Reptes i oportunitats de la producció de biogàs

Cada vegada són més els ramaders que aposten per valoritzar els seus purins i obtenir-ne un rendiment. Una de les opcions per obtenir benefici d’aquests residus ramaders és la producció de biogàs, un procés que, a més d’oferir un retorn econòmic, presenta altres beneficis com la reducció d’emissions a l’atmosfera. Parlem amb Xavier Flotats, professor emèrit de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i expert en biogàs, que ens explica el procés de digestió anaeròbia per obtenir biogàs, els avantatges i el grau d'implantació a nivell nacional, entre altres qüestions.

Pot explicar, a grans trets, què és el procés de digestió anaeròbia?
El biogàs es produeix de forma natural a les pròpies basses de purins. És un procés biològic en què els bacteris anaerobis, en absència d'oxigen, descomponen la matèria orgànica i, com a resultat de les reaccions que produeixen, es desprèn el biogàs. Aquest procés natural el podem controlar amb digestors anaerobis, que el que fan és mantenir el purí dins seu, durant un període d'uns 20-30 dies, a una temperatura constant de 35-37 ºC, amb un grau d'agitació i homogeneïtzació per que la sedimentació de les partícules no creï un problema mecànic. Durant el pas pels digestors, s'obté el biogàs.

Quines tecnologies hi ha actualment per dur a terme la digestió anaeròbia de purins de porcí?
Si només ens referim als purins, la tecnologia més adequada són els digestors de mescla completa, que és la que he explicat anteriorment. A partir d´aquí hi ha variants. D'una banda, hi ha els digestors rurals, que es basen en aprofitar una bassa on ja tinguem un sistema d'agitació, i cobrir-la hermèticament amb un material impermeable perquè el gas que es produeix de manera natural no s'escapi a l'atmosfera. En aquest cas, no podem controlar el procés perquè la temperatura que necessiten els bacteris potser la podem tenir a l'estiu, però no durant l'hivern. D'altra banda, hi ha una altra tecnologia més sofisticada, el digestor industrial. Es tracta d'un cilindre amb una coberta de goma on s'acumularà el gas produït. La seva grandària i sofisticació pot variar en funció de si únicament és per a una granja o si és col·lectiu.

Quin model li sembla millor en termes de viabilitat econòmica i sostenibilitat mediambiental, les grans plantes centralitzades on es processin també residus d'origen no agrícola, o bé les plantes petites a nivell de granja on només es processi purí i productes d'origen agrari?
En una zona excedentària de nutrients, per exemple, la comarca del Segrià (Lleida), el millor és que grups de ramaders promoguin una planta col·lectiva que pugui generar ingressos amb el biogàs que produeixi, i així poder invertir en tecnologia de tractament del digerit per a generar productes que siguin exportables fora de la zona d’aplicació del pla de gestió. Per contra, en una granja aïllada, transportar el purí a una planta col·lectiva pot suposar un gran cost. Aleshores, si no hi ha un problema d'excedent de nutrients, es pot fer una planta de biogàs a la pròpia granja, on també tractar altres subproductes agrícoles nets (no contaminats). Si hi ha un problema d'excedents a nivell individual, el més pràctic és posar un separador sòlid-líquid i separar els purins com més aviat millor. Posteriorment, la fracció sòlida es pot transportar a una planta col·lectiva, però perquè això tingui interès hi ha d'haver molta matèria orgànica en aquesta fracció sòlida. En tots els casos, la viabilitat econòmica dependrà de la mida de la planta i la producció específica de gas, ja que com més gran és la instal·lació, menor és el cost unitari i més favorable és el seu retorn econòmic.

El futur passa per un canvi en el maneig dels purins. Foto. Rotecna.

Quins són els principals avantatges de la producció de biogàs per als ramaders i el medi ambient?
D'una banda, el biogàs pot cobrir part de la demanda de gasoil o d'electricitat d'una granja, i fins i tot generar ingressos si el biogàs produït es ven a tercers. És a dir, pot suposar una tornada econòmica a nivell de granja, encara que en molts casos, el benefici no és vendre aquest biogàs, sinó cobrir la demanda pròpia d'electricitat. Es calcula que el retorn de la inversió de la planta és d'uns set anys encara que, amb la recent pujada de preus, aquest retorn en alguns casos s'ha reduït a quatre anys. L'avantatge més important, però, és la reducció d'emissions, de gasos d'efecte hivernacle i d'amoníac. El metà que s'emet en una bassa de purí té un efecte hivernacle 25 vegades superior al CO2. L'amoníac no té un efecte hivernacle directe, però produeix pluja àcida. Quan una fracció d'aquest amoníac entra a l'atmosfera s'oxida i es converteix en òxid nitrós, que sí que té efecte hivernacle. En cobrir les basses i produir el biogàs, aconseguim reduir aquestes emissions.

Quin és el grau d’implantació nacional pel que fa a la producció de biogàs?
El nostre grau d’implantació és excessivament baix. A nivell de la Unió Europea, la producció de biogàs per càpita ens posa tercers per la cua, només davant de Romania i Malta. Actualment, a Espanya hi ha al voltant d'unes 240 plantes de biogàs, mentre que a tot Europa n'hi ha unes 20.000. Segons dades d'Eurostat de l'any 2021, la nostra producció de biogàs se situa a 80 kWh per habitant i any. La xifra està molt lluny de la de països com Dinamarca, on el 2021 es van produir 1.246 kWh/habitant/any, o Alemanya, amb 1.069. Després hi ha el cas de França, que és un dels països que els últims anys està tenint més creixement. Actualment la seva producció de biogàs se situa als 241 kWh/habitant/any, encara que el seu potencial de creixement és enorme, ja que des del govern francès s'estan desenvolupant polítiques que promouen la producció de biogàs. Les raons per les quals a nivell nacional el grau d'implantació encara és baix poden ser la manca d'incentius i de conscienciació sobre el potencial d'aquesta tecnologia i els seus beneficis, a més de la manca de polítiques integrades i coordinades en eixos com la lluita contra el canvi climàtic, autosuficiència energètica, gestió de residus i desenvolupament rural.

