L ’Italia è il nono consumatore mondiale di gas naturale mentre è di gran lunga al di sotto di tale posizione per quanto

concerne l’autoapprovvigionamento, posi-zionandosi tra i primi dieci importatori netti di gas naturale a livello mondiale: il grado di dipendenza dell’Italia dalle forniture estere è stato nel 2009 pari al 90,2%. In ragione della situazione descritta si intuisce l’interesse che i diversi stakeholder dello scenario energetico nazionale stanno avendo verso la produzione potenziale di biometano, ovvero un gas da fonti rinnovabili con proprietà pressoché iden-tiche a quelle del gas naturale ma generato at-traverso il trattamento di purificazione del bio-gas. Le recenti modifiche al quadro normativo nazionale hanno infatti aperto la possibilità di un nuovo impiego del biogas, tipicamente uti-lizzato direttamente nel luogo di produzione per la generazione di energia termica e/o elet-trica, dopo la sua purificazione a biometano (concentrazione del metano al 95-98%), per essere utilizzato per autotrazione e/o immes-so nella rete di distribuzione del gas naturale.Il biometano, cioè il biogas opportunamente depurato, è un “idrocarburo rinnovabile” del tutto comparabile al gas naturale, utilizzabile senza necessità alcuna di miscelazione ovve-ro di modifica delle apparecchiature con cui il gas naturale è oggi correntemente utilizzato. Esso è nei fatti una bioenergia di seconda ge-

nerazione potenzialmente, in grado di ridurre le emissioni di CO2 sino a risultare carbon negati-ve, e immesso in rete può essere utilizzato sia in sistemi cogenerativi che come biocarburan-te. L’Italia è il principale mercato dei veicoli a gas naturale e il biometano è l’unica opzione consistente e già oggi disponibile per la produ-zione di biocarburanti made in Italy utilizzando materia prima italiana. I principali vantaggi del-la creazione di una filiera del biometano sono quindi di natura ambientale (riduzione delle emissioni di gas nocivi dei veicoli e della gene-razione elettrica e di calore in ambito urbano, riduzione al minor costo delle emissioni di gas climalteranti e mitigazione degli impatti am-bientali delle pratiche agricole convenzionali), economici (ricadute dirette sulla filiera econo-mica del Paese riducendo le spese destinate a tecnologie e biomasse di importazione).

Digestione anaerobica per proDurre biogas Da Forsu e integrazione con iL compostaggioIl biogas è un combustibile gassoso ottenuto dalla trasformazione anaerobica di biomasse di scarto di origine animale e/o vegetale. Il biogas può essere prodotto in modo controllato attra-verso l’utilizzo di impianti di digestione anaero-bica, che consentono, in condizioni controllate, di produrre biogas a partire da molteplici sub-

strati organici derivanti da diversi macro-settori produttivi, tra i quali la frazione organica dei ri-fiuti urbani (Forsu). La For-su può essere intercettata dalle utenze domestiche e assimilate, oppure da utenze selezionate (ristorazione, mense, ecc.). La raccolta della Forsu viene effet-tuata, di norma, attraver-so due sistemi:• raccolta "porta a porta" (ovvero

domiciliare) attraverso sacchi o contenitori appositi;

• cassonetti stradali per il con-ferimento non controllato o contenitori di prossimità pre-disposti per il conferimento di un numero ridotto di utenze de-finite nella stessa strada.

La tipologia del servizio secco-umido più frequente è di norma caratterizza-ta dalla raccolta dell’umido in sacchetti biodegradabili o di polietilene (con fre-quenza di due passaggi a settimana) me-diante l’esposizione di mastelli da 25-30 litri o bidoni carrellabili da 120/240 litri.La produzione di biogas da Forsu presenta delle peculiarità rispetto alla produzione da

La valorizzazione DeLLa ForSU per La proDuzione Di biometanoUna filierasostenibile per la trasformazione dei riFiUti organici di origine domeStica in biometano in prossimità di aree Urbane

di G. Ghiringhelli*, M. Giavini* e M. Centemero**

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progetti e tecnoLogie

altre matrici di natura prevalentemente agri-cola e/o zootecnica, legate essenzialmente a:• necessità di pre-trattamenti atti ad allon-

tanare le impurezze presenti nella Forsu (materiali non compostabili) prima dell’im-missione nei reattori di digestione;

• il digestato prodotto da Forsu è classificato dalla normativa italiana come rifiuto specia-le e non può essere destinato direttamente allo spandimento in agricoltura;

• la produzione di Forsu è tipicamente con-centrata in aree urbane causando incre-menti rilevanti di costo per il trasporto;

• problematiche ambientali per le emissioni odorigene potenzialmente generate.

