Nel 2017 erano 532 gli impianti di “upgrading” del biogas a biometano censiti da IEA in Europa. Nessuna tra le tecnologie attualmente commercializzate sembra prevalere sulle altre.

RSE ha indagato le potenzialità di un concetto alternativo di “upgrading” basato sulla metanazione della CO2 tramite reazione con l’idrogeno, attraverso l’uso di un catalizzatore. Oltre a non disperdere la CO2 nell’ambiente si converte tutto il biogas in biometano. Qualora l’idrogeno per la metanazione della CO2 sia prodotto per elettrolisi con energia elettrica da rinnovabili non programmabili, questa tecnica si configura, a tutti gli effetti, come una tecnologia Power to Gas.

In particolare si è analizzata la letteratura sulla cosiddetta metanazione biologica, in cui il catalizzatore è costituito da microorganismi del dominio Archaea, normalmente presenti nei digestori anaerobici. La metanazione può essere effettuata direttamente nel digestore (in-situ) o in un digestore separato (exsitu). Quest’ultima strada, sebbene più onerosa dal punto di vista impiantistico, sembrerebbe essere quella più semplice, poiché aggirerebbe numerosi problemi legati all’interferenza con la biologia del digestore.

I risultati della sperimentazione su sistemi da laboratorio sono molto promettenti: i microorganismi sono molto robusti nei confronti delle impurità dei gas, delle variazioni improvvise di portata di idrogeno o della sua temporanea mancanza (tipiche di un impianto Power to Gas) e il metano prodotto soddisfa i requisiti per l’immissione in rete.

In Europa sono già stati realizzati due impianti dimostrativi, ma restano ancora aperte molte sfide tecnologiche sia per incrementare la taglia e l’efficienza degli elettrolizzatori e ridurne i costi sia per individuare una soluzione che ottimizzi lo scambio di massa gas/liquido (e, quindi la disponibilità dei gas ai microorganismi) nei reattori di metanazione, senza penalizzare i consumi energetici.

Economicamente oggi la metanazione non è competitiva con le altre tecnologie di “upgrading”, a causa degli elevati costi per la produzione dell’H2. E’ comunque fondamentale che l’impianto produca redditi anche partecipando al mercato elettrico del bilanciamento e che l’energia elettrica consumata per l’elettrolisi non sia gravata dagli Oneri Generali di Sistema e dal costo dei Servizi di Rete. Ulteriori entrate possono derivare dalla valorizzazione delle emissioni di CO₂ evitate.

Parallelamente all’approfondimento sul tema biometano, si è indagata la possibilità di esercire in maniera flessibile un impianto a biogas con generazione elettrica, con lo scopo di valutare quale contributo questo possa offrire al bilanciamento della rete.

Sulla base di alcune ipotesi riguardanti l’effettiva operabilità dell’impianto e di dati storici relativi ai prezzi di scambio dell’energia sul Mercato del Bilanciamento, è stata valutata l’entità del profitto economico che al gestore dell’impianto potrebbe teoricamente derivare dall’offerta di tale servizio.

E’ proseguita inoltre la partecipazione di RSE ai comitati normativi. In particolare si cita l’attività del CIG-GL02 Biometano che in questa annualità ha revisionato la UNITR 11537:2016 (Specifica Tecnica che fornisce indicazioni per l’immissione nelle reti di trasporto e distribuzione del biometano ottenuto dalla purificazione di gas prodotti da fonti rinnovabili, garantendo le condizioni di sicurezza e continuità del servizio), aumentando, tra l’altro, il limite ammesso di concentrazione di H2 nel biometano per l’immissione in rete, favorendo così anche le tecnologie di metanazione.