Il biogas è tra le fonti rinnovabili più utilizzate in tutto il mondo. Il suo impiego in Italia, nel 2020, è stato pari al 17% dell’energia prodotta da fonti alternative. Si parla di una capacità complessiva di 25.445 mc all’ora secondo i dati diffusi da Asso Gas Metano, che in base agli aggiornamenti del 2020 conta 27 impianti sul territorio nazionale. Il biogas è il frutto della fermentazione di sostanze di origine organica operata da alcuni batteri. Si tratta dunque di un processo di degradazione delle biomasse, in assenza di ossigeno e a temperatura controllata.
Le biomasse utilizzabili per la produzione di energia sono: legna ottenuta dalle operazioni di cura e potatura dei boschi, residui dell’attività agricola come paglia e potature, residui delle attività agroindustriali ovvero scarti di frutta e verdura, reflui industriali e civili ma anche deiezioni animali e frazione organica dei rifiuti solidi organici.
Il risultato della cosiddetta digestione anaerobica è composto da due parti: il digestato (un materiale liquido che viene utilizzato come fertilizzante naturale nelle coltivazioni) e appunto il biogas, il quale possiede un alto potere calorifico e può essere convertito in elettricità e calore tramite un cogeneratore.
Il biogas, che è composto da metano (tra il 45% e il 70%) e da anidride carbonica (nella parte restante), rappresenta una delle principali risorse per contribuire alla riduzione dell’effetto serra e dell’attuale stato di inquinamento. Questo tipo di energia alternativa sostiene la lotta ai cambiamenti climatici e l’industria del biogas ricoprirà un ruolo cruciale verso la transizione energetica e il processo di decarbonizzazione.
Come funzionano gli impianti a biogas? Il meccanismo di digestione anaerobica
Gli impianti a biogas utilizzano generalmente la digestione anaerobica per la produzione del biogas a partire dalle biomasse. All’interno del digestore, un ambiente umido e privo di ossigeno, gli enzimi e alcuni batteri specializzati contribuiscono alla fermentazione delle biomasse e alla successiva produzione di biogas, costituito da metano e anidride carbonica. La digestione è a secco se la biomassa ha un contenuto solido minimo del 30%, altrimenti è una digestione a umido.
Le biomasse vengono stoccate all’interno di vasche e serbatoi per poi essere trasferite attraverso pompe e tubazioni apposite nei digestori. In queste vasche chiuse ermeticamente si accumulano dei gas e successivamente avviene la fase di stoccaggio. Il biogas viene trattato per eliminare le impurità attraverso diversi procedimenti: filtrazione, desolforazione, rimozione, raffreddamento e deumidificazione, abbattimento emissioni inquinanti.
Una volta disponibile il biogas viene convogliato nel cogeneratore, costituito da un motore endotermico a combustione interna che lo utilizza per la produzione di energia elettrica e di energia termica.
La cogenerazione, il processo alla base degli impianti a biogas
La cogenerazione (conosciuta anche con l’acronimo CHP, dall’inglese Combines Heat and Power) è la produzione combinata di energia elettrica e calore, che vengono prodotte a cascata in un unico impianto. Questi impianti di cogenerazione sono nati dal tentativo di sfruttare il calore disperso da un impianto di produzione di energia elettrica.
Facciamo un esempio concreto: un motore “primo” (ad esempio a scoppio) viene alimentato da una forma di combustibile e genera sempre calore, il quale viene normalmente disperso nell’ambiente. Con la cogenerazione, invece, questo calore viene recuperato e convertito in energia termica attraverso scambiatori di calore.
I vantaggi di un impianto a biogas
- Energetico. Con la stessa quantità di combustibile si generano sia calore che elettricità.
- Economico. Si utilizza meno combustibile fossile e viene impiegato un materiale che normalmente non viene utilizzato e che è scarsamente remunerativo.
- Ambientale. Minori emissioni e conseguente riduzione dell’impatto ambientale nella produzione di energia e di rifiuti biologici.
- Riduzione delle problematiche di stoccaggio e smaltimento dei rifiuti biologici.
Gli impianti a biogas sono fonte di energia pulita e rinnovabile, contribuiscono a favorire il passaggio all’economia circolare, riducono le emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera e quelle di metano che avvengono durante l’estrazione del gas naturale, generano sia elettricità che calore.
Gli impianti a biogas sono altamente complessi, devono essere progettatiti in ogni singolo dettaglio e la fase di analisi deve prevedere la massimizzazione della resa economica, la quantità delle biomasse che verranno impiegate, la minimizzazione dei costi di installazione, la viabilità dei mezzi all’interno e all’esterno dell’impianto, il rispetto della sicurezza.
Il progetto segnoVerde
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