Quanto detto fa intuire l’importanza di inte-grare il processo di digestione anaerobica con quello di compostaggio. Ciò consente infatti di trasformare il digestato (frazione di scarto se-mi-solida al termine del processo di digestione anaerobica) in un ammendante utilizzabile di-rettamente in agricoltura. Un vantaggio secon-dario dell’integrazione potrebbe derivare da una riduzione delle emissioni odorigene: infatti in digestione anaerobica le fasi degradative con la maggior produzione di effluenti gassosi maleodoranti avvengono all’interno dei dige-stori anaerobici completamente sigillati.L’utilizzo del biogas può avvenire sostanzial-mente in quattro modalità:• combustione diretta in caldaia, per la sola

produzione di energia termica;• combustione in un cogeneratore, per la

produzione combinata di energia termica ed elettrica. Il calore prodotto può essere ulteriormente sfruttato in sistemi ad assor-bimento per la produzione di energia frigo-rifera (trigenerazione);

• impiego in una fuel cell;• trattamento per la produzione di biometano

(autotrazione o immissione nella rete gas).

Da biogas a biometanoIl termine biometano si riferisce a un biogas che ha subito un processo di raffinazione per arrivare ad una concentrazione di metano del 95-98% ed è utilizzato come biocombustibile per veicoli a motore al pari del gas naturale (o metano fossile) e/o immissione nella rete del gas naturale (gas domestico o di città). Il bio-metano, dal punto di vista tecnico, può essere

immesso e distribuito nella rete del gas naturale poiché è del tutto simile al gas naturale stesso. Il principale vantaggio dell’immissione in rete è la possibile distribuzione nelle aree ad alta den-sità di popolazione e il raggiungimento della maggior parte dei potenziali utilizzatori finali. Affinché il biogas possa essere trasformato in biometano, deve essere sottoposto ad un processo di purificazione (deidratazione, de-solforazione e rimozione di altri componenti indesiderati) e di upgrading (eliminazione dell’a-nidride carbonica, CO2). Attual-mente ci sono molte tecnologie che permettono la purificazione e l’upgrading del biogas che ven-gono suddivise in quattro macro categorie:• tecnologie di rimozione

dell’anidride carbonica;• tecnologie di deidratazione o

deumidificazione;• tecnologie di desolforazione;• tecnologie per la rimozione

dei gas presenti in traccia.

recenti normative a Favore DeL biometanoIn Italia si è parlato del biometano in maniera consapevole nel Piano di Azione nazionale per le Energie Rinnovabili (PAN) redatto nel giu-gno 2010 ai sensi della Direttiva 2009/28/CE.Il D.Lgs. 28/11 definisce il biome-tano come il “gas ottenuto a par-tire da fonti rinnovabili avente ca-ratteristiche e condizioni di utilizzo corrispondenti a quelle del gas metano e idoneo alla immissione nella rete del gas naturale”.All’art. 20 del citato Decreto Leg-ge si precisa che “1. Entro tre mesi dalla data di entrata in vigore del presente decreto, l’Autorità per l’energia elettrica e il gas emana specifiche direttive relativamente alle condizioni tecniche ed econo-miche per l’erogazione del servizio di connessione di impianti di pro-

duzione di biometano alle reti del gas naturale i cui gestori hanno obbligo di connessione di terzi. 2. Le direttive di cui al comma 1, nel rispetto delle esigenze di sicurezza fisica e di funzio-namento del sistema: a) stabiliscono le caratteristiche chimiche e fisiche minime del biometano, con particolare riguardo alla qualità, l’odorizzazione e la pres-

