Impianto biometano: cos’è, come funziona e normativa per la progettazione

Potremo mai fare a meno del gas fossile? Con il biometano è possibile. E’ tra le fonti di energia rinnovabile meno propagandate anche se si tratta di un gas ecologico e pulito che può essere ottenuto dalla digestione anaerobica di diverse materie prime naturali in un processo di economia circolare.

Un recente studio del CNR, rappresenta che ad esempio nel settore della mobilità, la sostituzione del gasolio con il biometano contribuirebbe alla riduzione delle emissioni di gas serra fino al 121%. Sulla base di tali evidenze scientifiche è facile immaginare quale sia il ruolo degli impianti di biometano nel processo di transizione energetica che interessa tutti i settori strategici della vita moderna.

 

 

Cos'è il biometano

Il biometano è un gas rinnovabile che si ottiene sottoponendo il biogas grezzo a un processo di purificazione detto upgrading. Il biogas grezzo può essere ottenuto dalla digestione anaerobica di diverse matrici.

Una volta effettuato l’upgrading del biogas a biometano, questo va raffinato, in modo da eliminare le componenti non idonee all’immissione del gas in rete, in particolare l’anidride carbonica (CO₂).

 

 

Da quali fonti si può produrre biometano

La produzione del biogas, dalla cui purificazione si ottiene il biometano, avviene attraverso la digestione anaerobica di varie materie prime dette, “matrici di alimento”, quelle maggiormente disponibili per gli impianti biometano in Italia sono:

• biomasse agricole (sottoprodotti, scarti agricoli e deiezioni animali di varia origine);
• biomasse agroindustriali (scarti della lavorazione della filiera alimentare);
• frazione organica dei rifiuti solido urbani (FORSU).

 

Differenza tra biometano e biogas

 

Composizione chimica:

 Il biogas è una miscela di gas composta principalmente da metano (50-75%) e anidride carbonica (25-50%), con la presenza di altri gas in tracce.

Il biometano, invece, è un gas purificato ad alto contenuto di metano (>95%), ottenuto dalla rimozione dell'anidride carbonica e di altre impurità dal biogas grezzo.

 

Produzione:

 Il biogas viene prodotto attraverso la decomposizione anaerobica di materia organica, come scarti agricoli, rifiuti alimentari e letame. Questo processo naturale avviene in appositi impianti di digestione anaerobica, dove i batteri scompongono la materia organica in assenza di ossigeno.

 Il biometano, invece, non viene prodotto direttamente, ma si ottiene dal biogas attraverso un processo di purificazione (upgrading). Questo processo rimuove l'anidride carbonica e altre impurità dal biogas, aumentandone la concentrazione di metano e rendendolo idoneo a un più ampio spettro di applicazioni.

 

Applicazioni:

Il biogas viene utilizzato principalmente per la produzione di energia elettrica e termica, direttamente in loco o dopo essere stato convertito in biometano. Può essere utilizzato anche per il riscaldamento o come biocarburante dopo un processo di purificazione.

Il biometano, grazie alla sua elevata qualità e alla sua composizione simile al gas naturale, può essere iniettato direttamente nella rete del gas esistente, utilizzato come carburante per veicoli, impiegato nella produzione di energia elettrica e termica con maggiore efficienza e minori emissioni, o ancora sfruttato in diversi processi industriali.

 

Come funziona un impianto di biometano: fasi di produzione

Il processo di trasformazione che avviene all’interno di un impianto di biometano si articola in diverse fasi:

• trasporto (se non presenti in loco), stoccaggio in sito ed eventuale pre-trattamento delle biomasse;
• digestione anaerobica, normalmente ottenuta all’interno di biodigestori, della sostanza organica per l’ottenimento del biogas;
• upgrading per la purificazione ed in particolare per l’estrazione dell’anidride carbonica (CO₂);
• immissione nella rete di distribuzione o stoccaggio in carri bombolai per la commercializzazione (il biometano ottenuto potrà essere usato come combustibile in sostituzione del gas fossile);
• parte del biogas ottenuto può eventualmente essere impiegato per alimentare, anche in loco, impianti di cogenerazione per la produzione di energia elettrica e termica.

 

 

Vantaggi e svantaggi del biometano

I vantaggi del biometano sono molteplici e così descritti in estrema sintesi:

• RINNOVABILE E CIRCOLARE: perché prodotto da biomasse di origine agricola o scarti organici provenienti dall’industria o dalla raccolta differenziata;
• SOSTENIBILE: perché è CO₂ neutro ed ottenibile da matrici organiche non esauribili;
• FLESSIBILE: per tutti gli usi energetici (industriale, domestico e per il settore dei trasporti) e non soggetto a variazioni stagionali.

Alcune criticità a cui fare attenzione:

• Prevedere in fase di progettazione degli accorgimenti mitigativi per le emissioni odorigene e rumorose, in particolare se realizzati nelle vicinanze di aree residenziali;
• Approfondire in fase progettuale gli aspetti logistici per ottimizzare la movimentazione delle biomasse;
• Specifiche normative costruttive da considerare in fase progettuale.
• Valutare attentamente la collocazione dell’impianto per evitare criticità in fase autorizzativa.

