Il biometano è un combustibile al 100% rinnovabile. Alleato strategico per la transizione energetica dei territori, può essere utilizzato in modo del tutto simile al gas naturale. L’Italia vanta la seconda filiera europea di biometano e biogas, nel comparto agricolo.
Approfondiamo quindi in che modo viene prodotto il biometano, in che modo l’Italia e nello specifico la Lombardia possono trarre beneficio dalla sua produzione e quali sono i possibili impieghi di una delle fonti rinnovabili più promettenti, come potrà dimostrare la BioPiattaforma, che dedicherà una delle sue linee produttive alla trasformazione in biometano dei rifiuti urbani umidi.
Dal biogas al biometano, verso una economia circolare
Il biometano è un combustibile, catalogabile tra le fonti rinnovabili, ricavato dalla purificazione del biogas. In seguito a specifici trattamenti chiamati upgrading, come sarà approfondito, può essere compresso e immesso nella rete di distribuzione.
La produzione di biometano contribuisce ad affrontare una serie di sfide critiche della contemporaneità:
- trasformare in risorsa i rifiuti organici prodotti nelle città;
- ridurre le emissioni globali di gas serra (GHG);
- ridurre la dipendenza dei territori dai combustibili di origine fossile come il petrolio.
La quantità di rifiuti prodotta dalle società moderne tende ad aumentare costantemente e tra questi rifiuti il 35,5%, stando ai dati ISPRA, è rappresentato proprio dai rifiuti organici. La BioPiattaforma presente a Sesto San Giovanni, grazie alla sua linea per il trattamento dell’umido, sarà in grado di produrre biometano, trasformando la frazione organica in risorsa ad alto valore ed evitandone l’abbandono in discarica.
Utilizzato in forma liquida il biometano, con il nome di bio-GNL, può contribuire a una riduzione delle emissioni di gas serra fino al 121,6% secondo i dati di uno studio CNR-Iia, favorendo la transizione energetica dei territori.
La BioPiattaforma, con i suoi 242 mc/h di produzione di biometano, renderà inoltre il territorio interessato più indipendente, dal punto di vista energetico, da combustibili fossili anche di provenienza estera. A livello nazionale, il 92,6% del metano complessivamente impiegato viene infatti reperito al di fuori dell’Italia secondo i dati della European Gas Association.
Vantaggi della trasformazione in biometano dei rifiuti organici
In natura il materiale organico si degrada attraverso processi di decomposizione aerobica o decomposizione anaerobica a seconda della presenza, o meno, di ossigeno. La decomposizione avviene per mezzo di microrganismi.
Nelle discariche la decomposizione dei rifiuti organici genera biogas e percolato. Il biogas è una miscela composta prevalentemente di anidride carbonica e metano. E proprio il metano determina un effetto climalterante, che nel breve termine può essere più impattante rispetto all’effetto dell’anidride carbonica fino a 20, 30 volte.
Il Sole emette radiazioni (ultraviolette e infrarosse) verso la Terra. Il 70% delle radiazioni è assorbito da oceani, terreno e atmosfera che in un secondo momento liberano queste radiazioni sotto forma di energia termica. Il metano assorbe e trattiene queste radiazioni. Risulta così alterato l’equilibrio tra radiazioni in entrata e radiazioni in uscita. Anche la temperatura media del pianeta risulta alterata.
Il percolato, il secondo prodotto della decomposizione dei rifiuti organici, necessita di adeguata gestione altrimenti può contaminare in modo pesante le falde acquifere oltre ai corpi idrici recettori, ovvero formazioni di superficie come laghi, canali, fiumi, torrenti, bacini artificiali.
Una più corretta gestione dei rifiuti organici, si veda il caso delle trasformazioni offerte da impianti come la BioPiattaforma, permette di valorizzarli annullando i potenziali effetti nocivi dell’abbandono in discarica.
Con quali processi viene realizzato il biometano
Il biometano è un gas rinnovabile al 100%. Viene ottenuto dal biogas che proviene dalla digestione anaerobica di biomasse. Le biomasse, ovvero materiale organico vegetale o animale destinato alla generazione di energia, possono essere ricavate da:
- FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani), ciò che chiamiamo comunemente
“umido” o “rifiuti organici” - scarti agroindustriali come vinacce, buccette di pomodoro o residui che derivano
dall’avicultura - fanghi di depurazione, la parte di materia solida presente nelle acque reflue sia urbane che
extraurbane - sottoprodotti agricoli come paglie di cereali, steli e foglie
- effluenti zootecnici, gli scarti liquidi e solidi che provengono dagli allevamenti di animali da
fattoria e domestici.
Le biomasse, digerite da due tipi di batteri (mesofili e termofili), determinano come sottoprodotto proprio il biogas, che per essere trasformato in biometano attraversa tre fasi:
- la prima fase è l’upgrading, che permette di rimuovere impurità, CO2 e umidità, ottenendo
del biometano puro in forma gassosa - la seconda fase è la liquefazione, nella quale il biogas raggiunge la temperatura di
condensazione all’interno di un liquefattore - nella terza fase si verificano stoccaggio e commercializzazione. Sono usati serbatoi
criogenici per lo stoccaggio, mentre la distribuzione ai fini commerciali avviene con
autocisterne criogeniche al pari del gas naturale.