Figura 2. Schema del ciclo di trattamento integrato anaerobico/aerobico (CIC, 2006)

Figura 1. Ciclo dagli scarti organici al biometano (Biogasmax, 2010)

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sione del gas, necessarie per l’immissione nella rete del gas naturale;b) favoriscono un ampio utilizzo del biome-tano, nella misura in cui il biometano possa essere iniettato e trasportato nel sistema del gas naturale …omissis…; c) prevedono la pubblicazione, da parte dei gestori di rete, degli standard tecnici per il collegamento alla rete del gas naturale degli impianti di produzione di biometano; d) fissano le procedure, i tempi e i criteri per la determinazione dei costi per l’espletamento di tutte le fasi istruttorie necessarie per l’indivi-duazione e la realizzazione della soluzione defi-nitiva di allacciamento; …omissis… i) stabiliscono le misure necessarie affinché l’imposizione tariffaria dei corrispettivi posti a carico del soggetto che immette in rete il bio-metano non penalizzi lo sviluppo degli impianti di produzione di biometano. …omissis….”.Al fine di incentivare le corrette scelte da par-te dell’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) è stato pubblicato nel marzo 2012 un documento dal titolo “Il biometano fatto bene: una filiera ad elevata intensità di lavoro italia-no”. Si tratta di un Position Paper per lo svi-luppo della filiera del biometano italiano coor-dinato dal Consorzio Italiano Biogas e che si focalizza unicamente sul biometano originato da biomasse di origine agricola o agro-indu-striale. Nell’aprile 2012 l’AEEG ha pubblicato una prima edizione del documento “Regolazio-ne tecnica ed economica delle connessioni di impianti di produzione di biometano alle reti del gas naturale” (Documento per la consultazione 160/2012/R/GAS, avviato con deliberazione dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas 8 set-tembre 2011, ARG/gas 120/11) in cui l’Autorità “…omissis… intende dare il proprio contributo all’implementazione di una politica di sosteni-bilità ambientale che consenta l’immissione del gas prodotto da fonte rinnovabile nelle reti convenzionali del gas e favorisca il raggiungi-mento degli obiettivi definiti a livello nazionale e comunitario…omissis…”.Il CIC - Consorzio Italiano Compostatori ha presentato, come previsto proprio dall’AEEG, nel maggio 2012 un documento che sostan-zialmente condivide il quadro generale pro-posto dall’Autorità, proponendo al contempo

delle osservazioni al testo pubblicato ed in particolare:• l’esclusione nella parte II (Cenni sulla pro-

duzione di biogas) sia delle esperienze nel campo della digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti (Forsu), che di reflui civili e da discarica;

• mancanza nella parte III (Ricognizione sulla normativa nazionale in materia di immissione in rete) delle specifiche che identifichino un gas tecnicamente libero (da acqua, idrocarburi in forma liquida, particolato solido e altri gas);

• nella parte IV (Primi orientamenti per lo sviluppo della regolazione delle connes-sioni degli impianti di biometano):• in ragione del principio di non discri-

minatorietà richiamato nelle premesse (Direttiva 2009/73/CE) andrebbe co-munque definito un livello di tutela e/o garanzia di accesso alle reti da parte del richiedente;

• per quanto attiene alle caratteristiche chimico fisiche il gestore si dovrà riferi-re alle norme vigenti (DM 19/2/2007) ed eventualmente a quanto pubblicato in altri Paesi. In questo caso si suggerisce come riferimento quanto istituito in Ger-mania, in quanto Paese che presenta una rete di distribuzione maggiormente confrontabile con quella italiana;

• si segnala che i gas immessi potrebbe-ro avere caratteristiche tecniche diver-se, anche migliori, in analogia a quanto già oggi accade per la fornitura di gas

dai punti di rigassificazione nazionali;• in merito alla determinazione del co-

sto del contributo lascia perplessi l’in-dicazione della vita utile del cespite di 50 anni. Se ci si riferisce alle reti, allora devono valere le aliquote di ammorta-mento vigenti dal punto di vista fiscale in ragione della tipologia di rete. Se ci si riferisce agli impianti tecnologici la du-rata di 50 anni appare eccessiva.

