Oggi l’enorme interesse per le energie rinnovabili sta portando a un crescente sviluppo degli impianti di produzione biogas e in particolare per il biometano. Come tutte le innovazioni – perché di questo stiamo parlando – anche gli impianti di biometano (e di biogas) sono spesso oggetto di domande, dubbi e molta confusione per una diffusa misinformazione.
Per questo siamo qui a spiegare, con questi contributi, perché non dobbiamo temerli, ma auspicarne una diffusione purché sinergica con il territorio di insediamento.
Queste fonti energetiche sfruttano la digestione anaerobica di materiali organici e rappresentano un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili. Il biometano, in particolare, offre il vantaggio di poter essere immesso nella rete di distribuzione del gas naturale e utilizzato come biocarburante per il settore dei trasporti.
I Biocarburanti sono ottenuti da materie prime di origine agricola. A differenza dei carburanti tradizionali, che derivano da combustibili fossili, hanno il vantaggio di provenire da materie prime rinnovabili e ubiquitarie, e il loro consumo non implica incrementi della CO2 atmosferica.
In questo articolo analizzeremo nel dettaglio la definizione e le differenze tra queste due soluzioni energetiche, approfondendo le tecnologie di upgrading, i vantaggi e gli aspetti normativi. Attenzione: Qui parleremo solo di biogas e biometano agricoli! Ciò che a noi interessa.
Cos’è il biogas agricolo?
Il biogas è una miscela gassosa composta principalmente da metano (CH4) e anidride carbonica (CO2), prodotta dalla fermentazione anaerobica di scarti organici, letame, scarti agroindustriali e biomasse. Questo processo avviene all’interno di (bio)digestori, impianti specificamente progettati per ottimizzare la decomposizione della materia organica da parte di batteri anaerobici, che vivono cioè senza presenza di ossigeno.
Componenti principali del biogas:
- Metano (40-70%): principale componente energetico utilizzabile per la produzione di energia.
- Anidride carbonica (25-45%): gas inerte che non contribuisce alla produzione energetica.
- Altri gas minori: tracce di idrogeno solforato (H2S), ammoniaca (NH3) e composti volatili.
Il biogas, come noto, può essere utilizzato direttamente per la produzione di energia elettrica e termica tramite dei motori endotermici a ciclo otto, normalmente cogeneratori, oppure può essere sottoposto a un processo di purificazione per ottenere biometano e altri prodotti.
Cos’è il biometano agricolo?
Il biometano, quindi, è un gas rinnovabile ottenuto dalla raffinazione del biogas, con un contenuto di metano superiore al 98%, simile a quello del gas naturale fossile. Per raggiungere questo livello di purezza, il biogas grezzo deve essere sottoposto a processi detti di “upgrading”, atti a rimuovere principalmente la CO2, quindi il vapore acqueo e altri composti indesiderati.
I processi di upgrading, ai quali ci riferiamo in generale, sono principalmente di 5 tipologie, ma possiamo incontrare sistemi che ne sono una combinazione.
- Lavaggio fisico con acqua pressurizzata: rimuove CO2 e H2S grazie alla differente solubilità dei gas.
- Lavaggio chimico con ammine: sfrutta reazioni chimiche per separare selettivamente CO2 e H2S.
- Adsorbimento a pressione oscillante (PSA): utilizza materiali porosi per catturare specifici gas.
- Tecnologia a membrana: separa i gas attraverso membrane selettive.
- Tecnologia criogenica: raffredda il biogas fino alla liquefazione della CO2, separandola dal metano.
In ogni caso, solo con il raggiungimento di elevata qualità, stabilita per legge e discriminata dal distributore e gestore della rete (ad esempio snam), il biometano può essere immesso direttamente nella rete di distribuzione del gas naturale o utilizzato come biocarburante per il settore dei trasporti.
Quindi, biogas e biometano NON sono la stessa cosa! E men che meno i cosiddetti “impianti biogas” e “impianti biometano” sono la stessa cosa
Se è vero che i digestori anaerobici di sostanza organica, non sono altro che enormi volumi ermetici, cioè delle camere a tenuta stagna, è vero anche che gli impianti che trattano scarti, deiezioni e materie prime agricoli sono diversi, nei materiali, da quelli che trattano rifiuti e matrici industriali.
Premettendo e ribadendo che noi in quest’articolo, parliamo solamente di impianti agricoli (niente forsu e fanghi), proseguiamo spiegando che dentro a questi volumi ermetici, il materiale organico viene meccanicamente introdotto – con sistemi che garantiscono che non possa entrare aria all’interno e, contemporaneamente, non possa uscire alcun gas, effluvio o odore all’esterno – e marcisce artificialmente a media temperatura (tra i 32 e 44°C, la temperatura di esercizio dipende dal mix di alimentazione), grazie a colonie di batteri anaerobici (cioè che vivono solo in assenza di ossigeno) e termofili (cioè che vivono al caldo).
Questi batteri si cibano del materiale organico introdotto, digerendolo ed emettendo un gas biologico.
Il materiale digerito si chiama DIGESTATO (e ha la consistenza e colore di una crema marrone scuro, semiliquida), mentre il gas emesso si chiama BIOGAS.
Spesso si sente dire che i digestori sono simili allo stomaco di un ruminante, la mucca in particolare, un paragone appropriato. Il DIGESTATO è simile alle feci della vacca, per colore, consistenza ed effluvio (anche se decisamente più blando). Ed esattamente come queste, si ossida velocemente perdendo in qualche ora il caratteristico odore. Le feci di mucca, se “mature”, infatti non sono considerate odorigene (e non lo è nemmeno il digestato, che si ossida in poche ore, molto più velocemente delle deiezioni da cui deriva).
Il BIOGAS è esattamente uguale alle flatulenze delle mucche, composto di anidride carbonica e metano e pochi odorigeni (piccole tracce di impurità quali, ad esempio, idrogeno solforato, ossidi di carbonio, azoto e ammoniaca)
Il metano “libero” – emesso dagli animali e dalle loro deiezioni – sia noto, ha un impatto climalterante 85 volte quello della CO2 su un arco di 20 anni, anche se quest’ultima ha un tempo di permanenza in atmosfera di migliaia di anni, mentre il metano scompare in circa 10/15 anni.
Quali sono le differenze tra impianti biogas e impianti biometano?
Dopo questa indispensabile definizione, riassumiamo quelle che sono le differenze sostanziali tra i due impianti.
- IMPIANTI BIOGAS: gli impianti di digestione anerobica sono connessi a sistemi che valorizzano immediatamente il BIOGAS generato, producendo energia elettrica con dei gruppi elettrogeni, a ciclo otto (dei motori ordinari a scoppio, con le candele per intenderci) adattati nei materiali costitutivi a funzionare direttamente con questo gas “misto”. Questi impianti vengono chiamati per brevità IMPIANTI BIOGAS, e la loro potenza viene espressa con la capacità massima di generazione elettrica, quindi in Kwh (chilowattora).
- IMPIANTI BIOMETANO: gli impianti di digestione anaerobica sono connessi a sistemi che separano le componenti del BIOGAS, cioè METANO e ANIDRIDE CARBONICA e ciò che è odoroso (principalmente ammoniaca e solforati). Questi sistemi vengono definiti di UPGRADING e PURIFICAZIONE (dall’ammoniaca, idrogeno solforato e i composti minori).
Il (bio)METANO estratto può essere immesso gassoso in rete di distribuzione, come anticipato (ad es. SNAM). In alternativa, il (bio)METANO può essere liquefatto e messo in bombole, trasportato ai distributori di metano per autotrazione e immesso liquido tal quale nei camion a GNL o gassoso nelle automobili dotate di alimentazione specifica. Perché spieghiamo la differenza tra i due tipi di impianti, posto che le centrali elettriche a biogas vanno scomparendo?
