{"id":2878,"date":"2023-09-12T12:32:22","date_gmt":"2023-09-12T12:32:22","guid":{"rendered":"https:\/\/agriportance.com\/?p=2878"},"modified":"2023-09-13T14:00:14","modified_gmt":"2023-09-13T14:00:14","slug":"introduzione-alla-catena-del-valore-della-produzione-di-biometano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/agriportance.com\/it\/blog\/einfuhrung-in-die-wertschopfungskette-der-biomethanproduktion\/","title":{"rendered":"Introduzione alla catena del valore della produzione di biometano"},"content":{"rendered":"

Introduzione alla catena del valore della produzione di biometano<\/h1>\n\n\n\n

Il biometano come alternativa alla mobilit\u00e0 elettrica<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Come sarebbe andare da A a B in modo rilassato senza danneggiare il clima? Il primo pensiero suggerisce di acquistare un'auto elettrica. Tuttavia, per produrre le batterie sono necessarie terre rare come il disprosio o il neodimio. Per produrre le batterie \u00e8 necessario utilizzare anche altri elementi come il litio o il cobalto. Di norma, questi elementi scarseggiano e hanno anche fornitori problematici, come la Cina per le terre rare o il Congo per il cobalto. (Dicks, 2020)<\/a><\/p>\n\n\n\n

E adesso?<\/p>\n\n\n\n

Esiste un'alternativa che sia rispettosa dell'ambiente e faccia risparmiare tempo durante il rifornimento?<\/p>\n\n\n\n

La risposta \u00e8 un sonoro S\u00cc! Il carburante si chiama biometano. In questo articolo vi spieghiamo cos'\u00e8 esattamente il biometano, come viene prodotto e quali sono i passaggi necessari per arrivare al prodotto finale.<\/p>\n\n\n\n

Dicks, H. (9 dicembre 2020). Il biometano: un carburante attraente per la transizione della mobilit\u00e0.<\/a><\/p>\n\n\n\n

Fase n. 1: Coltivazione\/produzione di biometano in azienda<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Origine del biometano<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Ci\u00f2 solleva la questione: come trasformare il letame agricolo e le materie prime rinnovabili in un carburante ecologico?<\/p>\n\n\n\n

Innanzitutto, residui, NaWaRo, liquami e materiali di scarto provenienti da aziende agricole originarie e produttrici vengono raccolti da raccoglitori, per lo pi\u00f9 commercianti o fornitori, e poi trasportati all'impianto di biogas. Questa fase \u00e8 illustrata nella Figura 1.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n

Figura 1: 1a fase della catena del valore (agriportance GmbH, 2022)<\/em><\/p>\n\n\n

Processi nell'impianto di biogas<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La fermentazione di queste sostanze avviene in questo impianto. Durante la formazione del metano, i microrganismi decompongono la materia organica in un ambiente privo di ossigeno (anaerobico), rilasciando biogas. Si tratta di una miscela di gas satura di vapore acqueo, composta essenzialmente da metano (CH4) e anidride carbonica (CO2). Altri componenti, oltre al vapore acqueo, sono tracce di gas come azoto, ossigeno, idrogeno, idrogeno solforato e ammoniaca. Negli impianti di biogas e di gas di depurazione, questi processi di fermentazione anaerobica sono tecnicamente applicati e il biogas che pu\u00f2 essere utilizzato per l'energia \u00e8 prodotto con la massima efficienza possibile.<\/p>\n\n\n\n

