Lo scorso mese è stato pubblicato il rapporto dell'agenzia EurObserv'ER sugli Stati generali del biogas in Europa al 31/12/2017, meglio noto come Eurobarometro del biogas. Lo studio è disponibile solo in inglese e francese al seguente indirizzo.
Proponiamo dunque ai nostri lettori e lettrici un sunto in italiano.
Nell'ambito degli ambiziosi obiettivi dell'Unione europea, per il decennio 2020-2030, volti a ridurre le emissioni di gas a effetto serra e ad aumentare la quota di energia rinnovabile nel mix energetico, il biogas si profila come una fonte energetica di primaria importanza. Esso è infatti una alternativa flessibile perché si può immagazzinare per lunghi periodi, a differenza del solare e dell’eolico - e sostenibile - se il biogas è prodotto con materia organica di scarto.
Secondo l'ultimo studio della Commissione europea sulla produzione di biogas, nel territorio comunitario, la diffusione di tale fonte di energia è cresciuta grazie alle politiche attuate da alcuni Stati membri. Tuttavia, lo studio segnala un enorme potenziale non sfruttato nel settore del biogas per l'assenza di politiche specifiche per la sua promozione in molti dei paesi europei.
Fin dai sui inizi, l'industria del biogas basava la sua produzione prevalentemente sullo sfruttamento delle discariche di rifiuti e delle centrali di trattamento dei fanghi fognari. Evidenziamo che lo scopo primario di tali impianti è la riduzione del volume dei rifiuti da smaltire, mentre la loro efficienza nella produzione energetica è un fattore d'importanza secondaria. Il biennio 2016-2017 segna un punto di transizione molto importante per l'industria del biogas nella Ue: su un totale di 16,1 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio) prodotti, circa i tre quarti derivano da impianti privati, specificamente progettati a scopo energetico, utilizzando matrici agricole e agroindustriali. In tali impianti viene sfruttato il potenziale energetico del biogas prevalentemente per la generazione elettrica, che nel 2016 ha raggiunto un totale di 62,5 TWh.
Per rendere l'idea di cosa significa tale cifra, si consideri ad esempio che nello stesso periodo la generazione elettrica complessiva dell'Italia è stata pari a 277,2 TWh (dati Terna 2016).
Esiste inoltre una nuova categoria di impianti di produzione di biogas diverso, detto syngas biogenico. Tale gas - composto prevalentemente da CO e H2 e poi sottoposto ad una reazione chimica per trasformarlo in CH4 - è il risultato della pirolisi delle biomasse. Fino al 31/12/2017 esistevano solo pochi impianti di tale categoria, perlopiù in Finlandia, Italia e Svezia e uno in costruzione nei Paesi Bassi. La loro produzione, per il momento, è marginale rispetto a quella del biogas da fermentazione anaerobica.
Nonostante la produzione energetica da biogas sia ancora in crescita, si comincia ad assistere a un suo rallentamento, come si apprezza nella Figura 1. I motivi sono duplici: da una parte, la riduzione degli incentivi man mano che i paesi con le maggiori politiche d'incentivazione della produzione di biogas - Germania, Italia e Inghilterra - si avvicinavano o superavano i loro obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra; dall'altro canto, alla riduzione, o in alcuni Stati perfino il divieto di utilizzare colture dedicate all'alimentazione dei digestori, è corrisposta una riduzione della potenza media degli impianti più recenti; secondo l'EurObserv'ER ciò si deve in generale alla scarsa resa delle biomasse. Ci permettiamo di dissentire su tale affermazione, a nostro modesto parere un po' faziosa, in quanto sono disponibili biomasse di scarto con alto Bmp (potenziale metanigeno) che però non vengono sfruttate per fattori puramente burocratici: la famigerata definizione di "rifiuto" delle direttive europee e l'interpretazione che ne fanno i ministeri dell'Ambiente dei diversi Stati, in primis il nostro.
Gli impianti di digestione anerobica europei utilizzano svariate matrici di alimentazione: deiezioni zootecniche, scarti agricoli, sfalci, scarti dell'industria alimentare, Forsu (Frazione organica di rifiuti solidi urbani) e colture dedicate (cereali, erbacee, crocifere…).
