Energía
Gestionando el Metano: De la Minería de Bitcoin a la Producción de Combustible de Aviación Sostenible
Convertir el Metano de una Bomba Climática a un Recurso
El metano (CH4), el principal componente del gas natural, es un gas de efecto invernadero (GEI) 28 veces más potente que el CO2. Por lo tanto, las emisiones de metano pueden acelerar el calentamiento global a corto plazo. La única “buena noticia” es que permanece 12 años en la atmósfera en lugar de siglos como el CO2.
Pero incluso cuando finalmente se destruye en la atmósfera superior, sigue causando un efecto invernadero al transformarse en CO2.
Así que las emisiones de metano son igualmente, o incluso más, importantes que las emisiones de CO2 en lo que respecta al clima, lo que lo convierte en uno de los gases de efecto invernadero más importantes.
Fuente: EPA
El metano se produce a partir de muchas fuentes, muchas de ellas directamente vinculadas a actividades humanas.
La primera es el combustible fósil, con fugas de gas natural como fuente principal, pero también fugas de minas de carbón y depósitos de petróleo.
Otra es la agricultura, que ocurre cuando la materia orgánica fermenta en ausencia de oxígeno. Esto ocurre mayormente en el sistema digestivo de animales rumiantes como el ganado, ovejas y cabras (fermentación entérica). Sin embargo, también puede suceder en arrozales inundados y en cualquier montón de materia orgánica con poca oxigenación.
Por último, otra fuente importante son los vertederos, llenos de materia orgánica enterrada que se descompone en metano. Las estaciones de aguas residuales son otra fuente similar de materia orgánica que produciría biogás si se dejara sin intervención.
Fuente: EPA
El metano podría ser un problema aún mayor debido al “hielo de fuego”, una forma de metano congelado sólidamente (hidruros de metano) que se encuentra en el océano profundo, así como depósitos de metano atrapados en hielo en el Ártico.
El calentamiento climático podría desestabilizar estos depósitos naturales de metano, provocando más emisiones, más calentamiento y más desestabilización, en un bucle de retroalimentación catastrófico. Discutimos este tema con mayor detalle en “Gestionar el Metano Puede Ser Clave para Cumplir los Objetivos Climáticos – ¿De Dónde Proviene y Qué Se Está Haciendo al Respecto?”.
Pero esto no debe ser todo pesimismo. El metano es un recurso energético valioso y una fuente poderosa de material orgánico que puede usarse con fines industriales.
Un nuevo método descubierto recientemente podría incluso ayudar a convertir el metano de los vertederos en combustible de aviación sostenible.
De la Basura al Combustible de Aviación
Un problema clave con la utilización del biogás es que requiere una de las dos opciones:
- Construir una extensa red de tuberías para llevarlo a centros industriales y urbanos con el fin de reemplazar el gas natural proveniente de combustibles fósiles.
- Encontrar una manera de usarlo in situ.
Esta limitación se debe a que el biogás es muy volátil y no puede transportarse fácilmente en esa forma a largas distancias. Es un hidrocarburo muy diferente con cadenas más largas (como el petróleo) que son fáciles de transportar en forma líquida más densa.
Paralelamente, algunos sectores económicos son muy difíciles de descarbonizar, como la aviación, que aún depende al 100% de hidrocarburos líquidos para proporcionar un combustible lo suficientemente denso como para impulsar el vuelo.
Por lo tanto, tendría mucho sentido recolectar biogás de vertederos y estaciones de aguas residuales, y convertirlo en combustible de aviación valioso.
Discutimos en detalle el biogás y cómo se utiliza actualmente en nuestro artículo “Biogás Carbono Neutral – Las 5 Mejores Acciones de Biomethano ”.
Plasma para la Producción de Combustible de Aviación
Investigadores de la Universidad de Sydney, Australia, y de la Universidad Xi’an Jiaotong en China han descubierto una forma de mejorar un método que utiliza metano, llamado plasma atmosférico no térmico (NTP). Una gran ventaja de este método es que puede tomar CO2 y metano y convertirlos en hidrocarburos útiles a temperatura ambiente, lo que reduce drásticamente el capital necesario y la complejidad del proyecto.
El problema con el NTP es que solo puede producir compuestos hidrocarburos muy simples como ácido fórmico (HCOOH), etanol (CH3CH2OH), isopropanol (CH3CHOHCH3) y ácido acético (CH3COOH).
En una publicación científica titulada “Hidrocarburos de Cadena Larga a partir de la Mejora del Biogás impulsada por Plasma No Térmico”, publicada en el Journal of the American Chemical Society, los investigadores anunciaron que lograron generar hidrocarburos más complejos usando el método NTP.
Fuente: JACS
Descubrieron que cuando se usa NTP en una mezcla de gases rica en metano y baja en CO2, el resultado final contiene muchos más hidrocarburos complejos. También produce productos gaseosos, principalmente gas de síntesis (H2 y CO), así como alcoholes y ácidos en fase líquida.
El gas de síntesis es la materia prima principal para casi toda la industria petroquímica. Los productos oxigenados, como alcoholes y ácidos carboxílicos, también pueden convertirse en hidrocarburos saturados de cadena larga.
Fuente: JACS
Así, la mayor parte del metano (biogás) de los vertederos puede convertirse en materia prima petroquímica y en hidrocarburos líquidos de cadena larga utilizados para producir combustible de aviación.
