Il biogas è un combustibile gassoso naturale composto per il 50-70% da metano, prodotto dalla digestione anaerobica di residui organici. Il biometano è il risultato della sua purificazione tramite upgrading: un gas con il 94% di metano, equiparabile al gas naturale fossile e immettibile direttamente nella rete di distribuzione. Due risorse rinnovabili che condividono la stessa origine biologica, ma si distinguono per composizione, utilizzi e potenziale applicativo.
Cosè il biogas?
Il biogas si forma quando batteri specializzati digeriscono materia organica in assenza di ossigeno. Succede dentro vasche chiuse chiamate digestori, a una temperatura intorno ai 35 °C. Il processo passa per tre fasi: prima i batteri scompongono la sostanza organica in pezzi più piccoli, poi una fermentazione acida produce acidi e CO₂, infine i batteri archea convertono quella CO₂ in metano.
Cosa si può mettere in un digestore? Praticamente qualsiasi residuo organico:
Liquami e deiezioni zootecniche
Scarti dell'industria alimentare (siero di latte, vinacce, scarti di frutta, etc…)
Paglia, stocchi e altri residui agricoli
La frazione umida dei rifiuti urbani (FORSU)
Fanghi di depurazione
Oltre al biogas, il digestore produce anche il digestato: un materiale ricco di azoto che funziona come fertilizzante naturale, al posto dei concimi chimici.
Il biogas così ottenuto finisce di solito in un impianto di cogenerazione. Lì, un motore endotermico lo brucia e produce in contemporanea energia elettrica e calore. Energia rinnovabile, prodotta partendo da scarti.
Cos'è il biometano e in cosa si differenzia
Il biometano è un gas derivato dal biogas che ha subito un processo di purificazione denominato upgrading. Attraverso questo trattamento la CO₂ e gli inquinanti vengono separati dal metano, restituendo un combustibile pulito, il cui utilizzo permette di ridurre notevolmente le emissioni di CO₂.
La differenza fondamentale rispetto al gas naturale è nell'origine: il metano fossile si è formato in milioni di anni sotto la superficie terrestre ed è una risorsa esauribile; il biometano viene prodotto a partire da biomasse di scarto (rifiuti biogeni o sostanze residue), che sono cresciute fissando la CO2 presente nell’atmosfera sfruttando l’energia solare grazie alla fotosintesi, ed è un'energia rinnovabile.
Il biometano è inoltre considerato carbon neutral: il suo utilizzo non comporta emissioni nette positive di CO₂ in atmosfera, risultando molto più sostenibile rispetto al gas fossile. Inoltre, il processo di produzione contribuisce alla restituzione di sostanza organica al terreno.
I principali utilizzi comprendono:
Immissione nella rete gas, sfruttando le infrastrutture esistenti di trasporto e distribuzione
Autotrazione (Bio-CNG), come carburante per i veicoli a metano
Trasporti pesanti (Bio-LNG) con 600 litri di biometano gassoso si ottiene un solo litro di Bio-LNG, ideale per il trasporto su lunga distanza con un'autonomia quasi raddoppiata rispetto alla forma gassosa compressa
Produzione di energia in impianti di cogenerazione e nelle reti di teleriscaldamento. Il biometano è più facile da trasportare, e può essere convertito in prossimità delle utenze, rendendo più facile il recupero dell’energia termica.
Le differenze in sintesi
| Biogas | Biometano | |
|---|---|---|
| Metano | 50-70% | ~97% |
| CO₂ residua | Fino al 50% | Meno dell'2% |
| Equivale al gas naturale? | No | Sì |
| Si può immettere in rete? | No | Sì |
| Uso tipico | Cogenerazione (ECOMAX® Biogas) | Rete gas, trasporti, industria |
| Serve un trattamento? | Si, subisce trattamenti di condizionamento | Sì, upgrading (BIOCH4NGE®) |
| Forma fisica | Gas | Gas (Bio-CNG) o liquido (Bio-LNG) |
La scelta tra le due soluzioni dipende dal contesto operativo. Un impianto di cogenerazione a biogas è indicato quando l'azienda necessita di energia elettrica e termica in loco. La produzione di biometano è la soluzione ottimale per chi intende valorizzare il gas rinnovabile attraverso l'immissione in rete o la vendita come biocarburante.
Le due opzioni non si escludono a vicenda: configurazioni ibride in cui una parte del biogas alimenta il sistema di cogenerazione ECOMAX® e la restante viene destinata all'upgrading con BIOCH4NGE® consentono di massimizzare flessibilità e rendimenti economici.
Il processo di upgrading: da biogas a biometano
Sul mercato esistono differenti tecnologie di upgrading, basate su diversi principi chimico-fisici per la separazione dei gas. Il sistema a membrane è il più diffuso e utilizzato al mondo: membrane polimeriche dotate di permeabilità selettiva separano il CH₄ dalla CO₂, garantendo una purificazione ottimale senza l'impiego di sostanze chimiche.
Il processo si articola in tre stadi:
Filtrazione del biogas: rimozione di acqua e inquinanti, compressione e raffreddamento
Purificazione: depurazione tramite letti di carboni attivi in configurazione "Lead-Lag", che garantisce continuità di servizio
Upgrading: separazione del metano dalla CO₂, con produzione di biometano a una pressione tra 7 e 15 bar, ottimale per l'immissione in rete
I vantaggi di questa tecnologia includono semplicità operativa, elevata efficienza con bassi consumi energetici, scalabilità e flessibilità, incluso il funzionamento a carico parziale per eventuali ampliamenti futuri.
A completamento dell'ecosistema, è possibile integrare soluzioni per la liquefazione del biometano in Bio-LNG tramite processo criogenico, e per il recupero della CO₂ biogenica tramite distillazione criogenica, che restituisce bio-CO₂ liquida con purezza superiore al 99,9%, adatta all'industria alimentare e chimica.
Vantaggi di biogas e biometano
Economia circolare. Biogas e biometano trasformano scarti zootecnici, agroindustriali e urbani in energia rinnovabile. Il digestato può essere utilizzato al posto dei fertilizzanti chimici, riducendo i costi di produzione agricola e aumentando la capacità del suolo di immagazzinare carbonio.
Indipendenza energetica. La produzione locale di biometano riduce la dipendenza dalle importazioni estere, differenzia il mix energetico e garantisce prezzi più competitivi. Gli impianti di produzione, se supportati a livello legislativo, potrebbero contribuire entro il 2030 alla fornitura del 10% di tutto il gas consumato nell'Unione Europea.
