Biogas

Biogas

Cosa è il biogas:

Con il termine biogas si intende una miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano, dal 50 al 80%) prodotto dalla fermentazione batterica in anaerobiosi (assenza di ossigeno) delle masse vegetali di insilati di colture come il mais ed il sorgo. L'intero processo vede la decomposizione controllata, all’interno di speciali contenitori detti fermentatori del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano (metanizzazione dei composti organici).
Il biogas è un gas che si forma spontaneamente da ogni processo di decomposizione organica.

Sono state sviluppate tecnologie ed impianti specifici che, tramite l'utilizzo di batteri in appositi "fermentatori" chiusi, sono in grado di estrarre grandi quantità di biogas da masse vegetali. 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 prodotto in questo processo (biogas) può essere quindi utilizzato per produrre energia elettrica e/o calore. Queste caratteristiche ne fanno una nuova e fondamentale risposta alle necessità di produrre energia eco-sostenibile.

 

Come funziona un impianto a biogas:

Gli impianti di produzione del biogas funzionano come un bovino, come tale alimentati da materia organica, nella fattispecie insilati di mais, sorgo e altre piante che ben si prestano a tale utilizzo i quali vengono ridotti a cosiddetto substrato a seguito di tritatura e miscelazione e “digeriti” con relativa produzione di biogas.

La materia destinata alla produzione di biogas viene accumulata, esattamente come avviene per un allevamento bovino di medie dimensioni, all’interno di silos o di trincee per insilati.

L’intero impianto è composto da due carri miscelatori con coclee di alimentazione, due fermentatori principali orizzontali, un fermentatore secondario verticale (postfermentatore) e da una cabina cogenerativa, di fatto l’impatto ambientale è minimo e le opere edili notevolmente modeste.

L’insilato, viene immesso nel carro miscelatore riempiendo con una pala meccanica gli appositi contenitori una volta al giorno, questa operazione è l’unica che non sia gestita ed energeticamente alimentata in autonomia dall’impianto, poi automaticamente verrà caricato nei fermentatori principale tramite la coclea (una volta ogni mezzora).

Nei fermentatori principali avviene la prima digestione della materia organica, questi contenitori, in calcestruzzo, sono dei parallelepipedi cavi lunghi circa 20 m, larghi 8 ed alti 6, sormontati da una guaina elastica che impedisce la fuoriuscita del biogas in formazione, la materia organica viene movimentata internamente da alcune pale che la convogliano, lentamente, verso la parte terminale del digestore, questa, arrivata in fondo, ha subito la prima parte del processo digestivo ed ha già prodotto gran parte del biogas.

La seconda parte si svolge all’interno di un fermentatore secondario (postfermentatore), di tipo verticale, costituito da un cilindro in calcestruzzo alto m 6 del diametro di m 26, nel quale la materia viene immessa dopo essere stata, ancora, triturata e sanificata, come quelli principali è chiuso verso l’alto da una guaina elastica che contiene e raccoglie il gas in formazione.

All’interno del fermentatore secondario la materia viene definitivamente decomposta, in un processo biologico nel quale operano batteri termofili che disgregano eventuali tossine e abbattono la presenza di acido solfidrico, in questa fase viene prodotto il biogas residuo e la materia viene totalmente sanificata.
Il materiale in uscita, che a questo punto ha subito due fasi digestive e che viene chiamato digestato, viene convogliato verso il separatore, che ne divide la parte solida da quella liquida.

Tutto il processo di produzione del biogas, della mescola delle masse vegetali nei fermentatori e dell’immissione/estrazione dell’insilato/digestato è costantemente monitorata e controllata da un sistema computerizzato, programmato per operare nella massima resa e sicurezza.

L’impianto non è rumoroso, non inquina e non emana cattivi odori.

 

Cosa è il digestato:

Il digestato è un prodotto organico residuo del processo fermentativo della massa vegetale.

Il digestato prodotto da fermentazione di massa vegetale è un ottimo fertilizzante e rappresenta quello che oggi conosciamo con il nome di compost.

Il suo riutilizzo è immediato e non necessita di ulteriori trattamenti attraverso spargimento sui campi o confezionato per il mercato dei fertilizzanti, a differenza delle deiezioni animali esso è completamente sanificato, privo di residui antibiotici o virali e con spiccate qualità ammendanti.

 

Conversione del biogas in energia:

Il biogas prodotto nei fermentatori viene continuamente convogliato attraverso delle condutture in acciaio alla cabina di cogenerazione, all’interno della quale, in ambiente insonorizzato e controllato da un computer, avviene la combustione nel motore, l’utilizzo di una dinamo permette di produrre energia elettrica che viene immessa nella rete elettrica diretta al consumatore, l’acqua di raffreddamento dei circuiti può essere utilizzata per impieghi civili e agricoli, attraverso la realizzazione di un circuito di distribuzione, rispettivamente per il riscaldamento - raffrescamento degli edifici ed il riscaldamento di serre.

 

Sicurezza dell’impianto:

L’impianto di biogas è automatizzato al massimo. Il controllo dell’impianto si basa sulla parametrizzazione dei valori di carico del substrato, che avviene quindi in maniera continua e mirata.

Tutti i serbatoi sono dotati di più sistemi di allarme che ne impediscono il sovraccarico o il sottocarico, così come di valvole di sicurezza di sovrapressione/depressione.
In caso di avaria del sistema di controllo, gli agitatori nel fermentatore principale funzionano autonomamente, per cui non si possono assolutamente verificare situazioni critiche.

Le fasi di processo sono protocollate dal sistema. Il gestore dell’impianto riceve i dati relativi allo stato dell’impianto di biogas direttamente sul telefono cellulare.

 

Vantaggi ecologici derivanti dall'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 CO2 emessa dalla combustione del biogas è la stessa CO2 fissata dalle piante, al contrario di quanto avviene per la CO2 emessa ex-novo dalla combustione dei 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 auspicabile la sua degradazione in CO2 e acqua per combustione. L'emissione di 1 kg di CH4, in un orizzonte temporale di 100 anni, equivale ad emettere 21 kg di CO2.

 

Vantaggi socio-economici derivanti dall'uso del biogas:

Un impianto di produzione di energia a biogas è del tutto paragonabile ad un processo di produzione agricolo – zootecnico, con la differenza, notevole, di non produrre scarti dannosi per l’ambiente e potenzialmente pericolosi per la salute umana, di fatti i prodotti di scarto sono materie prime riutilizzabili nello stesso ambito agricolo, senza ulteriori processi di lavorazione e di qualità migliore di quelle di provenienza animale.

Da ciò deriva un indotto diretto non concorrenziale con l’attività agricola classica che parte dalla coltivazione delle colture da insilato ed arriva al successivo riutilizzo dei materiali fertilizzanti, passando per le procedure di gestione dell’impianto stesso, per un range occupazionale continuativo di oltre 15 operatori ed un rilancio dell’intero settore in previsione della nascita di più impianti nell’ambito territoriale.

La durata quindicennale dei contratti con il gestore energetico ne assicura inoltre la costanza nel medio periodo che con ogni probabilità diventerà lungo visti i termini e gli obiettivi stabiliti nei protocolli di Kioto e recepiti nelle norme europee e nazionali.

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