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Il Biogas 1.Cosè il biogas?Cosè il biogas? 2.A cosa serve?Come viene utilizzato?A cosa serve?Come viene utilizzato? 3.La digestione anaerobicaLa digestione.

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1 Il Biogas 1.Cosè il biogas?Cosè il biogas? 2.A cosa serve?Come viene utilizzato?A cosa serve?Come viene utilizzato? 3.La digestione anaerobicaLa digestione anaerobica 4.BeneficiBenefici 5.ImmaginiImmagini

2 CHE COSE IL BIOGAS? Il Biogas è tra le fonti alternative più utilizzate per la produzione di energia elettrica e calorica rinnovabile. Con questo termine si intende una miscela di vari tipi di gas per la maggior parte metano (CH4) prodotto dalla naturale fermentazione batterica in assenza di ossigeno dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione, carcasse in putrefazione. L'intero processo vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano. Negli ultimi anni sono state sviluppate innovative tecnologie che, tramite l'utilizzo di batteri in appositi "fermentatori", sono in grado di ottenere grandi quantità di biogas dai rifiuti organici urbani e dal letame prodotto dagli allevamenti. ZOOM

3 CREAZIONE DEL BIOGAS

4 A COSA SERVE?COME VIENE UTILIZZATO? Il gas metano prodotto in questo processo può essere 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 e in via sperimentale anche in Italia. La CO2 prodotta dalla combustione del metano così ricavato, permette quasi di pareggiare il bilancio dell'anidride carbonica emessa in atmosfera: la CO2 emessa dal biogas è la stessa CO2 fissata dalle piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di quanto avviene per la CO2 emessa 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. LUnione Europea dal 1986 ha posto con il Libro bianco le basi programmatiche per ridurre la dipendenza dalle importazioni di energia che, senza significativi interventi, passerà dallattuale 50% al 70% nel 2020 con tutte le implicanze economiche, politiche e sociali che ne deriveranno. Sono state individuate dalla U.E. le fonti energetiche rinnovabili non fossili (eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, maremotrice, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas) come fonti che possono garantire non solo autonomia energetica, ma anche la riduzione graduale dellattuale stato di inquinamento dellaria e quindi delleffetto serra. Per il 2010 il Parlamento Europeo ha proposto per lU.E. lobiettivo che le fonti energetiche rinnovabili coprano il 15% dellenergia utilizzata. Al momento attuale le fonti energetiche rinnovabili sono meno del 6% con un tasso di crescita molto basso.

5 LA DIGESTIONE ANAEROBICA La digestione anaerobica è un processo biologico complesso attraverso il quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica alimentata e dalle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all'80% circa. Poiché la digestione anaerobica può essere considerata anche come un processo di trattamento di inquinanti, le condizioni del processo possono essere scelte per realizzare la massima resa di depurazione o la massima resa di prodotti energetici. In genere, le materie prime utilizzabili sono residui zootecnici, dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui,ecc…Affinché il processo abbia luogo è necessaria lazione di diversi gruppi di microrganismi, in grado di trasformare la sostanza organica in dei composti, principalmente acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno, utilizzabili dai microrganismi metanigeni che concludono il processo producendo come già detto il metano. I microrganismi anaerobi presentano basse velocità di crescita e basse velocità di reazione e quindi occorre mantenere ottimali, per quanto possibile, le condizioni dellambiente di reazione. I tempi di processo sono abbastanza lunghi se confrontati con quelli di altri processi biologici. Il vantaggio del processo però è che la materia organica complessa viene convertita in metano e anidride carbonica e quindi porta alla produzione finale di una fonte rinnovabile di energia, sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere calorifico. Lambiente di reazione, definito solitamente digestore (o reattore anaerobico), per permettere la crescita contemporanea di tutti i microrganismi, dovrà risultare a seconda delle esigenze dei singoli gruppi microbici. Il pH ottimale, ad esempio, è intorno a 7/7.5. La temperatura ottimale di processo è intorno ai 35°C, se si opera con batteri mesofili, o intorno a 55°C, se si utilizzano batteri termofili.

6 Partecipano al processo i seguenti gruppi di batteri: batteri idrolitici, che spezzano le macromolecole biodegradabili in sostanze più semplici; batteri acidogeni, che utilizzano come substrato i composti organici semplici liberati dai batteri idrolitici e producono acidi organici a catena corta, che a loro volta rappresentano il substrato per i gruppi batterici successivi; batteri acetogeni, produttori obbligati di idrogeno (OPHA: Obbligate Hydrogen Producing Acetogens), che utilizzano come substrato i prodotti dei batteri acidogeni dando luogo ad acetato, idrogeno ed anidride carbonica; batteri omoacetogeni che sintetizzano acetato partendo da anidride carbonica e idrogeno; batteri metanigeni, distinti in due gruppi: a) quelli che producono metano ed anidride carbonica da acido acetico, detti acetoclastici; b) quelli che producono metano partendo da anidride carbonica e idrogeno, detti idrogenotrofi. Mentre il metano viene liberato quasi completamente in fase di gas vista la sua scarsa solubilità in acqua, lanidride carbonica partecipa allequilibrio dei carbonati presenti nella biomassa in reazione. Le interazioni tra le diverse specie batteriche sono molto strette ed i prodotti del metabolismo di alcune specie possono essere utilizzati da altre specie come substrato o come fattori di crescita.

7 Si tratta di un processo integrato, che presenta una serie di vantaggi di tipo energetico, ambientale ed agricolo: produzione di energia da fonte rinnovabile; - miglioramento dell'economia delle aziende zootecniche e/o agricole;minori emissioni di gas-serra; - migliore qualità dei fertilizzanti prodotti;riciclaggio economico dei rifiuti, con ricaduta positiva sull'impatto ambientale;minore inquinamento da odori e ridotta presenza di insetti; - miglioramento delle condizioni igienico-sanitarie dell'azienda.

8 Impianto di digestione anaerobica

9 BENEFICI: - Opportunità di vendita dell energia elettrica prodotta e della realizzazione dei certificati verdi - Fonte di disinquinamento e una sorgente di utilizzabile - Produzione di gas ad alto potere calorifico - Riduzione drastica degli odori (solo carico e scarico) - Trasformazione della sostanza di rifiuto in un prodotto finale nel quale il carbonio, presente sotto forma ridotta, contiene la maggior parte dell energia iniziale del substrato - Migliore qualità del fertilizzante rispetto ad altri processi di degradazione: il fango derivato dal processo anaerobico è infatti sostanzialmente sterile e ha un maggiore contenuto in sostanze azotate che lo rende particolarmente adatto come composto - Minore quantità di fanghi da smaltire rispetto ad altri processi di degradazione - Uso dei fanghi digeriti per il condizionamento del suolo migliorandone consistenza, capacità di trattenere umidità, aereazione, capacità tamponante - Limitato fabbisogno energetico per il processo - Riduzione dei germi patogeni soprattutto se il processo avviene in condizioni termofile.

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