CO₂ biogenico dagli impianti di biometano: applicazioni nell'industria alimentare, nelle serre e nei e-fuels

L'upgrading del biogas separa l'anidride carbonica, che costituisce il 35–50% del volume del biogas. Un impianto che tratta 500 m³/h di biogas con il 45% di CO₂ produce circa 225 m³/h di CO₂, equivalenti a circa 445 kg/h e circa 3500 t annue (8000 ore). Questo CO₂ biogenico può essere rilasciato in atmosfera, ma può anche essere purificato e venduto all'industria alimentare, alle serre o utilizzato nei e-fuels. Le tecnologie di lavaggio con ammine e criogeniche offrono la massima purezza del flusso, mentre nelle membrane e nel PSA il gas di scarico contiene impurità di metano e richiede un trattamento aggiuntivo.

La qualità del flusso dipende dalla tecnologia

Applicazioni e requisiti

1. Bevande gassate, birra, alimenti. È richiesta un'elevata purezza (solitamente ≥ 99,9%) e il controllo delle impurità come benzene, idrocarburi, composti dello zolfo, ammoniaca, aldeidi e altri, conformemente alle specifiche di settore (tra cui le linee guida dell'associazione europea dei gas industriali EIGA). I produttori devono disporre di un sistema HACCP e di analisi per lotto.
2. Imballaggio in atmosfera modificata e ghiaccio secco. Requisiti qualitativi simili a quelli per le bevande.
3. Serre. Il CO₂ viene dosato per aumentare la resa (tipicamente fino a una concentrazione di 800–1000 ppm durante il giorno). I requisiti di purezza sono meno rigorosi, ma le impurità (etilene, SO₂, NOₓ, H₂S) danneggiano le piante. Nei Paesi Bassi è da tempo operativo un sistema di condutture che alimenta le serre con CO₂ proveniente dall'industria.
4. Trattamento delle acque. Regolazione del pH e decarbonatazione.
5. Saldatura e altre applicazioni industriali.
6. E-fuels e chimica. Il CO₂ è una materia prima per la metanazione (e-metano), il metanolo e altri prodotti.

Mercato e prezzi

Il mercato del CO₂ in Europa si basa in gran parte su prodotti secondari della produzione di ammoniaca, bioetanolo e altri processi, pertanto la sua offerta dipende dalla produzione di questi settori. Nell'agosto 2018 si è verificata una carenza di CO₂ nel mercato delle bevande, e nel 2022, quando gli alti prezzi del gas hanno costretto alcuni produttori di fertilizzanti a ridurre la produzione, sono nuovamente sorti problemi di disponibilità. Questi episodi hanno aumentato l'interesse per fonti alternative, tra cui il CO₂ biogenico proveniente dagli impianti di biometano. I prezzi del CO₂ sono contrattuali e dipendono dalla qualità, dalla scala e dalla logistica; per un progetto è necessario ottenere offerte dai potenziali acquirenti.

Esempio economico (ipotesi illustrative)

Ipotesi: 3500 t di CO₂ all'anno; vendita di CO₂ liquido a 250 zł/t (ipotesi); costo di purificazione, liquefazione e stoccaggio 120 zł/t; trasporto 60 zł/t. Margine netto: 250 − 120 − 60 = 70 zł/t, ovvero 245.000 zł all'anno. Se l'investimento per la liquefazione e la purificazione costa 3,5 milioni di zł, il semplice periodo di recupero è di circa 14 anni – più lungo di quanto accettabile in molti progetti. Se il prezzo di vendita è di 400 zł/t, il margine sale a 220 zł/t (770.000 zł), e il periodo di recupero scende a 4,5 anni. L'esempio mostra un'elevata sensibilità al prezzo e, pertanto, i contratti con l'acquirente sono fondamentali.

Requisiti legali e certificazione

Per le applicazioni alimentari sono necessarie autorizzazioni sanitarie e sistemi di gestione della qualità. Per gli e-fuels, la contabilizzazione del CO₂ biogenico come fonte consentita è regolata dalle norme sugli RFNBO e dal regolamento delegato (UE) 2023/1184. Verifichi se il CO₂ proveniente da un determinato impianto è ammesso come materia prima per i combustibili rinnovabili e quali sono i requisiti documentali.

Ruolo nel bilancio dei GHG

La vendita di CO₂ non sempre riduce le emissioni, poiché dopo l'uso (ad esempio nelle bevande) il CO₂ ritorna in atmosfera. Il significato climatico risiede principalmente nella sostituzione del CO₂ fossile (proveniente dalla produzione di fertilizzanti da gas) e nel sequestro a lungo termine del carbonio nei prodotti o nel suo stoccaggio. Nella rendicontazione, è necessario prestare attenzione nelle dichiarazioni.

Logistica del CO₂

Il CO₂ può essere trasportato come liquido in cisterne isobariche (pressione di alcune decine di bar, temperatura di circa −30°C) o come gas tramite condutture, se l'acquirente è vicino. Su piccola scala, un deposito di CO₂ liquido è costituito da un serbatoio stazionario con un gruppo frigorifero e un vaporizzatore, e il costo del trasporto aumenta con la distanza. Nella progettazione del bilancio, pianifichi un buffer di stoccaggio e un'alternativa in caso di mancanza di acquirenti, ad esempio il rilascio controllato in atmosfera, per non interrompere la produzione di biometano.

Sintesi

Il CO₂ biogenico proveniente dagli impianti di biometano rappresenta un potenziale prodotto aggiuntivo, ma la sua redditività dipende dalla tecnologia, dalla qualità e dagli acquirenti. Prima di investire nella purificazione e nella liquefazione, confermi i contratti di acquisto.