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?
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:
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.
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:
- 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.
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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