Biogas

Vinai Federico 2008/2009 5°A

IIS M. EULA Geometri Savigliano

Tesina Esame di Maturità

Impianto a Biogas 1

Indice: pag.

Biogas: A- impianto di Biogas...................................................................3-9

1- Definizione............................................................................3

2- Tecnologie produttive.........................................................3-4

3- Vantaggi nell’uso del biogas.................................................4

4- Discussione sulla spesa.......................................................5

4- Indicazioni del Biogas...........................................................6

5- Energia da biomasse..........................................................7-8

6- Tipi di combustione...............................................................8

7- Informazioni aggiuntive.......................................................9-10

B- Funzione pratica.......................................................................10-14

1- Fase di processo..............................................................10-12

2- Varianti..............................................................................11-12

3- Materiali utilizzati e motivazioni..........................................12-14

C- Tipi di imprese...........................................................................14-15

D- Storia della nascita di fonti di energia alternativa......................15-18

1- Crisi del ’73..........................................................................15

2- Guerra in Israele...............................................................15-16

3- Ricerca di un’alternativa al petrolio.....................................16-18

E- Valutazione di impatto ambientale di un impianto a Biogas......18-19

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Biogas

Biogas

Con il termine si intende una miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano, dal 50 al 80%) prodotto dalla fermentazione batterica in assenza di ossigeno, dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione, carcasse in putrescenza, liquami zootecnici o di fognatura.

L’intero processo vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano (metanizzazione dei composti organici).

Tecnologie produttive

Il biogas si forma spontaneamente negli accumuli di materiale organico. Le discariche di rifiuti urbani ne sono quindi grandi produttori, visto che normalmente il 30-40% del rifiuto è appunto materiale organico; tale gas deve essere captato per evitarne la diffusione nell’ambiente.

Sono state sviluppate tecnologie e impianti specifici che, tramite l’utilizzo di batteri in appositi “fermentatori” chiusi, sono in grado di estrarre grandi quantità di biogas dai rifiuti organici urbani e dal letame prodotto dagli allevamenti intensivi, o anche dai liquami di fognatura. Il gas metano prodotto in questo processo può essere quindi utilizzato per la combustione in caldaie da riscaldamento o nel motore a combustione interna, producendo calore e/o elettricità.

Esistono varie tipologie di impianti di produzione di biogas indirizzati a trattare matrici organiche differenti, liquide o solide. Le caratteristiche principali di un impianto sono il sistema di miscelazione matrici all’interno del

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fermentatore/digestore, il caricatore di matrici solide e il sistema di filtrazione del biogas prodotto.

Gli impianti di biogas idonei al trattamento di matrici prevalentemente solide sono chiamati “a secco” e cioè non hanno bisogno di liquami per il loro funzionamento. In questo caso l’acqua necessaria al processo è legata all’umidità del materiale utilizzato per alimentare l’impianto. Il gas metano prodotto in questo processo può essere quindi utilizzato per la combustione in caldaie da riscaldamento o nei motori a scoppio. Quest’ultima applicazione ha trovato buon successo in Paesi del centro Europa quali Svizzera, Germania, Svezia ecc., e in via sperimentale anche in Italia, costituendo una delle più concrete promesse nel campo della mobilità eco-sostenibile.

Vantaggi nell’uso del biogas

La CO2 prodotta dalla combustione del metano così ricavato permette quasi di pareggiare il bilancio dell’anidride carbonica emessa in atmosfera: infatti la emessa dalla combustione del biogas è la stessa CO2 fissata dalle

CO2

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piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al emessa dalla combustione dei

contrario di quanto avviene per la CO2

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carburanti fossili. Ulteriore vantaggio ecologico nell’utilizzo del biogas, è quello di impedire la diffusione nella troposfera del metano emesso naturalmente durante la decomposizione di carcasse e vegetali: il metano è infatti uno dei gas-serra più potenti ed è quindi prevedibile la sua degradazione in CO2 e acqua per combustione. L’emissione di 1 kg di CH4, in

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un orizzonte temporale di 100 anni, equivale ad emettere 21 kg di CO2

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Vi è anche però la presenza di alcuni svantaggi, perché infatti sul piano economico le spese che si devono sostenere sono elevatissime e la manutenzione richiesta da un impianto del genere è di notevole importanza.

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Discussione sulla spesa

Il guadagno medio di un impianto di biogas è di circa 200.000€ l’anno, in base all’energia prodotta. Il suo mantenimento però richiede ingenti spese di manutenzione senza il contributo statale sarebbe pressoché impossibile mantenerle un impianto del genere esclusivamente con la produzione annuale.

I contributi dallo Stato vengono concessi per poter stimolare, all’interno della comunità, il desiderio di aumentare il proprio reddito attraverso la produzione di energia pulita. Questo gioverebbe sia alle tasche dei produttori sia allo Stato; in un accordo stipulato il 29-4-1998, detto “Protocollo di Kyoto” infatti, l’Italia si impegnò, insieme ad altri 160 Paesi, a diminuire l’emissione di sostanze inquinanti e a cominciare a produrre tipologie di energie rinnovabili; ciò induce a pensare quindi che lo Stato stia concedendo questi contributi per incrementare la produzione di energia elettrica per evitare il pagamento di un’ammenda per il mancato raggiungimento della produzione del 20 % di energie rinnovabili.

E se lo Stato cessasse la distribuzione di contributi? Come farebbero i cittadini a mantenere un impianto del genere? E l’impianto ha vita infinita?

Il costo per lo smaltimento, stimato sul milione, dove verrà reperito una volta cessato il funzionamento dell’impianto?