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Indipendentemente dalla posizione sull'attuale cambiamento climatico antropogenico, la maggior parte concorderà sul fatto che la combustione di combustibili fossili — petrolio, carbone e gas naturale, r.g. — rilascia sostanze chimiche nocive nell'aria. Anche se i loro effetti sulla stabilità atmosferica sono marginali, rappresentano comunque un rischio per la salute respiratoria di tutti coloro che vivono e respirano. Questa sola ragione dovrebbe stimolare la ricerca e lo sviluppo di fonti energetiche alternative. Naturalmente, tali studi sono in corso con l'espansione dell'uso dell'energia solare ed eolica. Mentre questi mezzi dipendono dal tempo, il biogas è una fonte di energia costante e illimitata.
Una legge naturale immutabile è che le entità biologiche muoiono e — quando muoiono — si decompongono. In breve, la loro sostanza viene scomposta in composti ed elementi costituenti. Questo avviene in presenza di ossigeno o in sua assenza. Quando foglie cadute, carcasse di animali, defecazioni, rami di alberi morti, erba compostata o sottoprodotti di scarto alimentare vengono interrati, si decompongono anaerobicamente, cioè dove non è disponibile ossigeno. Questo processo, chiamato digestione anaerobica, permette a certi batteri di agire sulla materia organica in modo da culminare con il rilascio di metano (CH₄). Come i combustibili fossili, il metano può essere bruciato per produrre energia. A differenza di quello proveniente da combustibili geologici, tuttavia, il metano da biogas è a emissioni zero di carbonio, cioè non aggiunge nuova anidride carbonica (CO₂) nell'atmosfera. La produzione di biogas non è affatto un'impresa nuova per l'uomo — uno dei primi impianti di biogas da acque reflue su larga scala fu stabilito in Gran Bretagna nel 1911.
La crosta terrestre intrappola il carbonio impedendogli di entrare nell'atmosfera. Solo quando la crosta viene perforata per l'estrazione mineraria e energetica, il carbonio viene rilasciato, specialmente quando tali prelievi geologici vengono bruciati nel processo di produzione di energia. In questo caso, la CO₂ che altrimenti rimarrebbe racchiusa nella terra si aggiunge alla CO₂ nell'atmosfera. Al contrario, la CO₂ dalla materia organica in decomposizione verrebbe naturalmente rilasciata — sia aerobicamente che anaerobicamente — durante la decomposizione, sia che venga utilizzata come biogas o meno. Pertanto, non viene calcolata anidride carbonica aggiuntiva.
La produzione di biogas è così diversificata in scala e applicazione che identificare un progetto biogas "tipico" è difficile. Le variazioni di dimensioni, scopo e substrato — cioè la classe di materiale organico utilizzata per la digestione — sono numerose. Un'azienda agricola potrebbe impiegare la digestione anaerobica del letame animale per auto-alimentarsi e magari vendere l'elettricità in eccesso a un'utenza regionale. Un impianto di trattamento delle acque può ugualmente digerire materiale fognario per la propria elettricità. Una famiglia può usare il proprio compost e gli scarti alimentari per cucinare e riscaldare la casa. Nonostante tutte le modalità utilizzate dai produttori di biogas, ci sono alcuni elementi comuni tra gli impianti di biogas più grandi. Ciascuno possiede un metodo e mezzi di accumulo e gestione del substrato. Il digestore anaerobico è il fulcro di qualsiasi impianto allestito da un'azienda di biogas. Una volta separato, il biogas viene raccolto e purificato da eventuali composti o elementi che ne compromettono l'efficienza. Nel frattempo, ciò che resta del substrato — ora chiamato digestato — viene raccolto per un uso successivo come fertilizzante e/o lettiera per animali.
Come fa un'azienda di biogas a entrare nel business dell'energia? La conversione del metano di origine organica in elettricità funge da metodo ecologicamente valido per alimentare case, aziende e infrastrutture. Una cella a combustibile può trasformare l'energia chimica del biogas, con l'aiuto dell'ossigeno, in elettricità. Tuttavia, questa tecnologia rimane alquanto proibitiva in termini di costi. Il caso più comune è quando il biogas alimenta un generatore elettrico tramite combustione, dove il calore produce la coppia che fa ruotare il motore. Questa energia meccanica stimola un nucleo di ferro all'interno di un magnete che crea corrente elettrica.
La produzione di combustibile per trasporti da metano di origine organica è di interesse sia per una startup di biogas che per le principali aziende del settore. Infatti, i combustibili "verdi" sono al centro di molta ricerca e sviluppo. Affinché possa essere trasportato e immagazzinato in modo efficiente per un uso successivo nei veicoli, il biogas deve essere compresso. Prima di questo processo, il biogas viene purificato dalla sua CO₂ e da contaminanti come il solfuro di idrogeno, i quali riducono la densità energetica del biogas. La condensazione del gas a pressioni fino a 5.000 libbre per pollice quadrato rende più facile la conservazione e il trasferimento da un luogo all'altro.
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