Nell’ambito della Ricerca di Sistema, Progetto ENERIN – Sottoprogetto BIOCOMB è già stata considerata l’utilizzazione energetica delle biomasse tramite gassificazione in appositi impianti, con successivo impiego del syngas in centrali termoelettriche, tipicamente a turbogas. In questo rapporto si amplia la tipologia di produzione ed utilizzo, andando a considerare il biogas da discarica e le potenzialità del suo sfruttamento energetico con microturbine, per la produzione di elettricità. Come noto nelle discariche di rifiuti solidi urbani ha luogo un processo di bio-degradazione dei rifiuti, nel corso del quale, attraverso trasformazioni di natura prevalentemente anaerobica, si sviluppa biogas e un componente liquido, denominato “percolato”. Il biogas è composto essenzialmente da metano (45-65%) e da anidride carbonica (30-60%), oltre che da una piccola frazione di sostanze odoranti. Per legge, il gas non può essere liberato in atmosfera, dunque deve essere raccolto, eventualmente trattato e bruciato in loco mediante torce. In alternativa, l’energia chimica della porzione di metano nel biogas può essere convertita in energia elettrica e/o termica attraverso la combustione in caldaie, motori alternativi o turbine a gas. Nel presente rapporto engono innanzitutto analizzate le caratteristiche principali del biogas e vengono descritti i processi disponibili per il suo trattamento e per la preparazione all’utilizzo. Viene in particolare descritto l’andamento temporale della disponibilità della risorsa energetica in esame presso una discarica, le principali proprietà chimico-fisiche che lo caratterizzano e vengono presentate le tecniche che consentono di ridurre la quantità di quelle sostanze, presenti nel biogas stesso, che risultano incompatibili con il regolare funzionamento dei sistemi utilizzati per la conversione energetica. Successivamente, sono valutate le prestazioni ottenibili da un sistema cogenerativo basato su una microturbina che, originariamente progettata per il funzionamento a gas naturale, venga alimentata con il biogas prodotto da discariche controllate. I risultati mostrano che il rendimento elettrico netto, nel caso di alimentazione a biogas, è inferiore di quello con alimentazione a gas naturale di circa il 3-4%, soprattutto a causa del maggior consumo di energia da parte del compressore del combustibile. Quindi se i rendimenti lordi delle microturbine attualmente disponibili in commercio raggiungono a carico nominale valori dell’ordine del 28-30%, ci si può aspettare che una microturbina alimentata a biogas possa raggiungere rendimenti netti dell’ordine del 22-24%. Un’ulteriore valutazione riguarda gli aspetti tecnici ed economici, condotta attraverso il confronto delle microturbine con i motori a combustione interna, il cui utilizzo per il recupero energetico è già abbastanza diffuso. Dal punto di vista della conversione energetica di biogas da discarica, si può affermare che le microturbine sono caratterizzate da rendimenti elettrici inferiori, e pertanto sono più adatte in impieghi

cogenerativi ove sia interessante la produzione di calore ad entalpia sostenuta. Al contrario, i motori a combustione interna sono più adatti ove non vi siano elevati bisogni di energia termica o sia sufficiente calore ad entalpia di moderata qualità. Dal punto di vista dell’esercizio, le microturbine risultano migliori, rispetto ai motori a combustione interna di pari taglia, in termini di emissioni inquinanti e rumorosità, e prospettano un livello di affidabilità notevolmente superiore, anche se, ad oggi, non ci sono dati sufficienti per “quantificare” tali prestazioni e quindi non è possibile confrontare davvero i costi di esercizio delle microturbine con quelli dei motori. Attualmente il limite principale all’uso delle microturbine con biogas è il costo di investimento, sensibilmente più elevato rispetto ai sistemi a combustione interna. Tuttavia è prevista una rapida diminuzione dei costi capitali delle microturbine, di entità tale da poterle rendere competitive rispetto alle altre tecnologie, anche nonostante la necessità di un più spinto trattamento del biogas.