Biogas, gas naturale generato dalla decomposizione della materia organica da parte di batteri anaerobici e usato nella produzione di energia. Il biogas differisce dal gas naturale in quanto è una fonte di energia rinnovabile prodotta biologicamente attraverso la digestione anaerobica piuttosto che un combustibile fossile prodotto da processi geologici. Il biogas è composto principalmente da gas metano, anidride carbonica e tracce di azoto, idrogeno e monossido di carbonio. Si verifica naturalmente nei cumuli di compost, come gas di palude e come risultato della fermentazione enterica nel bestiame e in altri ruminanti. Il biogas può anche essere prodotto in digestori anaerobici da rifiuti vegetali o animali o raccolto dalle discariche. Viene bruciato per generare calore o usato in motori a combustione per produrre elettricità.
L’uso del biogas è una tecnologia verde con benefici ambientali. La tecnologia del biogas permette l’uso efficace dei rifiuti animali accumulati dalla produzione alimentare e dei rifiuti solidi urbani dall’urbanizzazione. La conversione dei rifiuti organici in biogas riduce la produzione del gas serra metano, poiché una combustione efficiente sostituisce il metano con l’anidride carbonica. Dato che il metano è quasi 21 volte più efficace nell’intrappolare il calore nell’atmosfera rispetto all’anidride carbonica, la combustione del biogas si traduce in una riduzione netta delle emissioni di gas serra. Inoltre, la produzione di biogas nelle fattorie può ridurre gli odori, gli insetti e gli agenti patogeni associati ai tradizionali depositi di letame.
I rifiuti animali e vegetali possono essere utilizzati per produrre biogas. Sono processati in digestori anaerobici come liquido o come liquame mescolato con acqua. I digestori anaerobici sono generalmente composti da un supporto per la fonte di alimentazione, un serbatoio di digestione, un’unità di recupero del biogas, e scambiatori di calore per mantenere la temperatura necessaria per la digestione batterica. I digestori domestici su piccola scala che contengono solo 757 litri (200 galloni) possono essere usati per fornire combustibile da cucina o illuminazione elettrica nelle case rurali. Si stima che milioni di case nelle regioni meno sviluppate, tra cui la Cina e parti dell’Africa, usino digestori domestici come fonte di energia rinnovabile.
I digestori agricoli su larga scala immagazzinano letame liquido o fanghiglia da animali di allevamento. I principali tipi di digestori agricoli sono digestori a laguna coperti, digestori a miscela completa per liquami, digestori a flusso continuo per letame da latte e digestori a secco per liquami e residui di raccolto. Il calore è solitamente richiesto nei digestori per mantenere una temperatura costante di circa 35 °C (95 °F) per i batteri per decomporre il materiale organico in gas. Un digestore efficiente può produrre 200-400 metri cubi (7.000-14.000 piedi cubi) di biogas contenente 50-75 per cento di metano per tonnellata secca di rifiuti in ingresso.
La decomposizione naturale della materia organica in una discarica avviene nel corso di molti anni, e il biogas prodotto (noto anche come gas di discarica) può essere raccolto da una serie di tubi interconnessi situati a varie profondità nella discarica. La composizione di questo gas cambia nel corso della vita della discarica. Generalmente, dopo un anno, il gas è composto da circa il 60% di metano e il 40% di anidride carbonica. La raccolta in discarica varia a seconda della percentuale di rifiuti organici e dell’età della struttura, il potenziale energetico medio è di circa 2 gigajoule (1.895.634 BTU) per tonnellata di rifiuti.
I sistemi di raccolta del gas di discarica sono sempre più implementati per prevenire esplosioni da accumulo di metano all’interno della discarica o per prevenire la perdita di metano, un gas serra, nell’atmosfera. Il gas raccolto può essere bruciato sul sito o nelle sue vicinanze in forni o caldaie, ma è invece spesso usato in motori a combustione interna o in turbine a gas per creare elettricità, data la limitata necessità di produzione di calore nella maggior parte delle discariche remote.
I sistemi di raccolta dei gas di discarica sono sempre più diffusi per evitare esplosioni di metano all’interno della discarica o per prevenire la perdita di metano nell’atmosfera.
