Negli ultimi anni l'attenzione dell'opinione pubblica sulle preoccupazioni ambientali, e in particolare sulla crisi climatica, l'esaurimento delle risorse e la qualità dell'aria, è aumentata vertiginosamente.

Di conseguenza, sono state emanate diverse direttive europee, come la Direttiva (UE)  “RED III”, che prevede misure a sostegno della transizione energetica, per ridurre i consumi di combustibili fossili e le relative emissioni di gas serra (GHG).

In questo senso, il ruolo del biogas e del biometano nella decarbonizzazione delle fonti energetiche nei prossimi decenni è di cruciale importanza.  Ma quali sono le differenze fra biogas e biometano e come si ottengono questi due combustibili?

Biogas

Il biogas è una miscela di metano, CO₂ e piccole quantità di altri gas prodotti dalla digestione anaerobica di materia organica in un ambiente privo di ossigeno, come H₂O, H₂S, NH₃ e silossani. La composizione precisa del biogas dipende dal tipo di materia prima e dal percorso di produzione; questi includono le seguenti tecnologie principali:

• biodigestori: sistemi ermetici (ad esempio serbatoi) in cui il materiale organico, diluito in acqua, viene scomposto da microrganismi naturali. I contaminanti e l'umidità vengono solitamente rimossi prima dell'uso del biogas;
• sistemi di recupero dei gas di discarica: la decomposizione dei rifiuti solidi urbani (RSU) in condizioni anaerobiche nelle discariche produce biogas. Questo può essere catturato utilizzando tubi e pozzi di estrazione insieme a compressori per indurre il flusso a un punto di raccolta centrale;
• impianti di trattamento delle acque reflue: questi impianti possono essere attrezzati per recuperare materia organica, solidi e nutrienti come azoto e fosforo dai fanghi di depurazione. Con un ulteriore trattamento, i fanghi di depurazione possono essere utilizzati come input per produrre biogas all’interno dei digestori anaerobici.

Un processo di trasformazione di biogas in biometano

Il contenuto di metano del biogas varia tipicamente dal 45% al ​​75% in volume, la maggior parte del resto è costituita da CO₂. Questa variazione significa che il contenuto energetico del biogas può variare; il potere calorifico inferiore (LHV) è compreso tra 16 e 28 megajoule per metro cubo (MJ/m3). Il biogas può essere utilizzato direttamente per produrre elettricità e calore o come fonte di energia per cucinare.

Gli impianti possono adottare un sistema di cogenerazione, che consente di recuperare il calore prodotto dai motori a gas per il riutilizzo industriale.

Biometano

Il biometano (definito anche BioSNG o Gas Naturale Rinnovabile) è totalmente sostitutivo del gas naturale fossile, in quanto ha un contenuto di metano superiore al 97%, ed è ottenibile da biomasse o rifiuti organici attraverso opportuni trattamenti biochimici o termochimici che lo rendono idoneo come vettore energetico o combustibile per il trasporto. I sistemi principali per produrlo sono:

- upgrading del biogas: questa tecnica rappresenta circa il 90% del biometano totale prodotto oggi nel mondo. Sul mercato sono però disponibili diverse tecniche per l'upgrading del biogas. Le quattro più consolidate sono:

• separazione a membrana;
• lavaggio con acqua;
• assorbimento con sostanze chimiche;
• adsorbimento a variazione di pressione;

- gassificazione termica della biomassa solida seguita da metanazione: la biomassa viene prima scomposta ad alta temperatura (tra 700-800°C) e alta pressione, in un ambiente a basso contenuto di ossigeno. In queste condizioni, la biomassa si converte in una miscela di gas, principalmente monossido di carbonio, idrogeno e metano (a volte chiamati collettivamente syngas). Per produrre un flusso puro di biometano, questo syngas viene pulito per rimuovere eventuali componenti acidi e corrosivi. Il processo di metanazione utilizza quindi un catalizzatore per promuovere la reazione tra l'idrogeno e il monossido di carbonio, con lo scopo di produrre metano. L'eventuale CO₂ o l’acqua rimanente viene poi rimossa alla fine del processo.

Biogas o biometano?

Pur essendo due prodotti diversi, la produzione e l'utilizzo di biogas e biometano è favorita da importanti vantaggi ambientali, quali la riduzione delle emissioni di GHG (oltre l'80%) con riferimento a quelle derivanti dall'utilizzo di combustibili fossili convenzionali, nonché il risparmio intrinseco di risorse energetiche non rinnovabili. Questi vantaggi appaiono ancora più ampi se si utilizzano tali fonti come carburante per i trasporti.

Il biogas può essere utilizzato come fonte energetica o per cucinare, mentre il biometano ha il vantaggio di poter essere impiegato sia nell’autotrazione, sia per soddisfare gli usi domestici e industriali.

In ogni caso, la produzione di biometano o di biogas offre uno scenario in cui le risorse vengono continuamente utilizzate e riutilizzate, trasformando i rifiuti organici in una risorsa energetica rinnovabile, dove è possibile soddisfare la crescente domanda di servizi energetici offrendo un beneficio ambientale.

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