Nos complace presentar un análisis exhaustivo sobre el panorama actual y futuro de los biogases, una fuente de energía renovable con un potencial significativo para transformar nuestra matriz energética y contribuir a un desarrollo sostenible.
Este informe, basado en las últimas proyecciones y análisis geoespaciales, tiene como objetivo proporcionar una comprensión profunda de las oportunidades y desafíos que presenta el biogás y el biometano en el contexto global y su impacto en la industria de las energías renovables.
En las siguientes secciones, exploraremos el potencial sostenible de los biogases a nivel mundial, sus costos de producción, las políticas y marcos regulatorios que impulsan su desarrollo, así como las innovaciones tecnológicas que prometen optimizar su eficiencia y valor.
Descubriremos cómo el biogás y el biometano no solo mejoran la seguridad energética y la gestión de residuos, sino que también generan valor local y reducen las emisiones.
¡Siga leyendo para explorar en detalle cómo los biogases están redefiniendo el futuro de la energía y qué implicaciones tiene para su empresa o interés en el sector de las energías renovables!
EL IMPULSO CRECIENTE DE LOS BIOGASES EN EL PANORAMA ENERGÉTICO GLOBAL
Los biogases, que engloban el biogás y el biometano, están ganando un impulso renovado en la agenda política global, especialmente en un contexto donde la seguridad energética, la reducción de emisiones y la creación de valor local son prioridades fundamentales.
Estos combustibles se producen a partir de residuos orgánicos, transformándolos en fuentes de energía sostenibles, producidas localmente y con bajas emisiones.
El biogás puede utilizarse directamente para generar calor en hogares e industrias, así como para producir electricidad.
Por otro lado, el biometano, una versión mejorada del biogás, se presenta como un sustituto directo del gas natural, lo que le confiere una ventaja significativa al poder integrarse en la infraestructura de gas existente sin necesidad de modificaciones sustanciales. Esta característica es crucial para su rápida adopción y escalabilidad.
Desde 2020, se han implementado más de 50 nuevas políticas a nivel mundial para apoyar los biogases.
La Unión Europea, por ejemplo, ha establecido ambiciosos objetivos de biometano como parte de su estrategia para reducir la dependencia de fuentes de energía externas.
Países como Dinamarca ya demuestran un avance significativo, con los biogases representando el 40% de su demanda total de gas. Francia también experimenta un rápido crecimiento en la producción de biometano.
Fuera de Europa, India ha introducido un objetivo de mezcla del 5% de biometano para el gas natural comprimido (GNC) con el fin de reducir la dependencia de combustibles importados y mejorar la calidad del aire y la gestión de residuos. Brasil, por su parte, destaca el biometano en su nueva ley de «Combustibles del Futuro».
Incluso, grandes empresas de petróleo y gas han realizado inversiones significativas en el sector del biometano, aportando capital y experiencia técnica.
EL POTENCIAL SIN EXPLOTAR DE LOS BIOGASES Y SUS VENTAJAS MULTIFACÉTICAS
Los beneficios potenciales de los biogases son amplios y aún están infrautilizados, a pesar de que las tecnologías y cadenas de suministro para su producción son maduras y bien conocidas.
RECURSOS ENDÓGENOS Y SEGURIDAD ENERGÉTICA
Una de las principales ventajas de los biogases es que son recursos de origen local, producidos cerca de donde se consumen.
Esto fortalece la seguridad energética al reducir la dependencia de importaciones y la volatilidad de los mercados internacionales. Además, la producción de biogás a través de un digestor anaeróbico no requiere minerales críticos, y la mayoría de los materiales necesarios son de origen nacional.
El biometano, al ser una forma mejorada de biogás, no exige modificaciones sustanciales en la infraestructura de gas existente, como gasoductos, turbinas o calderas, lo que facilita su integración y minimiza los costos de adaptación.
