I processi di depurazione rappresentano sfide impegnative, in quanto di solito gli impianti applicano processi poco sostenibili ed energivori. Il Gruppo CAP, con il progetto “biometanow” ha trasformato questi processi in modo da ottimizzare le attività e sfruttare i fanghi provenienti dalla depurazione, per la produzione di biometano.
Gruppo CAP, società a capitale pubblico partecipata dagli Enti Locali, gestisce il servizio idrico della Città Metropolitana di Milano, e serve anche alcuni comuni di Monza e Brianza, Pavia, Varese, Como.
Grazie a Gruppo CAP oltre due milioni e mezzo di cittadini bevono ogni giorno acqua di qualità sicura e controllata, sapendo che l'ambiente è protetto da sistemi di fognatura e depurazione innovatici.
Come azienda pubblica che gestisce per la collettività un bene comune e prezioso, si impegna nel promuovere la sostenibilità dei consumi e degli usi.
“biometanow” è l’esperimento che il Gruppo CAP sta portando avanti nel depuratore di Bresso-Niguarda, periferia Nord di Milano, dove è stato realizzato il primo distributore di metano prodotto proprio utilizzando i reflui fognari, cioè i cosiddetti “fanghi di supero”, prodotti di scarto del processo di depurazione delle acque nere.
L’obiettivo è estrarre tutto il valore possibile dai fanghi di depurazione, trasformando un processo industriale, che nel suo schema convenzionale è ormai poco sostenibile ed energivoro, in un ciclo virtuoso, riutilizzando ciò che già si produce e valorizzandolo grazie allo sviluppo di soluzioni innovative e all’avanguardia.
Nel campo della depurazione si giocano oggi le sfide più impegnative, soprattutto nei grandi impianti dove è maggiore la necessità di trasformare i convenzionali schemi di processo in nuovi procedimenti che richiedano meno energia e producano meno rifiuti.
Gruppo CAP ha raccolto la necessità di trasformare questo processo in vista di un modello di economia circolare: ottimizzare le attività e riutilizzare ciò che già si produce – acqua depurata e soprattutto fanghi di supero – grazie all’impiego di tecnologie innovative che permettano di estrarre tutto il valore possibile da ciò che da sempre viene considerato scarto.
SCHEDA TECNICA
Il progetto è stato avviato da Gruppo CAP nell’agosto 2016 presso il depuratore di Bresso-Niguarda con il supporto scientifico dell'Istituto sull'inquinamento atmosferico del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IIA) e grazie alla collaborazione tecnologica di FCA. Consiste nella produzione di biometano dai fanghi reflui della depurazione, come alternativa sostenibile, ecologica e innovativa rispetto alle forme tradizionali di smaltimento dei fanghi, che progressivamente si stanno dimostrando sempre meno percorribili e meno accettabili sotto il profilo ambientale, oltre che più dispendiose nei risvolti economici. In tal senso, il progetto si contraddistingue come esempio di economia circolare, minimizzando lo spreco di risorse (i fanghi reflui) mediante l’adozione di un approccio rigenerativo (produzione di biometano).
Il processo di depurazione prevede il trattamento per via anaerobica dei fanghi residui della depurazione di tipo biologico a schema classico (fanghi attivi) e la trasformazione in biogas. Durante la fase di collaudo e prossimo avviamento dell'impianto a scala industriale, il biogas viene purificato attraverso la tecnologia a membrane, che permette la separazione del CO2 da CH4, garantendo la produzione di biometano di ottima qualità, mentre la tecnologia di upgrading utilizzata nella prima fase pilota della serimentazione del progetto #biometannow è tecnologia VPSA (separazione delle molecole attraverso adsorbimento su setacci molecolari a pressione pressoché ambiente e rigenerazione in vuoto). Rispettando le caratteristiche chimico-fisiche previste nelle direttive italiane ed europee, il biometano è idoneo alla successiva fase di compressione per l'immissione nella rete del gas naturale e per l’utilizzo per autotrazione.
A settembre 2016, è stato presentato il primo distributore di biocarburante ottenuto da reflui fognari. Un grande risultato che, su larga scala, permetterà nei prossimi anni di rifornire i propri veicoli direttamente dai depuratori. Si stima infatti che solo il depuratore di Bresso arriverà a sviluppare una produzione annua di biometano di 341.640 kg, sufficienti ad alimentare 500 veicoli per 15 mila km all’anno: 7.500.000 km percorribili complessivi, equivalenti a quasi 200 volte la circonferenza della Terra.
Grazie alla partnership con FCA, la sperimentazione è stata avviata sulla “Fiat Panda Natural Power”. La Panda, alimentata esclusivamente con biometano prodotto dallo stabilimento di Niguarda-Bresso, deve percorrere almeno 80mila chilometri ed è sottoposta a monitoraggio e valutazione periodica dai tecnici del centro ricerche di FCA con risultati positivi.
