Estados UnidosEditar
Con los muchos beneficios del biogás, está empezando a convertirse en una fuente de energía popular y se está empezando a utilizar más en Estados Unidos. En 2003, Estados Unidos consumió 43 TWh (147 billones de BTU) de energía procedente del «gas de vertedero», aproximadamente el 0,6% del consumo total de gas natural de Estados Unidos. Según un estudio de 2008, recogido por la revista Science and Children, el biogás metano procedente del estiércol de vaca bastaría para producir 100.000 millones de kilovatios hora, suficientes para abastecer de energía a millones de hogares en Estados Unidos. Además, se ha probado que el biogás de metano puede reducir 99 millones de toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero, es decir, alrededor del 4% de los gases de efecto invernadero producidos por Estados Unidos.
En Vermont, por ejemplo, el biogás generado en las granjas lecheras se incluyó en el programa CVPS Cow Power. El programa fue ofrecido originalmente por Central Vermont Public Service Corporation como una tarifa voluntaria y ahora, con la reciente fusión con Green Mountain Power, es el programa GMP Cow Power. Los clientes pueden elegir pagar una prima en su factura eléctrica, y esa prima se transfiere directamente a las granjas del programa. En Sheldon, Vermont, Green Mountain Dairy ha proporcionado energía renovable como parte del programa Cow Power. Comenzó cuando los hermanos propietarios de la granja, Bill y Brian Rowell, quisieron resolver algunos de los problemas de gestión del estiércol a los que se enfrentan las granjas lecheras, como el olor del estiércol y la disponibilidad de nutrientes para los cultivos que necesitan para alimentar a los animales. Instalaron un digestor anaeróbico para procesar los residuos de las vacas y del centro de ordeño de sus 950 vacas para producir energía renovable, una cama que sustituye al serrín y un fertilizante apto para las plantas. La energía y los atributos medioambientales se venden al programa GMP Cow Power. Por término medio, el sistema gestionado por los Rowell produce suficiente electricidad para alimentar entre 300 y 350 hogares. La capacidad del generador es de unos 300 kilovatios.
En Hereford, Texas, el estiércol de las vacas se utiliza para alimentar una central eléctrica de etanol. Al cambiar al biogás de metano, la central eléctrica de etanol ha ahorrado 1.000 barriles de petróleo al día. En general, la planta de energía ha reducido los costes de transporte y abrirá muchos más puestos de trabajo para futuras plantas de energía que dependerán del biogás.
En Oakley, Kansas, una planta de etanol considerada como una de las mayores instalaciones de biogás de Norteamérica está utilizando el Sistema Integrado de Utilización de Estiércol «IMUS» para producir calor para sus calderas utilizando estiércol de corral, productos orgánicos municipales y residuos de la planta de etanol. A pleno rendimiento, se espera que la planta sustituya el 90% del combustible fósil utilizado en el proceso de fabricación de etanol y metanol.
En California, la Southern California Gas Company ha abogado por mezclar el biogás en los gasoductos de gas natural existentes. Sin embargo, los funcionarios del estado de California han adoptado la postura de que el biogás «se utiliza mejor en sectores de la economía difíciles de electrificar, como la aviación, la industria pesada y el transporte por carretera de larga distancia». de manera similar el estiércol de vaca diversos materiales vegetales como el residuodespués de cosechar los cultivos
EuropaEditar
El nivel de desarrollo varía mucho en Europa. Mientras que países como Alemania, Austria y Suecia están bastante avanzados en el uso del biogás, en el resto del continente, especialmente en Europa del Este, existe un gran potencial para esta fuente de energía renovable. Los diferentes marcos legales, los planes de educación y la disponibilidad de tecnología son algunas de las principales razones de este potencial sin explotar. Otro reto para el progreso del biogás ha sido la percepción pública negativa.
En febrero de 2009, la Asociación Europea de Biogás (EBA) se fundó en Bruselas como una organización sin ánimo de lucro para promover el despliegue de la producción y el uso de biogás sostenible en Europa. La estrategia de la EBA define tres prioridades: establecer el biogás como parte importante del mix energético europeo, promover la separación en origen de los residuos domésticos para aumentar el potencial de gas y apoyar la producción de biometano como combustible para vehículos. En julio de 2013, contaba con 60 miembros de 24 países de toda Europa.
UKEdit
En septiembre de 2013, había unas 130 plantas de biogás no residuales en el Reino Unido. La mayoría están en la granja, y existen algunas instalaciones más grandes fuera de la granja, que están tomando los residuos de alimentos y de consumo.
El 5 de octubre de 2010, el biogás se inyectó en la red de gas del Reino Unido por primera vez. Las aguas residuales de más de 30.000 hogares de Oxfordshire se envían a la planta de tratamiento de aguas residuales de Didcot, donde se tratan en un digestor anaeróbico para producir biogás, que luego se limpia para suministrar gas a unos 200 hogares.
