Nel 2023 entrerà in funzione SynBios, un impianto che produrrà biometano a partire dalle acque reflue e aiuterà a stoccare l’energia prodotta da fonti rinnovabili
Entrerà in funzione nel 2023 il progetto SynBios, un impianto di Hera che produrrà biometano a partire dalle acque reflue che passano per il depuratore di Bologna Corticella e da energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. L’impianto è il frutto di un investimento di circa 10 milioni di euro ed è uno dei primi al mondo a mettere insieme le tecnologie di depurazione delle acque all’obiettivo della decarbonizzazione, cioè al superamento della dipendenza da combustibili fossili.
Il modello power to gas
Il progetto, infatti, si basa sul modello power to gas, l’idea di convertire in biogas l’energia elettrica in eccesso prodotta da impianti rinnovabili. Uno dei problemi legati alla produzione di elettricità da fonti rinnovabili è quello dell’intermittenza: dato che generatori come i pannelli fotovoltaici e le turbine eoliche non producono energia in modo costante, ma dipendendono dalla presenza di sole e di vento, è importante mettere in campo sistemi per stoccare l’energia in eccesso e prelevarla quando serve. Il power to gas è una di queste tecniche. “Il progetto prevede la produzione di biometano a partire da un processo di elettrolisi”, spiega Alessandro Baroncini, Direttore Centrale Reti del Gruppo Hera. “In una prima fase, l’elettrolizzatore, impiegando energia rinnovabile, dissocia l’acqua reflua depurata dall’impianto di depurazione producendo idrogeno e ossigeno. Quest’ultimo viene rimandato alle vasche di depurazione mentre, nella seconda fase, l’idrogeno così ottenuto diventa biometano”.
Per trasformare l’idrogeno in biometano, il sistema sfrutta l’impianto di digestione anaerobica di cui è dotato il depuratore. Questo impianto di digestione è alimentato dai fanghi delle acque reflue e produce una miscela di metano e anidride carbonica, il cosiddetto biogas. “Questa miscela viene introdotta all’interno di un reattore biologico, che contiene batteri in grado di produrre ulteriore metano combinando l’anidride carbonica con l’idrogeno ottenuto durante la prima fase”, spiega Baroncini. “In questa maniera si ottiene biometano puro, CH4. Tutto il processo si completa molto rapidamente, così che, dopo pochi secondi da quando si alimenta elettricamente l’impianto, si produce biometano”.
Economia circolare e decarbonizzazione
In un impianto come SynBios, quindi, l’energia elettrica viene sfruttata per produrre idrogeno e poi biometano, che può essere immesso direttamente nella rete del gas cittadina oppure immagazzinato. Questo sistema si servirà ogni giorno delle acque di scarico prodotte da circa 50 persone, evitando quindi il consumo di acqua “pregiata”. All’avvio dell’impianto presso il depuratore di Corticella, l’energia elettrica per l’alimentazione deriverà da impianti rinnovabili certificati con una Garanzia di Origine. In seguito, però, il progetto valuterà se installare pannelli fotovoltaici per produrre energia direttamente presso il depuratore.
“A regime, grazie a una potenzialità di 1 MW, l’impianto potrà produrre circa 190 m3/h di green gas, utile a coprire i consumi annui di 1200 famiglie, evitando l’emissione in atmosfera di circa 50 m3/h di anidride carbonica, corrispondente all’impatto annuo di circa 400 automobili”, afferma Alessandro Baroncini.
Rendering dell’impianto power to gas SynBios. Fonte: Archivio Gruppo Hera.
Secondo Hera, SynBios è un progetto creato in ottica di economia circolare per creare una simbiosi tra l’impianto di depurazione e quello di power to gas. Oltre a permettere lo stoccaggio dell’energia in eccesso, infatti, in futuro potrebbe essere usato per aumentare l’efficienza del depuratore stesso. Spiega Baroncini che “l’ossigeno, separato dall’idrogeno durante la prima fase, potrebbe consentire al depuratore di aumentare la propria capacità di abbattere gli inquinanti contenuti nei liquami fognari. Per depurare l’acqua, infatti, occorre ossigeno, e questa tecnologia riesce a fornirlo in modo sostenibile”.
Proprio per il suo potenziale nella decarbonizzazione, il progetto di SynBios è stato incluso tra le iniziative chiave presentate dal Comune di Bologna e da un primo gruppo di partner nella candidatura alla Missione UE “Città neutrali”. Queste iniziative, che includono anche la realizzazione del tram e il completamento del Biciplan, sono state valutate positivamente dall’Unione europea e hanno permesso a Bologna di entrare nel gruppo delle città-laboratorio che cercheranno di raggiungere la neutralità climatica entro il 2030.
Il futuro di SynBios
SynBios, che verrà attivato nel corso del 2023, è un primo esperimento di una tecnologia che potrebbe in futuro essere applicata su scala più ampia. In base ai risultati che porterà, infatti, Hera valuterà se sia possibile costruire impianti simili anche sugli altri depuratori che gestisce, in particolare su quelli dotati degli impianti di digestione anaerobica necessari per produrre biogas e, quindi, metano.
L’impianto, però, potrebbe rivelarsi utile anche per produrre energia termica. Sia il processo di elettrolisi sia la metanazione, infatti, producono calore: da questa prima esperienza i progettisti capiranno se questo calore possa essere riutilizzato all’interno del depuratore stesso, per riscaldare l’impianto di digestione anaerobica, o anche all’esterno, per esempio in impianti di teleriscaldamento.
Riutilizzare il calore prodotto è un’opportunità che aiuterebbe anche a migliorare l’efficienza del sistema. “Al momento, il processo di conversione da energia rinnovabile in eccesso a metano non è ancora molto efficiente. Ne viene recuperata, infatti, come metano circa la metà”, spiega Baroncini, “che comunque è un bilancio positivo, perché altrimenti sarebbe andata persa completamente”. Una delle sfide del progetto sarà trovare modi per aumentare l’efficienza con cui l’energia viene convertita e, quindi, immagazzinata.
Un’altra è dare un esempio positivo che apra la strada per investimenti in questo settore. “Anche nel nostro caso, l’entrata in esercizio dell’impianto è vincolata al supporto di misure incentivanti, quali ad esempio quelle del PNRR”, conclude Baroncini. “È necessario uno sforzo tecnico e normativo per individuare gli elementi infrastrutturali, ad esempio le reti, che possono risultare più critici nell’uso di green gas. Nel caso di SynBios il gas ottenuto è metano, quindi non c’è nessun problema di incompatibilità con le reti esistenti, ma nel caso dell’idrogeno è opportuno individuare al più presto le soluzioni tecniche necessarie che devono poi essere trasferite nella normativa di settore. Con il progetto SynBios crediamo di poter fornire un contributo al Legislatore e al Regolatore, con elementi utili al sostegno dello sviluppo industriale di queste applicazioni, non più rimandabile visto anche il contesto ambientale e geopolitico attuale”.
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di Anna Violato – formicablu
Anna Violato è una comunicatrice della scienza freelance che vive a Bologna. Collabora con RADAR Magazine, testata online che racconta i cambiamenti del clima e dell’ambiente, con lo studio di comunicazione scientifica formicablu e con la casa editrice Zanichelli.
Foto di copertina: Depuratore di Bologna Corticella. Fonte: Archivio Gruppo Hera.