Proceso Eficiente y Verde
La guinda del pastel es que, al controlar la concentración de metano, los investigadores lograron controlar la composición del producto final.
Así, el proceso podría ajustarse aún más para obtener el hidrocarburo exacto que necesitamos para producir combustible de aviación neutro en carbono a partir de emisiones de metano.
Debido a que el NTP crea un plasma en condiciones atmosféricas, no requiere calor ni presión. Esto reduce drásticamente la necesidad de energía, lo que significa que el proceso podría alimentarse completamente con fuentes de energía renovable.
El Fin de los Residuos de Metano
Esta nueva utilización del plasma para convertir el metano en combustible de aviación es una entre muchas innovaciones que buscan aprovechar el metano que hasta ahora se desperdiciaba.
Otro ejemplo de dicha innovación es cómo el metano residual también se está utilizando para minar Bitcoin. Esto es especialmente relevante para el metano de fuentes como pozos de petróleo remotos o minas de carbón. Este tipo de metano suele quemarse, desperdiciando su energía y enviando gran parte del metano a la atmósfera sin quemar.
Esto muestra cómo las críticas a corto plazo de las innovaciones, como el consumo energético de Bitcoin y las criptomonedas, o la imposibilidad de volver “verde” al combustible de aviación, a menudo son miopes y no consideran la posibilidad de sinergia entre nuevas tecnologías.
Empresas de Utilización del Metano
1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)
Greenlane se especializa en la mejora del biogás, o el proceso de añadir generación de biogás a instalaciones existentes como plantas de tratamiento de aguas residuales o vertederos. Con 140 sistemas desplegados a nivel mundial, es el número 1 en la industria.
Fuente: Greenlane
Greenlane se sitúa muy por delante de su competencia por el volumen total de biogás producido con su maquinaria, incluso por delante de gigantes industriales como Air Liquid. También vale la pena notar que, excepto Air Liquid y Wartsila (para los cuales el biogás es solo una pequeña parte de la actividad total), los mayores competidores de Greenlane como Prodeval, DMT o Bright biomethane no cotizan en bolsa.
Fuente: Greenlane
La empresa ofrece 3 tecnologías diferentes para la producción de biogás (membranas, lavado con agua y PSA – Adsorción por Cambio de Presión), que se adaptan mejor según las condiciones locales y la materia prima. Esto permite la eliminación del gas de contaminantes como nitrógeno, CO2, oxígeno o posibles impurezas tóxicas.
En septiembre de 2023, Greenlane lanzó una nueva línea de productos con diseños clave para cada sector de generación de biogás (residuos de caña de azúcar, vertederos, estiércol, etc.).
Es el único proveedor capaz de ofrecer las 3 soluciones, lo que lo convierte en una buena elección para clientes interesados en adoptar la mejor tecnología posible para sus circunstancias únicas.
Fuente: Greenlane
Un sector clave de crecimiento para la empresa será Brasil (una potencia agrícola global), donde recientemente firmó un acuerdo para establecer producción a escala industrial.
El acuerdo se firmó con ZEG Biogás, 50% propiedad de VIBRA, anteriormente la unidad de distribución de combustible de Petrobras, la compañía petrolera nacional. El objetivo es alcanzar producción en más de 75 sitios en 5 años.
Como no es un productor de biogás, sino un vendedor de la maquinaria para producir biogás, Greenlane debe verse como una acción tipo “pico y pala”, cuya venta refleja el ritmo de adopción de soluciones de biogás a nivel mundial. Y la mayor acción cotizada públicamente en esta categoría.
Como empresa especializada en soluciones de ingeniería para recoger biogás, Greenlane debería beneficiarse enormemente de las mejoras constantes en la monetización y utilización de este recurso. Puede obtener biogás no solo de vertederos sino también de grandes sitios agrícolas, lo que le permite cubrir y aprovechar 2 de las 3 principales fuentes de emisiones de metano.
2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)
BioKraft vende y produce biogás en Suecia (230 GWh de biogás y bioLNG), Noruega (155 GWh de bioLNG) y Corea del Sur (60 GWh de biogás comprimido).
En abril de 2023, la empresa decidió entrar en el mercado alemán con una generación futura de 240 GWh en 2 proyectos previstos para finalizar en 2025.
Cuenta con un total de 875 GWh de biogás y 825 GWh de bioLNG en nuevos proyectos en desarrollo, previstos para completarse entre 2025-2026.
Esto aumentaría la capacidad de producción actual de 445 GWh a 1.200 GWh para 2026. El objetivo a largo plazo de la empresa es alcanzar un total de 3 TWh (3.000 GWh) para 2030. Casi todos los nuevos proyectos suministrarán su materia prima a partir de estiércol y residuos agroindustriales.
Fuente: Biokraft
La empresa ha sufrido algunas pérdidas debido a los bajos precios de venta de energía y gas en los últimos trimestres, especialmente en Escandinavia. Esto convierte a la empresa en una apuesta parcial sobre una recuperación de los precios del gas europeo.
Este suministro de metano podría, posteriormente, ser utilizado con plasma para la producción de combustible de aviación o gas de síntesis, mejorando la rentabilidad de estas operaciones.
Entre sus agresivos objetivos de crecimiento y su actual falta de rentabilidad, Biokraft es la mejor opción para inversores dispuestos a asumir un riesgo y apostar a que la empresa se recupere, en parte gracias a su incursión en el mercado alemán y quizá a un giro del mercado de gas de la UE en su conjunto.
