La Biomasa como materia prima para obtener hidrógeno

Autor: [Juan José Espada- Universidad Rey Juan Carlos]

 La creciente presión sobre los combustibles fósiles ha llevado a la búsqueda de nuevas fuentes de energía alternativas para abastecer las necesidades de mercado. Entre las más prometedoras se encuentra el hidrógeno ya que a partir del mismo se puede obtener electricidad sin emisiones peligrosas empleando pilas de combustible. Actualmente, la mayor parte el hidrógeno (aprox. 96% de la producción mundial) se obtiene a partir de combustibles fósiles, siendo el gas natural la materia prima más empleada (> 75% de la producción). Las tecnologías empleadas para la obtención de hidrógeno a partir de gas natural se basan en alguno de los siguientes procesos: Reformado de metano con vapor, oxidación parcial y reformado autotérmico. De todos ellos, el reformado con vapor es el más ampliamente utilizado, aunque las elevadas emisiones de gases con efecto invernadero, cuyo potencial de calentamiento global es de entorno 13,7 kg CO₂ equivalente/kg de H₂ producido, hacen que no sea un proceso sostenible. Estas elevadas emisiones hacen que sea necesario emplear técnicas para la captura y el almacenaje de CO_2.

El elevado potencial contaminante del reformado de metano ha planteado la necesidad de reducir los impactos medioambientales no sólo desde el punto de vista de las emisiones, sino también de las materias primas empleadas para su obtención. Así una de las alternativas que podría ser adecuada es el uno de biomasa como materia prima para la obtención de metano. De esta manera el impacto medioambiental asociado a la obtención y uso de los combustibles fósiles se vería minimizado. Entre las diferentes alternativas (residuos sólidos urbanos, lodos procedentes de estaciones depuradores, etc.). Estos materiales presentan una fracción orgánica que puede aprovecharse para obtener metano mediante digestión anaerobia. Este proceso ha sido ampliamente investigado utilizado como vía de aprovechamiento de residuos por lo que su implantación no supone grandes dificultades. Como resultado de este proceso se obtiene biogás (rico en metano) que puede utilizarse como materia prima en el proceso de reformado para obtener hidrógeno. Sin embargo, el uso de biogás lleva asociado una serie de inconvenientes, principalmente los motivados por la cantidad de CO₂ presentes en el biogás. Por ello, antes de su utilización es necesario llevar a cabo su depuración para obtener un biogás refinado con elevado contenido de metano (>96% vol.). Además, la separación del CO₂ implica su posterior captura para reducir los efectos nocivos de su emisión. En la Figura 1 se muestra un esquema para obtener hidrógeno a partir de metano y de biomasa residual.

Figura 1. Diagrama de bloques de la producción de hidrógeno a partir de diferentes materias primas

El análisis medioambiental del proceso empleando gas natural y biomasa residual como materia prima revela que, a pesar de los mayores requerimientos en cuanto a la captura de CO₂ al emplear biogás, los impactos ambientales se reducen.