IMPIANTI DI RECUPERO BIOGAS PRESENTI NELLE DISCARICHE;
EMISSIONI DI METANO ED EFFETTO SERRA

Gli impianti di recupero biogas sono presenti in molti settori industriali come per esempio negli impianti di trattamento anaerobico, nelle discariche, negli impianti di depurazione.

Se prendiamo in considerazione gli impianti discarica dove vengono depositati i rifiuti per i quali non è stato possibile il riciclo, vediamo come in questo luogo i residui di molti rifiuti, soprattutto di rifiuti solidi urbani (RSU) organici, restano attivi per oltre 30 anni e, attraverso naturali processi di decomposizione, producono biogas e percolati.

Sono tre le fasi nelle quali si svolgono i principali processi di decomposizione:


- La prima fase aerobica è piuttosto breve: qui si svolgono reazioni grazie all'ossigeno presente al momento dell’ abbancamento dei rifiuti. Dall'ossidazione del materiale organico vengono principalmente prodotti: CO2 ed energia sotto forma di calore. Vengono prodotti anche aldeidi, chetoni, alcoli ed altre sostanze che conferiscono ai rifiuti il caratteristico odore;

- La seconda fase è anaerobica: qui si svolgono reazioni di fermentazione acida che sviluppano ammoniaca, idrogeno, CO2 e composti organici acidi parzialmente degradati. È qui che inizia la produzione del metano CH4.            Il percolato che si forma in questa fase presenta BOD e COD elevati, risulta acido e particolarmente aggressivo al punto tale da rendere possibile la dissoluzione in esso di altri composti organici e inorganici. Le reazioni di degradazione anaerobica danno luogo alla liberazione di prodotti come acidi carbossilici volatili, esteri e tioesteri  responsabili dell'odore nauseabondo dei rifiuti nella seconda fase della decomposizione;

- La terza fase è anaerobica metanogena: si svolge dopo almeno 6-12 mesi dall’abbancamento dei rifiuti. La biodegradazione batterica anaerobica procede lentamente e decompone gli acidi organici e gli altri prodotti sviluppati nella fase precedente. La trasformazione degli acidi, provoca un innalzamento del PH fino a valori prossimi alla neutralità o superiori. I prodotti principali della terza fase di decomposizione sono metano CH4 e anidride carbonica CO2.

 

La formazione del “cattivo odore” avviene in tutte e tre queste fasi.

 

Se, tramite idonei ed efficienti sistemi di captazione e convogliamento dei flussi, i biogas prodotti vengono estratti dalla massa dei rifiuti in decomposizione prima della dispersione in atmosfera, non solo si riesce a ridurre il “cattivo odore” ma si può operare anche un recupero energetico del metano come combustibile (per esempio avviandolo in motori di cogenerazione, in turbine, in ossidatori).

 

I biogas di discarica sono una miscela di vari tipi di gas e sono composti principalmente da metano (variabile dal 30-60%), anidride carbonica (variabile dal 20-40%) e azoto; a questi tre principali componenti se ne aggiungono altri in percentuali sempre variabili e di molto inferiori.

 

Dal punto di vista delle emissioni in atmosfera di gas responsabili dell’intensificazione dell’effetto serra, le discariche per rifiuti non pericolosi e quelle per rifiuti pericolosi risultano nocive se il rifiuto non viene preventivamente trattato e/o differenziato. È infatti scientificamente provato dall'organizzazione internazionale sui cambiamenti climatici, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) che i rifiuti in discarica causano emissioni ad alto contenuto di metano (CH4) e di anidride carbonica (CO2), due “gas serra” molto attivi.

 

Il metano è un gas serra presente nell'atmosfera terrestre in concentrazioni molto inferiori a quelle dell’anidride carbonica ma con un potenziale di riscaldamento globale ben 21 volte superiore (https://unfccc.int/process/transparency-and-reporting/greenhouse-gas-data/greenhouse-gas-data-unfccc/global-warming-potentials).

 

Per tutte queste motivazioni le moderne discariche, nel mondo, dovrebbero prevedere efficienti sistemi di captazione dei biogas

In particolare il metano captato può essere usato come combustibile anziché disperso in atmosfera; si vuole infatti ricordare che la CO2 prodotta dalla combustione del metano così ricavato permette di pareggiare il bilancio dell'anidride carbonica emessa in atmosfera: infatti la CO2 emessa dalla combustione dei 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 ex novo dalla combustione dei carburanti fossili.

Un ulteriore vantaggio ecologico nella captazione e nell’ utilizzo dei biogas è quello di impedire la diffusione nella troposfera del metano: di fatto si ricorda che l'emissione di 1 kg di CH4, in un orizzonte temporale di 100 anni, equivale ad emettere 25 kg di CO2 (IPCC 2007).

I sistemi di captazione dei biogas efficienti, inoltre, permettono di ridurre il problema legato ai cattivi odori emessi dalla decomposizione dei rifiuti.

      APPROFONDIMENTI CONSIGLIATI:

Per coloro che volessero maggiori informazioni sugli argomenti sopra trattati si consiglia di consultare la seguente documentazione:

 

·        

Annuari dati ambientali ISPRA: http://www.isprambiente.it

 Feedback sul metano al sistema climatico globale in un mondo più caldo: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017RG000559#rog20161-bib-0178

Informazioni dal satellite Sentinel-5 Precursor ( Sentinel-5P ) sviluppato dall'ESA nell'ambito del programma Copernicus per l’osservazione della terra in materia di monitoraggio dell’inquinamento atmosferico: https://www.newence.com/2019/03/12/copernicus-sentinel-5p-ha-svelato-importanti-informazioni-su-metano-e-ozono-nellatmosfera/

Assessment of methane emissions from the U.S. oil and gas supply chain - Alvarez et al., Science 361, 186–188 (2018) 13 July 2018