Energía
Gestionar Metano – Desde Minar Bitcoin hasta Producir Combustible de Aviación Sostenible
Convirtiendo Metano De Una Bomba Climática En Un Recurso
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 dura 12 años en la atmósfera en lugar de siglos para el CO2.
Pero incluso cuando finalmente se destruye en la atmósfera superior, todavía causa un efecto invernadero al transformarse en CO2.
Por lo tanto, las emisiones de metano son igualmente importantes, si no más, que las emisiones de CO2 cuando se trata del clima, lo que lo convierte en uno de los GEI más importantes.
Fuente: EPA
El metano se produce a partir de muchas fuentes, muchas de ellas directamente relacionadas con actividades humanas.
La primera es el combustible fósil, con fugas de gas natural como una fuente principal, pero también fugas de minas de carbón y yacimientos de petróleo.
Otra fuente es la agricultura, que ocurre cuando la materia orgánica se fermenta en ausencia de oxígeno. Esto sucede principalmente en el sistema digestivo de animales rumiantes como el ganado, las ovejas y las cabras (fermentación entérica). Sin embargo, también puede ocurrir en arrozales inundados y cualquier pila de materia orgánica con mala 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 sola.
Fuente: EPA
El metano podría ser un problema aún mayor debido al “hielo de fuego”, una forma de metano congelado sólidamente (hidratos de metano) encontrado en el océano profundo, así como depósitos de metano bloqueados en hielo en el Ártico.
El calentamiento climático podría desestabilizar estos stocks naturales de metano, lo que llevaría a más emisiones, lo que a su vez llevaría a más calentamiento, lo que llevaría a más desestabilización, en un bucle de retroalimentación catastrófico. Discutimos este tema con más detalle en “Managing Methane May Be Key to Meeting Climate Goals – Where Does it Come From and What Is Being Done About It?”.
Pero esto no debería ser todo oscuridad y desesperanza. El metano es un recurso energético valioso y una fuente poderosa de material orgánico que se puede utilizar para fines industriales.
Un nuevo método recientemente descubierto podría ayudar a convertir el metano de los vertederos en combustible de aviación sostenible.
De Basura A Combustible De Aviación
Un problema clave con la utilización del biogás es que requiere una de las dos opciones:
- Construir una red de tuberías extensa para llevarlo a centros industriales y urbanos para reemplazar el gas natural de los combustibles fósiles.
- Encontrar una forma de utilizarlo en el lugar.
Esta limitación se debe a que el biogás es muy volátil y no se puede transportar fácilmente en esa forma sobre largas distancias. Es un hidrocarburo muy diferente con cadenas más largas (como el petróleo) que son fáciles de transportar en una forma líquida más densa.
En paralelo, algunos sectores económicos son muy difíciles de descarbonizar, como la aviación, que todavía depende al 100% de los hidrocarburos líquidos para proporcionar un combustible denso enough para propulsar el vuelo.
Entonces, tendría mucho sentido recoger 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 Neutral de Carbono – Los 5 Mejores Acciones de Biometano ”.
Plasma Para La Producción De Combustible De Aviación
Investigadores de la Universidad de Sydney, Australia, y la Universidad Xi’an Jiaotong en China han descubierto una forma de mejorar un método que utiliza metano, llamado plasma no térmico atmosférico (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 la necesidad de capital y la complejidad del proyecto.
El problema con el NTP es que solo puede producir compuestos de 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 biogás mejorado con plasma no térmico”, publicada en la Revista de la Sociedad Química Americana, los investigadores anunciaron que lograron generar hidrocarburos más complejos utilizando el método NTP.
Fuente: JACS
Descubrieron que cuando se utiliza NTP en una mezcla de gas rica en metano y baja en CO2, el resultado final contiene muchos más hidrocarburos complejos. También produce productos gaseosos, principalmente syngas (H2 y CO), así como alcoholes y ácidos en fase líquida.
El syngas es el principal material de alimentación para casi toda la industria petroquímica. Los productos oxigenados, como los alcoholes y los ácidos carboxílicos, se pueden convertir en hidrocarburos saturados de cadena larga.
Fuente: JACS
Entonces, la mayoría del metano (biogás) de los vertederos se puede convertir en material de alimentación para la industria petroquímica y hidrocarburos de cadena larga líquida utilizados para producir combustible de aviación.
