Negli ultimi anni, il biogas e il biometano sono diventati elementi chiave nella transizione energetica, offrendo soluzioni sostenibili per ridurre l'uso di combustibili fossili e le emissioni di gas serra.
Sono state emanate diverse direttive europee, come la Direttiva (UE) “RED III”, che favoriscono la decarbonizzazione e prevedono misure e incentivi a sostegno della transizione energetica.
Ma quali sono le differenze tra biogas e biometano? Come vengono prodotti e quale impatto hanno, anche in termini di potere calorifico, nella transizione verso un futuro energetico più pulito?
Il biogas è una miscela di metano, anidride carbonica (CO2) e tracce di altri gas, come l'acqua (H2O), il solfuro di idrogeno (H2S), l'ammoniaca (NH3) e i silossani, generata attraverso la digestione anaerobica di materia organica in assenza di ossigeno. La composizione specifica del biogas varia in base al tipo di materia prima utilizzata e al processo di produzione adottato.
Le principali tecnologie per la produzione di biogas comprendono:
Un processo di trasformazione di biogas in biometano
Il contenuto di metano nel biogas oscilla tipicamente tra il 45% e il 75% in volume, con la maggior parte della restante composizione costituita da anidride carbonica (CO2). Questa variazione influisce direttamente sul contenuto energetico del biogas. Il potere calorifico del biogas (LHV) si colloca tra 16 e 28 megajoule per metro cubo (MJ/m³).
Il biogas può essere utilizzato in diversi modi: per produrre elettricità e calore, oppure come fonte di energia per la cottura. Inoltre, gli impianti possono implementare un sistema di cogenerazione, che permette di recuperare il calore generato dai motori a gas per un riutilizzo industriale efficiente.
Il biometano, noto anche come BioSNG o Gas Naturale Rinnovabile, è un'alternativa completamente sostenibile al gas naturale fossile, grazie a un contenuto di metano superiore al 97%.
Il biometano può essere ottenuto da biomasse o rifiuti organici attraverso trattamenti biochimici o termochimici, rendendolo un vettore energetico ideale per il trasporto e altre applicazioni. I sistemi principali per produrlo sono:
1. Upgrading del biogas: questa tecnica rappresenta circa il 90% della produzione totale di biometano a livello mondiale. Sul mercato sono disponibili diverse soluzioni per l’upgrading, con quattro tecniche consolidate tra cui:
Per approfondire il processo di upgrading del biogas in biometano, ti invitiamo a leggere il nostro articolo “Upgrading del biogas in biometano: un caso studio con video”.
2. 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.
È importante distinguere tra il biometano ottenuto da biomassa generica e il biometano avanzato, che deriva esclusivamente da specifiche materie prime non alimentari, come previsto dal Decreto Legislativo n. 199/2021.
La produzione e l'utilizzo di biogas e biometano, pur essendo due prodotti distinti, presentano notevoli vantaggi ambientali, tra cui la riduzione delle emissioni di gas serra (GHG) superiore all'80% rispetto ai combustibili fossili tradizionali, oltre a un significativo risparmio di risorse energetiche non rinnovabili. Tali benefici sono ancora più evidenti quando queste fonti vengono utilizzate 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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