Biogas: cos’è, a cosa serve e quali vantaggi offre

L’energia dai biogas rappresenta una delle fonti alternative alle energie fossili maggiormente utilizzate. Si tratta di un gas totalmente naturale, poiché viene ottenuto dalla fermentazione anaerobica di biomasse che possono avere diverse origini (es. frazione organica dei rifiuti solidi urbani, scarti di lavorazione agricola, reflui zootecnici, etc.) . Il grande vantaggio è la possibilità di ri-utilizzare materiali di scarto dando loro valore economico, ambientale e sociale.
Inoltre, come vedremo, le energie da biogas hanno un impatto ambientale nullo, infatti le emissioni da biogas possono essere considerate net zero, ovvero non viene liberata nell’atmosfera nuova anidride carbonica rispetto a quella precedentemente assorbita dalle piante. Ecco tutto quello che bisogna sapere sul biogas, la risorsa considerata essenziale per la transizione verso un sistema energetico 100% green, rinnovabile e sostenibile.
 

Biogas: cos’è e da cosa è composto

Per capire cos’è il biogas bisogna analizzarne innanzitutto la composizione. Sebbene possa contenere sostanze di diverso tipo, questo gas biologico è composto soprattutto da metano e anidride carbonica, con piccole tracce di impurità quali ad esempio idrogeno solforato, ossidi di carbonio, azoto e ammoniaca. 
Inoltre, il biogas può avere diverse origini, infatti può essere ottenuto a partire da biomasse vegetali, oppure da sostanze di origine animale e perfino dai rifiuti. Ecco perché la composizione del biogas varia in base alla sua provenienza.
Grazie all'elevato potere calorifico del biogas, esso è facilmente convertibile in elettricità e calore. Tra le altre caratteristiche del biogas c’è l'assenza di odore, mentre la frazione solida e liquida proveniente dalla digestione anaerobica (digestato) ha un importante valore agronomico. 
Per questi motivi l'Unione Europea ritiene questa sostanza una fonte energetica rinnovabile da promuovere nei Paesi UE per diminuire l'inquinamento e il conseguente effetto serra. In particolare, la Commissione Europea indica il biogas come una fonte di energia affidabile e pulita, un’opportunità anche come fonte di reddito alternativa per gli agricoltori europei.
 

Come funziona il biogas

Per capire come funziona il biogas senza dubbio può essere utile partire dalla sua definizione: nel dettaglio, si tratta di un gas prodotto da materiali fermentescibili in condizione di anaerobiosi. 
Viene ottenuto dalla digestione anaerobica di biomassa, dalla fermentazione anaerobica di rifiuti stoccati in discarica o di fanghi. Questi ultimi sono prodotti in impianti deputati esclusivamente al trattamento delle acque reflue civili e industriali.
Essendo prodotto da materiali di scarto di origine agricola o animale, il biogas rappresenta una soluzione energetica circolare, in quanto permette di produrre energia partendo da un prodotto di rifiuto di altri settori e non da materie prime vergini, ad esempio come avviene con l’utilizzo dei tradizionali combustibili fossili. 
La trasformazione dei materiali fermentescibili in biogas sfrutta un processo naturale, ovvero l’anaerobiosi. È una peculiarità di alcuni organismi, i quali non richiedono la presenza di ossigeno per il loro metabolismo, e che sono tipicamente presenti nell’apparato digerente animale, quindi in grado di realizzare delle reazioni di fermentazione del tutto naturali.
 

A cosa serve il biogas

Il biogas può sostituire i tradizionali combustibili fossili nelle loro classiche applicazioni energetiche. 
Innanzitutto, è possibile produrre energia elettrica da biogas, usando questa risorsa energetica all’interno di specifiche centrali termoelettriche. 
Il biogas serve anche per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda ad uso sanitario; infatti, questa fonte consente di generare e distribuire calore ad utenze domestiche o industriali vicine all’impianto. È quanto avviene ad esempio con il teleriscaldamento, un sistema integrato che collega la centrale termica con le utenze dei dintorni.
La produzione di energia elettrica e di calore possono essere integrate in un unico sistema di cogenerazione che consente di efficientare al massimo il rendimento energetico. 
Questa tecnica rappresenta il sistema più diffuso in Italia per la valorizzazione del biogas.
Un altro impiego del biogas (nello specifico del biometano) è nel settore dell’autotrazione. Nel dettaglio, il biometano (ottenuto dalla raffinazione diretta del biogas) può sostituire il gas metano convenzionale di origine fossile per alimentare autoveicoli e macchine agricole. 
 

