BIOENERGIA 116 sere utilizzato anche in impianti centralizzati, collocati esattamente dove la produzione di energia termica può essere adeguatamente valorizzata. Dunque vale la pena di entrare nel dettaglio delle peculiarità di questi sistemi, analizzandone gli aspetti tecnologici e operativi, le potenzialità, le criticità, ma anche il livello di sostenibilità economica e ambientale. Aspetti tecnologici e operativi. Nella fase di digestione anaerobica, gli elementi base della biomassa (carboidrati, proteine e grassi) sono decomposti da microrganismi specifici, in assenza di ossigeno, e convertiti per il 60% circa in metano e 40 % in anidride carbonica. Un aspetto chiave per la stabilità del processo è il controllo della temperatura: la presenza di un cogeneratore nell’uso del biogas per l’alimentazione di un motore endotermico accoppiato ad un gruppo elettrogeno garantisce una quantità di calore più che sufficiente per il riscaldamento del digestore. Purificazione e upgrading. Oltre al metano e anidride carbonica, il biogas “grezzo” contiene vapore acqueo e altre impurità, come ammoniaca gassosa e tracce di idrogeno solforato, che seppur presenti in limitata percentuale devono essere eliminate, tramite un processo definito di purificazione e “upgrading”, al termine del quale si ottiene un gas composto da metano al 95-98% (Figura 1). La purificazione prevede deidratazione, desolforazione, rimozione di ammoniaca gassosa e polveri, ed è attuato tramite l’impiego combinato di chiller (per la deumidificazione), scrubber (per l’eliminazione dell’idrogeno solforato), filtri, anche a carboni attivi, ecc. L’upgrading è invece finalizzato all’eliminazione dell’anidride carbonica, e può essere realizzato tramite diversi metodi, come ad esempio la compressione, l’adsorbimento, l’assorbimento, la separazione tramite membrane selettive e la separazione criogenica. Tra le diverse opzioni, quella della separazione mediante membrana selettiva non richiede l’impiego di additivi chimici, poiché il biogas, preventivamente compresso, attraversa semas a fuel for cogeneration (electricity and heat), in centralised plants and/or associated with large thermal or domestic users, and as a fuel for refuelling stations located close to the production plant (taking into account a suitable gas distribution network). Biomethane is thus an energy carrier that is flexible, and therefore more efficient, than the biogas from which it is derived. This efficiency is even more significant if one takes into account that today biomethane can also be used in centralised plants, located exactly where the production of thermal energy can be adequately exploited. Therefore, it is worth going into detail about the peculiarities of these systems, analysing their technological and operational aspects, potential, criticalities, but also their level of economic and environmental sustainability. Technological and operational aspects. In the anaerobic digestion phase, the basic elements of the biomass (carbohydrates, proteins and fats) are decomposed by specific microorganisms, in the absence of oxygen, and converted approximately 60 % to methane and 40 % to carbon dioxide. A key aspect for process stability is temperature control: the presence of a cogenerator in the use of biogas to power an endothermic engine coupled to a generator guarantees more than enough heat to heat the digester. Purification and upgrading. In addition to methane and carbon dioxide, 'raw' biogas contains water vapour and other impurities, such as gaseous ammonia and traces of hydrogen sulphide, which, albeit in a limited percentage, must be removed through a process known as purification and 'upgrading', at the end of which a gas consisting of 95-98% methane is obtained (Figure 1). Purification involves dehydration, desulphurisation, and removal of gaseous ammonia and dust, and is implemented through the combined use of chillers (for dehumidification), scrubbers (for hydrogen sulphide removal), filters, including activated carbon filters, etc. Upgrading, on the other hand, is aimed at the elimination of carbon dioxide, and can be BIOENERGIA Figura 1 – Schematizzazione del processo finale di produzione del biometano, dall’arrivo del biogas pretrattato fino alla produzione di biometano pronto per l’immissione in rete dopo upgrading Figure 1 - Schematisation of the final biomethane production process, from the arrival of pre-treated biogas to the production of biomethane ready to feed into the grid after upgrading
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