Cada vez que arrancamos el motor de combustión de un automóvil, un autobús o un camión seguramente estemos quemando petróleo, contribuyendo con ello al cambio climático y, también, a la balanza de pagos negativa española, un país que importa la mayor parte de su energía.
En 2021, según el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, las importaciones energéticas generaron un coste de 46.576 millones de euros para España, siendo el sector con más responsabilidad en el déficit de nuestro comercio exterior.
Gozar de seguridad energética, abastecerse con recursos propios y mitigar el cambio climático son deseos que cualquier gestor o ciudadano demanda en nuestros días. Pero … ¿Y si dijéramos que el agua es un sector que está ofreciendo ya soluciones para ello? ¿Y si comprobáramos qué se puede mover un autobús con la energía producida con los lodos de una depuradora? Esta es una realidad tangible gracias a la innovación y el compromiso con la sostenibilidad de algunos líderes destacados del sector del agua.
«Se espera que la planta, la primera de biometanación y la más grande en España, empiece a funcionar este junio de 2022»
Eso es lo que hace el LIFE NIMBUS, un proyecto cofinanciado por la Comisión Europea y liderado por Cetaqua que usará biogás generado en la estación depuradora de aguas residuales del Baix Llobregat, gestionada por Aigües de Barcelona, para producir biometano y alimentar con combustible limpio autobuses de Transports Metropolitans de Barcelona (TMB).
Como explica Oriol Casal, project manager del LIFE NIMBUS, “el sector del transporte demanda alrededor del 30 % del consumo total de energía primaria en Europa, pero solo menos del 10 % de los combustibles utilizados para el transporte son renovables. En este contexto, la Unión Europea tiene como objetivo alcanzar más del 30% del consumo de energía para el transporte a partir de fuentes renovables para 2030”.
Uno de los objetivos del proyecto, afirma su responsable técnico, es precisamente “ofrecer soluciones al reto de descarbonizar el transporte” y usar para ello una fuente como la materia orgánica que se trata en las depuradoras. Aplicando además una serie de distintas tecnologías, algunas muy innovadoras, para conseguir biometano de alta calidad y origen renovable, neutro en emisiones de carbono.
El proyecto LIFE NIMBUS, cuyo acrónimo responde a la descripción NIMBUS Non-IMpact BUS: Circular economy for sustainable transport, pretende impulsar un transporte más sostenible a través de la economía circular. Está liderado por el Centro Tecnológico del Agua (Cetaqua) y cuenta con la participación de TMB, Aigües de Barcelona y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
Avance actual del proyecto
Biogás, hidrógeno y fotovoltaica
El proyecto que se lleva a cabo en la EDAR del Baix Llobregat es muy ambicioso en su apuesta por la innovación. Pone a prueba diversas tecnologías, algunas de ellas prometedoras y solo estudiadas a pequeña escala hasta ahora. Todas se suman para producir biometano, un combustible de alta calidad y absolutamente renovable, explica Casal.
Lo primero que hay que entender es de dónde procede el biogás. Este se genera cuando la vida microbiana actúa sobre la materia orgánica presente en las aguas residuales. La digestión o fermentación que hacen las bacterias de esa materia orgánica en ausencia de oxígeno produce biogás, un material de composición variable, con entre un 40%-70% de metano y un 30%-40% de dióxido de carbono.
«Menos del 10 % de los combustibles utilizados para el transporte son renovables»
Este biogás se puede quemar para alimentar procesos de producción térmica o se puede mejorar para convertirlo en biometano, separando el metano del CO2 y quedándose solo el primero de los gases, para generar un producto equivalente al gas natural que estamos acostumbrados a usar. Con el valor añadido de que al tener origen renovable y no fósil la contribución al cambio climático del biometano es neutra.
Este proceso se conoce como upgrading y se lleva a cabo ya en cerca de 700 plantas de Europa cuyos países subvencionan esta línea energética. El LIFE NIMBUS realizará este proceso de upgrading para producir biometano, pero lo hará con vías inéditas a nivel de producción aplicada.
“Nosotros no hacemos upgrading convencional, es decir no separamos el metano del CO2. Lo que hacemos es añadirle hidrógeno al biogás para que el CO2 reaccione con ese hidrógeno por lo que ya no hace falta separarlo”, dice Oriol Casal.