FLEXIBILIDAD ENERGÉTICA Y CO-PRODUCTOS DE VALOR
El biogás y el biometano son fuentes despachables de energía limpia.
El biometano, en particular, puede almacenarse y utilizarse para generar energía cuando sea necesario, lo que permite cubrir las brechas en la generación de energías renovables variables a lo largo de días, meses y estaciones.
Esto los convierte en un componente crucial para la estabilidad y flexibilidad de los sistemas energéticos. Además, los biogases pueden ser parte de una cadena de valor energética más amplia, con posibles vínculos con el hidrógeno que abren nuevas vías para producir una gama de combustibles sintéticos.
Los co-productos derivados de la producción de biogases también son valiosos. El digestato, un subproducto rico en nutrientes, puede utilizarse como biofertilizante, lo que reduce la necesidad de fertilizantes químicos y contribuye a la fertilidad del suelo.
Además, la mejora del biogás a biometano produce una corriente pura de dióxido de carbono biogénico (CO_2) que puede capturarse y almacenarse, o utilizarse en industrias como la de alimentos y bebidas.
Actualmente, el biogás y el biometano juegan un papel relativamente pequeño en el sistema energético global. Se producen alrededor de 40 mil millones de metros cúbicos equivalentes de gas natural (bcme) de biogás al año, principalmente en Europa, Estados Unidos y China.
La mayor parte de este biogás se utiliza para generar calor y electricidad local, y en algunos casos para cocinar de forma limpia. El biometano, aunque crece rápidamente a una tasa de alrededor del 20% anual, solo representa aproximadamente 10 bcme a nivel global, lo que equivale a solo el 0.2% de la demanda de gas natural.
ANÁLISIS GEOESPACIAL Y POTENCIAL DE SUMINISTRO SOSTENIBLE DE BIOGASES
Un análisis geoespacial detallado, pionero en su tipo, ofrece nuevas perspectivas sobre el vasto potencial de los biogases.
Este estudio evalúa el potencial y los costos de desarrollo de biogás o biometano en más de 5 millones de ubicaciones en todo el mundo, utilizando conjuntos de datos que cubren la producción agrícola, la generación de biorresiduos y los residuos forestales.
POTENCIAL DE MATERIAS PRIMAS SOSTENIBLES
Estimamos que se podrían producir de forma sostenible casi 1 billón de metros cúbicos de biogases equivalentes a gas natural cada año, utilizando los flujos de residuos orgánicos actuales. Esto equivale a una cuarta parte de la demanda global actual de gas natural.
Casi el 80% de este potencial sostenible se encuentra en economías emergentes y en desarrollo, con Brasil, China e India a la cabeza. En India, el potencial es casi el doble de su consumo actual de gas natural.
Sin embargo, la mayor parte de este potencial permanece sin explotar: solo alrededor del 5% del potencial total de producción sostenible de biogás y biometano se utiliza actualmente. La Unión Europea es la región que más aprovecha su potencial, con aproximadamente el 40%.
MATERIAS PRIMAS CLAVE
Se han identificado tres categorías principales de materias primas para la producción de biogases, considerando solo aquellas que pueden procesarse de forma sostenible sin competir con la producción de alimentos o afectar negativamente la biodiversidad:
- Residuos y desechos agrícolas: Incluyen residuos de cultivos (p. ej., paja, cáscaras) y estiércol animal (de ganado vacuno, porcino, avícola y ovino).
- Biorresiduos: Comprenden la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales (RSM), residuos industriales orgánicos y lodos de aguas residuales.
- Biomasa leñosa: Incluye residuos forestales (p. ej., restos de tala) y residuos del procesamiento de la madera, adecuados para la gasificación térmica y posterior metanización.
Es importante destacar que el potencial de cultivos secundarios, tierras marginales y biomasa acuática ha sido excluido de nuestras estimaciones debido a la dificultad de cuantificar su viabilidad a escala global.