Su queste ultime i governi degli Stati europei hanno adottato provvedimenti legislativi diversi. Ad esempio, il limite di colture dedicate all'alimentazione del digestore, oltre al quale l'impianto perde gli incentivi statali, è pari al 65% in Germania. L'Austria, invece, applica un limite leggermente inferiore, 60%, il quale diventerà in pochi mesi il 30% . In Francia il limite è fissato al 15% per le colture dedicate, dal quale sono però escluse le colture di sovescio.
Tutti gli Stati però commettono un errore concettuale: le percentuali massime si riferiscono al totale di biomassa in alimentazione, ma non è detto che tutte le biomasse utilizzate abbiano Bmp comparabili. Per esempio, l'80% del metano prodotto, in un impianto alimentato con l'80% di letame e il 20% di insilato di mais, proviene da questo ultimo. Perciò non è corretto valutare la sostenibilità del prodotto finale, solo in funzione delle percentuali in peso delle biomasse di alimentazione. Nei Paesi Scandinavi il problema non esiste: le colture dedicate sono tassativamente vietate.
La Germania continua ad essere il principale produttore europeo di energia da biogas, con 8 Mtep. L'Italia, un tempo il secondo produttore, è rimasta a 2 Mtep, diventando il terzo produttore, superata nel giro di due anni dall'Inghilterra che ha raggiunto i 2,4 Mtep. Il quarto posto va ex aequo a Francia e Repubblica Ceca, con 0,6 Mtep ciascuna. Nel resto dei paesi europei, la produzione di energia da biogas è marginale.
Nonostante tutti concordino che gli utilizzi più razionali e sostenibili del biogas siano la sua purificazione, o l'upgrading a biometano, oppure la produzione termica in situ per l'autoconsumo, la realtà è che la stragrande maggioranza degli impianti europei producono energia elettrica, spesso sprecando il calore residuo del motore.
Si prenda, ad esempio, il leader europeo indiscusso, la Germania, nella quale esistono oltre 10.846 impianti (la statistica più recente è del 31/12/2015) dei quali solo 194 sono specifici per la produzione di biometano, da iniettare nei gasdotti o per autotrazione. Il totale degli impianti di biometano in Europa è pari a 490, ripartiti come indicato nella Figura 2. La Danimarca, il terzultimo produttore, vanta invece il maggiore impianto di biometano con iniezione in rete attualmente in funzione. L'Inghilterra invece è l'unico esportatore di biometano, distribuito nei Paesi Bassi dalla Essent, la principale utility energetica olandese, la quale è a sua volta controllata dal gruppo tedesco Rwe.
L'utilizzo termico del biogas è un settore in crescita, specialmente nei paesi Centro-Nord europei, dove il consumo di calore è rilevante durante la maggior parte dell'anno. Ciò nonostante, il numero di impianti di produzione diretta di calore da biogas è ancora relativamente piccolo: la maggioranza degli impianti europei ricorrono alla cogenerazione elettrica con rete di teleriscaldamento. In Austria, oltre al limite del 35% di colture dedicate, dal 2018 sarà anche obbligatorio per tutti gli impianti di potenza superiore ai 150 kW elettrici lo sfruttamento del calore mediante la cogenerazione, altrimenti non avranno diritto agli incentivi statali. In Francia, invece, sono previsti degli speciali incentivi statali per lo sfruttamento in situ del biogas per scopi civili o industriali puramente termici.
Nel contempo gli incentivi statali diminuisco. Le aziende che hanno saputo adattare i loro prodotti e prezzi a tali cambiamenti, o diversificato la loro offerta - ad esempio fornendo assistenza tecnica, oppure gestendo in proprio gli impianti anziché limitarsi solamente alla loro costruzione - sono riuscite a prosperare.
Per concludere, siccome l'incertezza politica, in molti paesi come il nostro, ha comportato una frenata della diffusione della tecnologia della digestione anaerobica nel mix delle energie rinnovabili, gli esperti di EurObserv'ER sono convinti che esiste ancora un ampio margine di crescita potenziale per raddoppiare la produzione attuale di energia primaria da biogas entro il 2030.
Proponiamo dunque ai nostri lettori e lettrici un sunto in italiano.
Nell'ambito degli ambiziosi obiettivi dell'Unione europea, per il decennio 2020-2030, volti a ridurre le emissioni di gas a effetto serra e ad aumentare la quota di energia rinnovabile nel mix energetico, il biogas si profila come una fonte energetica di primaria importanza. Esso è infatti una alternativa flessibile perché si può immagazzinare per lunghi periodi, a differenza del solare e dell’eolico - e sostenibile - se il biogas è prodotto con materia organica di scarto.
