Digestato: depósitos cerrados y potencial de metano residual – cómo reducir las emisiones

El digestato que sale del digestor sigue conteniendo materia orgánica, que puede liberar metano durante el almacenamiento. La cantidad de ese metano la describe el potencial de metano residual (RMP), determinado en ensayos de laboratorio como la relación entre el metano producido a partir de una muestra de digestato en condiciones controladas y el metano producido en todo el proceso. En los depósitos abiertos, el metano escapa a la atmósfera y reduce así los beneficios climáticos de la instalación. La solución son los depósitos cerrados con recuperación de gas, así como un tiempo de retención más largo y un funcionamiento estable de los digestores.

De dónde procede el RMP

Los sustratos se degradan en el digestor con distinta velocidad. Las fracciones fácilmente asimilables (azúcares, grasas) se transforman en biogás en pocos días, pero las fracciones fibrosas (celulosa y hemicelulosa en los restos vegetales, a menudo protegidas por la lignina, que en condiciones anaerobias prácticamente no se degrada) se descomponen lentamente y parte de ellas sale del digestor sin reaccionar. Además, un tiempo de retención corto, una mezcla insuficiente, las perturbaciones del proceso (inhibición por amoniaco, ácidos volátiles) y una temperatura baja aumentan el RMP. El digestato almacenado en verano a una temperatura ambiente del orden de 20°C o más puede producir metano más rápido que en invierno.

Cómo se mide el RMP

El estándar es el ensayo discontinuo: una muestra de digestato se incuba a temperatura constante (a menudo 20°C o 37°C) durante varias decenas de días y se mide el metano producido. El resultado se expresa como cantidad de metano por masa o por volumen de digestato o como porcentaje de la producción total de metano de la instalación. En la bibliografía, los valores de RMP varían desde fracciones de por ciento hasta una decena de por ciento de la producción, según la instalación y las condiciones, por lo que un ensayo propio es mejor que los valores generales.

Depósito cerrado

La cubierta estanca del depósito de digestato (membrana hermética, techo) se conecta al sistema de gas, y el biogás del almacén llega a la instalación. En RED II, los valores por defecto para las cadenas de biogás distinguen el digestato abierto del cerrado, lo que muestra que la diferencia de emisión es significativa. El depósito cerrado no solo reduce las emisiones, sino que también aumenta la producción de biogás: el gas del RMP no se pierde.

Ejemplo de cálculo

Supuestos: una planta de biogás produce 2,2 millones de m³ de metano al año, y el RMP del digestato a 20°C es del 4 % de la producción (88 mil m³ de CH₄). En un depósito abierto, suponiendo que el 60 % del RMP se libere durante el almacenamiento, la pérdida es de 52,8 mil m³ de CH₄ (m³ en condiciones normales), es decir, aprox. 37,9 t (con una densidad del metano de 0,718 kg/m³). Con GWP₁₀₀ = 28, esto supone aprox. 1060 t de CO₂e al año y 528 MWh de energía (a 10 kWh/m³), es decir, aprox. 106.000 PLN con un precio de 200 PLN/MWh. La cubierta con recuperación de gas captura la mayor parte de esta cantidad; el coste de la cubierta (p. ej., varios cientos de miles de PLN para un depósito de tamaño medio; valor orientativo) puede amortizarse en el plazo de unos pocos años hasta una decena de años y, además, mejora la huella de carbono del gas.

Medidas de explotación

1. Alargar el tiempo de retención en los digestores o añadir una segunda etapa de digestión (digestor secundario) a la temperatura de proceso.
2. Estabilidad del proceso: evitar las sobrecargas de sustratos, controlar los ácidos volátiles y el amoniaco.
3. Mezcla exhaustiva y temperatura: eliminación de las zonas muertas.
4. Trituración de los sustratos fibrosos para aumentar el grado de degradación.
5. Depósitos cerrados o cubiertos y sistema de recuperación de gas.
6. Aplicación rápida del digestato en el campo durante la temporada de cultivo, para acortar el tiempo de almacenamiento.
7. Ensayos periódicos del RMP y seguimiento de las tendencias.

Aspectos jurídicos y ambientales

La normativa sobre el almacenamiento del digestato abarca la capacidad de los depósitos (conforme al periodo de prohibición de aplicar fertilizantes), la protección de las aguas y del aire y los requisitos en materia de olores. Las obligaciones concretas dependen de los permisos y de la normativa nacional, que conviene consultar con la autoridad de protección del medio ambiente.

Medición del RMP paso a paso

Tome una muestra representativa de digestato de la salida del digestor (no de la superficie del depósito), ciérrela en un recipiente estanco, transpórtela a baja temperatura al laboratorio y realice un ensayo discontinuo a una temperatura fijada. Repita el estudio de forma estacional y tras cambios importantes en la receta de sustratos. Anote los resultados junto con los datos sobre la carga orgánica de los digestores (OLR), el tiempo de retención y la temperatura, para poder correlacionar el RMP con las condiciones del proceso y señalar las causas de los empeoramientos.

Resumen

El digestato no es solo un residuo de la digestión, sino también una posible fuente de metano. Un depósito cerrado con recuperación de gas aumenta la producción, mejora el balance de GEI y reduce el riesgo de olores, y el coste de la inversión suele estar justificado.