COSTOS DE PRODUCCIÓN Y COMPETITIVIDAD
Los costos totales de producir biogás y mejorarlo a biometano varían ampliamente. En promedio, el biometano se puede producir por USD 18 por gigajulio (GJ).
Aunque esto es inferior a los precios del gas para el usuario final en muchos mercados, es aproximadamente cinco veces más alto que el costo promedio de producción de gas natural y equivalente a alrededor de USD 100 por barril de petróleo. Por lo tanto, la mayoría del potencial evaluado no es actualmente rentable bajo las condiciones políticas existentes.
No obstante, existen recursos sin explotar que son comercialmente atractivos hoy en día, especialmente en áreas con materias primas densas y de alto rendimiento.
Por ejemplo, se podría explotar casi 40 bcme de potencial de biometano en economías emergentes y en desarrollo de Asia a un costo igual o inferior a los precios mayoristas actuales del gas natural. Esto ya representa cuatro veces la producción actual de biometano a nivel mundial.
La competitividad de los biogases puede mejorar si se valora adecuadamente las externalidades positivas derivadas de su uso. Esto incluye la reducción de emisiones y el valor potencial de co-productos como el CO_2 biogénico o el digestato rico en nutrientes.
Por ejemplo, con un precio del CO_2 de USD 70 por tonelada, hasta 400 bcme de biometano pueden ser una alternativa competitiva al gas natural a nivel mundial.
Además, la venta de digestato procesado puede generar ingresos adicionales para los productores de biometano.
SUPERANDO LAS BARRERAS PARA EL DESARROLLO DE BIOGASES
A pesar de sus múltiples beneficios, los biogases enfrentan barreras significativas que han frenado el aumento de su producción en muchos países. Estas barreras son diversas y abarcan desde desafíos logísticos hasta complejidades regulatorias.
DESAFÍOS LOGÍSTICOS Y ADMINISTRATIVOS
Los biogases son recursos descentralizados. El transporte de materias primas voluminosas y de baja densidad energética a largas distancias es costoso, lo que implica la necesidad de un gran número de plantas individuales para alcanzar niveles de producción significativos a escala nacional.
Obtener un permiso para producir biogases puede llevar hasta 7 años en algunos casos, requiriendo el cumplimiento de diversas regulaciones locales y nacionales, incluidos procesos de evaluación ambiental que varían según la ubicación.
La integración de objetivos energéticos, agrícolas y de gestión de residuos, si bien hace que los biogases sean atractivos, también crea importantes desafíos de coordinación en una cadena de valor y un panorama político fragmentados. No existe un enfoque único para los biogases, ya que cada proyecto se enfrenta a circunstancias locales diferentes.
MARCOS POLÍTICOS Y FINANCIACIÓN
Si bien varios países están desarrollando una arquitectura política más favorable para combustibles de bajas emisiones como el biometano, persisten los obstáculos.
En Europa, se están realizando esfuerzos para agilizar los procesos de permisos, clarificar los incentivos y las normas que rigen los residuos orgánicos, y ampliar el mercado de biogases a través de la certificación y la trazabilidad transfronteriza. Sin embargo, en algunas economías emergentes y en desarrollo, las ambiciones iniciales de aumentar la producción de biogases no se han cumplido.
Los productores han encontrado varios desafíos, como dificultades para acceder a financiación, negociar acuerdos de compra, acceder o construir infraestructura, o asegurar un flujo fiable de materias primas.
SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL Y EMISIONES
El beneficio ambiental de los biogases depende fundamentalmente de cómo se producen.
La producción de biogás y biometano a partir de ciertas materias primas puede evitar emisiones de metano que de otro modo habrían ocurrido, lo que puede resultar en emisiones netas negativas de GEI a lo largo de su ciclo de vida.