En 2015, la empresa de energía verde Ecotricity anunció sus planes de construir tres digestores de inyección a la red».
ItaliaEditar
En Italia, la industria del biogás comenzó en 2008, gracias a la introducción de ventajosas tarifas de alimentación. Más tarde fueron sustituidas por las primas de alimentación y se dio preferencia a los subproductos y residuos agrícolas y condujo a un estancamiento en la producción de biogás y el calor y la electricidad derivados desde 2012.A partir de septiembre de 2018, en Italia hay más de 200 plantas de biogás con una producción de alrededor de 1,2GW
AlemaniaEditar
Alemania es el mayor productor de biogás de Europa y el líder del mercado en tecnología de biogás. En 2010 había 5.905 plantas de biogás en funcionamiento en todo el país: Baja Sajonia, Baviera y los estados federales del este son las principales regiones. La mayoría de estas plantas se emplean como centrales eléctricas. Por lo general, las plantas de biogás están conectadas directamente con una central de cogeneración que produce energía eléctrica mediante la combustión del biometano. La energía eléctrica se introduce en la red eléctrica pública. En 2010, la capacidad eléctrica total instalada de estas centrales era de 2.291 MW. El suministro de electricidad fue de aproximadamente 12,8 TWh, lo que supone el 12,6% del total de la electricidad renovable generada.
El biogás en Alemania se extrae principalmente mediante la cofermentación de cultivos energéticos (llamados «NawaRo», abreviatura de nachwachsende Rohstoffe, recursos renovables en alemán) mezclados con estiércol. El principal cultivo utilizado es el maíz. Los residuos orgánicos y los residuos industriales y agrícolas, como los de la industria alimentaria, también se utilizan para la generación de biogás. En este sentido, la producción de biogás en Alemania difiere significativamente de la del Reino Unido, donde el biogás generado a partir de vertederos es el más común.
La producción de biogás en Alemania se ha desarrollado rápidamente en los últimos 20 años. La razón principal son los marcos legales creados. El apoyo gubernamental a las energías renovables comenzó en 1991 con la Ley de Alimentación Eléctrica (StrEG). Esta ley garantizaba a los productores de energía procedente de fuentes renovables la alimentación de la red eléctrica pública, por lo que las compañías eléctricas se veían obligadas a tomar toda la energía producida de los productores privados independientes de energía verde. En el año 2000, la Ley de Alimentación de Electricidad fue sustituida por la Ley de Energías Renovables (EEG). Esta ley incluso garantizaba una compensación fija por la energía eléctrica producida durante 20 años. La cantidad de alrededor de 8 ¢/kWh dio a los agricultores la oportunidad de convertirse en proveedores de energía y obtener una fuente de ingresos adicional.
La producción alemana de biogás agrícola recibió un nuevo impulso en 2004 con la aplicación de la llamada Bonificación NawaRo. Se trata de un pago especial concedido por el uso de recursos renovables, es decir, cultivos energéticos. En 2007, el gobierno alemán hizo hincapié en su intención de invertir más esfuerzos y apoyo en la mejora del suministro de energía renovable para proporcionar una respuesta a los crecientes desafíos climáticos y el aumento de los precios del petróleo por el «Programa Integrado de Clima y Energía».
Esta tendencia continua de la promoción de las energías renovables induce una serie de desafíos que enfrenta la gestión y organización del suministro de energía renovable que también tiene varios impactos en la producción de biogás. El primer reto que hay que tener en cuenta es el elevado consumo de superficie del suministro de energía eléctrica del biogás. En 2011, los cultivos energéticos para la producción de biogás consumieron una superficie de aproximadamente 800.000 hectáreas en Alemania. Esta elevada demanda de superficies agrícolas genera nuevas competencias con las industrias alimentarias que no existían hasta ahora. Además, en las regiones predominantemente rurales se han creado nuevas industrias y mercados que implican nuevos y diferentes actores con un trasfondo económico, político y civil. Hay que gobernar su influencia y actuación para obtener todas las ventajas que ofrece esta nueva fuente de energía. Por último, el biogás desempeñará un papel importante en el suministro de energía renovable de Alemania si se aplica una buena gobernanza.
Países en desarrolloEditar
Las plantas de biogás domésticas convierten el estiércol del ganado y la tierra nocturna en biogás y purines, el estiércol fermentado. Esta tecnología es viable para los pequeños propietarios con ganado que produce 50 kg de estiércol al día, el equivalente a unos 6 cerdos o 3 vacas. Este estiércol tiene que poder recogerse para mezclarlo con agua e introducirlo en la planta. Los aseos pueden estar conectados. Otra condición previa es la temperatura que afecta al proceso de fermentación. Con un óptimo de 36 C°, la tecnología se aplica especialmente a quienes viven en un clima (sub)tropical. Esto hace que la tecnología sea a menudo adecuada para los pequeños propietarios de los países en desarrollo.