Come si produce il biogas

Non tutte le sostanze sono utilizzabili per ottenere biogas. La normativa, infatti, autorizza la produzione di biogas da uno specifico elenco di biomasse di scarto provenienti dalle lavorazioni agricole, dagli allevamenti, dal mondo alimentare, dalla silvicoltura e dai rifiuti industriali e urbani. 
La biomassa viene generalmente stoccata in appositi serbatoi o vasche chiuse. 
Il processo di digestione anaerobica che avviene all’interno dei digestori necessita di una temperatura tra i 35°C ed i 55°C ed un tempo di residenza per la fermentazione che può variare dai 20 ai 60 giorni (in funzione della tipologia di biomassa e dei volumi dei digestori). 
Nel dettaglio, è possibile produrre biogas attraverso un processo anaerobico, quindi senza il supporto dell’ossigeno. 
L’impianto di biogas sfrutta la metanogenesi, un processo biochimico che comporta la trasformazione di una sostanza organica in biogas (metano e anidride carbonica). Grazie al mantenimento di condizioni ottimali e precise, i microrganismi trasformano il materiale organico prima in acido acetico e idrogeno, poi in anidride carbonica e metano.
 

Biogas: pro e contro

Nella pianificazione di un impianto biogas (sia esso agricolo o alimentato da rifiuti organici), devono essere valutati diversi aspetti ambientali ed economici.
La produzione di biogas permette l’immediata sostituzione di combustibile fossile per uso energetico contribuendo agli obiettivi di riduzione delle emissioni climalteranti ed una maggior indipendenza energetica a livello nazionale.
Il riutilizzo di materiale organico di scarto permette la creazione di un’attività economica su un flusso di materia altrimenti destinato allo smaltimento finale.
Il digestato prodotto, inoltre, rappresenta un ammendante naturale e concimante che anche le più recenti normative equiparano al tradizionale uso dei fertilizzanti chimici, rappresentando, oltre che un beneficio ambientale, un immediato risparmio per l’economia agricola.
Sempre più spesso, inoltre, le tecnologie impiegate in questo tipo di impianti sono in grado di valorizzare i sottoprodotti originati nella lavorazione, reimmettendoli nel mercato (come ad es. il solfato di ammonio, utile per la produzione di fertilizzanti di base ammoniacale), ed efficientando ulteriormente la circolarità del processo.
Al contempo, la pianificazione di un impianto deve valutare attentamente il bacino di approvvigionamento delle biomasse in ingresso, che se reperite a distanza troppo elevata rendono l’attività ambientalmente ed economicamente sostenibile.
 

Quanta CO2 evita il biogas?

Con il biogas non si aggiunge né si toglie CO2 dall’atmosfera, infatti è una fonte di energia ritenuta a emissioni nulle con un impatto climatico pari a zero. Bisogna comunque tenere conto delle emissioni evitate usando il biogas al posto di una fonte fossile, come il carbone, il petrolio e il gas naturale. Si tratta di un calcolo specifico che varia in funzione del combustibile fossile di riferimento, per cui è necessario inserire anche le emissioni generate dal trasporto delle biomasse.

La differenza tra il biogas e il biometano

Il biometano è un derivato del biogas, ottenuto attraverso dei trattamenti di purificazione delle impurità e rimozione dell’anidride carbonica dal biogas, fino ad arrivare a un livello qualitativo analogo a quello del gas naturale. 
Il biometano, dunque, si può utilizzare come sostituto del gas naturale, ad esempio come carburante di trazione, oppure nelle utenze domestiche e industriali. È più conveniente il biogas o il biometano? La maggior efficienza energetica, purezza e versatilità rendono il biometano più vantaggioso rispetto al biogas.
 

Il biogas in Italia

Secondo il Consorzio Italiano Biogas (CIB), in Italia si stima una produzione annuale di 2,5 miliardi di metri cubi l’anno di biogas, con l’obiettivo nazionale di arrivare a 4 miliardi di metri cubi entro il 2026. 
Nel nostro Paese si contano più di 2.000 impianti a biogas, dei quali oltre 1.700 sono impianti di biogas agricoli. Attualmente, il governo sta lavorando per aumentare la produzione di biogas e soprattutto di biometano, ad esempio attraverso la conversione di alcuni impianti per renderli compatibili con il biometano, per ridurre la dipendenza dal gas russo e migliorare la diversificazione del mix energetico italiano.
Per questo motivo sono previsti importanti finanziamenti al biogas, non solo in Italia ma anche da parte dell’Unione Europea, in quanto si tratta di una fonte ritenuta strategica per la riduzione delle emissioni di CO2 e l’autonomia energetica europea. In Italia sono presenti anche degli specifici incentivi alla produzione di energia elettrica da biogas, nonché alla produzione di biometano per il settore autotrazione. 
Tra i nuovi impianti in corso di autorizzazione c’è l’impianto biogas di Terlizzi, un progetto sviluppato da Sorgenia per produrre biometano avanzato liquefatto, un carburante 100% ecosostenibile e tecnologicamente innovativo in sostituzione all’uso delle fonti fossili.
 

Il presente testo è aggiornato al 9 Maggio 2022