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Manutenzione impianti biogas: procedimenti e costi

Gli impianti a biogas sono sistemi progettati per produrre energia termica ed elettrica, sfruttando la fermentazione di biomasse e residui della lavorazione di attività produttive di vario genere. Si tratta di soluzioni all’avanguardia nel settore delle energie alternative rinnovabili e prive di emissioni inquinanti. Proprio per questo motivo è fondamentale effettuare regolarmente interventi di controllo e manutenzione impianti biogas, così da garantirne il pieno funzionamento nel tempo.

Caratteristiche e impieghi degli impianti a biogas

Il biogas, che è composto da metano (75%), anidride carbonica (20%), ossigeno e azoto (5%), viene prodotto da processi di trasformazione delle sostanze organiche ad opera di una specifica flora batterica, in condizioni di assenza di ossigeno. I substrati maggiormente utilizzati per reazioni del genere sono i seguenti:

  • colture di mais attivate;
  • residui organici di vario tipo;
  • scarti vegetali;
  • liquami dell’agro-industria;
  • residui di colture di barbabietola;
  • fanghi di depurazione;
  • reflui di distillerie;
  • deiezioni animali;
  • frazioni umide dei rifiuti solidi urbani.

 

Un impianto a biogas rappresenta la soluzione ideale per ottimizzare gli scarti presenti nell’ambiente, dato che consente di produrre combustibile pulito e del tutto rinnovabile. Per una produttività ottimale, è indispensabile effettuare una regolare manutenzione dell’impianto a biogas che proprio per il tipo di materie prime impiegate, può facilmente dare luogo a condizioni di criticità.

 

Le biomasse contengono la porzione biodegradabile dei prodotti provenienti dall’agricoltura (elementi vegetali e animali) e dalla silvicoltura, oltre che dai rifiuti urbani e industriali. Una delle principali caratteristiche di questi impianti è la co-generazione, che prevede una sinergia produttiva tra calore ed energia elettrica.

 

Molto spesso queste due fonti energetiche sono collegate, poiché quella elettrica genera quasi sempre anche calore, che viene poi disperso nell’ambiente.

Grazie al processo di co-generazione, invece, il calore è recuperato e convertito in energia termica per mezzo di speciali dispositivi chiamati scambiatori.

 

Un impianto a biogas permette, quindi, di ottenere un triplice risparmio:

  • economico, poiché viene impiegata una minore quantità di combustibile;
  • energetico, poiché vengono generate sia energia elettrica che termica;
  • ambientale, poiché le emissioni sono nettamente inferiori rispetto a quelle degli impianti tradizionali.

Manutenzione impianti biogas: come procedere

Manutenere un impianto a biogas significa ottimizzare le sue potenzialità in base alle richieste produttive. La frequenza degli interventi di manutenzione ordinaria impianti a biogas dipende dall’intensità del lavoro delle singole apparecchiature e dal tipo di attività a cui vengono sottoposte.

Gli intervalli tra un’operazione e l’altra sono quantificati intorno a due o tre settimane, se l’impianto funziona a pieno ritmo, oppure con cadenza trimestrale in caso di attività più limitata.

In molti casi viene applicata la manutenzione predittiva, consistente in opere preventive che si svolgono in seguito all’individuazione di parametri di criticità.

 

È sempre consigliabile affidare le opere di manutenzione ordinaria a tecnici qualificati, in grado di svolgere un lavoro ad opera d’arte anche in casi di possibili blocchi funzionali. A tal proposito, è molto importante il sistema di assistenza post-vendita, poiché le eventuali criticità si evidenziano di solito in seguito a un certo periodo continuativo di utilizzo dell’impianto.

 

Tra le componenti impianto biogas da tenere sotto controllo vi è la vasca di stoccaggio, un contenitore di ampie dimensioni dentro al quale vengono accumulati i materiali da distruggere. La scissione biomolecolare di questi elementi da un lato produce biogas, utilizzabile dagli altri componenti dell’impianto, e dall’altro accumula prodotti di rifiuto, che vengono eliminati attraverso un sistema di tubature.

