Biogas
Dalla digestione anaerobica all’
impianto di cogenerazione:
il ciclo completo del biogas,
dalla materia prima
all’elettricità e al calore
prodotti in loco.
Dalla digestione anaerobica al cogeneratore: il ciclo completo del biogas, dalle materie prime all’energia elettrica e termica prodotta in loco.
Un allevamento zootecnico, un depuratore, una discarica: tre realtà molto diverse che hanno in comune una cosa. Tutte e tre producono scarti organici che fermentano, generano gas, e quel gas può finire in un motore che produce elettricità e calore sul posto.
Il biogas funziona così da decenni, in migliaia di impianti italiani. Quello che cambia è la fonte, non cambia invece la logica dell’impianto.
Il biogas è una miscela di gas prodotta dalla decomposizione di sostanza organica in assenza di ossigeno, un processo che in natura avviene nelle paludi, nei fondali marini, nell’intestino dei ruminanti. Negli impianti industriali lo stesso processo viene controllato dentro vasche chiuse chiamate digestori.
La composizione dipende dalla fonte, ma il biogas è tipicamente composto per il 50-70% da metano (CH₄), con la parte restante formata principalmente da anidride carbonica (CO₂) e tracce di altri gas. Il metano è la componente energeticamente utile: più alta è la sua concentrazione, più il gas è adatto ad alimentare un motore.
Le materie prime cambiano molto da un impianto all’altro. Negli allevamenti si usano i reflui zootecnici – liquami e deiezioni di bovini, suini, avicoli – che producono biogas in modo continuo e prevedibile. Nelle aziende agroalimentari entrano in gioco gli scarti di lavorazione: siero di latte, borlande, sottoprodotti vegetali. I depuratori civili e industriali lavorano con i fanghi di processo. Le discariche captano il biogas che si forma nella massa dei rifiuti organici interrati, a volte anni dopo la chiusura dell’impianto.
MTM Energia lavora su tutti questi contesti. La Serie Mini-Bio è dimensionata per impianti agricoli alimentati da reflui zootecnici, con taglie a partire da 25 kWe. La Serie Bio2 copre applicazioni più grandi – aziende alimentari, depuratori, discariche – fino a 1.000 kWe. La fonte cambia, la logica dell’impianto rimane la stessa.
La digestione anaerobica avviene nel digestore: una vasca chiusa, riscaldata e miscelata, dove i batteri degradano la sostanza organica in assenza di ossigeno. Il processo richiede temperature controllate – tipicamente tra 35°C e 55°C – e tempi di ritenzione che variano da poche settimane a oltre un mese, a seconda della fonte. Il gas prodotto si accumula nella copertura del digestore e viene convogliato verso la sezione di trattamento.
Prima di entrare nel motore, il biogas deve essere pulito. Contiene vapore acqueo, idrogeno solforato e altre impurità che danneggerebbero i componenti meccanici nel tempo. Il pre-trattamento comprende deumidificazione, desolforazione e filtrazione. Negli impianti MTM Energia questa sezione è integrata nel sistema e gestita dallo stesso PLC che controlla il cogeneratore: un unico punto di controllo per tutta la catena, dalla biologia al quadro elettrico.
Il gas trattato arriva al motore a gas. La combustione muove il pistone, il pistone muove l’alternatore, l’alternatore produce elettricità. Il calore generato, nei gas di scarico e nel circuito di raffreddamento, viene recuperato attraverso scambiatori termici e reso disponibile come acqua calda o vapore per il processo.
Su questo punto vale la pena essere precisi: il digestore produce gas, ma è il cogeneratore che determina quanto di quel gas si trasforma effettivamente in energia utile. Rendimento del motore, qualità del pre-trattamento, continuità operativa: sono questi i parametri che fanno la differenza tra un impianto che funziona e uno che funziona bene. Per questo MTM Energia progetta e costruisce internamente i propri cogeneratori.
