1. Raccolta della materia organica:
- La produzione di biogas inizia con la raccolta di materiali organici come letame animale, rifiuti alimentari, residui colturali e acque reflue. Questi materiali sono ricchi di componenti biodegradabili che possono essere scomposti dai microrganismi durante la digestione anaerobica.
2. Digestione anaerobica:
- La materia organica raccolta viene posta in un ambiente chiuso e privo di ossigeno chiamato digestore. Batteri e microrganismi anaerobici prosperano in questa condizione di carenza di ossigeno e scompongono la materia organica attraverso un processo noto come digestione anaerobica.
- Durante questo processo, il materiale organico subisce una serie di reazioni chimiche, tra cui idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi. Queste reazioni convertono i composti organici complessi in componenti più semplici, con conseguente produzione di biogas.
3. Composizione del biogas:
- I componenti primari del biogas sono metano (CH4), anidride carbonica (CO2), idrogeno solforato (H2S) e tracce di altri gas. Il metano è il vettore energetico primario del biogas e ne determina la combustibilità e il contenuto energetico.
4. Pulizia e potenziamento del biogas:
- Il biogas grezzo prodotto durante la digestione anaerobica contiene impurità come H2S, vapore acqueo e particolato. Per garantire un utilizzo efficiente del biogas per la produzione di elettricità, viene sottoposto a vari processi di pulizia e miglioramento.
- L'H2S viene rimosso perché è corrosivo e può danneggiare le apparecchiature. Anche il vapore acqueo e le particelle vengono rimossi per prevenire intasamenti e garantire operazioni più fluide.
- La valorizzazione del biogas comporta l'aumento della concentrazione di metano rimuovendo CO2 e altri gas in tracce. Ciò si traduce in un biogas di qualità superiore con un maggiore contenuto energetico.
5. Generazione di elettricità:
- Il biogas pulito e potenziato viene indirizzato a un generatore di biogas, che è essenzialmente un motore a combustione interna modificato per funzionare con biogas invece che con carburanti convenzionali come diesel o benzina.
- Nel generatore, il biogas viene bruciato e il calore e la pressione risultanti azionano un pistone, convertendo il movimento lineare in movimento rotatorio.
- Il movimento rotatorio dell'albero collegato al pistone viene utilizzato per azionare un generatore che converte l'energia meccanica in energia elettrica.
6. Distribuzione dell'energia:
- L'energia elettrica prodotta dal generatore di biogas può essere utilizzata direttamente per alimentare strutture vicine oppure può essere immessa nella rete elettrica per essere distribuita su un'area più ampia.
7. Utilizzo del calore in eccesso:
- Oltre alla produzione di elettricità, gli impianti di biogas possono anche utilizzare il calore in eccesso prodotto durante il processo di combustione. Questo calore può essere catturato e utilizzato per vari scopi come il riscaldamento degli ambienti, la generazione di acqua calda o processi industriali, massimizzando l’efficienza energetica complessiva del sistema di produzione di biogas.
Nel complesso, la produzione di biogas per la generazione di elettricità comporta la digestione anaerobica della materia organica per produrre biogas, la pulizia e il miglioramento del biogas e il suo utilizzo come combustibile in un generatore di biogas per generare elettricità. È un modo rinnovabile e sostenibile per convertire i rifiuti organici in energia pulita.
