Per anni, la crescita del settore del biogas ha seguito uno schema ben noto.
Aumentare la capacità produttiva. Assicurarsi maggiori quantità di materie prime. Produrre più gas.
Ma quel modello presenta dei limiti pratici. Le materie prime sono limitate, l’ottenimento delle autorizzazioni richiede tempo e l’ampliamento degli impianti esistenti richiede capitali. Ciò solleva una domanda diversa per i gestori degli impianti: è possibile creare più valore dal gas, al di là di quanto già esiste?
Presso l’impianto di Glansager di Nature Energy, nel sud della Danimarca, questa domanda ha portato a un modo diverso di considerare uno dei principali componenti del biogas.
L’anidride carbonica.
Anziché trattare la CO₂ solo come qualcosa da rimuovere durante il processo di upgrading, il progetto di Glansager la utilizza come materia prima per produrre metano aggiuntivo.
La CO₂ diventa parte delle materie prime
Il biogas grezzo contiene sia metano che anidride carbonica. Nella produzione convenzionale di biometano, la CO₂ viene separata dal gas per aumentarne la concentrazione di metano. A Glansager, la tecnologia BE-X di Biogasclean adotta un approccio diverso.
Il processo combina la CO₂ biogenica presente nel biogas con l’idrogeno prodotto utilizzando energia elettrica da fonti rinnovabili per ottenere l’eletro-metano, o e-metano, attraverso la metanazione biologica. Ciò può consentire di ottenere fino al 78% in più di biometano dalla stessa quantità di materia prima.
Aumentare la produzione di gas rinnovabile significherebbe normalmente procurarsi più materia prima. A Glansager, l’obiettivo è invece quello di recuperare più energia dalla materia prima che già entra nell’impianto. Questo approccio è più efficiente e più redditizio.
Da impianto di biogas a impianto Power-to-X
L’idrogeno verde viene immesso nel processo insieme alla CO₂ biogenica proveniente dal biogas. All’interno del sistema di metanizzazione biologico, privo di sostanze chimiche, i microrganismi convertono l’idrogeno e la CO₂ in metano, acqua e calore.
L’idrogeno viene prodotto tramite elettrolisi utilizzando elettricità rinnovabile proveniente da fonti quali l’eolico e il solare. In questo modo, l’elettricità che altrimenti sarebbe difficile da immagazzinare può essere convertita in e-metano.
Nature Energy prevede che l’impianto di Glansager produca tra i 2 e i 3,5 milioni di metri cubi di e-metano all’anno, con il settore dei trasporti identificato come uno dei principali destinatari del gas.
Il progetto collega due sistemi di energia rinnovabile che spesso vengono discussi separatamente. Il biogas fornisce il carbonio biogenico, mentre l’elettricità rinnovabile viene utilizzata per produrre l’idrogeno. La metanizzazione biologica unisce i due elementi in un combustibile gassoso immagazzinabile.
L’importanza di questo progetto va oltre l’aumento della produzione di biometano. Il processo offre anche una via per convertire l’elettricità rinnovabile in energia che può essere immagazzinata e trasportata sotto forma di gas.
Integrazione di nuove tecnologie in un impianto esistente
Per Nature Energy, la tecnologia doveva inoltre integrarsi in un impianto di biogas già operativo, con le attrezzature, i flussi di gas e i requisiti di produzione esistenti.
Questo è stato un fattore importante nella scelta della tecnologia per Glansager.
Jeppe Bæk, responsabile dell’innovazione di progetto presso Nature Energy, spiega:
«In fin dei conti, Biogasclean era l’unica azienda a offrire questo tipo di processo, che si adattava perfettamente al nostro sistema.»
Uno dei vantaggi del processo BE-X è che può operare direttamente con biogas grezzo non trattato, senza richiedere una fase separata di pretrattamento del gas prima della metanizzazione.
Il processo biologico è inoltre in grado di aumentare o ridurre la propria capacità al variare delle condizioni operative, pur funzionando a pressione e temperatura relativamente basse, il che contribuisce a contenere i costi operativi. L’integrazione della tecnologia nell’impianto esistente ha richiesto anche un lavoro di ingegneria che andava oltre il processo di metanizzazione stesso. Jeppe continua:
“La collaborazione con Biogasclean si è rivelata davvero solida. Sono davvero competenti nell’esecuzione dei progetti e anche nella progettazione di questo impianto.”
A Glansager, il ruolo di Biogasclean è andato quindi oltre la semplice fornitura della tecnologia di metanizzazione. La progettazione e l’integrazione del processo nell’impianto esistente sono state fondamentali per garantirne il funzionamento in condizioni di esercizio commerciale.
Maggiore produttività dalle infrastrutture esistenti
Per il settore del biogas in generale, Glansager solleva un’interessante questione su quale potrebbe essere la fonte della futura crescita produttiva.
Ciò non deve necessariamente significare digestori più grandi, più materie prime o impianti completamente nuovi. Una parte di tale crescita potrebbe derivare dall’individuazione di nuovi modi per sfruttare maggiormente ciò che già circola nelle infrastrutture esistenti.
Circa il 40% del biogas grezzo è tipicamente costituito da CO₂ biogenica. A Glansager, quel carbonio non viene semplicemente rimosso dal flusso di gas. Viene combinato con l’idrogeno verde per produrre metano aggiuntivo, utilizzando gran parte dell’infrastruttura per il biogas già esistente.
Ciò può aumentare la produzione di biometano fino al 78% senza aumentare la quantità di materia prima, e questo cambia la prospettiva per i produttori di biogas esistenti. Non si tratta più solo di quanto biogas un impianto possa produrre, ma di quanta energia e valore in più si possano creare da ciò che l’impianto già possiede.