Un cogeneratore a biogas produce contemporaneamente elettricità e calore. I rendimenti globali superano l’85-90%, contro il 35-45% di un generatore elettrico tradizionale che disperde il calore in atmosfera. La differenza la fa il recupero termico: quello che in altri sistemi è uno scarto diventa qui un secondo flusso di energia utile.
L’elettricità prodotta alimenta i consumi in loco: macchinari dell’allevamento, linee di processo, sistemi di pompaggio. L’eccedenza può essere immessa in rete. In entrambi i casi, la quota di energia acquistata scende, con effetti diretti sui costi operativi.
Il calore recuperato dagli scambiatori, sui gas di scarico e sul circuito di raffreddamento del motore, è disponibile come acqua calda a 80-90°C o, in configurazioni più spinte, come vapore. Serve a riscaldare il digestore stesso, che ha bisogno di calore per mantenere la temperatura di processo, ma anche ad alimentare reti di teleriscaldamento, processi di essiccazione, utilizzi industriali a media temperatura.
Quando quel calore viene usato anche per produrre freddo, tramite gruppi frigoriferi ad assorbimento, si entra nel campo della trigenerazione. Una configurazione utile dove il fabbisogno di refrigerazione è continuo: aziende alimentari, logistica con catena del freddo, grandi strutture ricettive. MTM Energia ha realizzato impianti di trigenerazione a biogas in contesti industriali con potenze fino a 1.000 kWe.
Il punto centrale resta l’autoconsumo: produrre energia dove si consuma taglia i costi di trasporto, elimina le perdite di rete e riduce l’esposizione alle oscillazioni del mercato elettrico. Per le aziende agricole, dove l’energia incide in modo pesante sui margini, questo vale spesso più di qualsiasi incentivo, come abbiamo approfondito nell’articolo dedicato all’autoconsumo in agricoltura.
Biogas e biometano partono dalla stessa materia prima e dallo stesso processo. Quello che cambia è cosa succede al gas dopo il digestore.
Il biogas entra direttamente nel cogeneratore – dopo il pre-trattamento – e produce elettricità e calore in loco. Meno passaggi, costi impiantistici più contenuti, fabbisogno energetico soddisfatto sul posto. Funziona bene dove c’è un consumo locale costante e significativo: un allevamento, un depuratore, una discarica. In questi contesti l’autoconsumo giustifica l’investimento a prescindere dagli incentivi.
Il biometano richiede un passaggio in più: l’upgrading. La CO₂ e le altre impurità vengono rimosse fino a ottenere un gas con concentrazione di metano superiore al 95%, equivalente al gas naturale di rete. A quel punto può essere immesso nella rete di distribuzione o usato come carburante per il trasporto pesante. La complessità tecnica e i costi salgono, ma cambiano anche le opportunità: accesso alla rete, incentivi dedicati, mercato più ampio.
In Italia il parco installato di impianti biogas è tra i più sviluppati d’Europa, con una presenza significativa nel settore agricolo e zootecnico. Chi ha già un impianto funzionante si trova spesso a valutare se ha senso procedere con il retrofitting verso il biometano: una valutazione che dipende dalla taglia dell’impianto, dalla qualità del biogas prodotto e dalla disponibilità di rete nelle vicinanze. Non è una risposta universale.
MTM Energia lavora su entrambe le strade. Per la cogenerazione a biogas: impianti Serie Mini-Bio e Serie Bio2, dalla progettazione all’installazione chiavi in mano. Per la conversione a biometano: impianti di upgrading da 50 a 1.000 Smc/h e interventi di retrofitting e derating sugli impianti esistenti.
Il Decreto Pratiche Ecologiche finanzia a fondo perduto fino al 65% alcuni interventi preparatori – copertura delle vasche, installazione di turbine ORC – utili anche per chi non è ancora pronto per la conversione completa.
MTM Energia progetta e costruisce impianti di cogenerazione a biogas dal 2009, con oltre 100 impianti realizzati. La gamma copre un range di potenza che va da 25 kWe fino a 1.000 kWe, con soluzioni studiate per contesti molto diversi tra loro.
