Schema impianto agricolo di Candiolo (Piemonte) per la produzione di Biometano
Pubblichiamo il quinto di una serie di articoli propedeutici all’Incontro a tema: Fonti Energetiche Rinnovabili in Italia, in programma mercoledì 13 luglio alle ore 17:00 con inizio sessione Zoom dalle 16:30. Oltre ai Soci di Nel Futuro l’invito all’incontro è esteso a tutti i Lettori i quali possono richiedere le credenziali di accesso alla sessione ZOOM inviando una mail a convegni@nelfuturo.com.
Fonti Energetiche Rinnovabili in Italia - Bioenergie
di Vincenzo Rampolla
Oggi si parla molto di metano sintetico, il biometano.
Di che si tratta? La sua produzione era prevista nell’impianto PtG (Power to gas - dall’energia elettrica al gas) e realizzata con il processo di metanazione a Sestu (Cagliari) da Italgas, operatore nazionale del gas. Secondo i fautori della metanazione, avrebbe il grande vantaggio di sfruttare le infrastrutture esistenti per il trasporto e l'utilizzo del metano. La metanazione consiste nel combinare atomi di H₂ con molecole di CO₂ per formare gas metano CH₄.
CO + 3 H₂ CH₄ + H₂O
Nella pratica è necessario un passaggio intermedio, nel quale l’ossido di carbonio CO è ricavato dalla CO₂. L’idea di sempre è di trasformare la CO₂ da inquinante in risorsa. Ma come catturare la CO₂? In terra sarda Italgas ha scoperto che catturare la CO₂ non è facile, è lo scoglio su cui, dopo gli entusiasmi iniziali, il progetto si è infranto: la tecnologia necessaria è tuttora eccessivamente sperimentale. È vero che la CO₂ può essere ottenuta dal biogas, di cui è ricco, ma deve essere pura al massimo, visto che i catalizzatori sono sistemi delicati e per tramutare in metano sintetico la grande quantità di CO₂ sottratta sarebbe necessaria una quota di H₂ ancora superiore. Si scopre che, oltre che sperimentale, è una tecnologia molto cara. E per finire, anche la produzione di H₂ costa, e occorre che l’H₂ derivi dall'acqua, usando energia prodotta da fonti rinnovabili (eolico o solare).
Quando si parla di biometano, accanto a Italgas entra in scena Snam, la Società Nazionale Metanodotti, leader del settore, azienda che realizza infrastrutture di biometano attraverso la controllata IES Biogas, primaria società di progettazione, realizzazione e gestione di impianti per la produzione di biogas e di biometano, molto attiva a livello internazionale. Con Snam, la biomassa è la materia prima per produrre biometano, classificato FER (Fonte Energia Rinnovabile) con emissione di CO₂ non fossile, adatto per consumi domestici e trasporti. Si ottiene da matrici agricole (colture dedicate, sottoprodotti e scarti agricoli e deiezioni animali), agroindustriali (scarti della filiera della lavorazione alimentare) e dalla frazione organica dei FORSU (Rifiuti Solidi Urbani). La produzione di biometano da impianti di digestione anaerobica è ampiamente diffusa, con più di 2.100 impianti, una potenza elettrica installata nel 2018 pari a 1.450 MW e una produzione annua di energia elettrica vicina a 8.300 GWh. Nella grande maggioranza dei casi, si tratta di impianti di qualche centinaio di kW di potenza installata, o anche meno, alimentati da biomasse provenienti dal comparto agro-zootecnico e agroindustriale.
Più in generale, poiché il biometano è identico al gas naturale, una volta immesso nella rete dei metanodotti, può essere trasportato dovunque e impiegato invece del metano di importazione, sia per gli usi domestici che per quelli industriali e per la generazione di elettricità. Qualche dato per chiarire: nel 2019 il metano importato ha coperto il 93% dei consumi nazionali, e la produzione dei nostri giacimenti solo il 7%. Le stime più attendibili sul potenziale di biometano a livello nazionale sono pari a 8 Mld m³ anno che, se confrontati con i 4,85 Mld estratti nel 2019, rappresentano un quantità decisamente maggiore, pari al 10,7% dei consumi attuali! In Italia, tuttavia, tra tutte le filiere bioenergetiche, quella che presenta le maggiori criticità è la produzione di biocarburanti. Perché? A fronte di un quantitativo immesso al consumo nel 2019 pari a circa 1,5 Mt (di cui oltre il 95% costituito da biodiesel e altri biocarburanti miscelati con il gasolio), solo l’8,5% è stato prodotto a partire da materie prime di origine nazionale, per la maggior parte oli alimentari esausti.
Uno studio di Agora Verkehrswende, analista di strategie di decarbonizzazione, calcola che, al netto di sprechi e perdite lungo la catena, l’efficienza finale di un carburante sintetico è del 13%, contro il 69% con le fuel cell. Questi limiti hanno indotto Italgas a fare marcia indietro e a Sestu resta confermata solo la produzione di H₂, con 2 linee: il rifornimento di mezzi di trasporto pubblico e l’immissione di H₂ nella rete cittadina del gas, insieme al metano fossile, con il rischio di percentuali molto ridotte se non irrisorie.
Tornando agli obiettivi strategici di Italgas 2021-2027, si conferma il forte orientamento aziendale agli investimenti. In particolare sono previsti €7.9 Mld, di cui 2,1 Mld per le gare di appalto.
Italgas non demorde e a inizio anno ha reso noto l’accordo con Unicem, gruppo cementizio internazionale per studiare la conversione dell’energia elettrica da FER in gas sintetico utilizzato per alimentare le caldaie e i forni delle nostre fabbriche. Nella fase iniziale si tratta dell’elettrolisi dell’acqua per generare H₂ da sottoporre a un processo reso possibile dalla CO₂ catturata con una nuovissima tecnologia: metanazione dalla produzione del cemento. Siamo all’inizio.
Il progetto rianima l’iniziativa sul metano sintetico, seppure fuori dalla Sardegna, primo problema essendo il trasporto, con gli impianti prossimi al luogo in cui si cattura la CO₂.
Per completare con la dimensione del business, la rete gas di Snam conta circa 30 allacciamenti attivi con impianti che vi immettono biometano. Ha un potenziale di espansione elevato, con 1.700 impianti a biogas riconvertibili a biometano. Il PNRR prevede entro il 2026 investimenti in biometano per € 5 Mld con € 2 Mld di incentivi. Nel 2020 la produzione nazionale del biometano si è raddoppiata a 99 M m³, mentre la richiesta di GNL per trasporti pesanti, è cresciuta di 165 M m³.
In conclusione, qualunque sia la tecnologia, per produrre il metano sintetico serve il sostegno finanziario di Bruxelles e per ora la Commissaria Simson all’Energia ha risposto picche. Si vedrà.
(consultazione: snam – piano 2020-2024; piano srategico 2021- 2025; piano decennale 2021-2030; italgas – power to gas; metanazione; cementi unicem; luca fraioli - japan - nippon steel corp.; la repubblica; la stampa)