Nonostante statistiche incoraggianti a livello nazionale, quello di Gruppo CAP è uno dei primi casi strutturato nel panorama italiano di progetto di trasformazione degli impianti di depurazione in bioraffinerie.
L’obiettivo a lungo termine di Gruppo CAP che gestisce 61 depuratori sul territorio di propria competenza, è quello di creare una rete di bioraffinerie su tutta l’area metropolitana, e quindi estendere la produzione di biometano anche agli altri impianti, a partire da quelli di Pero e Sesto San Giovanni.
In generale, il recupero dei fanghi in Italia, a fronte della crescente accettabilità sociale e della maggiore disponibilità di impianti, rappresenta uno degli aspetti di maggiore potenzialità per gli innumerevoli risvolti in chiave di economia circolare e di sostenibilità ambientale.
Gli investimenti per il progetto Biometano presso il depuratore di Bresso ammontano a circa 1milione di euro. I benefici economici dell’investimento si possono suddividere in tre tipologie:
- Benefici economici per l’azienda. Secondo le stime di Gruppo CAP, l’utilizzo di biometano a sostituzione del carburante diesel per alimentare il parco auto aziendale (composto da 300 auto che percorrono in media 15.000 km/anno), genererebbe un risparmio economico notevole per l’azienda.
In aggiunta, l’eventuale vendita a terzi del biometano in surplus, sufficiente ad alimentare altre 200 auto per 15.000 km/anno, genererebbe un ulteriore beneficio di circa 120.000 euro. - Benefici economici per i cittadini. Il costo di produzione del biometano di Gruppo CAP ammonta 0,48 €/kg, sensibilmente inferiore ai circa 0,9 €/kg a cui il metano è oggi acquistabile sul mercato e che potrebbe costituire un risparmio significativo per i cittadini. Inoltre i benefici economici per l’azienda, relativi all’abbattimento dei costi, potranno produrre un decremento della tariffa applicata per i cittadini.
- Benefici per l’economia locale. Lo sviluppo della produzione di biometano rappresenta una grande opportunità per lo sviluppo del comparto manifatturiero italiano e della filiera della green economy, anche in termini di creazione di nuovi posti di lavoro. In alcuni paesi europei (come la Germania e la Svezia) la produzione di biometano è già molto sviluppata e riesce a soddisfare una parte significativa del fabbisogno energetico, riducendo la dipendenza dall’estero per il rifornimento di gas naturale, diminuendo le emissioni e contribuendo alla creazione di nuove opportunità di lavoro.
Il biometano, gas dalle stesse caratteristiche del metano ma prodotto da fonti rinnovabili, è uno dei carburanti più puliti oggi disponibili ed è in grado di sostituire perfettamente quello di origine fossile. I benefici ambientali si possono riassumere in questi punti:
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Lotta al cambiamento climatico. Per quanto riguarda l’efficienza nelle riduzioni di emissioni di gas climalteranti, il biometano è tra le soluzioni ottimali tecnologicamente già disponibili per ridurre l’intensità di emissioni prodotte nell’autotrasporto.
Si stima che la produzione di biometano dell’impianto di Bresso (corrispondente a 90mc/h di biogas) servirebbe ad alimentare 500 auto per 15.000km/anno, generando una riduzione di 1140 t/anno CO2eq.
Secondo i dati FCA, le emissioni prodotte dalla Fiat Panda alimentata a metano si ridurrebbero del 31% rispetto a quelle del corrispettivo modello a benzina, del 57% miscelando al gas naturale il 40% di biometano, e del 97% alimentando integralmente la vettura con biometano estratto da reflui fognari. In sostanza, la riduzione di emissioni di CO2 del biometano può raggiungere una riduzione d’inquinanti pari a quella ottenuta da una vettura elettrica rifornita con “corrente” proveniente per intero da fonti rinnovabili, come l’eolico.
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Circuito chiuso. L’intero ciclo di trasformazione dei fanghi in biometano avviene completamente all’interno dell’impianto di depurazione delle acque reflue. In questo caso si può così parlare di biometano a km0. Inoltre il digestato potrebbe essere utilizzato per il recupero di nutrienti, come fosforo ed azoto, in sostituzione di materie prime vergini.
Inoltre il digestato può essere utilizzato in agricoltura come fertilizzante naturale, riducendo il ricorso a concimi chimici la cui produzione è basata su materie prime di origine fossile.
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Fonte rinnovabile programmabile. Il biometano è una fonte rinnovabile programmabile che può essere prodotta continuativamente tutto l’anno. Questa fonte di energia potrà costituire in futuro una risorsa importante nella costruzione di reti intelligenti (Smart Grid) basate su fonti rinnovabili, accrescendo ulteriormente i benefici per l’ambiente e per la società.
RISULTATI SU BASE ANNUA
