Fundación Naturgy / FPE. Vol.1 Gas renovable

78 • 2. Tecnologías de producción de biometano Las ventajas del tratamiento criogénico son la alta precisión de separación de los componentes del gas, la alta pureza del metano con bajas pérdidas y el hecho de que el CO 2 , que se puede obtener en forma de hielo seco, se puede reciclar y comercializar. Este sistema resulta de especial interés para la generación de bioGNL, ya que el biometano sale del proceso de criogenización en estado líquido, por lo que no necesita ninguna otra etapa para procesar el biometano a bioGNL. Una desventaja del tratamiento criogénico es la energía requerida para la refrigeración, mucho más elevada que en cualquier otra tecnología, por lo que hasta hace poco era una tecnología poco viable debido a su alto coste. Sin embargo, en los últimos años, esta tecnología comienza a ser viable y competir con las otras tecnologías de upgrading, debido al gran avance tecnológico que ha experimentado. 2.7 Procesos biológicos Los procesos biológicos se basan en la aptitud de los microorganismos en convertir CO 2 en productos útiles. La fijación biológica del CO 2 es una solución sostenible y ambientalmente beneficiosa ya que reduce el contenido de CO 2 en el biogás al mismo tiempo que lo elimina, evitando el proceso de liberación o captura del CO 2 separado de la corriente de CH 4 . Uno de los métodos biológicos más comunes es el de la metanación a partir del CO 2 contenido en el biogás y H 2 , basado en la acción de los microorganismos metanogénicos hidrogenotróficos. La reacción que se produce es la siguiente: 4H 2 + CO 2 → CH 4 + 2H 2 O La fuente de H 2 es la hidrólisis del agua, por lo que, para asegurar que en este proceso se produce biometano de origen renovable, se ha de utilizar electricidad de origen renovable. Además, este proceso tiene por tanto las mismas desventajas que la utilización de hidrógeno renovable, como dificultades en el almacenamiento de hidrógeno y grandes costes de producción del mismo. Este proceso de enriquecimiento del biogás por procesos biológicos puede ocurrir con el CO 2 en el biogás (in situ) o ya separado del biogás (ex situ). Cuando se utiliza el CO 2 ya separado, los procesos biológicos pueden ser un complemento a las otras tecnologías de upgrading, donde se aprovecha el CO 2 eliminado para producir biometano en vez de ser eliminado o capturado. Si el enriquecimiento biológico ocurre in situ, no es necesario separar las corrientes de CH 4 y CO 2 , sino que el proceso ocurre en el mismo biogás aumentando su pureza en CH 4 . Para este proceso, generalmente se utiliza la inyección de H 2 dentro del reactor de biogás durante la digestión anaerobia, para así reaccionar con el CO 2 y dar lugar a una mayor producción de CH 4 gracias a las bacterias metanogénicas autóctonas. La metanación se realiza a través de dos caminos diferentes: metanogénesis hidrogenotrófica y Wood–Ljungdahl. • La metanogénesis hidrogenotrófica convierte directamente el CO 2 en CH 4 mediante la adición de H 2 mediante la reacción: 4H 2 + CO 2 → CH 4 + 2H 2 O • El proceso de Wood–Ljungdahl convierte indirectamente el CO 2 en CH 4 de acuerdo con las reacciones: 4H 2 + 2CO 2 → CH 3 COOH + 2H 2 O CH 3 COOH → CH 4 + CO 2 Por tanto, el CO 2 es primero convertido en acetato con la ayuda de las bacterias homoacetogénicas. El acetato se convierte finalmente en metano con la ayuda de las archaea metanogénicas acetoclásticas. La adición de H 2 dentro del reactor juega un papel crucial en el proceso de digestión anaerobia, ya que esta adición resulta en un aumento de las especies metanogénicas hidrogenotróficas y homoacetogénicas, pero también en una inhibición de las bacterias acetogénicas, involucradas en la fase acetogénica de la digestión anaerobia. Por tanto, es muy importante controlar la adición de H 2 para asegurar un equilibrio correcto en las reacciones bioquímicas que ocurren durante la digestión.