Il biometano, ovvero metano “rinnovabile” prodotto attraverso la purificazione (o upgrade) di biogas, costituisce un’importante occasione di sviluppo economico, ambientale ed energetico per il nostro Paese.
Il trattamento di purificazione del biogas utilizzato per ottenere biometano presenta diversi vantaggi che possono ripagare la maggiore spesa energetica e l’aumento di complessità del processo. Tra i più importanti vi sono:
- l’utilizzo come biocombustibile per il settore dei trasporti al pari del gas naturale (o metano fossile);
- l’utilizzo come biocombustibile nel settore della generazione elettrica (soprattutto in sistemi cogenerativi o trigenerativi) impiegando le tecnologie già esistenti, diffuse e consolidate;
- lo sfruttamento della rete esistente del gas naturale per il trasporto capillare di tale combustibile.
Più in dettaglio, si definisce biometano un biogas che ha subito un processo di raffinazione per arrivare ad una concentrazione di metano pari ad almeno il 95%. Il biogas è prodotto attraverso la decomposizione biologica di sostanze organiche (biomasse) in assenza di ossigeno in un processo conosciuto come digestione anaerobica in ambiente controllato (all’interno di un digestore) o anche nelle discariche in seguito alla decomposizione dei rifiuti. Tra le principali materie prime utilizzabili nel processo di digestione anaerobica si trovano i reflui fognari e zootecnici, i rifiuti alimentari o le produzioni agricole dedicate.
La quantità di biogas prodotto, e la percentuale di metano contenuta nel biogas, dipendono sia dalla materia prima impiegata che dalla tecnologia di conversione utilizzata. Oltre al biogas il processo di digestione anaerobica produce come residuo finale il digestato, composto da una frazione solida e da una liquida. Tale sottoprodotto può trovare un’utile applicazione come fertilizzante organico in sostituzione di quelli chimici.
Il processo di generazione del biometano è perciò costituito essenzialmente da tre fasi [1]:
1) pre-trattamento: che comprende qualsiasi tecnica di selezione, triturazione e miscelazione della materia prima (rifiuto organico) per renderla più adatta possibile al digestore;
2) digestione: ovvero il processo principale durante il quale la sostanza organica è trasformata in biogas e digestato;
3) raffinazione: processo in cui il biogas grezzo è trasformato in un combustibile ad alto contenuto di metano (≥ 95%) eliminando la CO2 ed altre impurità e contaminanti.
La filiera del biogas-biometano permette di impiegare risorse rinnovabili nazionali provenienti dal settore agricolo e ambientale e risulta inoltre carbon negative. In particolare, in termini di emissioni dirette di CO2 il biometano emette il 20% in meno rispetto alla comune benzina e il 5% in meno rispetto al gasolio [1, 2]. Tuttavia, il vero vantaggio del biometano è evidente quando si considera l’intero ciclo di vita del combustibile, essendo la CO2 emessa a seguito della sua combustione rinnovabile.
Oltre agli indubbi vantaggi dal punto di vista ambientale, con particolare riferimento alla riduzione dei gas serra, la produzione e l’utilizzo di biometano permetterebbe:
- la riduzione della dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili; l’Italia, con una quota di 78 miliardi di metri cubi all’anno, è il secondo importatore al mondo di gas naturale. Il biometano potrebbe compensare il progressivo esaurimento del metano estratto in Italia, che rappresenta circa il 10% del fabbisogno.
- lo sviluppo dell’economia locale, in primo luogo nel settore agricolo;
- l’impiego di una fonte energetica sia rinnovabile che programmabile (biogas e biometano possono essere prodotti continuativamente e impiegati per compensare le indisponibilità delle fonti energetiche non programmabili, come l’eolico o il fotovoltaico).
- la massima flessibilità di utilizzo attraverso l’immissione in rete.
Le tecnologie attualmente disponibili consentono di garantire una qualità del biometano analoga a quella del gas naturale. Le esperienze internazionali, in Germania, Svezia, Paesi Bassi e Svizzera, evidenziano le potenzialità di tale tecnologia, indicandone i possibili utilizzi, i feedstock utilizzati e le tecnologie di upgrading maggiormente adottate.
Tuttavia, prima dell’immissione in rete il biometano ottenuto tramite upgrading del biogas deve essere sottoposto ad ulteriori trattamenti, (il cosiddetto “post treatment”). Tali operazioni si rendono necessarie per adeguare il biometano ottenuto alle caratteristiche del gas naturale presente in rete.
