COS’E’ IL BIOGAS

il biogas è tra le fonti energetiche rinnovabili, non fossili, che possono assicurare non soltanto autonomia energetica, ma anche la graduale riduzione dell’attuale inquinamento ambientale e dell’effetto serra. 

COS’E’ IL BIOGAS

Il biogas è un settore in continuo fermento che vive sul mercato italiano un momento di forte crescita;  riconosciuto tra le fonti alternative più efficienti, il biogas è indicato dall’U.E. tra le fonti energetiche rinnovabili, non fossili, che possono assicurare non soltanto autonomia energetica, ma anche la graduale riduzione dell’attuale inquinamento ambientale e dell’effetto serra. 

Il processo parte dalla fermentazione anaerobica di sostanze organiche e l’intero procedimento può considerarsi neutrale all’anidride carbonica, con un bilancio di emissione e consumo di CO2 praticamente nullo.

La maggior parte delle sostanze naturali e molte sostanze organiche di sintesi possono essere digerite anaerobicamente generando CH4 (metano) e CO2 (anidride carbonica).

La decomposizione microbica dei residui organici in ambiente anaerobico (privo di ossigeno) è un processo che avviene spontaneamente in natura; la conoscenza dei fattori in gioco nei processi biologici è necessaria per una migliore fermentazione e conseguente produzione di biogas.

VANTAGGI AMBIENTALI DEL BIOGAS

La CO2 prodotta dalla combustione del metano, che è la principale componente del biogas equivale a quella inglobata nel processo di produzione del biogas stesso: la CO2 emessa dal biogas è la stessa CO2 fissata dalle piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di quanto avviene per la CO2 emessa dalla combustione dei carburanti fossili che viene  sottratta ai serbatoi geologici dove è rimasta immagazzinata per milioni di anni. 

Ulteriore vantaggio ecologico nell’utilizzo del biogas è quello di impedire la diffusione nella troposfera del metano emesso naturalmente durante la decomposizione di carcasse e vegetali: il metano è infatti uno dei gas serra più potenti ed è quindi auspicabile la sua degradazione in CO2 e acqua per combustione. L’emissione di 1 kg di CH4 in un orizzonte temporale di 100 anni equivale ad emettere 21 kg di CO2 in 100 anni. 

Anche la possibilità di mitigare l’impatto derivante dalla pratica di spandere i reflui zootecnici sui terreni agricoli è di rilievo ambientale: la percolazione dei nitrati nelle falde acquifere sotterranee è uno dei problemi che gli agricoltori dovranno affrontare soprattutto laddove le aree coltivate sono vulnerabili ai nitrati. In tal senso gli impianti di digestione anaerobica possono mitigare il problema, cambiando la disponibilità nel tempo dei nitrati, o addirittura eliminarlo, prevedendo l’integrazione nell’impianto di biogas delle strutture destinate alla denitrificazione del digestato.

UTILIZZO DEL BIOGAS: COGENERAZIONE E BIOMETANO

Le applicazioni più diffuse nell’uso delle biomasse si rinvengono nell’impiego come combustibile per la generazione di energia elettrica e termica accoppiata, la cosiddetta cogenerazione. 

La cogenerazione consiste nella produzione contemporanea di calore ed energia meccanica subito trasformata in energia elettrica. Questa produzione può essere ottenuta utilizzando come combustibile il biogas. 

La cogenerazione permette un notevole risparmio energetico rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di calore di energia elettrica/meccanica; si può arrivare infatti a superare il 90% di rendimento (30% di rendimento elettrico e 60% di rendimento termico). 

Per la cogenerazione si utilizzano motori endotermici alternativi o microturbine. Nel primo caso si usano motori funzionanti a ciclo otto o a ciclo diesel modificato, mentre nel secondo caso si utilizzano turbomacchine a gas di derivazione aeronautica di piccole dimensioni.

Gli obiettivi dell’Unione europea di riduzione dei gas serra rendono interessante l’utilizzo del biogas (opportunamente depurato) anche nel settore dei trasporti. In alcuni paesi europei l’uso del biometano per l’autotrazione è già una realtà.

LA DIGESTIONE ANAEROBICA DELLE BIOMASSE

Con il termine biomassa si intendono tutte le sostanze di origine biologica in forma non fossile: materiali e residui di origine agricola e forestale, prodotti secondari e scarti dell’industria agro-alimentare, reflui di origine zootecnica, frazione organica dei rifiuti urbani, fanghi di depurazione, alghe e molte specie vegetali utilizzate per la depurazione di liquami organici.

La biomassa sfruttabile in termini energetici comprende qualsiasi materiale di origine organica che possa essere utilizzato direttamente come combustibile oppure che si presti ad essere trasformato in combustibile in forma solida, liquida o gassosa. 

Le biomasse costituiscono una fonte energetica pulita in quanto l’anidride carbonica che viene sprigionata durante la loro decomposizione, sia essa naturale o prodotta volontariamente come nel caso della combustione, è la stessa che viene assorbita durante il processo di fotosintesi in un ciclo chiuso.

La digestione anaerobica è un processo naturale di conversione di tipo biochimico in assenza di ossigeno consistente nella demolizione, ad opera di microrganismi, di sostanze organiche complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nelle biomasse e nella ricombinazione del carbonio e dell’idrogeno in essi contenuti per formare metano e anidride carbonica. 

Il biogas prodotto è costituito per il 50÷70% da metano (CH4) e per la restante parte soprattutto da CO2, con un potere calorifico nell’ordine dei 23.000 kJ/Nm3 ed un ammontare variante di acqua, solfuro di idrogeno (H2S), ossigeno e altri composti. La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo. 

Possiamo controllare questo processo all’interno di un ambiente di reazione apposito, ottenendo allo stesso tempo la riduzione del carico organico contenuto in reflui di vario tipo. Al termine del processo di fermentazione si conservano integri nell’effluente i principali elementi nutritivi (azoto, fosforo, potassio) già presenti nella materia prima, favorendo la mineralizzazione dell’azoto organico; in particolare, il digestato, cioè il materiale che è stato trattato in digestione anaerobica, è un ottimo fertilizzante nel quale l’azoto si presenta in forma direttamente assimilabile dalle piante.


Copyright by San Lorenzo Green Power SRL 2019 All Rights Reserve