CON IDROGENO E C02 è POSSIBILE PRODURRE BIOMETANO, LE NUOVE FRONTERE DEL POWER-TO-GAS

Nel mix energetico europeo emergono diverse qualità che dovrà avere il gas: verde, pulito e rinnovabile.
Il dibattito politico-industriale sul ruolo che dovrà avere questa risorsa è oggi molto acceso.
L’intento di Bruxelles è quello di ridurre il consumo di gas di origine fossile per de-carbonizzare diversi settori economici (produzione e accumulo di energia, trasporti), nell’ambito di una strategia al 2050 che mira a portare l’Europa ad un impatto climatico zero.
Cerchiamo di capire meglio i criteri di sostenibilità ambientale da applicare al combustibile pulito, definito anche rinnovabile.
Giuseppe Nigliaccio, del dipartimento Tecnologie Energetiche di Enea spiega il concetto di green gas e le sue prospettive: “nella definizione di green gas rientrano tecnologie molto diverse tra loro, ad esempio il biometano è una risorsa rinnovabile prodotta da biomasse agricole, agroindustriali e dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani, mentre i sistemi Power-to-Gas impiegano energia elettrica per produrre idrogeno partendo dalle molecole d’acqua, mediante l’elettrolisi”.
Per poter essere considerato pulito quindi il Power-to-gas richiede elettricità che sia generata solo da fonti rinnovabili, quindi fotovoltaico ed eolico.
Il problema rimane tuttavia subordinato all’utilizzo diretto dell’idrogeno nei consumi finali legato ai limiti tecnologici sulla rete e sulle infrastrutture.
È possibile miscelare l’idrogeno con il gas tradizionale di origine fossile solo in percentuale limitate.
Snam, ad esempio, ha iniziato a testare l’emissione di una miscela di idrogeno al 5% in volume e gas naturale (H2NG) sulla rete di trasporto italiana.
Non va inoltre dimenticato la possibilità in futuro di utilizzare l’idrogeno nei trasporti con veicoli a celle a combustibile, ipotesi ancora però lontana come diffusione su ampia scala. Le miscele di idrogeno infatti in questa fase di transizione tecnologica rappresentano una soluzione interessante.
Alternativamente è possibile procedere con un passaggio ulteriore per trasformare l’idrogeno in metano, la metanazione è infatti realizzabile attraverso un processo di tipo chimico o biologico.
Proprio su quest’ultima verte il progetto +GAS avviato da Enea, si tratta infatti: “di utilizzare l’idrogeno ricavato con il surplus elettrico delle rinnovabili, aggiungendo anidride carbonica, per produrre metano tramite particolari microrganismi”, continua Nigliaccio.
L’idea è di sfruttare gli impianti già esistenti di biogas e biometano utilizzando gli stessi digestori, si parla quindi di metanazione biologica in situ, dove si fanno vivere le diverse popolazioni di batteri.
Al momento però la soluzione più sperimentata prevede l’impiego di digestori separati, ex situ quindi, al cui interno lavorano batteri speciali capaci di assorbire idrogeno e CO2 per il proprio processo metabolico e produrre metano.
L’intento è quello di riuscire a fare sistema con le centrali a biomasse delle imprese agricole: in questo modo, dopo il processo di purificazione del biogas in biometano, rimane a disposizione parecchia CO2 che può quindi essere riutilizzata per ottenere altro biometano.
La situazione a livello europeo vede alcuni impianti dimostrativi sulla tecnologia della metanazione biologica, in Germania e Danimarca. Il progetto +GAS ha invece approfondito in laboratorio una serie di aspetti tecnici che riguardano sia la generazione dell’idrogeno che le nuove tecnologie per dissolvere miscelare idrogeno e anidride carbonica all’interno del digestore, con le conseguenti variazioni sulle rese di produzione di metano.
Relativamente all’efficienza complessiva dell’intero processo, continua Nigliaccio molto dipende dalla tecnologia che viene utilizzata, in particolare nel primo passaggio per ricavare idrogeno dal surplus elettrico.
Le attuali applicazioni registrano rendimenti che oscillano tra il 50% e il 70%, in base all’utilizzo di sistemi elettrolitici di tipo alcalino o con membrana elettrolitica polimerica. Il processo della metanazione invece, dove l’idrogeno si combina con la CO2 per restituire il biometano, raggiunge un’efficienza di circa l’80%, quindi il rendimento totale si aggira attorno al 40%-50% al termine delle varie fasi.
È necessario quindi intensificare l’attività di ricerca sui rendimenti e i costi per provare a diffondere su scala industriale questa particolare tecnologia.