Proceso Eficiente Y Verde
La cereza en el pastel es que al controlar la concentración de metano, los investigadores lograron controlar la composición del producto final.
Entonces, el proceso podría ajustarse aún más para producir el hidrocarburo exacto que necesitamos para producir combustible de aviación neutral de carbono a partir de emisiones de metano.
Dado 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 estar completamente impulsado por fuentes de energía renovable.
El Fin De Los Residuos De Metano
Esta nueva utilización del plasma para convertir metano en combustible de aviación es una de las muchas innovaciones que buscan utilizar metano que hasta ahora se desperdiciaba.
Otro ejemplo de tal 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 generalmente se quema, su energía se desperdicia y una gran parte del metano se envía a la atmósfera sin quemar.
Esto muestra cómo las críticas a corto plazo de las innovaciones, como el consumo de energía de Bitcoin y las criptomonedas, o la imposibilidad de hacer que el combustible de aviación sea “verde”, a menudo son de corta vista y no tienen en cuenta la posibilidad de sinergia entre nuevas tecnologías.
Empresas De Utilización De Metano
1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)
Greenlane se especializa en la mejora del biogás, o el proceso de agregar generación de biogás a instalaciones existentes como plantas de tratamiento de aguas residuales o vertederos. Con 140 sistemas desplegados en todo el mundo, es el número 1 en la industria.
Fuente: Greenlane
Greenlane se destaca mucho 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 es digno de destacar que, excepto Air Liquid y Wartsila (para los que el biogás es solo una pequeña parte de la actividad total), los principales competidores de Greenlane, como Prodeval, DMT o Bright biomethane, no son empresas públicas.
Fuente: Greenlane
La empresa ofrece 3 tecnologías diferentes para la producción de biogás (membranas, lavado de agua y adsorción por cambio de presión), que es la mejor opción según las condiciones locales y el material de alimentación. Esto permite la eliminación del gas de contaminantes como nitrógeno, CO2, oxígeno o impurezas potencialmente tóxicas.
En septiembre de 2023, Greenlane lanzó una nueva línea de productos con diseños de llave en mano para cada sector de generación de biogás (residuos de caña de azúcar, vertederos, estiércol, etc.).
Es el único proveedor que puede ofrecer las 3 soluciones, lo que lo convierte en una buena opción 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 una producción a escala industrial.
El acuerdo se firmó con ZEG Biogás, del que VIBRA es propietaria al 50%, anteriormente la unidad de distribución de combustible de Petrobras, la empresa petrolera nacional. El objetivo es alcanzar una producción en 75 sitios en 5 años.
Como no es un productor de biogás, sino un vendedor de maquinaria para producir biogás, Greenlane debería considerarse como un tipo de acción de “pico y pala”, con sus ventas reflejando el ritmo de adopción de soluciones de biogás en todo el mundo. Y es la acción más grande pública en esta categoría.
Como empresa especializada en soluciones de ingeniería para recoger biogás, Greenlane debería beneficiarse en gran medida 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 hacer útil 2 de las 3 fuentes principales de emisiones de metano.
2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)
Biokraft vende y produce biogás en Suecia (230 GWh biogás y bioLNG), Noruega (155 GWh bioLNG) y Corea del Sur (60 GWh biogás comprimido).
En abril de 2023, la empresa decidió entrar en el mercado alemán con 240 GWh de generación futura en 2 proyectos planeados para finalizar en 2025.
Tiene un total de 875 GWh de biogás y 825 GWh de bioLNG en nuevos proyectos en la tubería, planeados para finalizar en 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 material de alimentación a partir de estiércol y residuos agrícolas.
Fuente: Biokraft
La empresa ha sufrido algunas pérdidas debido a los bajos precios de venta de electricidad y gas en los últimos trimestres, especialmente en Escandinavia. Esto hace que la empresa sea en parte una apuesta a un rebote de los precios del gas en Europa.
Este suministro de metano podría utilizarse más adelante con plasma para la producción de combustible de aviación o syngas, lo que mejoraría la rentabilidad de estas operaciones.
Entre sus objetivos de crecimiento agresivos y su actual falta de rentabilidad, Biokraft es la mejor opción para inversores dispuestos a asumir un riesgo y apostar por que la empresa dé la vuelta, en parte gracias a su movimiento hacia el mercado alemán y tal vez un giro del mercado de gas de la UE en su conjunto.
