¿Qué tipos de energía se pueden generar a partir de los residuos?

Noruega ha invertido considerablemente en tecnologías que transforman los residuos en recursos energéticos. El país escandinavo ha logrado reducir su dependencia de los vertederos, y también generar electricidad y calefacción para miles de hogares. Todo ello gracias a sus modernas plantas de incineración y sistemas de recuperación de calor. A su vez, Suecia ha seguido una estrategia similar, convirtiendo la gestión de residuos en una fuente de energía renovable y sostenible.

Sin embargo, ambos países se enfrentan a una paradójica situación motivada por la extremada eficiencia de sus sistemas de gestión de residuos. La escasez de desechos domésticos dentro de sus fronteras les ha llevado a buscar en otros territorios la materia necesaria para crear esta energía a partir de residuos. Básicamente, Noruega y Suecia, importan basura de otros países para, posteriormente, convertirla en energía.

La gestión de residuos: un problema de escala mundial

Los residuos representan uno de los desafíos ambientales más apremiantes a nivel global. Según el informe Global Waste Management Outlook de la ONU, se estima que el mundo produce alrededor de 2,1 billones de toneladas de residuos sólidos urbanos cada año. Además, también prevé que esta cifra aumente a 3,8 billones para 2050 si no se toman las medidas efectivas. Esta acumulación de desechos no solo contamina el aire, el suelo y el agua, sino que también contribuye significativamente al cambio climático a través de la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) como el metano o el dióxido de carbono.

En este contexto, es crucial buscar alternativas sostenibles que reduzcan la cantidad de residuos enviados a vertederos y promuevan su valorización con recursos útiles. En este sentido, la transformación de residuos en energía se erige como una estrategia prometedora para mitigar la crisis de los residuos y avanzar hacia un futuro más limpio y sostenible.

Transformar residuos en energía

La transformación de residuos en energía es un proceso mediante el cual los desechos se utilizan como materia prima para generar electricidad, calor o biocombustible. Este enfoque, conocido como valorización energética de residuos, implica la combustión controlada de los desechos sólidos para producir energía térmica, que luego se convierte en electricidad a través de turbinas o generadores. También existen otro tipo de maneras de obtener energía de los residuos. Por ejemplo, la digestión anaerobia para generar biogás o la gasificación y pirólisis para obtener combustibles sintéticos y otros productos químicos.

Varios países han adoptado estas prácticas como parte de sus estrategias de gestión de residuos y transiciones energéticas. Además de Noruega o Suecia, otros países como Dinamarca, Países Bajos o Alemania también están invirtiendo en tecnologías avanzadas de valorización energética de residuos. Según el informe Waste to Energy Germany, se espera que el tamaño del mercado alemán de conversión de residuos en energía alcance los 4.080 millones de dólares en 2024 y crezca a una tasa compuesta anual del 4,66% hasta alcanzar los 5.130 millones de dólares en 2029.

Ventajas e inconvenientes de convertir residuos en energía

La transformación de residuos en energía ofrece una serie de beneficios significativos. En primer lugar, contribuye a reducir la dependencia de los combustibles fósiles al utilizar los desechos como una fuente alternativa de energía, lo que disminuye la presión sobre los recursos naturales no renovables. Además, al convertir los residuos en energía, se evita la liberación de metano en vertederos, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono, lo que contribuye a la reducción de las emisiones y al control del cambio climático. Además, se aprovechan recursos que de otro modo serían desperdiciados, cerrando el ciclo de materiales y promoviendo la economía circular.

Sin embargo, la valorización energética de residuos no está exenta de desafíos. Uno de los principales problemas es la contaminación y las emisiones asociadas a ciertos procesos de incineración, que pueden liberar sustancias tóxicas y partículas finas al aire si no se controlan adecuadamente. Además, se requiere una gestión eficiente de los residuos para garantizar que solo se incineren aquellos materiales que no son reciclables y compostables, evitando así las pérdidas de recursos potencialmente útiles. También existen desafíos técnicos y económicos que pueden dificultar la implementación a gran escala de la valorización energética de residuos, como la necesidad de infraestructuras especializadas y la rentabilidad de los proyectos frente a otras fuentes de energía.

Obtención de biogás o bioetanol, biodiesel, biometano generado a partir de la degradación de los residuos orgánicos

A partir de la degradación anaeróbica de residuos orgánicos es posible obtener biogás. Esta se basa en microorganismos que descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno, generando una mezcla de metano y dióxido de carbono que se recoge para ser utilizado como combustible.

Los residuos procedentes de la ganadería junto a los agrícolas son la materia prima por excelencia para generar biogás, aunque en los últimos años también se está trabajando por utilizar los sobrantes de la industria alimentaria.

México está trabajando en una aplicación de este innovador enfoque mediante la utilización del sargazo para producir biogás. Al transformar este alga que recubre las aguas del Caribe, no solo se mitiga el problema ambiental que supone su invasión, sino que también contribuye a la producción de energía renovable.

Otro curioso ejemplo es el del Ayuntamiento de Sevilla en colaboración con la empresa Emasesa. La capital andaluza es la ciudad europea con más naranjos, unos 40.000 árboles, sin contar los privados. Gran parte de estos frutos acaban en el vertedero. Este proyecto de colaboración reutiliza estos residuos orgánicos y, mediante un proceso de codigestión, son aprovechados para producir gas y energía eléctrica. Según la propia empresa, cada tonelada de naranja producen 50 kWh, lo que equivale al consumo de 5 viviendas en un día. En total, hasta el año 2023, gracias a esta iniciativa, se había generado energía equivalente a la usada en 5.561 viviendas.