El estiércol del ganado, los biorresiduos enviados a vertederos y los lodos de aguas residuales son responsables de casi la mitad de las emisiones antropogénicas totales de metano cada año. Capturar parte de este metano y usarlo como biogás evitaría emisiones de metano de la agricultura y la gestión de residuos, así como emisiones del uso de combustibles fósiles.
No obstante, las fugas de metano a lo largo de la cadena de valor pueden anular por completo los beneficios de las emisiones de GEI de los biogases.
En muchos casos, la medición y el informe de las emisiones de las plantas existentes son insuficientes para confirmar plenamente sus beneficios ambientales. La evidencia existente sugiere que, en promedio, las plantas de biogás emiten metano equivalente al 6% de su producción.
Existen muchas formas de reducir estas fugas de metano, y la aplicación concertada de las mejores prácticas (notablemente a través del almacenamiento cerrado de digestato y la combustión de gases de escape durante los procesos de mejora) es esencial para fundamentar el caso ambiental de los biogases.
UN FUTURO ENERGÉTICO CON BIOGASES: PERSPECTIVAS Y CRECIMIENTO
Los biogases, especialmente el biometano, están llamados a ser la forma de bioenergía de más rápido crecimiento hasta 2035.
Esto se debe a la creciente conciencia de sus múltiples beneficios, desde la seguridad energética hasta la gestión de residuos y la reducción de emisiones.
ESCENARIOS DE CRECIMIENTO Y REGIONES CLAVE
En el Escenario de Políticas Declaradas (STEPS), que se basa en la configuración política actual, el biometano crecerá un 15% anual durante la próxima década. Europa y América del Norte representan actualmente algo más del 60% de la demanda global de biogases, y se proyecta un fuerte crecimiento en Europa en particular.
Sin embargo, la mayor parte del crecimiento se producirá en las economías emergentes y en desarrollo. China experimentará el mayor aumento en términos absolutos, alcanzando los 15 bcme para 2035, desde 1 bcme actual. India y Brasil también verán un crecimiento rápido, con un aumento de la demanda de siete veces para 2035.
A nivel mundial, la proporción del potencial de biogases que se explota alcanzará el 18% para 2050 en el STEPS. En algunas regiones, como China y Europa, algunas materias primas individuales se explotarán por completo.
IMPLICACIONES EN LA SEGURIDAD ENERGÉTICA Y EL EMPLEO
Los beneficios de la seguridad energética derivados del desarrollo de biogases son particularmente visibles en un escenario en el que las transiciones energéticas avanzan rápidamente.
En la Unión Europea, por ejemplo, el desarrollo del biometano evitará alrededor de USD 30 mil millones en costos de gas natural importado entre 2024 y 2035, en un escenario en el que se cumplan plenamente sus objetivos climáticos.
La mayor parte de los USD 100 mil millones de inversión de capital y gastos operativos requeridos durante este período se gastan a nivel nacional, creando alrededor de 200 000 puestos de trabajo, muchos de ellos en áreas rurales.
A nivel mundial, la utilización plena del potencial actual de biogases podría sustentar hasta 10 millones de puestos de trabajo para 2035, lo que daría a las comunidades rurales una fuerte participación en las transiciones energéticas.
LA IMPORTANCIA DE UN APOYO POLÍTICO COHERENTE
Actualmente, la gran mayoría de la producción de biogases cuenta con el apoyo de políticas e incentivos, y es probable que esto continúe.
Las complejas cadenas de suministro de materias primas y la necesidad de proyectos a medida dificultan la estandarización o modularización de la cadena de valor de los biogases. Esto limita el margen para grandes reducciones de costos.
Además, la cantidad finita de residuos orgánicos generados cada año impone un límite natural a las cantidades de biogases que pueden producirse de forma sostenible. Por lo tanto, las políticas deben dirigirse a las materias primas y casos de uso más prometedores.
Esto requiere invariablemente la coordinación entre diferentes autoridades competentes, junto con una evaluación exhaustiva de las condiciones locales y el papel que pueden desempeñar los biogases en el cumplimiento de los objetivos nacionales de política energética.
