Combustione di emergenza del biogas, parte 1: dove finisce l'eccesso di gas e cosa prevedono le normative

Un impianto di biogas produce gas in modo continuo (il processo biologico non può essere spento come una caldaia), mentre i dispositivi di utilizzo (gruppo di cogenerazione, caldaia, sistema di upgrading) lo prelevano in modo discontinuo. Per questo motivo, in ogni installazione deve essere previsto un punto designato in cui convogliare l'eccesso. Il principio è semplice: il gas deve essere prima immagazzinato, poi utilizzato e solo alla fine bruciato nella fiaccola. Questo articolo apre una serie sulla combustione di emergenza del biogas e chiarisce concetti e requisiti. I dettagli sulla costruzione della fiaccola sono descritti nel testo La fiaccola nell'impianto di biogas: costruzione, requisiti e esercizio sicuro], mentre le procedure di emergenza sono trattate nel piano di emergenza dell'impianto di biogas]. Qui si vuole fornire una visione d'insieme.

Questo articolo fa parte della serie "Combustione di emergenza del biogas". Le prossime parti confronteranno soluzioni specifiche, mentre l'ultima le riassumerà in una tabella e in un albero decisionale.

Da dove proviene l'eccesso di gas

La digestione anaerobica non può essere interrotta come una caldaia. Il processo biologico produce gas anche quando il gruppo di cogenerazione è in manutenzione, in avaria, spento dall'operatore di rete o funziona a potenza ridotta. Tra le cause tipiche rientrano:

• avaria o manutenzione programmata dell'unico gruppo di cogenerazione,
• limitazione del prelievo di energia elettrica o termica,
• gas con parametri non ammessi per il motore (ad es. composizione alterata a seguito di disturbi del processo, umidità, acido solfidrico),
• aumento della produzione dopo l'incremento della dose di substrato facilmente degradabile,
• avviamento del digestore, quando il gas con basso contenuto di metano non è ancora adatto al motore,
• mancanza di alimentazione, quando il sistema del gas deve passare a una condizione di sicurezza.

L'ultimo punto dimostra che la combustione di emergenza non è solo una questione economica. È un elemento di protezione contro la sovrapressione del gas nei serbatoi, quindi un tema di sicurezza, che si collega alle zone a rischio di esplosione e all'ATEX.

Gerarchia di gestione dell'eccesso

In pratica, si applica una sequenza che va dalle soluzioni meno alle più dissipative:

1. Riduzione dell'offerta: limitazione del dosaggio del substrato, se la situazione è prevedibile.
2. Buffer del gas: il serbatoio sotto membrana assorbe la differenza tra produzione e prelievo.
3. Dispositivi di utilizzo: gruppo di cogenerazione aggiuntivo o microturbina, caldaia ad acqua, utente termico, upgrading a biometano.
4. Fiaccola: combustione del gas senza recupero energetico.
5. Rilascio di emergenza tramite valvola di sicurezza: protezione finale della struttura, che agisce automaticamente e il cui utilizzo dovrebbe essere evitato.

Il quinto livello non è una soluzione, ma una misura di sicurezza nel caso in cui tutti i precedenti falliscano. Le prossime parti della serie analizano ciascun livello separatamente, mentre l'articolo Il serbatoio del gas sotto tettoia a doppia membrana] descrive l'aspetto costruttivo del buffer.

Cosa prevedono le normative

Unione Europea. Le conclusioni BAT per il trattamento dei rifiuti (decisione di esecuzione della Commissione (UE) 2018/1147) definiscono la combustione in fiaccola (flaring) come ossidazione ad alta temperatura dei componenti infiammabili dei gas di scarico mediante fiamma libera. Secondo la BAT 15, la fiaccola viene utilizzata esclusivamente per motivi di sicurezza o in condizioni operative non standard (ad es. avviamento, spegnimento), mentre secondo la BAT 16, quando la combustione è inevitabile, è necessario, tra l'altro, effettuare monitoraggio e registrazione, compresa la misurazione continua della quantità di gas inviata alla fiaccola. Questo si applica agli impianti rientranti nell'ambito di queste conclusioni, quindi è necessario verificare l'ambito per ogni specifico impianto (per la sola digestione anaerobica dei rifiuti è stata fissata una soglia di 100 t di rifiuti al giorno). L'articolo Emissioni di metano dagli impianti di biogas] spiega perché la fiaccola è preferibile al rilascio di metano.

Polonia. Il requisito della fiaccola non deriva da un unico atto normativo valido per tutti gli impianti di biogas. Di solito, deriva da diverse fonti contemporaneamente: valutazione di impatto ambientale, autorizzazione all'emissione di gas o polveri in atmosfera (art. 181 comma 1 della legge sulla protezione dell'ambiente), permesso di costruzione, progetto tecnologico e documento di protezione contro le esplosioni. Il contenuto dell'autorizzazione indica come è descritta la fiaccola e quali condizioni operative sono previste. L'ambito delle autorizzazioni è descritto nell'articolo Autorizzazioni ambientali per gli impianti di biogas].

Germania come esempio di requisiti dettagliati. La regola tedesca TRAS 120 prevede requisiti specifici per le membrane e i serbatoi di gas (cap. 3.5) e per un'unità aggiuntiva di consumo del gas (zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung, cap. 3.8). Il merkblatt tedesco KAS-28 riguarda direttamente questa unità aggiuntiva, in particolare la fiaccola (insbesondere Fackel). Il materiale dell'assicuratore agricolo tedesco contro gli infortuni SVLFG (stato 12/2013), disponibile sul sito della BG ETEM, indica, tra l'altro, la protezione delle parti calde fino a un'altezza di 2,70 m, l'inclusione della fiaccola nel concetto di alimentazione di emergenza e un compressore (soffiante) che garantisca la pressione richiesta del gas. In una sentenza dell'11 maggio 2026 (rif. Au 9 K 25.85), il tribunale amministrativo di Augusta ha respinto il ricorso di un operatore di un impianto di biogas contro gli ordini di dotare l'impianto di una fiaccola a accensione automatica e di protezioni contro sovra e sottopressione, ritenendoli conformi alla legge e all'obbligo di applicare lo stato dell'arte; secondo il tribunale, la combustione manuale, la capacità libera del serbatoio o il gruppo di cogenerazione non sono dispositivi di sicurezza. Questi esempi servono come punto di riferimento, non come normativa polacca.

Requisiti obbligatori e raccomandati

Le compagnie assicurative possono porre propri requisiti di protezione antincendio per gli impianti di biogas, e i requisiti specifici della polizza sono stabiliti nel contratto con l'assicuratore.

Come verificare il proprio impianto

• Registra in un unico documento tutti i possibili dispositivi di utilizzo del gas e il loro prelievo massimo.
• Verifica nella valutazione di impatto ambientale e nell'autorizzazione come è descritta la fiaccola e quali eventuali limiti di funzionamento sono previsti.
• Confronta la massima produzione possibile di gas con la potenza di ciascun dispositivo di utilizzo in caso di avaria del primo.
• