Biometano e cogenerazione: un modello di energia circolare

Il biometano rappresenta una risorsa strategica per l’economia circolare e la transizione energetica. Derivato dall’upgrading del biogas, il biometano offre un’alternativa rinnovabile ai combustibili fossili, con un impatto ambientale ridotto e una versatilità che ne consente l’utilizzo sia per l’immissione in rete sia per applicazioni locali. In questo contesto, la cogenerazione gioca un ruolo fondamentale: integrandosi con gli impianti di biometano, consente di massimizzare l’efficienza energetica, ridurre le emissioni e ottimizzare l’autoconsumo. In questo articolo esploreremo il processo di produzione del biometano, i suoi vantaggi e il valore aggiunto che la cogenerazione può portare in questo settore.

Dal biogas al biometano: l’upgrading che fa la differenza

Il biometano si ottiene attraverso un processo di upgrading del biogas, una trasformazione fondamentale che consente di convertire una miscela grezza, composta principalmente da metano (CH₄) e anidride carbonica (CO₂), in un combustibile con caratteristiche analoghe a quelle del gas naturale. Durante questo processo, vengono rimossi componenti indesiderati come l'idrogeno solforato (H₂S), l'acqua, i composti organici volatili (COV) e altre impurità. L'obiettivo principale è raggiungere un'elevata purezza del metano, che consenta di impiegare il biometano in applicazioni di alto valore aggiunto, tra cui l'immissione nella rete nazionale del gas, l'utilizzo come carburante per veicoli a gas naturale compresso (CNG) o liquefatto (LNG) e l’alimentazione di processi industriali.

Questo processo rappresenta un'evoluzione tecnologica cruciale nel settore delle energie rinnovabili, poiché trasforma il biogas – un sottoprodotto della digestione anaerobica di residui organici, scarti agricoli, fanghi di depurazione e rifiuti alimentari – in una risorsa energetica ad alto valore commerciale. L'upgrading del biogas non solo aumenta la qualità del prodotto finale, ma migliora anche la sua commerciabilità, rendendolo competitivo rispetto ai combustibili fossili tradizionali. La possibilità di utilizzare il biometano per molteplici scopi garantisce una maggiore versatilità e apre nuove opportunità di reddito per gli operatori del settore.

Inoltre, il processo di upgrading offre vantaggi significativi in termini di sostenibilità ambientale. La produzione e l'utilizzo di biometano contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra, sostituendo i combustibili fossili con un’alternativa rinnovabile e a basso impatto. La valorizzazione di rifiuti organici attraverso l’upgrading promuove l’economia circolare, riducendo la necessità di smaltimento e trasformando i residui in energia pulita. L'intero ciclo, dalla digestione anaerobica all'upgrading, rappresenta un modello virtuoso di sostenibilità, che ottimizza l'uso delle risorse locali e riduce la dipendenza energetica dalle importazioni.

Il processo tecnologico alla base dell’upgrading si avvale di diverse soluzioni innovative, come il trattamento con membrane semipermeabili, l’adsorbimento a pressione variabile (PSA) e il lavaggio con acqua o solventi. Ognuna di queste tecnologie è progettata per adattarsi a specifiche esigenze operative, garantendo un'elevata efficienza nella separazione della CO₂ dal metano e minimizzando le perdite. La scelta della tecnologia dipende da fattori come la composizione del biogas grezzo, la scala produttiva dell’impianto e gli obiettivi economici del progetto.

Il biometano ottenuto tramite upgrading non è solo una risorsa energetica innovativa, ma un vero e proprio strumento per accelerare la transizione energetica e favorire una maggiore integrazione delle energie rinnovabili nel mix energetico nazionale. Questo combustibile, infatti, rappresenta una risposta concreta alle sfide globali legate al cambiamento climatico e alla decarbonizzazione, offrendo soluzioni sostenibili e flessibili sia per il settore energetico sia per le applicazioni industriali e di trasporto.

Biometano e cogenerazione per ottimizzare l’efficienza energetica

La cogenerazione si configura come un tassello essenziale nell’efficientamento degli impianti di biometano, grazie alla sua capacità di massimizzare l’utilizzo del biogas prodotto e di ridurre gli sprechi energetici. Una parte del biogas generato durante il processo di digestione anaerobica può essere utilizzata direttamente per alimentare il cogeneratore, che produce simultaneamente energia elettrica e calore. Questa energia è utilizzabile in loco per soddisfare i fabbisogni dell’impianto stesso, tra cui il funzionamento dei sistemi di upgrading del biogas e altre infrastrutture connesse. Così facendo, si riduce sensibilmente la dipendenza dall’energia fornita dalla rete elettrica, con un abbattimento dei costi operativi e un miglioramento dell’efficienza energetica dell’impianto.

