Durante el tratamiento de depuración de las aguas residuales se generan grandes cantidades de lodos, unos residuos con alta concentración de materia orgánica que representan un reto en términos de gestión.
Entre las soluciones para este tipo de residuo orgánico, en los últimos años, ha crecido el interés por aprovechar su potencial energético a través de la producción de biometano.
Mediante la digestión anaerobia, los lodos pueden ser transformados en biogás, una mezcla rica en metano que, tras ser purificada, se convierte en biometano, una fuente energética limpia y renovable.
Este proceso, además de convertir un residuo problemático en un recurso valioso, también reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuye a la transición hacia una economía más circular.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales, por tanto, están evolucionando para convertirse en centros de valorización de residuos, donde los subproductos que antes representaban un desafío logístico y ambiental se transforman en biometano, un combustible sostenible con un enorme potencial en la lucha contra el cambio climático.
Digestión anaerobia en plantas de tratamiento de aguas residuales
La digestión anaerobia es el proceso biológico fundamental en la producción de biometano. Este proceso consiste en la descomposición de materia orgánica en ausencia de oxígeno, gracias a la acción de determinados microorganismos. El resultado de este proceso es la producción de biogás, una mezcla de gases donde el metano (CH4) es el principal componente, seguido del dióxido de carbono (CO2) y trazas de otros gases.
El biogás es sometido, en un siguiente paso, a un proceso de purificación o upgrading para eliminar el CO2 y otras impurezas y obtener, así, el biometano.
El proceso de digestión anaerobia se adapta bien a los flujos de lodos generados durante el tratamiento de aguas residuales, ya que estos contienen grandes cantidades de materia orgánica.
Al introducir estos lodos en un digestor anaerobio, se permite que los microorganismos realicen la degradación de manera eficiente, produciendo biogás.
Según el estudio publicado por la Asociación Europa del Biogás (EBA), la capacidad de generación de biogás a partir de aguas residuales en la Unión Europea puede llegar a alcanzar los 14 Mtep (142 TWh) de biogás por año, contando, tan solo, la valorización de las aguas residuales industriales de los sectores de bebidas espirituosas, biodiésel, pulpa y papel, cerveza, aceites vegetales, etanol, carne y queso.
Uno de los factores que hace viable el uso de la digestión anaerobia en plantas de tratamiento de aguas residuales es la presencia de grandes volúmenes de lodos estabilizados.
Estos residuos orgánicos, cuyo tratamiento tradicional supone una alta proporción de consumo de energía, pueden transformarse en una valiosa fuente de energía renovable.
La capacidad de conversión del biogás en biometano permite una mayor versatilidad en su uso final, ampliando las opciones de distribución y comercialización del gas renovable.
Beneficios ambientales y económicos de la valorización de lodos
La producción de biometano a partir de aguas residuales ofrece importantes oportunidades tanto a nivel ambiental como económico, contribuyendo significativamente a los objetivos de neutralidad climática y al desarrollo sostenible.
Beneficios ambientales:
- Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: La producción de biogás captura el metano que, de otro modo, se liberaría a la atmósfera durante el tratamiento de residuos. Según la EBA, este proceso puede reducir hasta un 5 % las emisiones globales de metano.
- Aporte a la neutralidad climática: Se estima que las plantas de tratamiento de aguas residuales en Europa podrían generar hasta 142 TWh de biogás anualmente, contribuyendo de forma importante a los objetivos de descarbonización.
- Minimización de residuos: La digestión anaerobia evita que los lodos sean enviados a vertederos o incinerados, reduciendo la contaminación del suelo, del agua y las emisiones asociadas a estos métodos tradicionales de disposición.
- Energía renovable a partir de residuos: Al convertir los residuos orgánicos en biometano, se obtiene una fuente de energía renovable que puede reemplazar combustibles fósiles, disminuyendo así la dependencia de recursos no renovables, fortaleciendo la soberanía energética y contribuyendo a la transición energética.
Beneficios económicos:
- Autosuficiencia energética: Las plantas que producen biometano pueden cubrir entre el 50 % y el 75 % de sus necesidades energéticas internas, reduciendo significativamente los costes operativos.
- Generación de ingresos adicionales: El biometano excedente puede inyectarse a la red de gas natural o venderse como combustible vehicular, lo que proporciona una fuente de ingresos para las plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Creación de empleo: La expansión de la producción de biometano a partir de lodos de aguas residuales puede generar empleo tanto a nivel local como regional. Esto incluye trabajos relacionados con la operación y el mantenimiento de las plantas de tratamiento, así como en los procesos de producción y distribución de biometano. Según estimaciones de la EBA, los empleos locales relacionados con el tratamiento anaerobio de aguas residuales pueden aumentar de 1.000 empleos directos, hoy en día, a 20.000, distribuidos entre 85.000 pequeñas y medianas empresas (PYME), al desbloquear todo su potencial.
El futuro del biometano en el tratamiento de aguas residuales
La transición hacia una economía circular y climáticamente neutra ha llevado a un mayor interés hacia las tecnologías que permitan la recuperación y reutilización de recursos.
De cara al futuro, es probable que veamos una mayor integración de tecnologías avanzadas en las plantas de tratamiento de aguas residuales, como la codigestión de lodos con otros residuos orgánicos (por ejemplo, residuos alimentarios o agrícolas), lo que aumentaría la eficiencia de producción de biogás.
También se espera una mayor optimización de los procesos de upgrading, que permitirán purificar el biogás de forma más eficiente y a menor coste, facilitando así su inyección en la red de gas natural.
A largo plazo, las plantas de tratamiento de aguas residuales podrían convertirse en “biofactorías”, donde no sólo se produzca biometano, sino también otros productos valiosos, como fertilizantes orgánicos o nutrientes recuperados para la agricultura.
La adopción de tecnologías de biogás y biometano en las plantas de tratamiento de aguas residuales ya está en marcha en varios países europeos, impulsada por políticas como la Directiva de Energías Renovables de la Unión Europea (RED III), que fomenta la integración de biocombustibles avanzados, como el biometano, en el mix energético.
Esta transición será crucial en la consecución de los objetivos de neutralidad climática establecidos para 2030 y 2050.
Con beneficios claros, tanto a nivel ambiental como económico, el biometano producido a partir de aguas residuales industriales tiene el potencial de jugar un papel clave en la transición energética hacia un futuro más sostenible.