Dal biogas, che è una miscela di metano compreso tra il 45% e il 75% e di CO 2 , viene quindi prodotto il biometano, una fonte di metano quasi pura e sostanzialmente indistinguibile dal gas naturale, come spiega la IEA.
Quali sono le caratteristiche del biometano
Il biometano si caratterizza per:
- flessibilità, perché il biometano può essere impiegato per tutti gli usi elettrici, in qualità di
combustibile. Può essere adoperato come carburante nel comparto dei trasporti oppure
nella produzione di fertilizzanti; - programmabilità, perché sfrutta le infrastrutture esistenti per stoccaggio e trasporto, ed è
totalmente assimilabile al gas naturale; - efficienza, vista la sua convertibilità in energia elettrica e la sua utilizzazione in un contesto
di generazione distribuita, termine con il quale si intende l’insieme degli impianti che
generano energia elettrica con una potenza nominale inferiore ai 10 MVA; - sostenibilità, la caratteristica forse di maggior valore del biometano, fonte del tutto
rinnovabile e considerabile neutra dal punto di vista delle emissioni, perché prodotto per
mezzo del deperimento di materiale organico e di scarti che in ogni caso determinerebbero
emissioni.
Il biometano in Europa
Attualmente in Europa ci sono 1.023 impianti di produzione di biometano, secondo lo Statistical Report sul Biogas 2022 della European Gas Association.
Nuovi impianti di biometano vengono costruiti in Europa con ritmo esponenziale. Solo negli ultimi 18 mesi sono state avviate poco meno di 300 nuove unità. Rispetto al precedente studio dell’European Gas Association del 2020, l’Europa ha oggi il 40% in più di impianti di biometano.
I Paesi con il maggiore incremento del numero di impianti sono Francia, Italia e Danimarca. Questa veloce implementazione delle tecnologie del biometano potrà imprimere un’accelerazione alla decarbonizzazione dell’Unione Europea.
I numeri della Lombardia
In un contesto in cui l’Italia vanta circa 2000 impianti per la produzione di biogas, posizionandosicome secondo Paese produttore di biogas in Europa e quarto produttore al mondo, la Lombardia si distingue con i suoi 500 impianti dedicati al biogas.
Alcuni di questi impianti sono già predisposti anche per la produzione di biometano e potranno contribuire alla decarbonizzazione del territorio regionale. Lo stesso vale per i 5 impianti per la valorizzazione energetica del biogas da fanghi da depurazione gestiti da Gruppo CAP, gestore del servizio idrico integrato della Città metropolitana di Milano. Si tratta di strutture che entro la fine del 2022 potrebbero arrivare a produrre oltre 10 milioni di metri cubi di biogas, da cui ricavare 5 milioni di metri cubi di biometano.
Al valore generato da questi impianti si aggiungeranno le opportunità offerte dalla BioPiattaforma che aprirà la sua prima linea produttiva nell’autunno 2022.
Quali sono i possibili impieghi del biometano?
L’Italia, si accennava, è in una situazione privilegiata in ambito non solo europeo. Il CIB, Consorzio Italiano Biogas, ha reso noto come la produzione di biometano per il 2026 potrebbe superare i 4 miliardi di metri cubi, se le misure previste nel PNRR fossero immediatamente attuate.
Questa produzione può essere destinata agli impieghi del biometano:
- per la produzione dell’energia elettrica, a vantaggio dei cittadini e del comparto
industriale; - per la produzione dell’energia termica, tanto per le utenze industriali quanto per le utenze
domestiche; - in ambito di autotrazione: il biometano può essere usato come carburante per
l’alimentazione dei veicoli a motore, siano essi veicoli commerciali, veicoli pesanti o
automobili.
L’impegno di ZeroC e Gruppo CAP per la produzione di biometano attraverso la
BioPiattaforma
ZeroC e Gruppo CAP contribuiranno allo sviluppo della BioPiattaforma. Due le linee produttive previste: la prima per trattare i fanghi derivanti dalla depurazione delle acque così da produrre energia termica e fertilizzanti, la seconda per la produzione di biometano dai rifiuti urbani umidi.
La BioPiattaforma è un progetto di simbiosi industriale a zero emissioni di CO 2 di origine fossile che si colloca in un’ottica di economia circolare. Simbiosi industriale generata dalla riconversione dell’impianto di trattamento dei rifiuti solidi, a Sesto San Giovanni, e del vicino impianto di depurazione delle acque.
Il progetto BioPiattaforma è circolare per due aspetti:
- la riconversione di due biodigestori dell’impianto di termovalorizzazione e dell’impianto di
trattamento delle acque reflue già esistenti; - la trasformazione in biometano, per mezzo della BioPiattaforma, a partire dai rifiuti umidi
urbani.
L’impianto valorizzerà 30.000 tonnellate/anno di rifiuti umidi (FORSU) provenienti da sei Comuni soci di ZeroC (Cinisello Balsamo, Cologno Monzese, Cormano, Pioltello, Segrate, Sesto San Giovanni) nonché 65.000 tonnellate/anno di fanghi umidi interamente prodotti dai depuratori di Gruppo CAP.
La FORSU verrà trattata attraverso un processo di digestione anaerobica che - una volta entrato a regime - permetterà di produrre oltre 240 mc/h di biometano, in grado di alimentare 2.800 vetture con un percorso di 15.000 km annui per ogni vettura.