aLcune preLiminari vaLutazioni economicheSono state eseguite alcune simulazioni econo-miche relativamente ad un impianto di produ-zione di biogas alimentato esclusivamente a Forsu con una potenzialità di trattamento pari a 30.000 ton/anno e annesso impianto di com-postaggio per la mobilizzazione del digestato a compost. L’impianto descritto (tipico impianto in grado di generare una produzione di biogas utile ad alimentare un cogeneratore elettrico di potenza pari ad 1/1,5 MWe), valutato a costi standard di mercato sia per quanto riguarda gli investimenti che per quanto attiene ai co-sti/ricavi diretti ed indiretti di esercizio, è stato oggetto di un’analisi economica finalizzata alla comprensione della migliore destinazione d’u-so del biogas da esso prodotto. A tale scopo si sono presi in considerazione diversi scenari alternativi che sono stati valutati mediante del-le analisi di investimento che hanno consentito di determinare, per ogni alternativa possibile, il Net Present Value, l’Internal Rate of Return, ed infine il Tempo di Pay Back attualizzato. I casi analizzati sono riportati nel seguente schema esemplificativo delle diverse opzioni, dove sono riportate in rosso le variabili oggetto del-la valutazione economica.Le analisi effettuate hanno dimostrato come, ipotizzando una ta-riffa di incentivazione del biometano pari 1/1,2 €/Smc, l’immissione in rete si configurerebbe come uno scenario più remunerativo (IRR 23%) rispetto alla sola cogenerazione (IRR 14-16% a seconda si tratti di certificati verdi o tariffa omnicomprensiva). Per il caso descritto si è poi proceduto ad iden-tificare, attraverso un’analisi “what if” quale sarebbe la tariffa incentivante il biometano im-messo in rete utile a garantire una remunera-zione pari alla cogenerazione con tariffa omni-

Figura 3. Esempio di impianto di upgrading di biogas a biometano con colonnina per rifornimento per autotrazione (SAFE s.r.l., 2010)

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comprensiva attuale (0,28 €/kWhe), ottenendo un valore pari a 0,87 €/Smc. Le recenti propo-ste contenute nel position paper per lo sviluppo della filiera del biometano italiano prevedono forme di incentivazione a tariffa omnicompren-siva che garantiscano, per almeno i primi 3 anni, un IRR di progetto superiore al 12%.

concLusioniL'utilizzo del biogas per usi diversi dalla co-generazione, attualmente la via preferenziale di impiego per motivi essenzialmente econo-mici legati all'attuale meccanismo di incen-tivazione (certificati verdi o tariffa omnicom-prensiva), sebbene supportato da recenti

disposti legislativi non è ancora una soluzio-ne facilmente attuabile in Italia. La via attual-mente più interessan-te, alla luce dei recenti disposti autorizzativi, è quella della produzione di biometano e suo im-piego per autotrazione e/o immissione in rete.I principali fattori anco-ra controversi e proble-matici dal punto di vista normativo per questi

utilizzi sono la mancanza di riferimenti tecni-ci per regolare il trasporto e la distribuzione di biogas/biometano gas naturale, unitamen-te alla mancanza di specifiche di rete, oltre che della definizione della tariffa incentivante. A queste mancanze l’AEEG sta cercando di dare una risposta mediante la pubblicazione di specifiche regole tecniche.Nonostante questi problemi oggettivi, che ne-cessitano una rapida soluzione, nel medio pe-riodo la filiera biogas/biometano italiana pos-siede un potenziale rilevante per essere una fonte di produzione nazionale di gas metano, con un potenziale significativo nell’ambito di carburanti di origine biologica, con una dimo-strata efficacia nella riduzione delle emissioni di gas climalteranti, impiegando matrici non alimentari ed essendo una fonte rinnovabile più programmabile rispetto al solare e all’eolico.

*ARS ambiente s.r.l. **CIC - Consorzio Italiano CompostatoriFigura 4. Schema delle variabili oggetto di indagine economica

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