Biogas: quali sono le caratteristiche e i vantaggi di questa fonte di energia economica ed ecologica

Cos’è il biogas

Il biogas è un gas naturale che  deriva dalla fermentazione anaerobica di biomasse di varia origine. Esso è costituito principalmente  da metano (il biometano appunto) ed anidride carbonica, oltre a piccole quantità di idrogeno solforato  e ammoniaca.

Il biogas può contenere anche altre sostanze in misura variabile a seconda del tipo di sostanza organica utilizzata come biomassa e del processo utilizzato; come è facile intuire infatti, il biogas proveniente da biomasse vegetali è differente da quello prodotto da sostanze di origine animale o da rifiuti.

Quali biomasse possono essere utilizzate per la produzione di biogas

Le biomasse sono definite dalla normativa  come “la parte biodegradabile dei prodotti residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze animali e vegetali) e dalla silvicoltura e da industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani” (DLgs 387/03, art. 2, comma 1, lettera A).

Nello specifico, possono essere utilizzati gli scarti originati dai settori:

  • zootecnico (deiezioni solide e liquide degli allevamenti)
  • agroindustriale (scarti della lavorazione e trasformazione dei prodotti agricoli e animali)
  • produzione agricola (potature e residui colturali dal settore orto frutticolo e dei seminativi)

a cui si aggiungono

  • la frazione organica dei rifiuti solidi organici (FORSU)
  • colture dedicate (i cosiddetti insilati, di mais, triticale, sorgo, segale)

A seconda delle biomasse utilizzate varia anche il tipo di trattamento applicato prima e dopo la il processo di produzione del biogas.

Come si produce il biogas: la digestione anaerobica e come funziona un impianto a biogas

La fermentazione (digestione) anaerobica si ha quando, in assenza di ossigeno, una sostanza organica viene trasformata in biogas, costituito principalmente da metano e anidride carbonica.
Si tratta di un procedimento biochimico che sfrutta l’azione di diversi gruppi di microrganismi presenti in natura in grado di trasformare la sostanza organica prima in acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno, e poi in metano.
La percentuale di metano nel biogas può variare  da un minimo del 50% fino all’80% circa, a seconda della biomassa usata e delle condizioni in cui avviane la digestione.

Bisogna sapere che si tratta di un processo che:

  • necessita di un ambiente ottimale, con  pH intorno a 7-7,5, e una  temperatura  che deve asssestarsi intorno  ai 35°C (con i batteri mesofili) o ai 55°C (se si utilizzano i batteri termofili)
  • richiede un periodo relativamente lungo, tra 14 e 30 giorni con i batteri mesofili, mentre 14-16 giorni con quelli termofili

La tecnologia e le strutture che compongono gli impianti di biogas possono variare a seconda della/e biomassa/e utilizzata/e, in generale però un impianto di biogas si compone di:

  • uno o più serbatoi in  cui viene stoccata la biomassa, dove in genere viene anche miscelata e pretrattata per prepararla alla fase della fermentazione vera e propria
  • uno o più fermentatori (digestori) aerobici, ermeticamente chiuso e coibentato, in cui il “digerito” precipita nella parte inferiore, mentre il biogas gorgoglia verso la parte superiore del digestore
  • un serbatoio di stoccaggio del digerito e meteriali residui della digestione
  • un serbatoio finale di stoccaggio del biogas, da cui può essere prelevato per essere usato com combustibile in una centrale a biogas, ad esempio un impianto di cogenerazione (link all’articolo sugli impianti di cogenerazione a biogas).

Vantaggi del biogas

Il biogas presenta dei vantaggi significativi:

  • sfrutta materiale “di scarto” largamente disponibile per produrre un ottimo combustibile in loco, riducendo quindi al tempo stesso l’impatto ambientale derivante dal trattamento dei rifiuti e  quello causato dall’approvigionamento e dalla distribuzione dei tradizionali combustibili fossili
  • permette di ridurre le emissioni di anidride carbonica, dato che la combustione del biogas non genera anidride carbonica aggiuntiva rispetto a quella che già era stata utilizzata in precedenza dalle piante o dagli animali che costituiscono la biomassa di partenza, al contrario di quanto accade con la combustione fossile
  • la biomassa residua dopo la digestione anaerobica è un eccellente fertilizzante
  • riduce la diffusione libera del metano emesso naturalmente durante la decomposizione animale e vegetale, che ha comunque un impatto negativo sull’ambiente.

Per un approfondimento su come è possibile sfruttare il biogas per generare energia termica ed elettrica clicca qui.