Biogas
Il versatile riciclatore di rifiuti con un'elevata dipendenza dalle risorse
Il biogas è una fonte di energia rinnovabile prodotta attraverso la fermentazione di materiali organici. I materiali di partenza includono rifiuti animali, residui vegetali, rifiuti alimentari e fanghi di depurazione. La digestione anaerobica è un processo naturale in cui i microrganismi decompongono i materiali organici in assenza di ossigeno.
Durante questo processo, i microrganismi producono metano e anidride carbonica come prodotti finali. Il metano è il componente principale del biogas e può essere utilizzato come combustibile per generare calore ed elettricità o come carburante per i veicoli. Il biogas ha il vantaggio di emettere meno gas a effetto serra rispetto ai combustibili fossili come il gas naturale o il carbone. Ciò è dovuto al fatto che il biogas viene prodotto da rifiuti organici già presenti nell’ambiente.
Gli impianti di biogas sono spesso utilizzati nelle aziende agricole, negli impianti di trattamento delle acque reflue o in siti con molti rifiuti organici. Riducendo la quantità di rifiuti, danno un importante contributo all’ambiente e possono anche fornire una fonte di energia sostenibile.
Fabbricazione
Il processo di produzione prevede la fermentazione anaerobica. Il materiale organico viene convertito in biogas attraverso la fermentazione. Questo processo non solo è un modo sostenibile di generare energia, ma contribuisce anche a ridurre i rifiuti.
Materiale organico: In primo luogo, il materiale organico come i rifiuti animali, i residui vegetali, gli scarti alimentari e i fanghi di depurazione viene raccolto e triturato negli impianti di biogas per aumentarne la superficie. Questo favorisce il processo di decomposizione da parte dei microrganismi.
Fermentazione: Il processo di fermentazione anaerobica avviene quindi in un fermentatore o reattore ermetico. Questo contenitore contiene microrganismi speciali che elaborano il materiale preparato in assenza di ossigeno e decompongono i materiali organici. I componenti principali di questa produzione sono il metano e l’anidride carbonica. Questi gas si raccolgono nel serbatoio e formano il biogas.
Ritiro e utilizzo: Il gas viene estratto dal fermentatore con uno speciale processo di estrazione. Può già essere utilizzato per generare calore ed elettricità in impianti di cogenerazione. Una volta purificato, può anche essere immesso nella rete del gas naturale o utilizzato come carburante per i veicoli.
Sottoprodotti: Dopo la fermentazione, rimangono dei residui che hanno un alto contenuto di sostanze nutritive. Sono quindi particolarmente adatti come preziosi fertilizzanti per l’agricoltura.
Stoccaggio e trasporto
Esistono diversi metodi per lo stoccaggio del biogas. Per consentirne l’utilizzo, il biogas viene normalmente stoccato in appositi serbatoi o strutture di stoccaggio. Soprattutto quando la domanda è fluttuante o la produzione è irregolare.
- Serbatoi di stoccaggio del gas: Questi serbatoi immagazzinano gas a pressione normale e sono realizzati in acciaio, cemento o altri materiali.
- Accumulatore ad alta pressione: Con questo metodo, il biogas viene stoccato ad alta pressione in speciali serbatoi pressurizzati. Ciò significa che è possibile immagazzinare più biogas in uno spazio più piccolo. Questi serbatoi ad alta pressione sono molto adatti per il trasporto su lunghe distanze o per l’uso come carburante per i veicoli.
- Tetti a bolla: Esistono impianti di biogas che utilizzano i cosiddetti tetti a bolla sopra i fermentatori per immagazzinare temporaneamente il biogas. Questi tetti sono fatti di materiali flessibili come la pellicola di plastica e si espandono per adattarsi al volume. Non appena il biogas è necessario, può essere scaricato dai tetti.
Fattori come la quantità da trasportare, la distanza tra i siti di produzione e di consumo, le leggi e i regolamenti influenzano fortemente la modalità di trasporto.
- Trasporto in condotta: Questi veicoli sono dotati di serbatoi pressurizzati e possono trasportare il biogas in forma liquida o ad alta pressione. Questo metodo è adatto per le brevi distanze o per rifornire luoghi non collegati tramite condutture.
- Bottiglie o cilindri: Un metodo adatto al trasporto di piccole quantità. Questo metodo è spesso utilizzato per rifornire laboratori di ricerca, piccole aziende o consumatori privati.
Vantaggi e svantaggi del biogas
Vantaggi:
· Fonte di energia rinnovabile: Biogas wird aus organischen Materialien wie landwirtschaftlichen Abfällen, tierischen Exkrementen und organischen Abfällen hergestellt, was es zu einer erneuerbaren Energiequelle macht.
· Rispetto dell’ambiente: Rispetto ai combustibili fossili come il carbone e il gas naturale, la combustione del biogas produce meno gas a effetto serra come l’anidride carbonica e il metano. Ciò riduce l’impatto negativo sui cambiamenti climatici.
· Riduzione dei rifiuti: L’utilizzo della biomassa per la produzione di biogas contribuisce a ridurre gli sprechi, riciclando i rifiuti organici e convertendoli in una fonte di energia.
· Generazione di energia decentralizzata: Gli impianti di biogas possono essere gestiti a livello locale e consentono quindi la generazione decentrata di energia, riducendo la dipendenza dalle reti elettriche centralizzate.
- Utilizzio dei materiali residui: Il biogas può essere prodotto da una varietà di materiali organici, tra cui residui agricoli, scarti alimentari e acque reflue, il che favorisce l’utilizzo dei residui.
Svantaggi:
· Dipendenza: La disponibilità di biomassa può variare a seconda del luogo e della stagione, causando una maggiore dipendenza, che può portare a fluttuazioni nella produzione di biogas.
· Sfide tecniche: La produzione efficiente di biogas richiede impianti e tecnologie speciali che possono richiedere elevati costi di investimento e competenze tecniche.
· Odori molesti: Il trattamento dei materiali organici per la produzione di biogas può essere associato a odori sgradevoli, soprattutto se i sistemi non sono sottoposti a una manutenzione o a un funzionamento adeguati.
· Emissioni di metano: Durante la produzione e lo stoccaggio del biogas, possono verificarsi emissioni di metano, un potente gas serra.
· Concorrenza con la produzione alimentare: In alcuni casi, l’uso della biomassa per la produzione di biogas potrebbe entrare in competizione con la produzione alimentare, soprattutto se i terreni agricoli vengono utilizzati per la coltivazione di colture energetiche.
Prospettiva
Nel complesso, le prospettive future per il biogas sono molto buone, poiché le energie rinnovabili e le soluzioni sostenibili per ridurre le emissioni di gas serra stanno diventando sempre più importanti. Il biogas potrebbe anche svolgere un ruolo importante nel bilanciare le fluttuazioni della produzione di elettricità da energia eolica e solare.