Para generar ese hidrógeno se usa habitualmente la tecnología Power-To-Gas, es decir aplicar electricidad para romper los fuertes enlaces de la molécula de agua y producir hidrógeno.
Esta vía, que es la catalítica, está bastante estudiada. Lo que el LIFE NIMBUS lleva a cabo es la puesta en marcha de otra técnica muy prometedora para producir hidrógeno.
“Lo que probamos es un tipo de reactor para la producción de hidrógeno que es más eficiente sobre el papel. Es la vía biológica, que tiene mayor potencial, pero está menos estudiada”, afirma Casal.
«LIFE NIMBUS es uno de los más ambiciosos experimentos de electrolizador biológico a escala mundial»
“Para generar hidrógeno vamos a tener un catalizador convencional pero además vamos a probar un electrolizador biológico, desarrollado por la Universidad Autónoma de Barcelona. La clave de estos bioelectrolite systems es que parte de la energía que utilizas para romper la molécula del agua viene de la materia orgánica que se degrada u oxida dentro del propio electrolizador”, explica el técnico de Cetaqua.
Estos sistemas se han testado en laboratorios, de forma experimental, pero no a escala de producción, por lo que el LIFE NIMBUS será uno de los más ambiciosos experimentos de esta técnica a escala mundial.
Con este método, el agua residual, que tiene una demanda química de oxígeno, es usada para forzar la liberación de hidrógeno renovable. Luego, este hidrógeno se mezclará con el biogás para que al reaccionar con el CO2 produzca biometano de alta calidad.
Como se ve, se trata de una compleja suma de tecnologías, algunas de ellas apenas probadas a escala grande y que darán como producto un gas comprimido con el que puedan repostar los autobuses.
Inicialmente, el proyecto destinará el combustible a abastecer a uno de los autobuses urbanos, reduciendo así en un 88% la huella de carbono de su ruta durante todo el año
En función de los resultados obtenidos con el proyecto, las operaciones se podrán escalar a mayor volumen.
Compromiso empresarial por la innovación
El proyecto LIFE NIMBUS se lleva a cabo en la estación depuradora que gestiona Aigües de Barcelona en el Baix Llobregat. Para el responsable de Energía, Mantenimiento y Confiabilidad de la compañía, Maurici Poch, la iniciativa es una muestra más de la apuesta por la innovación y la sostenibilidad del grupo.
Poch explica que las modernas estaciones depuradoras de aguas residuales son “auténticas ecofactorías”, capaces de aprovechar al máximo todos los recursos que pasan por ellas.
Respecto al agua, por ejemplo, gracias a procesos de tratamiento específicos se consiguen recursos hídricos de calidad que son destinados en su totalidad a otros usos.
Respecto a los materiales sólidos, como lodos o fangos de depuración, estos se reciclan para ser empleados en otros destinos, como fertilizante agrícola. Y, por último, respecto a la energía, las propias ecofactorías pueden llegar a autoabastecerse o, como es el caso, generar combustibles verdes para otros usos.
La energía mueve el mundo. La necesidad de contar con fuentes de suministro seguras es esencial para las sociedades. Estamos viviendo estas semanas las incertidumbres sobre el abastecimiento de gas y de petróleo debidas al conflicto de Ucrania, que ha provocado un alza de precios que afecta a toda la comunidad internacional.
Al mismo tiempo, la evidencia del cambio climático obliga a reducir emisiones de gases de efecto invernadero y buscar fuentes limpias de abastecimiento energético. Y uno de los puntos débiles es el transporte.
Mientras que la producción eléctrica se puede generar con más diversidad de fuentes libres de carbono, como la eólica, la solar o la nuclear, la movilidad sigue dependiendo en gran medida de los hidrocarburos.
Sin duda, una de las formas posibles de descarbonizar la movilidad es la electrificación de los vehículos, algo que estamos viendo avanzar a ojos vista. La otra, es recurrir a combustibles alternativos, neutros en carbono, que alimenten los motores de combustión.
En ese sentido, la producción de biogás en ecofactorías como la del Baix Llobregat aporta su grano de arena al abastecimiento limpio de combustible para motores de combustión y hace realidad una solución de economía circular.
