Tutto quello che c'è da sapere sul biogas

Esistono numerose fonti di energia rinnovabile oltre a quelle che conosciamo come eolica, solare, geotermica, idraulica, ecc. Oggi analizzeremo e impareremo a conoscere una fonte di energia rinnovabile, forse non così conosciuta come le altre, ma di grande potenza. Si tratta di biogas.

Il biogas è un potente gas estratto dai rifiuti organici. Oltre ai suoi numerosi vantaggi, è una forma di energia pulita e rinnovabile. Vuoi saperne di più sul biogas?

Caratteristiche del biogas

Il biogas è un gas che viene generato in ambienti naturali o in dispositivi specifici. È il prodotto delle reazioni di biodegradazione della materia organica. Sono comunemente prodotti nelle discariche poiché tutta la materia organica depositata si degrada. Quando detta materia organica viene esposta ad agenti esterni, l'azione di microrganismi come i batteri metanogeni (batteri che compaiono quando non c'è ossigeno e si nutrono di gas metano) e altri fattori la degradano.

In questi ambienti dove l'ossigeno non esiste e questi batteri mangiano materia organica, il loro prodotto di scarto è il gas metano e la CO2. Pertanto, la composizione del biogas è una miscela composta per il 40% e il 70% da metano e per il resto da CO2. Ha anche altre piccole proporzioni di gas come l'idrogeno (H2), l'azoto (N2), l'ossigeno (O2) e l'idrogeno solforato (H2S), ma non sono fondamentali.

Come viene prodotto il biogas

Il biogas è prodotto dalla decomposizione anaerobica ed è molto utile per il trattamento dei rifiuti biodegradabili, poiché produce un combustibile di alto valore e genera un effluente che può essere applicato come ammendante o compost generico.

Con questo gas l'energia elettrica può essere generata in vari modi. Il primo è usare le turbine per spostare il gas e generare elettricità. Un altro è usare il gas per generare calore in forni, stufe, essiccatori, caldaie o altri sistemi di combustione che richiedono gas.

Poiché viene generato a seguito della decomposizione della materia organica, è considerato un tipo di energia rinnovabile in grado di sostituire i combustibili fossili. Con esso si ottiene anche energia per cucinare e riscaldare proprio come funziona il metano. Allo stesso modo, il biogas è collegato a un generatore e crea elettricità attraverso motori a combustione interna.

Potenziale energetico

Affinché si possa dire che il biogas ha un potenziale tale da sostituire i combustibili fossili è perché deve avere davvero una grande potenza energetica. Con un metro cubo di biogas può generare fino a 6 ore di luce. La luce generata può arrivare fino alla stessa di una lampadina da 60 watt. È inoltre possibile utilizzare un frigorifero da un metro cubo per un'ora, un'incubatrice per 30 minuti e un motore HP per 2 ore.

Pertanto, il biogas è considerato un gas potente con un'incredibile capacità energetica.

Storia del biogas

Le prime menzioni che si possono vedere di questo gas risalgono all'anno 1600, quando diversi scienziati identificarono questo gas come quello derivante dalla decomposizione della materia organica.

Negli anni, nel 1890, fu costruito il primo biodigestore in cui viene prodotto il biogas ed era in India. Nel 1896 i lampioni a Exeter, in Inghilterra, erano alimentati dal gas raccolto dai digestori che fermentavano i fanghi delle fogne della città.

Quando le due guerre mondiali finirono, le cosiddette fabbriche di produzione di biogas iniziarono a diffondersi in Europa. In questi stabilimenti nasceva il biogas per essere utilizzato nelle automobili dell'epoca. I serbatoi Imhoff sono noti come quelli in grado di trattare le acque reflue e di fermentare la materia organica per produrre biogas. Il gas generato è stato utilizzato per il funzionamento degli impianti, per i veicoli comunali e in alcune città è stato immesso nella rete del gas.

Diffusione del biogas è stato ostacolato dal facile accesso e dalle prestazioni dei combustibili fossili e, dopo la crisi energetica degli anni '70, la ricerca e sviluppo del biogas è stata riavviata in tutti i paesi del mondo, concentrandosi maggiormente sui paesi dell'America Latina.

Negli ultimi 20 anni lo sviluppo del biogas ha avuto molti importanti progressi grazie alle scoperte sul processo microbiologico e biochimico che agisce in esso e grazie allo studio del comportamento dei microrganismi che intervengono in condizioni anaerobiche.

Cosa sono i biodigestori?

