En 2016, una estación depuradora de A Coruña puso en marcha un proyecto pionero: la instalación de la primera Unidad Mixta de Gas Renovable obtenido a partir de aguas residuales. Tras una fase inicial centrada en optimizar el biometano producido para su utilización en movilidad e inyección en la red de gas, la EDAR de Bens ha ampliado el objeto de investigación a otros gases renovables como el hidrógeno verde y el gas de síntesis, así como la evaluación de su impacto tanto en las infraestructuras de distribución como en los consumidores finales.

Por Juan Carlos Giménez

La depuradora coruñesa de Bens fue la elegida para convertirse en la primera Unidad Mixta de Gas Renovable obtenido a partir de aguas residuales urbanas de Galicia. El proyecto arrancó en diciembre de 2016 por iniciativa de la propia sociedad pública comarcal que gestiona esta infraestructura, junto con la compañía Naturgy y el centro tecnológico gallego EnergyLab. Y ha contado con financiación de la UE, a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), además de la ayuda de la Axencia Galega de Innovación.  

La Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Bens cubre este servicio para los municipios de A Coruña, Arteixo, Cambre, Culleredo y Oleiros, con una población de en torno a 400.000 habitantes. Constituye la instalación más importante de la primera empresa supramunicipal de Galicia, constituida en 2013, y sus instalaciones están emplazadas junto a la cala de Bens, en las afueras de la capital coruñesa.  

Diseñada con la tecnología más avanzada, la EDAR de Bens trata cada día 130.000 metros cúbicos de aguas residuales procedentes de los hogares y la industria del área metropolitana de A Coruña, de manera que puedan ser vertidas al mar en condiciones óptimas. Para ello es preciso someterlas a proceso biológico denominado digestión anaerobia, durante el cual, en ausencia de oxígeno y gracias a la acción de bacterias orgánicas, se genera biogás. La fermentación de desechos orgánicos genera por un lado el digestato, un fertilizante rico en nitrógeno, y por otro el biogás, que requiere ser tratado para su conversión en biometano. El biogás se compone de aproximadamente un 60% de metano, que es el principal componente del gas natural. Pero debe ser filtrado de sustancias como el CO2, el agua, el sulfuro de hidrógeno y los denominados siloxanos (derivados del silicio), entre otras, para multiplicar su potencia energética. Es un proceso de refinado que se conoce por el término inglés de upgrading, y que da lugar al biometano.  

El biometano constituye una alternativa energética a los combustibles fósiles, de naturaleza renovable y cada vez más demandada, ya que se puede utilizar inyectado en la red de gas natural para su uso en hogares e industrias; como combustible para vehículos y para centrales de ciclo combinado.  

MAYOR EFICIENCIA: LA UNIDAD MIXTA DE BIOGÁS Y BIOMETANO

La depuradora de Bens ya utilizaba con anterioridad el biometano: de los 10.000 m3/día generados, alrededor de un 80% se empleaban en sus propias instalaciones mediante un sistema de cogeneración eléctrica. El 20% restante (2.000 m3/día) se eliminaba.  

Frente a esta opción de la cogeneración, inyectar el biometano en la red de gas natural o utilizarlo como combustible para el transporte supone un aprovechamiento más eficiente. La Unidad Mixta incrementa esta eficacia, con el objetivo de alcanzar el 100% de generación de energía útil. Y para ello es imprescindible tratar el biogás hasta obtener biometano.  

Con este objetivo, la EDAR de Bens puso en marcha dos instalaciones diferentes: por un lado, un equipo para purificar el biogás y prepararlo para su introducción en la red de gas natural; por otro, una gasinera para suministrar biometano comprimido y en formato líquido a vehículos.  

En esta primera fase del proyecto de la Unidad Mixta de investigación del biogás y el biometano se han conseguido resultados notables, como la puesta en marcha en la depuradora de Bens de una planta de purificación basada en membranas, así como de la primera planta de metanación biológica en España.  

En junio de 2020, la Unidad Mixta de Gas Renovable de Bens fue reconocida con el galardón al Mejor Proyecto de Innovación en la séptima edición de los Premios Galicia de la Energía. Y en ese momento el balance energético de la instalación arrojaba un resultado de generación de 450 metros cúbicos de biogás por hora, de los que en torno a 100 se purificaban para obtener un gas capaz de proporcionar combustible a un autobús urbano durante todo un año y a toda la flota de furgonetas que presta servicio para la depuradora.  