Dependiendo del tamaño y la ubicación, una típica planta de biogás de cúpula fija hecha de ladrillos puede instalarse en el patio de un hogar rural con una inversión de entre 300 y 500 dólares en los países asiáticos y de hasta 1.400 dólares en el contexto africano. Una planta de biogás de alta calidad necesita unos costes de mantenimiento mínimos y puede producir gas durante al menos 15-20 años sin mayores problemas ni reinversiones. Para el usuario, el biogás proporciona energía limpia para cocinar, reduce la contaminación del aire interior y disminuye el tiempo necesario para la recogida tradicional de biomasa, especialmente para las mujeres y los niños. El purín es un fertilizante orgánico limpio que aumenta potencialmente la productividad agrícola.
La energía es una parte importante de la sociedad moderna y puede servir como uno de los indicadores más importantes del desarrollo socioeconómico. A pesar de los avances tecnológicos, unos tres mil millones de personas, principalmente en las zonas rurales de los países en desarrollo, siguen satisfaciendo sus necesidades energéticas para cocinar por medios tradicionales, quemando recursos de biomasa como la leña, los residuos de las cosechas y el estiércol de los animales en toscas cocinas tradicionales.
La tecnología del biogás doméstico es una tecnología probada y establecida en muchas partes del mundo, especialmente en Asia. Varios países de esta región se han embarcado en programas a gran escala sobre el biogás doméstico, como China y la India.
La Organización Neerlandesa para el Desarrollo, SNV, apoya programas nacionales sobre el biogás doméstico cuyo objetivo es establecer sectores de biogás doméstico comercialmente viables en los que las empresas locales comercializan, instalan y dan servicio a las plantas de biogás para los hogares. En Asia, SNV trabaja en Nepal, Vietnam, Bangladesh, Bután, Camboya, RDP Lao, Pakistán e Indonesia, y en África: Ruanda, Senegal, Burkina Faso, Etiopía, Tanzania, Uganda, Kenia, Benín y Camerún.
En Sudáfrica se fabrica y vende un sistema de biogás preconstruido. Una característica clave es que la instalación requiere menos habilidad y es más rápida de instalar ya que el tanque del digestor es de plástico prefabricado.
IndiaEditar
El biogás en la India se ha basado tradicionalmente en el estiércol lácteo como materia prima y estas plantas de gas «gobar» han estado en funcionamiento durante un largo período de tiempo, especialmente en la India rural. En las últimas dos décadas, las organizaciones de investigación centradas en la seguridad energética rural han mejorado el diseño de los sistemas, dando lugar a nuevos diseños eficientes y de bajo coste, como el modelo Deenabandhu.
El modelo Deenabandhu es un nuevo modelo de producción de biogás muy popular en la India. (Deenabandhu significa «amigo de los desamparados».) La unidad suele tener una capacidad de 2 a 3 metros cúbicos. Se construye con ladrillos o con una mezcla de ferrocemento. En la India, el modelo de ladrillos cuesta un poco más que el de ferrocemento; sin embargo, el Ministerio de Energías Nuevas y Renovables de la India ofrece alguna subvención por modelo construido.
El biogás, que es principalmente metano/gas natural, también puede utilizarse para generar alimentos ricos en proteínas para el ganado, las aves de corral y los peces en las aldeas de forma económica mediante el cultivo de la bacteria Methylococcus capsulatus, con una huella mínima de tierra y agua. El gas de dióxido de carbono producido como subproducto de estas plantas puede utilizarse en la producción más barata de aceite de algas o espirulina a partir de la alguicultura, especialmente en países tropicales como la India, que puede desplazar la posición principal del petróleo crudo en un futuro próximo. El gobierno de la Unión India está implementando muchos planes para utilizar productivamente los residuos agrícolas o la biomasa en las zonas rurales para elevar la economía rural y el potencial de empleo. Con estas plantas, la biomasa no comestible o los residuos de la biomasa comestible se convierten en productos de alto valor sin ninguna contaminación del agua ni emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
El gas licuado de petróleo (GLP) es una fuente clave de combustible para cocinar en la India urbana y sus precios han aumentado junto con los precios mundiales del combustible. Además, las fuertes subvenciones concedidas por los sucesivos gobiernos para promover el GLP como combustible doméstico para cocinar se han convertido en una carga financiera que ha renovado el interés por el biogás como alternativa de combustible para cocinar en los establecimientos urbanos. Esto ha llevado al desarrollo de digestores prefabricados para despliegues modulares en comparación con las estructuras de hormigón armado y cemento, cuya construcción lleva más tiempo. La renovada atención a la tecnología de procesos, como el modelo de proceso Biourja, ha mejorado la estatura de los digestores anaeróbicos de mediana y gran escala en la India como una alternativa potencial al GLP como combustible primario para cocinar.