Secondo l'ultimo studio della Commissione europea sulla produzione di biogas, nel territorio comunitario, la diffusione di tale fonte di energia è cresciuta grazie alle politiche attuate da alcuni Stati membri. Tuttavia, lo studio segnala un enorme potenziale non sfruttato nel settore del biogas per l'assenza di politiche specifiche per la sua promozione in molti dei paesi europei.
Fin dai sui inizi, l'industria del biogas basava la sua produzione prevalentemente sullo sfruttamento delle discariche di rifiuti e delle centrali di trattamento dei fanghi fognari. Evidenziamo che lo scopo primario di tali impianti è la riduzione del volume dei rifiuti da smaltire, mentre la loro efficienza nella produzione energetica è un fattore d'importanza secondaria. Il biennio 2016-2017 segna un punto di transizione molto importante per l'industria del biogas nella Ue: su un totale di 16,1 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio) prodotti, circa i tre quarti derivano da impianti privati, specificamente progettati a scopo energetico, utilizzando matrici agricole e agroindustriali. In tali impianti viene sfruttato il potenziale energetico del biogas prevalentemente per la generazione elettrica, che nel 2016 ha raggiunto un totale di 62,5 TWh.
Per rendere l'idea di cosa significa tale cifra, si consideri ad esempio che nello stesso periodo la generazione elettrica complessiva dell'Italia è stata pari a 277,2 TWh (dati Terna 2016).
Esiste inoltre una nuova categoria di impianti di produzione di biogas diverso, detto syngas biogenico. Tale gas - composto prevalentemente da CO e H2 e poi sottoposto ad una reazione chimica per trasformarlo in CH4 - è il risultato della pirolisi delle biomasse. Fino al 31/12/2017 esistevano solo pochi impianti di tale categoria, perlopiù in Finlandia, Italia e Svezia e uno in costruzione nei Paesi Bassi. La loro produzione, per il momento, è marginale rispetto a quella del biogas da fermentazione anaerobica.
Nonostante la produzione energetica da biogas sia ancora in crescita, si comincia ad assistere a un suo rallentamento, come si apprezza nella Figura 1. I motivi sono duplici: da una parte, la riduzione degli incentivi man mano che i paesi con le maggiori politiche d'incentivazione della produzione di biogas - Germania, Italia e Inghilterra - si avvicinavano o superavano i loro obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra; dall'altro canto, alla riduzione, o in alcuni Stati perfino il divieto di utilizzare colture dedicate all'alimentazione dei digestori, è corrisposta una riduzione della potenza media degli impianti più recenti; secondo l'EurObserv'ER ciò si deve in generale alla scarsa resa delle biomasse. Ci permettiamo di dissentire su tale affermazione, a nostro modesto parere un po' faziosa, in quanto sono disponibili biomasse di scarto con alto Bmp (potenziale metanigeno) che però non vengono sfruttate per fattori puramente burocratici: la famigerata definizione di "rifiuto" delle direttive europee e l'interpretazione che ne fanno i ministeri dell'Ambiente dei diversi Stati, in primis il nostro.
Figura 1: andamento della produzione energetica da biogas nell'Ue
(Fonte foto: EurObser'ER, Baromètre Biogaz 2017)
(Fonte foto: EurObser'ER, Baromètre Biogaz 2017)
Gli impianti di digestione anerobica europei utilizzano svariate matrici di alimentazione: deiezioni zootecniche, scarti agricoli, sfalci, scarti dell'industria alimentare, Forsu (Frazione organica di rifiuti solidi urbani) e colture dedicate (cereali, erbacee, crocifere…).
Su queste ultime i governi degli Stati europei hanno adottato provvedimenti legislativi diversi. Ad esempio, il limite di colture dedicate all'alimentazione del digestore, oltre al quale l'impianto perde gli incentivi statali, è pari al 65% in Germania. L'Austria, invece, applica un limite leggermente inferiore, 60%, il quale diventerà in pochi mesi il 30% . In Francia il limite è fissato al 15% per le colture dedicate, dal quale sono però escluse le colture di sovescio.
Tutti gli Stati però commettono un errore concettuale: le percentuali massime si riferiscono al totale di biomassa in alimentazione, ma non è detto che tutte le biomasse utilizzate abbiano Bmp comparabili. Per esempio, l'80% del metano prodotto, in un impianto alimentato con l'80% di letame e il 20% di insilato di mais, proviene da questo ultimo. Perciò non è corretto valutare la sostenibilità del prodotto finale, solo in funzione delle percentuali in peso delle biomasse di alimentazione. Nei Paesi Scandinavi il problema non esiste: le colture dedicate sono tassativamente vietate.
