Medición de la calidad y cantidad de biometano en la inyección: cromatógrafo, contador de gas y propano

El biometano inyectado en la red se factura en unidades de energía, por lo que en la estación se miden dos magnitudes: el volumen de gas (contador con corrector) y su poder calorífico o calor de combustión (cromatógrafo de gases). El producto de ambas da la cantidad de energía, por la que el productor recibe el pago o que se registra para los fines del sistema de garantías de origen. A esto se añaden las mediciones de parámetros que protegen la red: el punto de rocío del agua y de los hidrocarburos, el oxígeno, el H₂S y otros componentes, según los requisitos del operador.

Medición del volumen

Los contadores de gas más utilizados son:

El volumen de trabajo medido se convierte mediante el corrector de volumen a condiciones normales (temperatura y presión de referencia establecidas en el contrato o la normativa). Los instrumentos de medición están sujetos a control metrológico en el ámbito requerido por la ley, y su calibración se realiza periódicamente.

Medición de la calidad: cromatógrafo

El cromatógrafo de gases separa los componentes del gas (CH₄, CO₂, N₂, O₂, hidrocarburos superiores y, si es necesario, H₂) y, sobre esta base, calcula el calor de combustión (GCV), el poder calorífico, el índice de Wobbe y la densidad relativa. Funciona de forma cíclica (ciclo del orden de varios minutos), por lo que los resultados se promedian periódicamente. Para la facturación, el calor de combustión es el parámetro más utilizado, en Polonia —de acuerdo con los principios adoptados por los operadores—.

El cromatógrafo requiere gas de referencia, calibraciones regulares, protección contra la contaminación y redundancia o un procedimiento alternativo en caso de avería.

Parámetros físicos

• Punto de rocío del agua – El condensado en la red es peligroso, por lo que el analizador del punto de rocío controla que no haya un exceso de agua.
• Punto de rocío de los hidrocarburos – Importante en el enriquecimiento con propano.
• Oxígeno – Analizador de oxígeno, ya que el oxígeno en la red puede causar corrosión y suponer un riesgo en los almacenamientos de gas.
• H₂S y azufre – Medición continua de H₂S o análisis periódicos del azufre total.

Adición de propano (GLP)

El biometano con un calor de combustión inferior al exigido por el operador (p. ej., debido a CO₂ o N₂ residual) puede enriquecerse con propano para que su índice de Wobbe y calor de combustión se ajusten a los márgenes de la red. Esta solución es estándar en algunos países, pero incrementa los costes (compra de GLP) e introduce en el biometano un componente fósil, lo que puede afectar a la facturación del estatus de gas verde: la energía del propano añadido no es renovable, a menos que el propano también lo sea. Por ello, solo se factura la energía del biometano, y el propano se contabiliza por separado en el balance. El proyecto debe acordarse con el operador y la entidad certificadora.

Ejemplo: corrección de la capacidad calorífica

Supuestos: biometano con un calor de combustión de 10,9 kWh/m³ (ligeramente por debajo del valor requerido de 11,0 kWh/m³), flujo de 400 m³/h. La adición de propano con un calor de combustión de aproximadamente 28 kWh/m³ en una cantidad de x m³/h aumenta el calor de combustión de la mezcla: (400 × 10,9 + x × 28)/(400 + x) = 11,0. Solución: 4360 + 28x = 4400 + 11x → 17x = 40 → x ≈ 2,4 m³/h de propano, es decir, aproximadamente el 0,6 % en volumen. Cantidad pequeña, pero costosa y que requiere una medición independiente; el propano representa alrededor del 0,6 % en volumen y aproximadamente el 1,5 % en energía (2,4 × 28 = 67 kWh de 4427 kWh).

Garantía de la calidad de los datos

1. Calibraciones y verificaciones del cromatógrafo según el plan establecido.
2. Redundancia de las mediciones clave (p. ej., dos analizadores de oxígeno).
3. Registro de datos e historiales de medición inalterables.
4. Procedimientos de actuación en caso de fallo en la medición (interrupción de la inyección o facturación alternativa).
5. Auditoría del sistema por parte del operador y, si lo requiere el sistema de certificación, por una entidad certificadora.

Qué ocurre con las garantías de origen

Los datos del contador de gas y del cromatógrafo son la base para la emisión de garantías de origen (cantidad de energía procedente del biometano). Por ello, su fiabilidad es importante no solo para la facturación, sino también para el valor comercial del gas como producto verde.

Incertidumbre de la medición y ingresos

El error en la medición del volumen o del calor de combustión se traduce directamente en los ingresos. En una producción anual de 4 millones de m³ de biometano, una subestimación del calor de combustión del 0,5 % supone una pérdida de aproximadamente 20 000 m³ de equivalente energético, es decir, unos 220 MWh. Por ello, al evaluar ofertas, conviene comparar las clases de precisión de los instrumentos y los costes de su calibración. Una buena práctica es también la comparación periódica de las lecturas con un análisis de laboratorio independiente.

Resumen

Un buen sistema de medición no es un complemento, sino el fundamento de la facturación y la seguridad de la red. Al diseñar la estación, planifique los requisitos metrológicos, la redundancia de los analizadores clave y los procedimientos de emergencia ya en la fase de acuerdos con el operador.