En la India, Nepal, Pakistán y Bangladesh el biogás producido a partir de la digestión anaeróbica del estiércol en instalaciones de digestión a pequeña escala se denomina gas gobar; se calcula que existen instalaciones de este tipo en más de 2 millones de hogares en la India, 50.000 en Bangladesh y miles en Pakistán, especialmente en el norte de Punjab, debido a la floreciente población ganadera. El digestor es una fosa circular hermética de hormigón con una conexión de tuberías. El estiércol se dirige a la fosa, normalmente directamente desde el cobertizo del ganado. La fosa se llena con la cantidad necesaria de aguas residuales. La tubería de gas se conecta a la chimenea de la cocina mediante válvulas de control. La combustión de este biogás tiene muy poco olor y humo. Debido a la sencillez de su aplicación y al uso de materias primas baratas en los pueblos, es una de las fuentes de energía más respetuosas con el medio ambiente para las necesidades rurales. Un tipo de estos sistemas es el digestor Sintex. Algunos diseños utilizan la lombricultura para mejorar aún más los purines producidos por la planta de biogás para su uso como compost.
En Pakistán, la Red de Programas de Apoyo Rural lleva a cabo el Programa de Biogás Doméstico de Pakistán, que ha instalado 5.360 plantas de biogás y ha formado a más de 200 albañiles en esta tecnología, y cuyo objetivo es desarrollar el sector del biogás en Pakistán.
En Nepal, el gobierno ofrece subvenciones para construir plantas de biogás en casa.
ChinaEdit
Los chinos llevan experimentando con las aplicaciones del biogás desde 1958. Hacia 1970, China había instalado 6.000.000 de digestores en un esfuerzo por hacer más eficiente la agricultura. Durante los últimos años, la tecnología ha alcanzado altas tasas de crecimiento. Este parece ser el primer desarrollo en la generación de biogás a partir de residuos agrícolas.
La construcción de biogás rural en China ha mostrado una tendencia de desarrollo creciente. El crecimiento exponencial del suministro de energía provocado por el rápido desarrollo económico y la grave situación de la bruma en China han llevado al biogás a convertirse en la mejor energía ecológica para las zonas rurales. En el condado de Qing, en la provincia de Hebei, se está desarrollando la tecnología de utilizar paja de cultivos como material principal para generar biogás.
China contaba con 26,5 millones de plantas de biogás, con una producción de 10.500 millones de metros cúbicos de biogás hasta 2007. La producción anual de biogás ha aumentado a 248.000 millones de metros cúbicos en 2010. El gobierno chino ha apoyado y financiado proyectos rurales de biogás, pero sólo alrededor del 60% funciona con normalidad. Durante el invierno, la producción de biogás en las regiones del norte de China es menor. Esto se debe a la falta de tecnología de control de calor para los digestores, por lo que la codigestión de diferentes materias primas no se completa en el ambiente frío.
ZambiaEditar
Lusaka, la capital de Zambia, tiene dos millones de habitantes con más de la mitad de la población que reside en zonas periurbanas. La mayoría de esta población utiliza letrinas de pozo como retrete, lo que genera aproximadamente 22.680 toneladas de lodos fecales al año. Estos lodos se gestionan de forma inadecuada: Más del 60% de los lodos fecales generados permanecen en el entorno residencial, lo que pone en peligro tanto el medio ambiente como la salud pública.
A pesar de que los trabajos de investigación y la aplicación del biogás se iniciaron ya en la década de 1980, Zambia se está quedando atrás en la adopción y el uso del biogás en el África subsahariana. El estiércol animal y los residuos de las cosechas son necesarios para el suministro de energía para la cocina y la iluminación. La financiación inadecuada, la ausencia de una política, un marco normativo y estrategias sobre el biogás, la política monetaria desfavorable de los inversores, los conocimientos técnicos inadecuados, la falta de concienciación sobre los beneficios de la tecnología del biogás entre los dirigentes, las instituciones financieras y la población local, la resistencia al cambio debido a la cultura y las tradiciones de la población local, los elevados costes de instalación y mantenimiento de los digestores de biogás, la investigación y el desarrollo inadecuados, la gestión inadecuada y la falta de seguimiento de los digestores instalados, la complejidad del mercado del carbono, la falta de incentivos y la equidad social son algunos de los retos que han impedido la adquisición y la aplicación sostenible de la producción nacional de biogás en Zambia.