Grob pu\u00f2 spiegare le fasi del processo dell'impianto di biogas in quattro passaggi:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Idrolisi: nella prima fase della formazione del metano, i batteri aerobi in particolare scindono sostanze organiche complesse come proteine, carboidrati o grassi in singole molecole con l'aiuto di enzimi. Questi prodotti includono aminoacidi, acidi grassi o zuccheri.<\/li>\n\n\n\n
  2. Acidogenesi: subito dopo, i batteri anaerobi facoltativi che formano acidi si occupano dell'ulteriore degradazione nella fase di acidificazione, principalmente a idrogeno, anidride carbonica, acidi grassi e alcoli. Nel caso di substrati ricchi di oli e grassi, in questa fase vengono prodotti anche H2S e NH3.<\/li>\n\n\n\n
  3. Acetogenesi: i prodotti dell'acidogenesi vengono ulteriormente degradati nell'acetogenesi da batteri che formano acido acetico. Vengono prodotti acido acetico, CO2 e H2.<\/li>\n\n\n\n
  4. Metanogenesi: il metano, la CO2 e l'acqua si formano da acido acetico, CO2 e H2 con l'aiuto di archei idrogenotrofi e metanogeni. (Martin Kaltschmitt, 2016)<\/a><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Questi processi sono illustrati nella Figura 2.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Figura 2: Degradazione anaerobica di materiale organico in biogas (fermentatori G, batteri acetogeni AB, batteri omoacetogeni HAB, ossidatori di acetato sintropici SAO, metanogeni acetoclastici AM, metanogeni idrogenotrofi HM) (Martin Kaltschmitt, 2016).<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Martin Kaltschmitt, H. H. (2016). Energia dalla biomassa. Springer.<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Fase n. 2: ulteriore trasformazione in biogas e successiva iniezione nella rete del gas naturale<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Fasi del processo biogas da immettere in rete<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Per produrre biometano dal biogas, la miscela di gas deve essere purificata. Questo avviene negli impianti di upgrading del biogas. Questa fase della catena del valore \u00e8 illustrata nella Figura 3.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Figura 3: Fase 2 della catena del valore del biometano (agriportance GmbH. (giugno 2022). Workshop_THG_Balancing_V.0.1.12).<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Per il trattamento vengono utilizzati diversi processi, come il lavaggio con ammine, l'adsorbimento a pressione oscillante o il lavaggio con acqua pressurizzata (DWW):<\/p>\n\n\n\n

    Lavaggio con ammina<\/h3>\n\n\n\n

    Nel caso del lavaggio con ammina come processo di assorbimento chimico, la purificazione \u00e8 simile a quella del lavaggio con acqua pressurizzata. In questo caso, il biogas fluisce in controcorrente attraverso una soluzione di acqua e ammina sotto una pressione leggermente maggiore, in modo che la CO2 reagisca con la soluzione di lavaggio e passi al suo interno. La soluzione amminica raggiunge un carico maggiore rispetto all'acqua, riducendo cos\u00ec la quantit\u00e0 di agente di lavaggio da far circolare. L'aria di scarico contiene solo piccole quantit\u00e0 di metano, quindi di solito non \u00e8 necessaria la pulizia dei gas magri. La desolforazione fine \u00e8 consigliata per mantenere la capacit\u00e0 di lavaggio a lungo termine. Il lavaggio con ammina \u00e8 molto dispendioso dal punto di vista energetico, poich\u00e9 sono necessarie grandi quantit\u00e0 di calore di processo per la rigenerazione della soluzione di ammina. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Lavaggio a pressione<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Il processo DWW sfrutta la diversa solubilit\u00e0 del metano e dell'anidride carbonica nell'acqua a pressioni variabili. Il biogas precedentemente compresso scorre attraverso la colonna di assorbimento dal basso verso l'alto. Questa \u00e8 solitamente progettata come un reattore a letto di gocciolamento in cui l'acqua passa attraverso il gas in controcorrente. In questo modo, i componenti basici e acidi del biogas, in particolare l'anidride carbonica e l'idrogeno solforato, possono essere dissolti e le polveri e i microrganismi possono essere separati. Il gas purificato lascia la colonna con una purezza di 90-99 vol.% di metano. Oltre alla CO2, l'aria di scarico contiene circa 1 vol.% di metano, che deve essere separato attraverso un trattamento dei gas magri. Rispetto ad altri processi di separazione della CO2, il fabbisogno di energia elettrica \u00e8 elevato a causa della circolazione dell'acqua di lavaggio e della necessaria compressione del biogas. L'essiccazione preliminare del gas non \u00e8 necessaria. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Adsorbimento ad oscillazione di pressione<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Nell'adsorbimento ad oscillazione di pressione (DWA), le miscele di gas vengono separate mediante adsorbimento su carboni attivi, setacci molecolari o setacci molecolari di carbonio. Prima del DWA, sono necessarie l'essiccazione, la desolforazione fine e la compressione del biogas. Il gas raffreddato e disidratato passa quindi attraverso l'adsorbente (setaccio molecolare o carbone attivo), sul quale si adsorbe la CO2. Il gas prodotto, ricco di metano, viene quindi espanso e diretto a una seconda colonna dove l'adsorbimento viene ripetuto con l'introduzione di aria ambiente. La rigenerazione dell'adsorbente avviene abbassando la pressione con l'aiuto di una pompa da vuoto. Il gas estratto, ricco di CO2, contiene ancora metano e deve quindi essere inviato a un post-trattamento di gas magro. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Requisiti per l'iniezione di biometano<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Tuttavia, il biometano purificato dai processi deve soddisfare diversi requisiti prima di poter essere immesso nella rete del gas naturale:<\/p>\n\n\n\n