I biodigestori sono tipi di contenitori chiusi, ermetici e impermeabili in cui la materia organica viene collocata e lasciata decomporsi e generare biogas. Il biodigestore deve essere chiuso ed ermetico in modo che i batteri anaerobici possano agire e degradare la materia organica. I batteri metanogeni crescono solo in ambienti dove non c'è ossigeno.

Questi reattori hanno dimensioni di oltre 1.000 metri cubi di capacità e lavorano in condizioni di temperature mesofile (tra 20 e 40 gradi) e termofile (più di 40 gradi).

Il biogas viene estratto anche dalle discariche dove, quando gli strati di materia organica vengono riempiti e chiusi, si creano ambienti privi di ossigeno in cui i batteri metanogeni degradano la materia organica e generano biogas che viene estratto attraverso tubi conduttivi.

Il vantaggio che i biodigestori hanno rispetto ad altri impianti di generazione di energia è che hanno un basso impatto ambientale e non richiedono personale altamente qualificato. Inoltre, come sottoprodotto della decomposizione della materia organica, si possono ottenere fertilizzanti organici che vengono riutilizzati per fertilizzare le colture in agricoltura.

Germania, Cina e India sono alcuni dei paesi pionieri nell'introduzione di questo tipo di tecnologia. In America Latina, Brasile, Argentina, Uruguay e Bolivia hanno mostrato progressi significativi nella loro inclusione.

L'applicazione del biogas oggi

In America Latina, il biogas viene utilizzato per il trattamento della distillazione in Argentina. Lo stillage è il residuo che si produce nell'industrializzazione della canna da zucchero e in condizioni anaerobiche si degrada e genera biogas.

Il numero di biodigestori nel mondo non è ancora troppo determinante. In Europa ci sono solo 130 biodigestori. Tuttavia, questo funziona come il campo di altre energie rinnovabili come il solare e l'eolico, ovvero, quando la tecnologia viene scoperta e sviluppata, i costi di produzione diminuiscono e l'affidabilità della generazione di biogas migliora. Pertanto, si ritiene che avranno un ampio campo di sviluppo in futuro.

L'applicazione del biogas nelle zone rurali è stata molto importante. Il primo è servito a generare energia e fertilizzanti organici per gli agricoltori delle zone più marginali che hanno meno reddito e difficile accesso alle fonti energetiche convenzionali.

Per le aree rurali, è stata sviluppata una tecnologia che cerca di ottenere digestori con un costo minimo e con una facile manutenzione da utilizzare. L'energia che deve essere prodotta non è tanto quanto nelle aree urbane, quindi non è così condizionale che la sua efficienza sia elevata.

Un'altra area per la quale oggi viene utilizzato il biogas È nel settore agricolo e agroindustriale. L'obiettivo del biogas in questi settori è fornire energia e risolvere i gravi problemi causati dall'inquinamento. Con i biodigestori è possibile controllare meglio la contaminazione della materia organica. Questi biodigestori hanno una maggiore efficienza e la loro applicazione, oltre ad avere costi iniziali elevati, ha sistemi di manutenzione e funzionamento più complessi.

I recenti progressi nelle apparecchiature di cogenerazione hanno consentito un uso più efficiente del gas generato e i continui progressi nelle tecniche di fermentazione garantiscono uno sviluppo sostenuto in questo campo.

Quando questo tipo di tecnologia è incorporato, è obbligatorio che i prodotti vengano scaricati nella rete fognaria delle città sono esclusivamente biologici. In caso contrario, il funzionamento dei digestori potrebbe essere compromesso e la produzione di biogas potrebbe essere difficile. Ciò è accaduto in diversi paesi e i biodigestori sono stati abbandonati.

Una pratica molto diffusa in tutto il mondo è quella delle discariche sanitarie. L'obiettivo di questa pratica è quello di eliminare le grandi quantità di rifiuti generati nelle grandi città e con questo, con le moderne tecniche, è possibile estrarre e purificare il gas metano che si genera e che decenni fa questo ha generato seri problemi. Problemi come la morte della vegetazione che si trovava nelle zone vicine agli ospedali, cattivi odori e possibili esplosioni.

Il progresso delle tecniche di estrazione del biogas ha permesso a molte città nel mondo, come Santiago del Cile, di utilizzare il biogas come fonte di energia nella rete di distribuzione del gas naturale nei centri urbani.

Il biogas ha grandi aspettative per il futuro, poiché è un'energia rinnovabile e pulita che aiuta ad alleviare i problemi di inquinamento e trattamento dei rifiuti. Inoltre contribuisce positivamente all'agricoltura, fornendo come sottoprodotto fertilizzanti organici che aiutano nel ciclo di vita dei prodotti e nella fertilità delle colture.