La sinergia tra biometano e cogenerazione non si limita all’autoconsumo. L’energia prodotta può essere strategicamente integrata con la gestione delle eccedenze di biometano, che, una volta purificato e convertito, può essere immesso nella rete del gas naturale o venduto come combustibile per il settore dei trasporti, ampliando le possibilità di guadagno per gli operatori. Questa dualità tra autoconsumo energetico e commercializzazione del biometano garantisce una maggiore flessibilità gestionale e finanziaria, rendendo gli impianti non solo più sostenibili, ma anche economicamente competitivi.

Un ulteriore vantaggio cruciale della cogenerazione è legato al recupero e all’utilizzo del calore prodotto durante la combustione del biogas. Questo calore, che altrimenti andrebbe disperso, può essere impiegato per alimentare i processi termici necessari all’impianto, come il riscaldamento del digestore, l’essiccazione del digestato o la gestione termica dei cicli di upgrading. Tale recupero contribuisce a migliorare l’efficienza energetica complessiva del sistema, valorizzando ogni risorsa disponibile e minimizzando l’impatto ambientale.

In un contesto di economia circolare, la combinazione tra biometano e cogenerazione rappresenta un esempio concreto di come sia possibile integrare sostenibilità e innovazione tecnologica. La capacità di sfruttare al massimo le potenzialità del biogas non solo favorisce una riduzione delle emissioni di CO₂, ma promuove anche un uso intelligente delle risorse locali, trasformando ciò che inizialmente era uno scarto in una fonte di energia preziosa. Questo approccio consente agli operatori del settore di contribuire attivamente agli obiettivi di decarbonizzazione, ottimizzando al contempo i costi operativi e creando nuove opportunità di business. La cogenerazione si conferma quindi non solo come una tecnologia di supporto, ma come un elemento strategico per aumentare la sostenibilità e la redditività degli impianti di biometano.

Normative e tendenze in Italia ed Europa

In Italia e in Europa, il biometano è riconosciuto come una risorsa strategica per accelerare la transizione energetica e raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione. In Italia, il Decreto Biometano rappresenta uno dei pilastri normativi più importanti, offrendo incentivi mirati per la realizzazione di nuovi impianti, l’upgrading degli esistenti e l’immissione del biometano nella rete del gas naturale. Questi incentivi, che includono contributi in conto capitale e tariffe agevolate per la vendita del biometano, hanno lo scopo di sostenere economicamente gli operatori del settore e di rendere più competitivo l’investimento nella produzione di biometano. Questo quadro normativo ha già favorito la crescita del numero di impianti operativi e ha stimolato l’adozione di tecnologie avanzate per migliorare l’efficienza dei processi di produzione.

A livello europeo, il Green Deal e i programmi associati, come il pacchetto "Fit for 55", pongono il biometano al centro delle strategie per la riduzione delle emissioni di gas serra. L’Unione Europea si è posta obiettivi ambiziosi per il 2030 e il 2050, prevedendo una quota sempre maggiore di biometano nel mix energetico. Direttive come la RED II (Renewable Energy Directive) non solo incentivano la produzione e l’utilizzo di biometano, ma introducono criteri rigorosi per garantire la sostenibilità ambientale lungo l’intera filiera, dalla produzione alla distribuzione. Le politiche europee promuovono inoltre la creazione di un mercato unico del biometano, facilitando l’accesso ai finanziamenti e armonizzando gli standard tecnici per l’immissione in rete, rendendo più agevole il commercio transfrontaliero di questa risorsa.

Un’altra tendenza rilevante riguarda i meccanismi di certificazione, come il sistema dei certificati di origine, che garantiscono la tracciabilità e la sostenibilità del biometano prodotto. Questi strumenti non solo aumentano la trasparenza del mercato, ma rappresentano anche un’opportunità per gli operatori di valorizzare ulteriormente il proprio prodotto, in particolare in settori come quello dei trasporti, dove il biometano certificato può contribuire al raggiungimento degli obiettivi di riduzione delle emissioni richiesti dalla normativa europea.

Parallelamente, l’attenzione delle politiche pubbliche si sta spostando anche verso la promozione di modelli di economia circolare, incentivando l’utilizzo del digestato come fertilizzante naturale per l’agricoltura e valorizzando i sottoprodotti della filiera. Questa integrazione tra normativa ambientale ed energetica mira a creare un ecosistema sostenibile, in cui il biometano e la cogenerazione svolgono un ruolo complementare.

Questi sviluppi normativi, sia nazionali che europei, non solo consolidano il ruolo del biometano come alternativa sostenibile ai combustibili fossili, ma incentivano anche l’adozione di tecnologie innovative, come la cogenerazione, per massimizzare l’efficienza degli impianti. In un panorama energetico in continua evoluzione, il biometano si posiziona quindi come una soluzione cruciale per affrontare le sfide climatiche ed economiche dei prossimi decenni, offrendo agli operatori del settore una combinazione unica di opportunità di crescita, incentivi economici e benefici ambientali.