Una corretta manutenzione di questi impianti si rivela indispensabile per asportare qualsiasi residuo solido o liquido dalle vasche di stoccaggio e da quelle di digestione, che sono le strutture da cui viene emesso il biogas. Il ciclo vitale di enzimi e batteri specializzati nei processi anaerobici consente di eliminare le biomasse fermentate e di produrre biogas.

Impianto a biogas: ecco come funziona

Per capire al meglio quali sono gli interventi di manutenzione necessari ad un impianto di biogas è fondamentale capire il suo funzionamento e, soprattutto, quali sono i componenti più utilizzati e sottoposti a usura.

Il processo di co-generazione è piuttosto complesso e prevede le seguenti tappe:

  • stoccaggio delle biomasse in serbatoi silos o vasche, dove vengono sterilizzati tutti i componenti per eliminare gli agenti patogeni. Questo pre-trattamento può essere meccanico (frantumazione delle masse) o termico (che sfrutta procedure di pre-riscaldamento necessarie per consentire un’adeguata preparazione del materiale al contatto con enzimi e batteri);
  • fermentazione anaerobica, mediante cui il materiale, dopo essere stato trasportato nel digestore, deve subire una costante miscelazione mediante apparecchiature idrauliche o a elica. Le biomasse devono essere ermeticamente sigillate all’interno dei digestori, dove si verifica la gassificazione in seguito a cui i gas si separano dei materiali solidi, concentrandosi nella parte alta dei macchinari.

 

Prima di essere reso disponibile, il biogas deve subire processi di:

  • filtrazione, attraverso sabbia e ghiaia;
  • desolforazione, per impedire all’acido solforico presente in abbondanza nel contenitore di corrodere una sua porzione;
  • rimozione dell’anidride carbonica;
  • raffreddamento;
  • deumidificazione;
  • abbattimento delle frazioni inquinanti;
  • co-generazione, che si verifica quando il biogas arriva al co-generatore, formato da un motore endotermico che lo utilizza per la produzione di calore e di energia elettrica. Il calore trova impiego per riscaldare utensili di vario genere, sia privati che industriali, mentre l’energia elettrica viene in parte ceduta agli impianti elettrici su larga scala e in parte sfruttata per il funzionamento dello stesso impianto.

 

La struttura impianto biogas ha quindi come elementi fondamentali la vasca di stoccaggio, il digestore e il co-generatore, che funzionano in sequenza spaziale e temporale e che vanno controllati regolarmente.

Manutenzione impianti biogas costi

I costi della manutenzione di un impianto a biogas comprendono varie quote, che sono acquisto delle materie prime, alimentazione dei macchinari, interventi manutentivi, ammortamento dell’impianto e assistenza biologica. Nello specifico troviamo:

 

Intervento Costi
Manutenzione motore impianto (da 100 a 300 kWh) Da 30.000 a 50.000 €
Manutenzione impianto (da 100 a 300 kWh) Da 18.000 a 24.000 €
Assistenza biologica impianto (da 100 a 300 kWh) Da 6.000 a 8.000 €

Domande frequenti:

  • Come funziona un impianto di biogas?

    Il funzionamento di un impianto di biogas dipende dai dispositivi che lo compongono e che vengono controllati da specifici sensori termici e indicatori di livello delle biomasse utilizzabili. Una volta che questi substrati hanno subito i processi di digestione anaerobica, il gas prodotto viene trasformato in energia alternativa.

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  • Quanto costa un impianto di biogas?

    I costi di un impianto a biogas comprendono la spesa di acquisto dei macchinari, i costi di gestione e di manutenzione (ordinaria e straordinaria), il costo della biomassa (materia prima) e del suo trasporto, a seconda che essa sia auto-prodotta oppure acquistata. Nel primo caso il prezzo è compreso tra 0,08 e 0,11 euro/kWh, che nel secondo caso aumenta da 0,12 fino a 0,18 euro/kWh. Il costo del trasporto è stimato in 0,04 euro/kWh di energia prodotta su un percorso di 10-15 km, tenendo conto che questo indice dipende sia dalla distanza che dal peso del carico.


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