂ de una instalación concreta está autorizado como materia prima para combustibles renovables y cuáles son los requisitos documentales.

Papel en el balance de GEI

La venta de CO₂ no siempre reduce las emisiones, ya que, tras su uso (por ejemplo, en bebidas), el CO₂ vuelve a la atmósfera. El impacto climático radica principalmente en la sustitución del CO₂ fósil (procedente de la producción de fertilizantes a partir de gas) y en el almacenamiento a largo plazo del carbono en productos o su secuestro. Al realizar los cálculos, es necesario ser cauteloso con las declaraciones.

Logística del CO₂

El CO₂ puede transportarse como líquido en cisternas isobáricas (a una presión de unos pocos bares y una temperatura de aproximadamente −30 °C) o como gas por tubería si el comprador está cerca. A pequeña escala, el almacenamiento de CO₂ líquido requiere un depósito estacionario con un grupo frigorífico y un evaporador, y el coste del transporte aumenta con la distancia. Al diseñar el balance, planifique un almacenamiento intermedio y una alternativa en caso de falta de comprador, como la liberación controlada a la atmósfera, para no detener la producción de biometano.

Resumen

El CO₂ biogénico de las plantas de biometano es un posible producto adicional, pero su rentabilidad depende de la tecnología, la calidad y los compradores. Antes de invertir en purificación y licuefacción, confirme los acuerdos de compra.