Quin paper exerceix el biogàs en el tractament de les dejeccions ramaderes?
La digestió anaeròbia és la tecnologia clau de qualsevol estratègia sostenible de tractament de dejeccions. Fins que no vam començar a parlar dels efectes dels gasos amb efecte d'hivernacle, el que més afectava les nostres decisions era la normativa de nitrats. Ara que tenim una visió molt més global, i que a més de controlar els nitrats a les aigües també parem atenció a les emissions d'amoníac i metà a l'atmosfera, la digestió anaeròbia té un paper extraordinari, ja que converteix la matèria orgànica fàcilment biodegradable en un gas combustible que es pot aprofitar energèticament, fet que suposa la substitució d'un combustible fòssil i un estalvi de diners. A més, evita la contaminació atmosfèrica produïda pels purins.

Com afecta el procés de digestió anaeròbia el valor fertilitzant del purí digerit?
El que fa la digestió anaeròbia és mineralitzar els purins. Aquesta mineralització permet que processos combinats funcionin millor. Per exemple, si volem recuperar l'amoníac en forma de sulfat amònic o en forma de nitrat amònic per substituir un fertilitzant mineral, i el purí té molta matèria orgànica, s'escapa amb l'amoníac, contaminant el producte obtingut. En canvi, si apliquem la digestió anaeròbia, en haver mineralitzat la matèria orgànica podem arribar a obtenir cristalls de sal amoniacal pràcticament nets de matèria orgànica i sense olors. Aleshores, podem dir que, després de la digestió anaeròbia, obtenim un fertilitzant més net, més innocu, més mineralitzat i amb més grau d'assimilació.

Quins altres tractaments de valorització de purins es poden complementar amb la digestió anaeròbia?
A banda del procés d'stripping i absorció per obtenir sals amoniacals, tenim la precipitació d'estruvita, una sal de fòsfor i amoni. També hi ha els sistemes de filtració i osmosi inversa que permeten aconseguir un concentrat i una aigua neta. D'altra banda, hi ha els processos tèrmics de concentració mitjançant evaporació al buit, que permeten recuperar l'aigua evaporada i obtenir un producte concentrat, que puguem assecar i convertir finalment en pèl·let. Tots aquests processos funcionen molt millor i donen millors resultats si es combinen amb la digestió anaeròbia.

La separació s'ha de fer com més aviat millor per mantenir en la fracció sòlida la major quantitat possible de nutrients. Foto: Rotecna.

Quin paper tenen els separadors sòlid-líquid en aquest procés?
Abans del procés de producció del biogàs, els separadors mecànics tenen un paper molt important, ja que, han de fer la separació com més aviat millor per tal de mantenir en la fracció sòlida la major quantitat possible de nutrients i matèria orgànica del purí, per transportar a una planta centralitzada. Després de la producció del biogàs, si es vol aplicar un altre procés per obtenir algun subproducte com, per exemple, les sals amoniacals, o realitzar una osmosi inversa, l'ús d'un sistema fisicoquímic també pot resultar molt útil i interessant, sobre tot en plantes col·lectives.

Quins reptes hi ha quant a la producció de biogàs?
És molt important que els ramaders hi creguin, que sàpiguen que poden produir energia i que la poden aprofitar en benefici propi. Tot i això, hi ha un segon factor encara més important relatiu a l'emissió de gasos d'efecte hivernacle. A la bassa dels purins s'està emetent amoníac i metà a l'atmosfera. Si fem la digestió anaeròbia com més aviat millor, no deixem que els purins es descomponguin a la bassa. Així evitem emissions d'amoníac i la sortida a l'atmosfera del metà, que podem aprofitar a favor nostre en forma d'energia. Però si no es valoren els purins com a recurs, i no es consciencia sobre la importància de cobrir ràpidament les basses, podem tenir una barrera. D'altra banda, és molt important que els purins es retirin de les fosses de la nau com més aviat millor, i això hauria de ser cada dia. D'aquesta manera, a més a més d'obtenir molts beneficis sanitaris per als animals, no perdem el potencial de producció del biogàs. Fer una planta de biogàs sense modificar el maneig dels purins pot esdevenir molt improductiu. En resum, els reptes són creure-ho, voler reduir les emissions i retirar els purins de les naus com més aviat millor. Estic fermament convençut que quan arribi l'etiquetatge ambiental de la carn, que arribarà, qui no hagi resolt aquests reptes ambientals desapareixerà del mercat.

Com serà en un futur el tractament i la gestió dels purins?
Crec que el futur ha de passar per un canvi en el maneig dels purins a les granges. Per exemple, si durant un engreix tenim els purins emmagatzemats sota l'slat, no hi ha futur. Sense anar més lluny, un separador que tracti un purí jove funcionarà molt millor que un que tracti purins que han estat més temps a la nau o a la bassa. Per tant, el primer pas important que hem de fer és retirar els purins immediatament, com a molt en 24 hores. Després, tinguem unes instal·lacions més grans o petites, hem de comptar amb una bassa coberta o un digestor, un sistema que eviti que els gasos se'n vagin a l'atmosfera i que l'amoníac s'escapi, per així tenir un producte amb més valor fertilitzant per ús agrícola.