OTROS GASES RENOVABLES

En cualquier caso, el objetivo del proyecto es el mejor conocimiento no solo del biogás y el biometano, sino también de otros gases renovables, como el hidrógeno verde y el gas sintético, el denominado syngas. Y al mismo tiempo se trata de evaluar su impacto en las actuales infraestructuras de distribución. Con esta perspectiva, la Unidad Mixta de Gas Renovable de Bens ha puesto en marcha cinco nuevas líneas de investigación:  

• Mejora en la producción de biogás a través de la codigestión y la recuperación de nutrientes.  

• Generación de hidrógeno verde, gracias al aprovechamiento energético del caudal de agua depurada a través de una turbina, que a su vez generará electricidad renovable para la electrólisis del agua.  

• Producción de biohidrógeno a través de la denominada fermentación oscura, un proceso biológico mediante el que se genera hidrógeno a partir de la degradación de la materia orgánica en las etapas iniciales de la digestión anaerobia.  

• Gasificación de lodos para la obtención de bio-syngas.  

• Estudio del impacto del uso de los diferentes gases renovables y sus mezclas, desde el punto de vista de la inyección a la red de gas y su utilización en aplicaciones tanto estacionarias como para vehículos.  

Los siguientes hitos de esta instalación pionera se han registrado en 2022, el año en el que se ha puesto en marcha la segunda fase del proyecto, que culminará en 2023, y cuyo objetivo es consolidar los desarrollos realizados en la etapa anterior, ampliar el alcance técnico con la generación de hidrógeno verde y syngas, así como evaluar su impacto en la red de distribución y en los consumidores finales.  

BIOMETANO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN

En enero, la EDAR de Bens comenzó a inyectar biometano en la red gasista, convirtiéndose en la primera planta de tratamiento de aguas residuales de España en hacerlo de manera continua. La planta produce en torno a 60 Nm3 a la hora, el equivalente al consumo de mil familias. Y la facturación correspondiente a este suministro se reinvierte íntegramente en actividades de I+D relacionadas con la producción de energías limpias.  

La EDAR de Bens es, por otra parte, la única depuradora de España, y una de las pocas entidades de cualquier tipo a escala española, que cuenta con los certificados ISCC IU (International Sustainability and Carbon Certification), que garantizan el origen del biogás y el biometano producido, lo que permite su comercialización como combustibles renovables.  

El segundo gran hito del año se registró en marzo, con la aprobación de un convenio entre Naturgy, el centro tecnológico EnergyLab y la multinacional gallega Inditex para suministrar gas a las instalaciones de la empresa textil en el polígono Sabón de la localidad de Arteixo.  

La EDAR se encargará de la producción del biometano; EnergyLab se ocupará de la parte técnica (supervisión y ejecución de los trabajos); y Naturgy tendrá como tareas la limpieza y purificación del gas, además de aportar los medios para su inyección a la red y la comercialización del biometano. Los ingresos correspondientes a la operación con la empresa textil se destinarán íntegramente a proyectos de investigación vinculados con los gases renovables y la economía circular. El acuerdo tendrá una duración inicial de dos años.  

500.000 METROS CÚBICOS/AÑO

Las instalaciones de la estación depuradora tienen capacidad para la producción de 500.000 metros cúbicos al año de gas renovable, lo que supone una energía de 5,5 gigavatios/hora anualmente. Esta potencia es comparable con la que consumen 900 viviendas, o el equivalente al combustible necesario para abastecer 450 turismos durante un año.  

Finalmente, en octubre de 2022 se dio un nuevo y significativo paso en el desarrollo del proyecto de la Unidad Mixta de Gas Renovable de Bens, con el inicio de las obras para instalar una turbina hidroeléctrica que posibilitará la generación de hidrógeno verde. Las obras para la construcción de la estructura necesaria para ubicar la turbina obligarán a desviar de manera temporal el caudal de agua tratada, en su incorporación el mar, a través de un aliviadero en la línea de la costa, en lugar del emisario submarino que venía operando.  

El proyecto está diseñado para producir electricidad con el paso del agua ya depurada por una turbina antes de su vertido definitivo al mar. La electricidad renovable generada por este procedimiento se empleará después para activar un electrolizador que separará las moléculas de agua para obtener hidrógeno. La inversión necesaria supera la cifra de dos millones de euros.  

Las instalaciones de Bens se alinean de este modo con las políticas europeas dirigidas a alcanzar un crecimiento económico inteligente (mediante el desarrollo de los conocimientos y la innovación), sostenible (basado en una economía más verde, más eficaz en la gestión de los recursos y más competitiva) e integrador (orientado a reforzar el empleo y la cohesión social y territorial).