La Serie Mini-Bio è pensata per il settore agricolo e zootecnico. Taglie da 25 a 124 kWe, alimentate a biogas da reflui di bovini, suini e avicoli. Una caratteristica distintiva è l’integrazione della gestione della biologia nel cogeneratore stesso: un unico PLC controlla sia il digestore che il gruppo di cogenerazione, con un risparmio significativo in termini di spazio, cablaggio e costi di manutenzione. La manutenzione è semplice ed economica, con uno storico medio di 8.640 ore di moto annue su 8.760 ore disponibili.
La Serie Bio2 copre le applicazioni di taglia maggiore, da 150 a 1.000 kWe. Si adatta ad aziende agroalimentari, impianti di depurazione civile e industriale, discariche in post-gestione. In questi contesti il biogas ha caratteristiche diverse – composizione variabile, presenza di silossani nelle discariche, aggressività chimica nei fanghi di depurazione – e gli impianti vengono progettati su commessa, con verniciature per ambienti corrosivi, piping interamente in acciaio inox e componentistica selezionata da vendor list di alto livello.
Entrambe le serie sono fornite chiavi in mano: MTM Energia gestisce progettazione, installazione, pratiche autorizzative e collaudo. Il servizio post-vendita include reperibilità h24 per 365 giorni, garanzia di intervento entro 24 ore dalla segnalazione, monitoraggio remoto tramite piattaforma IoT mtmconnect dedicata e manutenzione predittiva.
Per chi valuta un nuovo impianto o il revamping di una centrale esistente, MTM Energia offre una consulenza tecnica preliminare per verificare la fattibilità e stimare i parametri energetici ed economici dell’investimento.
Qual è la differenza tra biogas e biometano?
Il biogas è la miscela prodotta dalla digestione anaerobica – metano, CO₂ e tracce di altri gas – e viene usato direttamente nel cogeneratore per produrre elettricità e calore in loco. Il biometano è biogas che ha subito un processo di upgrading: la CO₂ viene rimossa fino a ottenere un gas con oltre il 95% di metano, equivalente al gas naturale di rete. A quel punto può essere immesso nella rete di distribuzione o usato come carburante per il trasporto pesante. Stessa origine, destinazioni diverse.
Quali scarti organici si possono usare per produrre biogas?
Reflui zootecnici (bovini, suini, avicoli), scarti di lavorazioni agroalimentari come siero di latte e borlande, fanghi di depurazione civile e industriale, frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Le discariche producono biogas dalla massa dei rifiuti interrati anche anni dopo la chiusura. La resa varia molto da una fonte all’altra e determina il dimensionamento del cogeneratore: non è un parametro secondario.
Quanto produce un impianto biogas in termini di energia elettrica?
Un cogeneratore da 100 kWe che lavora 8.000 ore all’anno produce circa 800.000 kWh elettrici, più una quota equivalente o superiore di energia termica recuperata. I dati esatti di producibilità dipendono dalla composizione del biogas e dal profilo di consumo del sito e vengono calcolati in fase di progettazione.
Un impianto biogas di piccola taglia è conveniente anche senza incentivi?
Spesso sì. Un allevamento che gestisce reflui propri e consuma elettricità e calore in processo ha quasi sempre un ritorno sull’investimento solido, perché il valore dell’energia autoconsumata – elettrica e termica – copre i costi in tempi ragionevoli. La variabile critica è il fabbisogno energetico locale: più è costante e consistente, più l’autoconsumo regge da solo.
Quali sono i tempi e i costi di installazione di un cogeneratore a biogas?
I costi variano molto in base a taglia, configurazione e opere civili necessarie. Per dare un ordine di grandezza utile serve una valutazione tecnica preliminare del sito, che MTM Energia effettua prima di qualsiasi preventivo. I tempi di installazione per la Serie Mini-Bio sono generalmente contenuti; per la Serie Bio2, progettata su commessa, dipendono dalla complessità dell’impianto e dall’iter autorizzativo locale. Il punto di partenza è sempre un sopralluogo o una call tecnica per capire cosa c’è effettivamente da fare.
