El metano: ¿solución o problema en el siglo XXI?

Desde hace tiempo, el hidrocarburo más simple de la naturaleza, el metano (CH₄), se encuentra en el punto de mira científico, económico y social por su notable relevancia a distintos niveles. Actualmente, sigue manteniendo una posición ciertamente paradójica. Por un lado, conserva su gran importancia estratégica como combustible y materia prima en la transición energética, y por otro, continúa generando mucha preocupación por su papel como gas de efecto invernadero, como avalan los últimos datos y conclusiones científicas que confirman su aumento en la atmósfera. ¿Es posible salir de este bucle?

Emisiones naturales y de origen humano

Aunque el metano puede producirse por vía sintética, la mayor parte del que se utiliza como combustible procede del gas natural (GN) de origen fósil (95 % del cual es metano), sin olvidar el biometano, obtenido a partir del biogás depurado.

En generación eléctrica su importancia es clara. Los rendimientos de conversión energética de las centrales de ciclo combinado alimentadas con gas natural suelen ser de un 50–60 %, es decir, bastante superiores a los de las centrales térmicas convencionales de carbón, fueloil y gasoil. Aunque, en última instancia, todo dependa de la tecnología, tamaño de la instalación y condiciones de operación.

En todo caso, hay que decir que la combustión del GN no resulta ambientalmente inocua. Pese a que suele producir menos dióxido de carbono (CO₂) por unidad de energía y menores cantidades de dióxido de azufre (SO₂) y partículas que en los otros casos, se siguen generando cantidades significativas de óxidos de nitrógeno (NOₓ) y otros contaminantes.

El gran problema del metano no proviene de lo que se quema, sino de lo que se escapa al aire sin quemar. A lo largo del ciclo de vida de los combustibles fósiles, especialmente del GN, el carbón, el petróleo y derivados, así como durante la producción y utilización del biogás, suelen producirse liberaciones de metano a la atmósfera, por fugas no intencionadas, venteos operativos, fallos en las tuberías, etc.

Por otro lado, otros sectores económicos y actividades también generan emisiones incontroladas de metano, destacando por su importancia las del sector agrícola y ganadero (del cultivo del arroz, la fermentación entérica en rumiantes, la gestión de purines, etc.), así como las procedentes del tratamiento de residuos sólidos y aguas residuales urbanas.

Por último, también se producen emisiones de metano por actividad bacteriana en espacios naturales, especialmente en humedales y aguas continentales. Aunque algunas de estas emisiones puedan estar influidas o incluso originadas por modificaciones antropogénicas del territorio y del ciclo hidrológico.

Un gas de efecto invernadero

Todo el metano presente en el aire, con independencia de su origen, es activo climática y ambientalmente debido a sus propiedades radiativas y a su comportamiento fisicoquímico. El efecto climático deriva de la capacidad de este gas para absorber radiación infrarroja, de modo parecido y complementario al del CO₂ y el agua, contribuyendo a retener una parte de la radiación térmica que la Tierra emite.

Sabemos que su concentración atmosférica actual es unas 2,7 veces superior a la de la época preindustrial y que en los últimos años ese aumento ha alcanzado el 20 %. Por ejemplo, la concentración media anual de metano registrada en el Observatorio Atmosférico de Izaña (Tenerife) se incrementó aproximadamente en un 19 % entre 1984 y 2024, pasando de unas 1 650 partes por mil millones (ppb) a unas 1 965 ppb. También sabemos por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) que, en términos globales, la contribución del metano al incremento de la temperatura media global en el periodo 2010-2019 respecto al periodo 1850–1900 ha sido aproximadamente de 0,5 °C.

Aunque las causas del aumento de la concentración del metano en la atmósfera siguen presentes en el debate científico, se ha estimado que aproximadamente el 85 % del crecimiento observado desde 2007 se podía atribuir a emisiones de origen microbiano. Este resultado no coincide plenamente con otras estimaciones del balance global; entre otras cosas, por la complejidad de separar cuantitativamente la contribución de las distintas fuentes emisoras naturales, y también porque para conseguirlo resulta fundamental disponer simultáneamente de observaciones atmosféricas, isotópicas y de inventarios de emisiones, algo muy complejo.

Pese a estas dificultades, el Global Methane Budget ha estimado recientemente que alrededor del 65 % de las emisiones directas globales de metano ya son antropogénicas, destacando el peso de las producidas por actividades agropecuarias y de gestión de residuos, seguidas por la producción y uso de combustibles fósiles y, en menor medida, por la quema de biomasa y biocombustibles. Estos resultados ponen de manifiesto el papel relevante de las actividades agrícolas y ganaderas, de los grandes vertederos y de las plantas de tratamiento de aguas residuales como fuentes emisoras extensas de metano. En España tenemos algunos ejemplos bien documentados, como los vertederos de Valdemingómez, Pinto y Colmenar Viejo, en la Comunidad de Madrid.

Otros efectos en la atmósfera

Pero su papel en la atmósfera no se reduce a su influencia sobre el clima, sino que se extiende a otros aspectos de la química atmosférica con importantes implicaciones ambientales directas e indirectas. El CH₄ interviene en una compleja cadena de procesos químicos y fotoquímicos atmosféricos que, en presencia de óxidos de nitrógeno, contribuyen a la formación de ozono (O₃) y, por tanto, a incrementar su concentración troposférica.

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Aunque la magnitud de este efecto depende de las condiciones químicas y meteorológicas, se estima que las emisiones globales actuales de metano, naturales y antropogénicas, son responsables de aproximadamente el 37 % de los niveles de ozono de fondo en Europa. Este hecho resulta también preocupante, dados los efectos negativos del ozono troposférico sobre la salud humana, los agrosistemas y los ecosistemas.

Por último, una mayor abundancia de CH₄ podría alterar la capacidad oxidativa de la atmósfera al afectar a la disponibilidad de radicales oxidantes, que participan en su eliminación, lo que en determinadas condiciones contribuiría a prolongar la vida atmosférica del propio metano, generando así una retroalimentación positiva.

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Objetivo: reducir las emisiones de metano

En definitiva, siendo el metano un valioso recurso energético e industrial que forma parte de la solución en la transición energética actual, también es urgente que deje de ser un problema climático y ambiental de primer orden. La clave está en nuestra capacidad para reducir sustancialmente sus emisiones antrópicas porque esta acción constituye una de las medidas con mayor potencial para limitar el calentamiento global a corto plazo, además de ayudar a mejorar la calidad del aire.

Sin duda estamos ante un gran reto, pero resulta asumible porque existen tecnologías y estrategias para conseguirlo. En el sector de los combustibles fósiles, por ejemplo, las soluciones pasan generalmente por la mejora del equipamiento para evitar fugas, así como por la instalación de sistemas de recuperación de flujos de metano a baja presión, que posteriormente se podrían aprovechar o tratar.

El desafío real consiste en implementar estas medidas rápida y eficazmente sobre las fuentes y sectores con emisiones más importantes, manteniendo sistemas de vigilancia capaces de verificar los resultados.

A estos objetivos debemos dedicarle de manera urgente cuantos esfuerzos y recursos sean necesarios, si queremos preservar un clima habitable para las próximas generaciones.

Manuel Pujadas Cordero recibe fondos públicos (UE, Gobierno de España, C. Autónomas de España) para el desarrollo de sus actividades de I+D+i.