GWP del metano: ¿horizonte de 20 o 100 años? Cómo calcular el impacto del biogás en el clima

El GWP (Global Warming Potential) es un coeficiente que indica cuántas veces un determinado gas calienta el clima más que la misma masa de CO₂ en un horizonte temporal específico. Para el metano, según el quinto informe del IPCC (AR5, 2013), el GWP₁₀₀ es aproximadamente 28, y el GWP₂₀, aproximadamente 84. La diferencia se debe a que el metano se degrada en la atmósfera en aproximadamente una década, mientras que el CO₂ permanece durante cientos de años. En un cálculo a 100 años, el impacto del metano se «diluye» con el tiempo, mientras que en un cálculo a 20 años se observa en su totalidad.

Cómo se calcula el GWP

El valor del GWP depende de dos características del gas: la intensidad de absorción de radiación (denominado forzamiento radiativo) y el tiempo de vida en la atmósfera. El metano absorbe la radiación infrarroja con una intensidad varias veces mayor que el CO₂ por molécula, pero desaparece más rápido: su tiempo de vida es de aproximadamente 12 años (perturbación). Al integrar el impacto durante 20 o 100 años y dividirlo por la integral análoga para el CO₂, se obtienen los correspondientes valores de GWP.

El AR5 proporciona valores tanto con retroalimentaciones clima-ciclo del carbono (GWP₁₀₀ ≈ 34) como sin ellas (≈ 28). En los informes de emisiones, normalmente se utilizan los valores sin retroalimentaciones.

Qué horizonte elegir

La elección del horizonte depende del objetivo del análisis, no de su «veracidad». Para políticas orientadas a limitar el calentamiento en las próximas décadas, son relevantes las reducciones rápidas de metano; para la neutralidad climática a largo plazo, el CO₂ es clave. Ambos enfoques conducen a la misma conclusión práctica en el contexto del biogás: no se deben permitir fugas.

Consecuencias para las plantas de biogás

El biogás está compuesto aproximadamente en un 50 % por metano, por lo que cualquier fuga en la cámara, el depósito de almacenamiento de biogás, las válvulas de seguridad o la instalación de purificación tiene una dimensión climática. Con un GWP₁₀₀ = 28, 1 tonelada de metano fugado equivale a 28 t CO₂e, y con un GWP₂₀ = 84, a 84 t CO₂e.

Ejemplo de cálculo

Supuestos: una planta de biogás produce 4 millones de m³ de biogás al año (55 % de CH₄, es decir, 2,2 millones de m³ de metano), la fuga es del 2 % de metano y la densidad del CH₄ es de 0,717 kg/m³. Fuga: 44 000 m³ ≈ 31,5 t de CH₄. En términos de GWP₁₀₀ = 28: 883 t CO₂e al año. En términos de GWP₂₀ = 84: 2 650 t CO₂e al año. A modo de comparación, la combustión de 31,5 t de metano en una antorcha las convertiría en aproximadamente 86 t de CO₂ (según la reacción CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O; 16 g de CH₄ → 44 g de CO₂), es decir, unas 10 veces menos en la escala GWP₁₀₀ y 30 veces menos en la escala GWP₂₀ que una fuga. Esto justifica el requisito de contar con una antorcha de emergencia y garantizar la estanqueidad.

CO₂ biogénico y metano

El dióxido de carbono liberado tras la combustión del biogás procede de la biomasa, que lo absorbió previamente de la atmósfera, por lo que en balances simplificados se considera neutro. El metano que se fuga a la atmósfera no es neutro: se transforma en CO₂ al cabo de unos años (que también es biogénico), pero antes de que esto ocurra, calienta el clima. Por ello, el balance de emisiones de una planta de biogás se compone principalmente de metano y N₂O, y no de CO₂.

Principios prácticos

• En los documentos, indique siempre la versión del GWP (por ejemplo, AR4 o AR5) y el horizonte temporal.
• Al comparar ofertas y proyectos, utilice los mismos coeficientes.
• Preste atención a si la metodología (por ejemplo, RED) impone valores de GWP, ya que en ese caso no hay libertad de elección.
• Al presentar resultados, considere mostrar ambos horizontes cuando analice el impacto de las fugas.

Otros gases en el balance de una planta de biogás

Además del metano, en el balance de una planta de biogás agrícola aparece el óxido nitroso (N₂O) procedente del digestato aplicado en los campos, cuyo GWP₁₀₀ según el AR5 es de aproximadamente 265. Para el N₂O, el horizonte temporal tiene menos importancia, ya que el gas permanece en la atmósfera más de 100 años. Por este motivo, el balance de emisiones de una planta de biogás debe elaborarse considerando los tres gases: CO₂, CH₄ y N₂O, indicando en cada caso el GWP adoptado. Omitir cualquiera de ellos conduce a una subestimación o sobreestimación del resultado, y las comparaciones con otras tecnologías pierden sentido.

Resumen

El GWP es una herramienta para realizar comparaciones, no una constante física. Los valores para el metano dependen del horizonte y de la versión del informe del IPCC, y para una planta de biogás la conclusión práctica es garantizar la estanqueidad, realizar mediciones y reducir las pérdidas de metano.