Producir energía térmica a partir de la incineración de estos residuos

La conversión de residuos en energía térmica a través de la incineración es otra de las técnicas ampliamente utilizadas para gestionar los desechos sólidos urbanos y reducir su volumen. Este proceso implica la combustión controlada de residuos en plantas de incineración, produciendo calor que se aprovecha para generar vapor. Este vapor se utiliza posteriormente para accionar turbinas que producen electricidad o para proporcionar calefacción a través de redes de calor urbano.

Uno de los ejemplos más destacados a nivel mundial es la planta de incineración de residuos de Copenhague, conocida como Amager Bakke o Copehill.  Aproximadamente el 50% de los residuos que recibe esta planta proceden de hogares privados y solo aceptan aquellos que no se pueden reciclar. Sus curiosas instalaciones incluyen una pista de esquí, una pared de escalada o un sendero, ilustrando con su peculiar arquitectura que hasta de lo más feo como es la basura, puede surgir algo bello y, sobre todo, sostenible.

En Argentina también existen proyectos que utilizan la incineración de residuos para obtener energía, como el de la central Generación Ticino Biomasa, la cual utiliza cáscaras de cacahuete. Gracias a ella, el pueblo de Ticino, ubicado en la provincia de Córdoba, evitó quedarse sin electricidad durante el apagón general que dejó sin luz a todo el país en junio del 2019.

Creación de biocombustibles con aceites vegetales usados

La creación de biocombustibles a partir de aceites vegetales usados es otra alternativa sostenible. Este proceso implica la recolección de aceites de cocina desechados, que son posteriormente filtrados y tratados para eliminar impurezas. Mediante un proceso químico conocido como transesterificación, los aceites se convierten en biodiésel, un biocombustible que puede utilizarse en motores convencionales con pocas o ninguna modificación.

La empresa Bionorte realizó una prueba piloto hace más de una década cuyo objetivo era conocer la opinión de los usuarios de transporte público con respecto al uso del biodiesel. La experiencia, que se desarrolló principalmente en Langreo (Asturias), puso en marcha tres autobuses de transporte público y varios automóviles privados con biodiesel proveniente integralmente de aceites de fritura reciclados, sin ningún tipo de mezcla con otros gasóleos convencionales. Ninguno de los vehículos sufrió ningún problema técnico. Además, los usuarios señalaron la desaparición de humos y olores.

Aprovechar el calor residual para generar energía

Muchas industrias generan grandes cantidades de calor que, si no se aprovecha, se pierde en el ambiente. Este calor residual puede ser capturado y reutilizado para generar electricidad a través de sistemas de recuperación de calor como son los intercambiadores de calor o las turbinas. Un estudio de la Universidad Pública de Navarra realizó un experimento aprovechando el calor de un horno azulejero y pudo obtener una energía neta máxima de 136,77 MWh/año, el equivalente al total de la energía que consumen anualmente 40 hogares. Para ello, simplemente instalaron unos sencillos dispositivos llamados termosifones en el exterior de la chimenea del horno.

En esta línea, por tanto, son las industrias de procesos térmicos las que más pueden aprovechar este tipo de técnicas para obtener energía. En este sentido trabaja Proyecto LIFE HI4S, financiado por la Unión Europea, el cuál persigue “reducir el calor desperdiciado por los procesos productivos industriales utilizando un nuevo ciclo productivo”. Empresas como la acerera ArcelorMittal, en Sestao (España) participa en este proyecto y en sus instalaciones se han llevado a cabo varios proyectos de investigación centrados en la necesidad de convertir el calor residual en energía.

Hidrógeno verde a partir de residuos

El hidrógeno verde se obtiene mediante procesos que no generan emisiones de Co2, utilizando fuentes renovables. Una de las vías más innovadoras para producirlo es a partir de residuos orgánicos. El proceso comienza con la digestión anaerobia de desechos como restos de alimentos, residuos agrícolas o lodos de depuradoras. Esta digestión genera biogás, compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono. Mediante tecnologías avanzadas, se separa el metano y se transforma en hidrógeno, sin emisiones. Otra técnica emergente es la gasificación de residuos sólidos urbanos para producir un gas de síntesis que, al ser purificado permite obtener hidrógeno limpio.

Entre los ejemplos destacados, en España, el proyecto BioPhoto busca desarrollar tecnologías para obtener hidrógeno verde a partir de residuos orgánicos. Por su parte, el proyecto europeo HYIElD, liderado por Veolia, también persigue este objetivo. Según esta empresa, cada año se generan en Europa 300 millones de toneladas de residuos que podrían aprovecharse para producir hasta 30 millones de toneladas de hidrógeno verde.

Generar energía a partir de aguas residuales

Este proceso aprovecha los residuos orgánicos presentes en las aguas residuales para producir biogás. Las plantas de tratamiento pueden integrar tecnologías como la digestión anaerobia, en la que microorganismos descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno, liberando metano que se recoge y se utiliza como fuente de energía.

Algunas instalaciones están experimentando con tecnologías avanzadas como las celdas de combustible microbianas (MFC), capaces de generar electricidad directamente a partir de la materia orgánica presente en estas aguas. Este método es prometedor porque, además de producir energía, contribuye a la purificación del agua. Países como España ya cuentan con proyectos piloto que han demostrado la viabilidad de estas tecnologías.

El aprovechamiento energético de los residuos, por tanto, no solo plantea una solución efectiva para la gestión de desechos, sino que también abre nuevas oportunidades para la transición hacia un modelo energético más sostenible y diversificado. La innovación tecnológica será clave para maximizar su potencial, garantizando procesos más limpios y eficientes. En un contexto global donde la lucha contra el cambio climático es una prioridad, transformar lo que antes se consideraba basura en recursos valiosos puede ser una de las respuestas más prometedoras para enfrentar los desafíos ambientales y energéticos del siglo XXI.