Il biometano si estrae dal biogas, una miscela di gas prodotto dalla digestione anaerobica dei residui organici provenienti dall’agricoltura e/o dalla raccolta della frazione organica dei rifiuti (FORSU). Il biogas è composto principalmente da metano (50-70% vol.), anidride carbonica (30-49% vol.) e da altri gas presenti in misura inferiore (idrogeno, idrogeno solforato e azoto).
I processi di digestione anaerobica possono essere suddivisi in tre gruppi principali:
- Digestione ad umido (wet), quando il substrato in digestione ha un contenuto di sostanza secca inferiore al 10% (tipicamente: 5-8%). Questa è la tecnica più diffusa, in particolare con i liquami zootecnici.
- Digestione a semisecco (semi-dry), quando il substrato in digestione presenta valori intermedi di sostanza secca (tipicamente 8-20%)
- Digestione a secco (dry), quando il substrato in digestione ha un contenuto di sostanza secca superiore al 20%.
I processi di digestione possono essere monostadio o bistadio, differenziando le fasi di digestione, ed i reattori possono essere ad alimentazione continua o discontinua (a batch). Un altro elemento che distingue i processi è la temperatura di esercizio, che caratterizza i batteri che operano in condizioni di psicrofilia (20°C), mesofilia (37-41°C) o termofilia (oltre 50°C).
Separando il metano dall’anidride carbonica e da altre impurezze si ottiene il biometano, un gas con un elevato tenore di metano (>95%). Questo processo di purificazione e raffinazione è denominato upgrading.
La resa di produzione è molto variabile in funzione delle caratteristiche delle matrici organiche sottoposte a digestione e della tecnologia adottata.
L’estrazione di biometano da biogas può essere realizzata con processi assai diversi tra loro:
- assorbimento (processi con acqua, ammine o solventi)
- adsorbimento (processi PSA)
- permeazione (processi con membrane)
- criogenico (processi con compressione e raffreddamento).
Ciascun processo presenta vantaggi e svantaggi che debbono essere valutati in relazione alle condizioni specifiche del progetto, ponendo particolare attenzione alla rimozione dell’idrogeno solforato.
Gli operatori del settore hanno la scelta: il biogas da rifiuti prodotto può essere sfruttato per la produzione di energia attraverso motori a gas in assetto cogenerativo oppure può essere ulteriormente trattato per produrre biometano, che può essere immesso nelle reti di distribuzione di gas naturale (previo adeguamento alle specifiche di rete) oppure compresso o liquefatto per l’utilizzo come carburante per l’autotrazione. In questo caso, l’anidride carbonica recuperata può essere impiegata nell’agricoltura (arricchimento delle serre), per il trattamento delle acque oppure per il trasporto refrigerato.
Per la produzione di biometano da rifiuti è attesa a breve la riconferma degli incentivi governativi, che sono particolarmente interessanti nel caso di impiego nel settore dell’autotrazione. Secondo le valutazioni di BEN, un progetto che prevede la produzione di biometano da rifiuti, laddove la taglia sia sufficientemente grande, presenta una redditività sufficiente anche in assenza di incentivi governativi.
La complessità dell’argomento sia da un punto di vista tecnico (scelta della tecnologia e rese) che economico (tariffe di smaltimento, impatto degli incentivi) rendono indispensabile la presenza di un Advisor qualificato ed indipendente per assistere gli operatori del settore nell’operare le scelte più corrette.
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