Gli impianti a biometano e a biogas inquinano? Puntualizziamo
Se da una parte gli impianti Biogas sono delle vere e proprie centrali termoelettriche, che consumano il biogas prodotto direttamente in motori endotermici, in loco, generando energia elettrica per la rete (detta Grid) di distribuzione nazionale, gli impianti Biometano sono più semplici insediamenti di produzione di gas Metano (che si ripagano vendendo metri cubi di gas), e volendo Co2, e Digestato, ovvero il prezioso Compost da esso derivato se dotati di compostaggio.
Il gas metano di questi ultimi impianti, che deve corrispondere a dei criteri strettissimi di qualità, sarà utilizzato per alimentare la rete distributiva nazionale. Arriverà dunque nelle nostre case, nelle aziende, nelle centrali di produzione elettrica a metano (tipicamente centrali di generazione elettrica turbogas).
Più nel dettaglio, per il 2023 il 14,5% dell’energia elettrica prodotta in Italia è stata generata grazie all’idroelettrico (ossia alle centrali che sfruttano l’acqua per produrre elettricità), l’11,8% grazie al sole, il 9% grazie al vento e il 6,2% grazie all’energia ottenuta da materiale biologico, come rifiuti organici o scarti agricoli. Il restante 2,2% proveniente da fonti di energia rinnovabile è stato prodotto grazie all’energia geotermica e ad altre voci marginali. Il 45,1% di energia è stata poi prodotta con il gas, il 5,3% cento con il carbone e il restante 5,9% da altre fonti fossili, tra cui soprattutto il petrolio. (9/12/2024 – dati ARERA – https://pagellapolitica.it/articoli/energia-rinnovabile-italia)
TUTTA la CO2 emessa dalla combustione del metano “artificiale” cioè il BIOMETANO, NON è “nuova CO2”, non si somma a quella esistente in atmosfera, da cui era stata tolta, non essendo di origine fossile.
Possiamo quindi dire che:
- Gli impianti BIOMETANO non solo NON INQUINANO, ma decarbonizzano l’atmosfera, eliminano il problema della emissione libera di metano/CO2/ inquinanti legata allo spandimento delle deiezioni animali e, cosa importantissima, sottraggono ingenti quantità di ammoniaca dalle deiezioni che processano, altrimenti come detto, liberate in aria negli spandimenti.
L’ammoniaca delle deiezioni animali, è il principale precursore delle polveri sottili, e corresponsabile primaria dell’inquinamento della val padana. I digestati agricoli, ma molto meglio il compost biologico che da questi si può ottenere, emettono solo una frazione residua dell’ammoniaca che sarebbe stata emessa dalle deiezioni da cui derivano, e non emettono in pratica nient’altro (perché estratto durante la digestione anaerobica in impianto!). Questi impianti, è utile ricordarlo, funzionano solo con scarti di coltivazione e non colture dedicate (anche se generalmente queste non sono escluse a priori, e talvolta, se seconde coltivazioni, possono essere utili al mondo agricolo), poiché il biogas prodotto può benissimo avere caratteristiche non costanti. Il Biogas per la produzione di energia elettrica doveva avere caratteristiche costanti e determinate, ma quello per estrarne le componenti NO!
È infatti l’impianto di upgrading che pensa a separare il biogas in metano e CO2, i due prodotti commerciali (assieme con il digestato) gassosi venduti. Nessun metro quadro di campagna con questi impianti viene sottratto alle coltivazioni di edibili.
I cosiddetti impianti BIOGAS, pur poco, inquinano, chiaramente a causa della generazione elettrica in loco e le relative emissioni (ogni combustione comporta emissione di Nox). Però, alla luce dei dati sui fumi di combustione effluenti dei motogeneratori elettrici e il loro impatto ambientale, il bilancio tra vantaggi e svantaggi, è universalmente stimato molto positivo dal mondo scientifico. Perché anche questi impianti decarbonizzano l’atmosfera (anche questi impianti generano digestato agricolo, e se tecnologicamente avanzati e dotati di impianto di compostaggio, compost biologico), e sottraggono migliaia di metri cubi di ammoniaca gassosa dall’ambiente. Per questi impianti invero, c’è anche un inquinamento indiretto, dovuto alle coltivazioni dedicate richieste, al fine di assicurarsi una qualità del biogas prodotto costante ed elevata, essendo utilizzato direttamente in loco per fare energia elettrica (unico prodotto commerciale venduto, assieme con il digestato).