Es importante que los formuladores de políticas supervisen cuidadosamente los impactos del aumento de la producción de biogás y biometano, incluso en los sistemas alimentarios, la biodiversidad y las prácticas agrícolas.
El biogás conecta un complejo ecosistema de tierras agrícolas e instalaciones de gestión de residuos, producción de energía e infraestructura de transporte.
Evitar incentivos perversos es esencial: los residuos deben minimizarse en primer lugar, y existen varios otros usos posibles para los residuos de cultivos y los flujos de residuos municipales. La promesa de los biogases es sustancial, pero su realización a escala requerirá un diseño de políticas cuidadoso, inversión en las mejores prácticas y una comprensión clara de las compensaciones.
Con un apoyo constante y bien dirigido, los biogases pueden convertirse en una parte valiosa de un sistema energético seguro y sostenible.
ENLACES DE INTERÉS EXTERNOS Y OTRO INFORMES PROPIOS:
A continuación, proporcionamos una selección de enlaces a fuentes externas que complementan la información presentada en este informe, ofreciendo perspectivas adicionales y datos detallados sobre el sector de los biogases.
- Agencia Internacional de Energía (IEA) – Outlook for Biogas and Biomethane: Este informe especial de la IEA, publicado en 2020, ofrece una perspectiva global sobre las perspectivas de los biogases, destacando su enorme potencial sin explotar y el alcance de crecimiento tanto en economías avanzadas como en desarrollo. Es la base de gran parte del análisis actual.
- Asociación Europea de Biogás (EBA) – EBA Statistical Report: La EBA publica anualmente un informe estadístico que proporciona datos detallados sobre la producción, el uso y las tendencias del biogás y el biometano en Europa, ofreciendo una visión regional específica y datos de mercado.
- Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) – FAOSTAT: Esta base de datos ofrece estadísticas completas sobre la producción agrícola mundial, los rendimientos y el área cosechada, datos fundamentales para estimar el potencial de residuos agrícolas como materia prima para biogases.
- World Biogas Association (WBA) – Global Biogas Regulatory Framework: La WBA trabaja en la estandarización de políticas y criterios para agilizar las aprobaciones y reducir los plazos de permisos para proyectos de biogás a nivel global. Su marco regulatorio es una guía útil para desarrolladores y legisladores.
- Enlace: https://www.worldbiogasassociation.org/ (Buscar sección de recursos o publicaciones)
- Laboratorio Nacional Argonne – Renewable Natural Gas Database (Estados Unidos): Esta base de datos proporciona información detallada sobre la producción de gas natural renovable (biometano) en Estados Unidos, incluyendo datos de plantas y tipos de materia prima utilizados, lo que es relevante para comprender el mercado estadounidense.
- Gobierno de la India – GOBARdhan Scheme: Este esquema gubernamental indio promueve la transformación de residuos orgánicos en biogás y biofertilizantes, destacando los esfuerzos de las economías emergentes para integrar la producción de biogás en sus estrategias de gestión de residuos y energía.
- Enlace: https://gobardhan.sbm.gov.in/
- DNV – Maritime Forecast to 2050: Este informe explora el papel de diferentes combustibles, incluido el biometano, en la descarbonización del sector marítimo, un sector donde el biometano tiene un nicho de aplicación como combustible de bajas emisiones.
INFORME SOBRE EL BIOGÁS Y EL BIOMETANO “EN 30 SEGUNDOS”
El biogás y el biometano son combustibles renovables producidos a partir de residuos orgánicos que ofrecen una solución dual: transforman desechos en energía y actúan como sustitutos del gas natural.
Con un potencial global masivo, especialmente en economías emergentes, su crecimiento es clave para la seguridad energética y la reducción de emisiones, a pesar de los desafíos de costos y logística que la inversión en mejores prácticas y políticas adecuadas pueden resolver.