La Germania continua ad essere il principale produttore europeo di energia da biogas, con 8 Mtep. L'Italia, un tempo il secondo produttore, è rimasta a 2 Mtep, diventando il terzo produttore, superata nel giro di due anni dall'Inghilterra che ha raggiunto i 2,4 Mtep. Il quarto posto va ex aequo a Francia e Repubblica Ceca, con 0,6 Mtep ciascuna. Nel resto dei paesi europei, la produzione di energia da biogas è marginale.
Nonostante tutti concordino che gli utilizzi più razionali e sostenibili del biogas siano la sua purificazione, o l'upgrading a biometano, oppure la produzione termica in situ per l'autoconsumo, la realtà è che la stragrande maggioranza degli impianti europei producono energia elettrica, spesso sprecando il calore residuo del motore.
Si prenda, ad esempio, il leader europeo indiscusso, la Germania, nella quale esistono oltre 10.846 impianti (la statistica più recente è del 31/12/2015) dei quali solo 194 sono specifici per la produzione di biometano, da iniettare nei gasdotti o per autotrazione. Il totale degli impianti di biometano in Europa è pari a 490, ripartiti come indicato nella Figura 2. La Danimarca, il terzultimo produttore, vanta invece il maggiore impianto di biometano con iniezione in rete attualmente in funzione. L'Inghilterra invece è l'unico esportatore di biometano, distribuito nei Paesi Bassi dalla Essent, la principale utility energetica olandese, la quale è a sua volta controllata dal gruppo tedesco Rwe.
Figura 2: ripartizione degli impianti di biometano in Europa al 31/12/2017
(Fonte dei dati: EurObserv'ER Baromètre Biogaz 2017, elaborazione grafica dell'autore)
(Fonte dei dati: EurObserv'ER Baromètre Biogaz 2017, elaborazione grafica dell'autore)
L'utilizzo termico del biogas è un settore in crescita, specialmente nei paesi Centro-Nord europei, dove il consumo di calore è rilevante durante la maggior parte dell'anno. Ciò nonostante, il numero di impianti di produzione diretta di calore da biogas è ancora relativamente piccolo: la maggioranza degli impianti europei ricorrono alla cogenerazione elettrica con rete di teleriscaldamento. In Austria, oltre al limite del 35% di colture dedicate, dal 2018 sarà anche obbligatorio per tutti gli impianti di potenza superiore ai 150 kW elettrici lo sfruttamento del calore mediante la cogenerazione, altrimenti non avranno diritto agli incentivi statali. In Francia, invece, sono previsti degli speciali incentivi statali per lo sfruttamento in situ del biogas per scopi civili o industriali puramente termici.
Adattamento o estinzione
Il fallimento di due grossi costruttori di impianti, MT Energie e Biogas Nord AG, è un segnale che, sia nel mercato del biogas che nella giungla, vale la legge di Darwin: chi sopravvive non è necessariamente il più forte, né il più intelligente, ma quello che si adatta meglio ai cambiamenti. Nell'ultimo decennio, il settore industriale della digestione anaerobica ha mutato più volte i presupposti, le politiche e gli scopi. Ciò spiega l'evoluzione delle tipologie degli impianti: da impianti di trattamento di rifiuti ed effluenti, a impianti alimentati a colture dedicate monosubstrato esclusivamente per la produzione elettrica, a impianti di codigestione e, in ultima istanza, gli impianti di biometano per la produzione esclusiva di calore, alimentati maggiormente con sottoprodotti agroalimentari e/o Forsu.Nel contempo gli incentivi statali diminuisco. Le aziende che hanno saputo adattare i loro prodotti e prezzi a tali cambiamenti, o diversificato la loro offerta - ad esempio fornendo assistenza tecnica, oppure gestendo in proprio gli impianti anziché limitarsi solamente alla loro costruzione - sono riuscite a prosperare.
Per concludere, siccome l'incertezza politica, in molti paesi come il nostro, ha comportato una frenata della diffusione della tecnologia della digestione anaerobica nel mix delle energie rinnovabili, gli esperti di EurObserv'ER sono convinti che esiste ancora un ampio margine di crescita potenziale per raddoppiare la produzione attuale di energia primaria da biogas entro il 2030.