 

Normativa e regolamentazione per la progettazione in Italia

L'impianto in riferimento, nonché i componenti indicati, dovrà essere realizzato in conformità alle seguenti norme, leggi e decreti:

• PED 2014/68/UE Apparecchi in pressione- Pressure Equipment Directive.
• 2006/42/CE Direttiva macchine.
• Decreto Legislativo del 09 aprile 2008 n.81 - "Tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro";
• EMC 2014/30/UE Compatibilità elettromagnetica.
• ATEX 2014/34/UE Attrezzatura e sistemi protettivi per uso in atmosfera potenzialmente esplosiva.
• Apparecchiature elettriche: CEI - Comitato Elettrotecnico Italiano.
• CEI 62305 – protezione dalle scariche atmosferiche
• Circolare n°91 del 09/07/1954 Criteri di sicurezza per l’installazione e l’esercizio delle centrali di compressione del gas metano 
• Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 17.01.2018 
• Guida tecnica – Linee di indirizzo per la riduzione della vulnerabilità sismica dell’impiantistica antincendio del Ministero dell’Interno

Decreti del Ministero dell'interno relativi alla prevenzione incendi:

• M. 16/04/08 " Regola tecnica per la progettazione, costruzione, collaudo, esercizio e sorveglianza delle opere e dei sistemi di distribuzione e di linee dirette del gas naturale con densità non superiore a 0,8.".
• M. del 24/05/2002 e rettifica dell'allegato tecnico del 28/06/02 "Norme di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione stradale di gas naturale per autotrazione".

 

Biometano e sostenibilità: un’opportunità per l’economia circolare

Il biometano è un gas sostenibile prodotto attraverso la digestione di biomasse di materiale organico, principalmente sottoprodotti e scarti di lavorazioni industriali o agricole. L’utilizzo di materie prime considerate scarti, che opportunamente lavorate danno origine al biometano, è un esempio virtuoso di business eco-sostenibile e circolare.

La caratteristica di sostenibilità del biometano deriva principalmente dal fatto che il suo impiego contribuisce alla riduzione delle emissioni di gas serra e favorisce la transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio.

 

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Quanti impianti ci sono in Italia?

Secondo un recente approfondimento del Sole24Ore, sono 107 gli impianti di biometano oggi in Italia. La maggioranza (73) è al nord e 34 di questi sono alimentati da matrice organica (FORSU). 17 impianti sono collocati al centro Italia (quasi tutti alimentati da matrice organica) e 16 impianti sono al sud (9 sono alimentati da FORSU).

Non c’è dubbio che la sfida attuale è la conversione a biometano degli impianti biogas esistenti (scelta quasi obbligata per gli impianti giunti alla fine del regime incentivato per la produzione elettrica da cogenerazione da biogas).

L’Italia è il quarto produttore mondiale di biogas, dopo Germania, Cina e Stati Uniti. Il Consorzio Italiano Biogas indica che sono circa 1.800 gli impianti di biogas agricolo, mentre il resto (20%) è alimentato da fanghi e rifiuti. Il totale supera i 2.200 impianti operativi. La sfida alla loro conversione per produrre biometano è aperta ed i piani di incentivi nazionali e comunitari dovranno sostenerla. L’Italia potrà essere un attore di primo piano nella decarbonizzazione europea.

 

 

 

I servizi di E4F per la realizzazione degli impianti biometano

 E4F vanta consolidata e specialistica esperienza nei servizi di engineering finalizzati all’autorizzazione, progettazione e costruzione di impianti biometano e biogas nel settore agroalimentare, agricolo e rifiuti (FORSU).

L’esperienza di E4F, sia per impianti ex novo che per riconversione di impianti biogas esistenti a biometano riguarda i seguenti settori:

• Industria agroalimentare;
• Settore rifiuti (FORSU);
• Settore agricolo.

I servizi offerti da E4F per questa tipologia di impianti riguardano:

• Gestione dell’intero iter autorizzativo, compresa la gestione dei rapporti con gli Enti (edilizio, ambientale, sanitario, amministrativo);
• Progettazione completa degli impianti e delle opere accessorie;
• Direzione Lavori e construction management;
• Sicurezza;

Considerati i parametri di esercizio degli impianti biometano (apparecchiature a pressione) alcuni impianti devono essere progettati anche in conformità alla Direttiva PED 2014/68/UE.

I servizi di E4F si completano con l’assistenza tecnica al fabbricante per la composizione del dossier finalizzato alla Certificazione PED, comprensivo di:

• Piping stress analysis;
• Verifica conformità materiali installati;
• Procedure costruttive;
• Controlli non distruttivi;
• Prove in pressione;
• composizione del fascicolo tecnico.

 

 

Incentivi biometano 

Il 2 agosto scorso si è chiuso il quarto bando GSE, con fondi PNRR; per l’incentivazione della produzione di biometano, sia per impianti nuovi che per le conversioni biogas – biometano.

E’ atteso per il prossimo 18 novembre l’apertura del quinto bando PNRR di incentivazione – PNRR - “Sviluppo del biometano, secondo criteri per la promozione dell’economia circolare”.

La corsa è iniziata e gli strumenti sono disponibili.

E4F è al tuo fianco per darti il proprio supporto specialistico in tutte le fasi, dall’ideazione alla progettazione, dal cantiere all’avvio dell’impianto.

 

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