Energia elettrica da biogas delle discariche
Come si produce
La trasformazione della parte organica dei rifiuti solidi urbani (R.S.U.) in biogas è operata da una flora batterica anaerobica che prolifera spontaneamente entro la massa dei rifiuti ove il contenuto di ossigeno e prossimo allo zero.
La composizione qualitativa del biogas prodotto in una discarica di R.S.U. è mediamente composta come segue:
| Ossigeno | 0,6% |
| Azoto | 13,7% |
| Metano | 51,2% |
| Biossido di carbonio | 32,4% |
| Idrogeno solforato | 0,5% |
Gli altri gas sono presenti in tracce e/o percentuali modeste (mercaptani, ammoniaca ecc.)
Come si trasforma
L’intero impianto finalizzato al recupero del biogas in energia elettrica può essere suddiviso nelle seguenti parti
a) pozzi di aspirazione
b) rete di adduzione; periferica e primaria
c) stazione di pompaggio, regolazione ed analisi
d) impianto di deumidificazione
e) cogeneratori termoelettrici
f) raffreddamento dissipativo e recuperi termici (eventuali) dai motori.
Lo schema a blocchi che segue illustra ulteriormente la composizione standard dell’impianto, ed evidenzia la quantità di flusso per una ipotetica centrale da 200 kW elettrici producibili dalla raccolta di circa 100 mc/h di buon biogas.
Energia elettrica da olio vegetale
La spremitura a freddo di semi oleosi può produrre “carburante” per motori diesel in ragione di circa il 30% del peso dei semi. Dopo adeguata filtrazione e specifico pretrattamento può essere utilizzato da alcuni motori a combustibile liquido. E’ molto importante la scelta del tipo di motore ed il suo accessoriamento, specifico per l’olio vegetale che ci si propone di utilizzare.
La società Berica ha acquistato specifica esperienza per cogeneratori che utilizzano motori in produzione di serie con varie potenza da 50 kWelettrici a 500 kWelettrici.
Energia elettrica con biogas da digestore anaerobico
Il biogas nasce dalla fermentazione anaerobica di sostanze organiche putrescibili quali rifiuti umidi, liquami, scarti organici in genere; il prodotto che si forma è una miscela gassosa composta principalmente da metano CH4, CO2, H2O, N e altri gas in percentuale ridotta, un gas quindi infiammabile e con un potere calorifico proprio vicino a quello del metano.
I dati relativi alle percentuali di gas presenti differiscono notevolmente sia in funzione della specie animale dalla quale provengono, sia dal tipo di deiezioni che dal tipo di allevamento adottato per il biogas da liquame.
Le sostanze più adatte sono:
- Liquami animali
- Rifiuti domestici organici
- Ortaggi, frutta
- Latte
- Oli e grassi vegetali animali
- Insilato di mais
Il periodo di fermentazione all’interno del digestore può variare da un minimo di 10 giorni ad una massimo di 70 giorni a seconda della composizione caratteristica della biomassa.
Si possono distinguere due tipi di digestione a seconda delle temperature cui viene riscaldato il liquame:
- si ha digestione in mesofilia quando la temperatura interna è di circa 35°C;
- si ha digestione in termofilia quando invece si hanno 55°C all’interno della vasca.
L’abbattimento del carico organico carbonioso (COD) ottenibile in digestione anaerobica conferisce al refluo una sufficiente stabilità anche nei successivi periodi di stoccaggio: si ha un rallentamento dei processi degradativi e fermentativi con conseguente diminuzione nella produzione di composti maleodoranti. Tra i benefici della digestione anaerobica si riporta il miglioramento della qualità agronomica dei liquami in quanto si ha la trasformazione dell’azoto organico in azoto ammoniacale prontamente disponibile per la nutrizione vegetale.
Nella tabella seguente sono indicate alcune percentuali che compongono il biogas; queste coprono un range di valori ampi dovuti alle diverse caratteristiche di composizione del refluo trattato. In ogni caso è sempre necessario effettuare analisi chimiche perché le variabili da impianto ad impianto sono molte e possono influenzare anche pesantemente i risultati.
Dalla tabella si possono notare alcune di queste differenze:
| Unità di misura | Vacche | Vitelli da latte | Bovini da ingrasso | Suini | |
| Deiezioni t.q. | Kg | 86 | 62 | 58 | 84 |
| Urine | Kg | 26 | 20 | 18 | 39 |
| Densità | Kg/mc | 990 | 1000 | 1000 | 990 |
| Solidi totali | Kg | 12 | 5.2 | 8.5 | 11 |
| Solidi volatili | Kg | 10 | 2.3 | 7.2 | 8.5 |
| COD | Kg | 11 | 5.3 | 7.8 | 8.4 |
Tabella 4 Fonte ASAE D 384-1994 (da “Rapporto sul biogas”- ENEA CNR)