Scenario economico
Gli impianti che dal Biogas producono direttamente energia elettrica per la rete, proprio per l’impiego di materie prime di coltivazione dedicate, oltre che i costi di esercizio degli elettrogeneratori, difficilmente sopravviveranno al termine delle incentivazioni, pur terminati gli ammortamenti.
Ricordiamo che quasi sempre questi impianti nacquero per risolvere problemi locali di valorizzazione e smaltimento di deiezioni animali, o di derivati dalla lavorazione casearia. Con vantaggio anche per coltivazioni di edibili ammalorate, inquinate e invendibili.
Gli impianti Biometano – al momento in cui si sta redigendo il presente articolo, i fondi pnrr per questi impianti agricoli sono finiti, peraltro – in particolar modo se completi di compostaggio, terminati gli ammortamenti, funzioneranno indipendentemente dalle incentivazioni previste (e concesse solo per il prodotto metano), marginando utili comunque interessanti. Questi impianti nascono ove è possibile un collegamento proficuo con la rete di distribuzione gas, e con il fine di valorizzare scarti vegetali e, per la sostenibilità, deiezioni animali (per almeno un 30 % del fabbisogno metanigeno). Lo scopo dichiarato è eliminare gli spandimenti diretti in campagna di deiezioni, che se da una parte rappresentano un nutrimento straordinario e naturale per terreni e colture, dall’altra sono la causa di inquinamento principale della pianura padana. (www.lifeprepair.eu; progetto ammoniaca su arpalombardia.it; progetto supersito di ARPAE Emilia Romagna o di arpalombardia, ci sono migliaia di studi ed evidenze scientificamente provate).
Normative e requisiti per la produzione di biometano
La produzione di biometano è regolata da standard specifici che garantiscono la sua qualità per l’immissione nella rete del gas o per l’uso nei trasporti. Tra i parametri fondamentali richiesti:
- Purezza del metano: oltre il 98%.
- Limiti per CO2, H2S e NH3: per evitare corrosione delle infrastrutture.
- Odorizzazione: aggiunta di composti per garantire sicurezza in caso di dispersione.
L’Unione Europea ha stabilito linee guida rigorose per incentivare la produzione e l’uso del biometano, promuovendo la transizione energetica verso fonti rinnovabili.
Vantaggi e prospettive future degli impianti biometano (e biogas)
Come avrai potuto capire, sia biogas che biometano agricoli offrono numerosi benefici ambientali ed economici. Riassumendo, possiamo dire che i loro vantaggi si traducono in:
- riduzione delle emissioni di gas serra: il loro utilizzo contribuisce alla decarbonizzazione del settore energetico;
- valorizzazione degli scarti organici agricoli: trasformando scarti agricoli e zootecnici in energia rinnovabile;
- sviluppo dell’economia circolare: riducendo la dipendenza dai combustibili fossili;
- integrazione con la rete energetica: il biometano può essere facilmente stoccato e distribuito attraverso le infrastrutture esistenti (o liquefatto!).
Grazie anche agli incentivi e alle politiche europee per le energie rinnovabili, il settore del biogas per generare biometano è in forte espansione, con prospettive sempre più promettenti certamente per il futuro delineato di transizione energetica, ma ancor prima fattivamente per l’ambiente e l’agricoltura. Il settore della produzione diretta, in loco, di energia elettrica da Biogas invece, è giustamente in contrazione: avviatasi circa 20 anni fa, la produzione di energia elettrica con biogas sta giungendo al termine per una molteplicità di motivazioni.