Il post treatment del biometano si articola in:
- condizionamento, tramite il quale viene eventualmente aggiunto propano per raggiungere il potere calorifico desiderato;
- odorizzazione, che consiste nell’aggiunta di una sostanza odorante grazie alla quale è possibile percepire eventuali perdite o fughe dal sistema di distribuzione;
- regolarizzazione della pressione, per adeguare la pressione del biometano a quella del gas naturale presente nella rete di distribuzione (questa operazione comporta costi elevati soprattutto nel caso in cui si tratti di immissione in condotte ad alta pressione, ovvero maggiori di 12 bar);
Molto importante, benché ad oggi ancora incompleto, risulta inoltre il quadro normativo che regola l’immissione di biometano nella rete esistente del gas naturale. Il Decreto Ministeriale del 5 Dicembre 2013 [3] ha definito le modalità e le tipologie di incentivazione del biometano, in attuazione delle linee guida contenute nel Decreto Legislativo del 3 marzo 2011, n. 28. Il provvedimento completa il quadro di promozione dell’energia da fonti rinnovabili derivanti dal recepimento della Direttiva RES (Direttiva 2009/28/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 23 aprile 2009) e promuove una forte spinta allo sviluppo derivante dalla valorizzazione energetica delle biomasse di origine agricola.
Più in dettaglio, il provvedimento prevede la possibilità di incentivare la produzione di biometano sia mediante l’utilizzo in impianti di cogenerazione, sia per l’utilizzo nel settore dei trasporti o l’immissione nella rete del gas naturale, servendosi degli strumenti già previsti dalla normativa vigente nei primi due casi e disciplinando un nuovo incentivo nell’ultimo caso, così come schematicamente riportato in Figura 1 [4].
Figura 1: Incentivi per il Biometano come da D. M. 5 Dicembre 2013 [4]
Tuttavia all’interno del presente Decreto non sono ancora state stabilite le linee guida relative alle caratteristiche chimiche e fisiche minime del biometano, con particolare riguardo alla qualità, l'odorizzazione e alla pressione del gas, necessarie per l'immissione nella rete del gas naturale. Ad oggi, per l’attuazione del meccanismo degli incentivi mancano ancora alcuni passaggi che l’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas dovrà definire. Tra questi, in particolare:
• le condizioni tecniche ed economiche per l'erogazione del servizio di connessione di impianti di produzione di biometano alle reti del gas naturale;
• le modalità della certificazione relativamente alla misurazione della quantità di biometano immesso nella rete del gas naturale.
In tale contesto si inquadra il progetto BIOMETHER (2013-2018) [2], progetto "Life+ [5]" coordinato da Aster con CRPA (parte scientifica) e SOL (impianti di upgrading) e cofinanziato dalla regione Emilia Romagna. Il progetto mira alla promozione ed alla sostituzione delle fonti energetiche fossili con fonti rinnovabili, in linea con gli obiettivi promossi dalla Comunità Europea entro il 2020.
Tra i risultati concreti che il progetto Biomether intende raggiungere vi sono [2]:
- l’adattamento e l’ottimizzazione della tecnologia di upgrading a membrane per biogas da discarica e biogas da fanghi di depurazione di acque reflue urbane;
- l’attivazione di due impianti dimostrativi di produzione di biometano per l’immissione diretta nella rete del gas naturale e per il rifornimento di veicoli;
- la valutazione dell’effettiva disponibilità di sottoprodotti agricoli ed agroindustriali, di scarti e rifiuti organici in Emilia-Romagna e dell’effettivo potenziale di produzione di biogas e biometano;
- la definizione di linee guida che sostengano l’amministrazione regionale nella progettazione della politica per lo sviluppo della filiera biometano;
- la quantificazione degli impatti della produzione di biometano, attraverso il monitoraggio delle caratteristiche della biomassa in ingresso, dell'efficienza del processo, dell'energia prodotta, delle emissioni di CO2 evitate, con un approccio basato sul ciclo di vita (LCA) al fine di sviluppare i criteri regionali per la sostenibilità della filiera.
Bibliografia
[1] Comitato Termotecnico Italiano –Bionett, Biometano, available on: http://www.cti2000.it/Bionett/SCHEDABiometano_ITA.pdf
[2] http://www.biomether.it/
[3] Ministero Dello Sviluppo Economico, Decreto 5 dicembre 2013- Modalità di incentivazione del biometano immesso nella rete del gas naturale. (GU Serie Generale n.295 del 17-12-2013)
[4] http://iesbiogas.it/it/incentivi-biometano/425
[5] Il programma LIFE è lo strumento finanziario dell'Unione Europea a supporto dei progetti legati a temi di tutela
ambientale e di conservazione della natura.
