Come si produce il biometano?

Produzione di biometano

La produzione di biometano è un processo promettente che offre vantaggi sia ecologici che economici. Il biometano è prodotto da rifiuti biologici e può essere utilizzato come combustibile rinnovabile in diverse applicazioni.

Il biometano si ottiene principalmente da materiali organici come rifiuti agricoli, scarti alimentari, fanghi di depurazione e altre fonti biologiche. Questi rifiuti vengono trattati in un impianto di digestione anaerobica. In questo modo si libera il gas metano.

Substrati | Approvvigionamento di biomassa

La prima fase consiste nell'individuare e procurare fonti di biomassa adatte. Per produrre biometano si possono utilizzare diversi substrati. Ecco alcuni esempi:

Rifiuti organici: Una fonte comune di biometano sono i rifiuti organici, come gli scarti di cucina, i rifiuti del giardino, i rifiuti agricoli e i rifiuti alimentari. Questi possono essere utilizzati nei cosiddetti impianti di fermentazione o impianti di biogas per produrre biometano.
Colture energeticheAlcune specie vegetali coltivate specificamente per la produzione di energia possono essere utilizzate come substrato per la produzione di biometano. Ne sono un esempio il mais, l'erba, l'erba medica e la barbabietola. Queste piante vengono raccolte e fatte fermentare in impianti di biogas.
Liquami e letame: Anche le feci animali, come i liquami e il letame, sono substrati adatti alla produzione di biometano. In combinazione con altri materiali organici, possono essere utilizzati negli impianti di biogas per produrre biometano.
Rifiuti industriali: Alcune industrie producono rifiuti organici che possono essere utilizzati per la produzione di biometano. Ne sono un esempio i rifiuti della lavorazione degli alimenti, i rifiuti dell'industria delle bevande e quelli dell'industria della carta e della cellulosa.
Fanghi di depurazione: Anche i fanghi di depurazione, che sono un sottoprodotto del trattamento delle acque reflue, possono essere utilizzati per la produzione di biometano. Utilizzando i fanghi di depurazione negli impianti di biogas, non solo è possibile produrre biometano, ma i fanghi di depurazione possono anche essere smaltiti catturando il gas metano che altrimenti si disperderebbe nell'atmosfera.

Esistono altri potenziali substrati per la produzione di biometano e la scelta dipende dalla disponibilità, dalle condizioni locali e dalla capacità tecnica. È importante selezionare con cura i substrati per garantire una produzione di biometano efficiente e sostenibile.

Pretrattamento di substrati o biomassa

In questa fase la biomassa viene pretrattata per prepararla al processo di fermentazione. Ciò può includere la triturazione, la frantumazione o la macinazione per aumentare la superficie e facilitare la decomposizione.

Fermentazione anaerobica

La chiave per produrre biometano è la digestione anaerobica. I microrganismi naturali presenti nei rifiuti decompongono i materiali organici e producono gas metano nel processo. La biomassa pretrattata viene posta in un digestore anaerobico, noto anche come reattore di biogas o bioreattore. Il digestore è un sistema chiuso che impedisce l'ingresso di ossigeno.

La biomassa viene fermentata con l'aiuto di microrganismi anaerobici, in particolare produttori di metano. Questi microrganismi scompongono i composti organici della biomassa e producono metano (CH4) come componente principale del biogas.

Il fermentatore

Per creare le condizioni ottimali per i microrganismi, il fermentatore viene mantenuto a una certa temperatura (di solito tra 35°C e 55°C, a seconda dei microrganismi). Inoltre, il contenuto del fermentatore viene mantenuto in movimento per garantire una distribuzione uniforme dei microrganismi e dei nutrienti. Durante il processo di fermentazione, i microrganismi decompongono la biomassa e la convertono in biogas.

Il biogas è costituito principalmente da metano (50-75%), anidride carbonica (25-50%) e tracce di altri gas come azoto, idrogeno e acido solfidrico. Il processo di fermentazione può durare da alcune settimane a mesi, a seconda del tipo di biomassa e delle condizioni del fermentatore.

Preparazione e pulizia

Dopo la fermentazione anaerobica, il gas prodotto contiene metano e altre impurità come anidride carbonica, acqua e composti di zolfo. Per rendere il biometano utilizzabile per varie applicazioni, è necessario purificarlo e liberarlo da queste impurità. Questo processo è noto come purificazione e comprende fasi quali la deumidificazione e la desolforazione.

L'anidride carbonica (CO2) viene quindi rimossa dal biogas per aumentare il contenuto di metano. Questo può essere ottenuto con vari metodi, come l'adsorbimento a pressione, lo scrubbing con acqua o la separazione a membrana.

Immissione e utilizzo

Il biometano purificato può essere trasportato nei gasdotti di gas naturale esistenti e utilizzato per generare elettricità, fornire calore o come combustibile. È un'alternativa rispettosa del clima ai combustibili fossili convenzionali e riduce significativamente le emissioni di CO2. Dopo la lavorazione, il biometano raggiunge un livello di purezza di circa 97-99% metano e può essere immesso nella rete del gas naturale.

Il biometano per la transizione energetica

La produzione di biometano offre una soluzione sostenibile per generare energia dai rifiuti biologici. Il processo di digestione e trattamento anaerobico consente di convertire i rifiuti in un gas rinnovabile che può servire per diverse applicazioni. Utilizzando il biometano, possiamo ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e dare un contributo positivo alla riduzione delle emissioni di gas serra.

Queste sono le fasi fondamentali della produzione di biometano. Il processo può variare a seconda della configurazione dell'impianto e della fonte di biomassa, ma il principio di base della digestione anaerobica rimane lo stesso. Il biometano è una fonte di energia rinnovabile, poiché la biomassa proviene da risorse rinnovabili e la combustione rilascia solo l'anidride carbonica assorbita durante la crescita della biomassa, rendendo il processo ampiamente neutro dal punto di vista del carbonio.