La produzione in loco di elettricità è relativamente efficiente (si è dimostrata tale in tanti casi, in questi anni), per i rendimenti, la rete distributiva energetica e i suoi problemi, l’economicità, la complessità elettro meccanica e le manutenzioni legate ai motori e alla connessione elettrica. I Biogas (che sono impianti di generazione elettrica), senza incentivi di supporto, riescono difficilmente a coprire il loro esercizio di funzionamento, e ciò in relazione diretta con l’uso di deiezioni. Maggiori sono le deiezioni, cioè, maggiore è la sostenibilità economica senza incentivazione (caso del grosso allevatore, impianto che necessita di “poco” vegetale, inferiore al 20% – scenario tipico della Germania)
Una situazione molto diversa da quella dei Biometano, soprattutto quando a questo si accompagnano la valorizzazione economica della CO2 biogenica co prodotta (in nord europa, diffusa) e la valorizzazione del digestato biologico previa trasformazione in compost. Il compost da digestato agricolo è il miglior concime/terriccio esistente in agricoltura.
Reato Energie e A.Re.A BIO-GNL
Gli impianti di produzione di biometano agricolo rappresentano una soluzione semplice, innovativa e sostenibile per l’energia rinnovabile, per l’ambiente e per il settore agricolo. Mentre il biogas è una fonte energetica versatile destinata alla produzione energetica elettrica spesso con cogenerazione, il biometano offre un’alternativa concreta al gas naturale fossile (essendone identico), con applicazioni più ampie. Investire in queste tecnologie significa promuovere un futuro più sostenibile, riducendo l’impatto ambientale e garantendo una gestione più efficiente delle risorse energetiche.
MA, come già accennato, mentre i biogas agricoli funzionano eminentemente con materie prime, i Biometano funzionano quasi o del tutto esclusivamente, con scarti agricoli! Senza alcuna sottrazione alle coltivazioni di edibili, con la valorizzazione degli scarti o finalizzazione anche di secondi raccolti talvolta ineluttabili, per ragioni comunitarie.
Intendiamoci: produrre Metano, ed immetterlo in rete, fino a qualche anno fa, era PROIBITO (questione di monopolio), men che meno autoprodurlo e liquefarlo. Mentre a produrre energia elettrica e metterla in rete, si è acconsentito oramai da tantissimi anni. Il legislatore si è reso conto in questi anni che è infinitamente meglio produrre in loco il metano, grazie alla rete di distribuzione UTILE per molteplici impieghi, e non direttamente l’energia elettrica da biogas.
Pochi Impianti tremendamente efficienti, e molto costosi, minimamente inquinanti quali i TURBO GAS, sono infinitamente preferibili a decine e decine di piccoli motori endotermici a Biogas sparsi sul territorio amministrati da un nugolo di privati.
Reato Energie dimostra di essere all’avanguardia nel settore del biometano agricolo grazie alla sua partecipazione nel progetto di AReA BIO GNL Srl, un progetto innovativo sviluppato in collaborazione con due partner di rilievo.
L’impianto di Villanova del Ghebbo, con una capacità fino a 500 Smc/h, produrrà biometano agricolo da sottoprodotti vegetali e deiezioni zootecniche locali (esclusivamente di ruminante), garantendo una filiera corta e sostenibile, e in ambito COLDIRETTI.
Il biometano gassoso sarà immesso nella rete SNAM (senza escludere la possibilità di bombolarlo o addirittura renderlo liquido, destinandolo all’autotrazione), contribuendo alla decarbonizzazione del settore energetico Italiano. Inoltre, l’impianto genererà anidride carbonica liquida/gassosa biogenica, che sarà destinata all’uso alimentare, e soprattutto compost organico biologico.
Questo compost straordinario sarà impiegato, in parte, da Reato Energie per la produzione di Agrebioton® al carbonio di pirolisi – il fertil-ammendante biologico e naturale additivato con biochar – per parte destinato al ristoro dei fornitori degli scarti vegetali (la materia prima) di alimentazione, e per parte al mercato del garden e ortofrutta (che attualmente sta importando anche dall’estero, per indisponibilità in Italia!)
Questo conferma l’impegno di Reato Energie nella produzione di energia rinnovabile e nello sviluppo di soluzioni a impatto zero per l’ambiente, di decarbonizzazione spinta, di sostegno all’agricoltura biologica e per la riduzione di concimazioni chimiche e di sintesi, riconosciute climalteranti e microbiologicamente impattanti.
Reatoenergie con AreA BIO GNL Srl
