Bio2Watt a Bronkhorstspruit: l'impianto di biogas su letame da feedlot che alimenta lo stabilimento BMW

L'impianto di biogas Bio2Watt a Bronkhorstspruit, vicino a Pretoria, è descritto come il primo in Sudafrica a livello commerciale che trasforma il letame bovino in energia elettrica su scala di diversi megawatt. La prima fornitura di energia è avvenuta il 10 ottobre 2015 verso lo stabilimento BMW di Rosslyn. A distanza di alcuni anni dall'avvio, rappresenta un utile caso di studio: mostra come un piccolo impianto di biogas indipendente possa funzionare in un Paese in cui il mercato energetico è gestito da decenni da un unico operatore dominante.

Parametri dell'impianto

L'impianto di biogas si trova accanto al feedlot Beefcor, vicino a Bronkhorstspruit, a est di Pretoria. Engineering News (2015) riportava che la materia prima principale è il letame proveniente dall'allevamento, dove sono presenti circa 20.000 capi di bestiame e 12.000 ovini. L'impianto è composto da due linee parallele, ciascuna con un digestore primario e uno secondario, e il tempo di ritenzione idraulica (HRT) è di 35 giorni; il biogas contiene, secondo il progetto, il 55–65% di metano. La potenza dichiarata era di 4,4 MW (comunicazioni precedenti all'avvio) e 4,6 MW (luglio 2016). Il progetto è stato realizzato «chiavi in mano» dalla società Bosch Projects, che detiene la licenza esclusiva per la tecnologia danese ComBigaS, mentre la sua società sorella Bosch Munitech ha ottenuto un contratto quinquennale per l'esercizio. Nel luglio 2016, la gestione operativa quotidiana era già affidata ad Anaergia Africa.

Il letame proveniente dal feedlot rappresenta per l'impianto di biogas una materia prima stabile e prevedibile in termini quantitativi, poiché gli animali rimangono nello stesso luogo per tutto l'anno. Tuttavia, ha un potenziale metanigeno (BMP) relativamente basso per tonnellata di massa fresca, pertanto l'integrazione con rifiuti a maggiore resa è un metodo tipico per stabilizzare la produzione. I principi generali per la scelta di tale miscela sono descritti nel post Codigestione: pianificazione della miscela di substrati per impianti di biogas].

Modello di business: energia per un cliente specifico

L'aspetto più interessante del progetto è il contratto di fornitura. L'energia viene consegnata a un cliente industriale designato, BMW Rosslyn, nell'ambito di un accordo decennale per l'energia rinnovabile (PPA); la prima fornitura di energia è avvenuta il 10 ottobre 2015. BMW ha comunicato che l'energia rinnovabile proveniente dall'impianto di biogas dovrebbe coprire il 25–30% del fabbisogno dello stabilimento. Secondo Engineering News, BMW ha accettato di pagare un premio per l'energia pulita in cambio di una traiettoria dei prezzi prevedibile, e il progetto ha ottenuto dal comune di Tshwane una licenza per il trasporto dell'energia attraverso la rete cittadina («wheeling») fino allo stabilimento.

Il percorso per raggiungere questo risultato è stato costoso: Engineering News riportava che i costi legali ammontavano a circa 8 milioni di rand, rispetto ai 2 milioni previsti, e la documentazione legale superava le 1500 pagine. Tra i partner del progetto sono stati citati, tra gli altri, BMW, il comune di Tshwane, Beefcor, IDC e Norfund. Questo rappresenta un'importante lezione per gli investitori in altri Paesi: la produzione di biogas può essere più semplice rispetto all'ottenimento delle autorizzazioni e delle condizioni per il trasporto.

Cosa se ne deduce

1. Il letame proveniente da grandi allevamenti rappresenta una base reale di materia prima, ma la redditività dipende dall'integrazione con substrati a maggiore resa e dalla soluzione per lo smaltimento del digestato.
2. Un contratto diretto con un cliente industriale può sostituire un sistema di incentivi, se il cliente ha propri obiettivi climatici.
3. La gestione operativa è fondamentale: il cambio di operatore nel 2016 dimostra che, nei primi anni di funzionamento dell'impianto, sono cruciali le competenze operative, non solo la tecnologia stessa.
4. La scala di 4–5 MW è simile a quella dei maggiori impianti di biogas agricolo in Europa, pertanto è possibile il trasferimento di esperienze (anche dalla Polonia).

Per gli operatori polacchi di impianti su letame, è particolarmente interessante il confronto tra i modelli di remunerazione: in Polonia, il ricavo deriva principalmente dalle aste OZE e dal sistema di incentivi, mentre in Sudafrica proviene da un contratto bilaterale. Entrambi richiedono tuttavia una fornitura stabile di substrato e un esercizio efficiente.

Digestato e chiusura del ciclo dei nutrienti

L'impianto di biogas su letame ha un altro prodotto, spesso sottovalutato: il digestato, che contiene azoto e fosforo provenienti dal letame. Engineering News (2015) riferiva che la frazione solida e liquida del digestato doveva essere venduta come fertilizzante. Nelle condizioni di un feedlot, dove il letame viene prodotto in un unico luogo e i campi sono distanti, la logistica del digestato rappresenta un costo significativo. Una soluzione può essere la separazione in una frazione solida, più economica da trasportare su lunghe distanze, e una liquida, utilizzata nelle vicinanze. Questi aspetti sono trattati nel post Separazione del digestato: tecnologie, frazioni, bilancio].

Rischi di tali progetti

• Dipendenza da un unico fornitore di substrato: il feedlot potrebbe ridurre il numero di capi o modificare la tecnologia di allevamento.
• Dipendenza da un unico cliente energetico: un contratto decennale garantisce i ricavi, ma un cambiamento nelle esigenze dello stabilimento influisce sull'economia del progetto.
• Allacciamento e trasporto: il trasporto dell'energia al cliente attraverso la rete cittadina richiede il consenso del suo operatore, e una nuova linea (in questo caso, 13 km fino alla sottostazione Eskom) rappresenta un costo aggiuntivo.

Perché conoscerla

L'impianto descritto rimane uno dei pochi esempi ben documentati di impianto di biogas commerciale su deiezioni animali in Sudafrica. Offre un punto di riferimento per la valutazione di futuri progetti: scala, struttura dei contratti e requisiti per l'operatore. Nei confronti internazionali, è tuttavia necessario tenere conto delle differenze normative riguardanti il digestato, gli allacciamenti alla rete e le tariffe energetiche.