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Il termine energia rinnovabile è inteso a creare un contrasto con i combustibili fossili. Prodotto da piante morte e carcasse animali che si sono trasmutate sotto la pressione di roccia e sedimenti per milioni di anni, il combustibile fossile impiega ovviamente molto tempo a formarsi. L'energia rinnovabile, d'altra parte, viene catturata rapidamente ed è molto più facilmente reintegrabile. Esempi di fonti rinnovabili includono vento, energia idroelettrica, solare e biomassa. Come i combustibili fossili, la biomassa è essenzialmente materia organica. A differenza di petrolio greggio, carbone e gas naturale, tuttavia, la biomassa non ha bisogno di evolversi per millenni. Può produrre energia rinnovabile da biogas in un tempo molto breve.
Un aspetto particolare — o peculiare? — positivo per quanto riguarda la biomassa è che essa è quasi sempre composta da materiale di scarto che altrimenti verrebbe semplicemente eliminato. La gestione dei rifiuti è un settore che si prevede supererà il mezzo miliardo di dollari nel 2025. Le città stanno costantemente riprogettando schemi per i rifiuti urbani, mentre gli agricoltori hanno a lungo sofferto per l'eccesso di letame, spesso ricorrendo al pagamento per smaltirlo. Eppure il concetto di rifiuto assume un nuovo significato quando il suo potenziale energetico viene messo in gioco. Se opportunamente lavorata e utilizzata, gran parte di sporcizia, scarti, fanghi e residui può contribuire a migliorare la qualità dell'aria, del suolo e delle acque.
Il biogas è l'effluvio che ora può essere convertito in elettricità e alimentare veicoli, così come altre attrezzature pesanti. Carbon neutral, non è implicato nel riscaldamento globale o nei cambiamenti climatici. La cosa migliore è che, finché le persone mangeranno e consumeranno; finché piante e fauna selvatica moriranno e si decomporranno; e finché il bestiame defeca, ci sono poche possibilità che esauriremo mai la biomassa, garantendo così una fornitura abbondante e continua di biogas. La digestione anaerobica è il processo attraverso il quale la materia organica viene scomposta in diverse fasi. Quando la biomassa viene isolata da tutto l'ossigeno, si formano batteri che disintegrare la materia organica, prima in zuccheri semplici, amminoacidi e acidi grassi. Un'ulteriore fermentazione produce acidi grassi volatili, ammoniaca, anidride carbonica (CO₂) e idrogeno solforato. Segue il rilascio di acido acetico che precede la formazione di metano (CH₄), CO₂ e acqua. Il CH₄ e la CO₂ sono i costituenti primari che compongono il biogas rinnovabile.
Quando il gas entra in contatto con sorbenti a carbonio solido, i composti indesiderati vengono estratti dal biogas, lasciandolo in una forma che non minaccia né la salute pubblica né le infrastrutture coinvolte nel trasporto e nello stoccaggio. A questo punto, questo gas molto sostenibile può essere iniettato nelle condotte di gas naturale proprio come il gas naturale di origine geologica. In un senso molto reale, il biogas funge da gas naturale rinnovabile o gas RNG. Il gas RNG presenta numerosi vantaggi rispetto alla sua controparte proveniente dalla crosta terrestre. Il gas naturale, sebbene meno inquinante di carbone e petrolio, rilascia comunque CO₂ nell'atmosfera, mentre il biogas non aggiunge carbonio netto alla combustione. Inoltre, le riserve di gas naturale, sebbene abbondanti, non mantengono la promessa di una sostenibilità infinita del gas naturale come fa il biogas.
L'energia rinnovabile da gas naturale che è il biogas ha numerose applicazioni pratiche, la principale delle quali è la generazione di elettricità. Come forma di energia chimica, il biogas combusto muove turbine meccaniche che, successivamente, alimentano generatori per produrre elettricità. Tale attività può operare su piccola scala — ad esempio, un'azienda agricola — o in contesti più ampi come gli impianti di trattamento delle acque reflue comunali. Il biogas da letame animale può essere lavorato in grandi volumi; la cenere residua — il digestato — è un nutriente per il suolo ancora più efficace del letame grezzo. Non vanno dimenticati i veicoli da trasporto come automobili, camion e autobus. Infatti, in Svezia un treno alimentato a biogas è in funzione da oltre 15 anni.
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