La metanización es una técnica de rápido desarrollo para la producción de biogás. Sin embargo, al igual que muchos procesos industriales, ofrece numerosas oportunidades de optimización: ya sea para obtener la máxima eficiencia del potencial metanogénico de los materiales orgánicos reciclados o para reducir su huella energética y ambiental. De este modo, el «gas verde» se convierte en un recurso más ecológico.
1/ Producción de biogás en una unidad de metanización
La metanización es un proceso biológico que valoriza la materia orgánica (residuos agrícolas, lodos, residuos domésticos) en biogás mediante fermentación anaeróbica. El biogás producido de esta manera se puede utilizar como fuente de energía renovable, ya sea para la producción de calor, electricidad o como combustible, o se puede inyectar en la red como biometano. Se compone de metano (CH4), pero también contiene dióxido de carbono (CO₂) y otros compuestos como el sulfuro de hidrógeno (H₂ S) que deben purificarse para obtener biogás utilizable.
Sin embargo, el proceso de metanización en sí mismo consume energía y el exceso de biogás a veces se quema, lo que genera CO₂ y constituye una pérdida de energía.
2/ Optimización del rendimiento: el papel de la inteligencia artificial
Para mejorar la eficiencia del biogás y reducir el impacto ambiental del proceso de metanización, es esencial optimizar los procesos de metanización. Las instalaciones están equipadas con sistemas automáticos que regulan, por ejemplo: la entrada de materia orgánica al digestor, las condiciones biológicas mediante la gestión de la temperatura y la agitación del material, la purificación del gas o su valorización mediante cogeneradores que producen calor y electricidad.
Sin embargo, estas regulaciones se limitan a comportamientos esencialmente como reacción a la ocurrencia de eventos como la superación del umbral de temperatura, la presión en el cielo gaseoso, el tiempo pasado en el digestor o la información de saturación de la red aguas abajo. Sin embargo, si bien la producción de biogás está directamente relacionada con los insumos de materia orgánica utilizados, su valorización depende de la demanda de energía posterior, en particular por parte de la red GRDF. Cuando la demanda de biogás en la red es baja, la inercia del proceso de metanización dificulta la adaptación de los metanizadores y, a veces, se ven obligados a formar escamas y, por lo tanto, a perder parte de su producción.
Su implementación en la solución Purecontrol proporciona una visión predictiva detallada del comportamiento de la instalación, la producción de biogás en función de los materiales orgánicos utilizados, así como de la demanda descendente (cogeneración) o la disponibilidad de la red de producción (inyección). Al calcular la estrategia de gestión más eficaz, anticipa y tiene en cuenta de forma dinámica los eventos que pueden afectar a las operaciones. De este modo, permite regular una unidad con la mayor precisión posible, para maximizar los rendimientos y minimizar su huella ecológica: producen tanta energía valiosa como sea posible, consumiendo lo menos posible.
Por lo tanto, se implementan varias estrategias de optimización a lo largo del proceso de producción y valorización del biogás:
3/ Comentarios en Biogaz-IFF con Biogaz IA
Regulación inteligente Purecontrol, implementada en la oferta Biogaz-IA® de Nevezus, optimiza todo el proceso de producción basándose en los datos ya recopilados sobre las unidades y gestionando los períodos de inyección de gas en las redes de acuerdo con la demanda.
En Biogaz IFF (Iffendic, 35), esta solución se ha implementado durante casi un año en el equipo que más energía consume de la instalación: el purificador. Tras una fase de recopilación y análisis de los datos de funcionamiento del purificador, la solución regula el inicio del purificador prediciendo la evolución del nivel del cielo gaseoso (zona donde se almacena el biogás antes de extraerlo y recuperarlo) y teniendo en cuenta las variaciones en los precios de la electricidad.
Concretamente, la solución limita al máximo el tiempo de funcionamiento del purificador, prioriza su puesta en marcha cuando la energía es más barata y, al mismo tiempo, anticipa los períodos de saturación de la red GRDF. De este modo, la producción de gas verde se ajusta a la demanda y reduce los costos de producción. Gracias a este control, Biogaz-IFF muestra un Reducción del 14% en el coste energético de su purificador.
Esta adaptación a la demanda de inyección en la red tiene una segunda ventaja. Dado que la producción se adapta a la demanda, Se recupera el 100% del biogás producido, elimina por completo los períodos de combustión, tal como se observó en Biogaz-IFF. Al dejar de producir biogás en exceso, ya no es necesario quemarlo, lo que limita la liberación de CO2 a la atmósfera y maximiza los ingresos de la unidad.
Este enfoque holístico, que integra múltiples variables internas y externas en la gestión de las instalaciones (demanda de energía, costo de la energía, calidad de los insumos), permite optimizar continuamente el funcionamiento de los metanizadores y mejorar la rentabilidad y la eficiencia ambiental de las instalaciones. La gestión predictiva de las unidades de metanización permite aumentar significativamente el rendimiento al regular la instalación con la mayor precisión posible. Pero también permite a los operadores cambiar la forma en que ven sus procesos y ganar confianza en la gestión de sus instalaciones gracias al análisis predictivo de los procesos.
En resumen, las tecnologías digitales, y en particular la inteligencia artificial, son palancas clave para hacer que la metanización sea más eficiente, lo que permite producir más gas verde «verde», tanto económica como ambientalmente.
Para obtener más información sobre la regulación inteligente de Purecontrol para la metanización, la oferta de Biogaz-IA y los comentarios sobre la metanización agrícola en Gros-Chêne, (re) descubra esta conferencia celebrada durante la exposición Bio360 celebrada en Nantes en febrero de 2024: Vea la conferencia
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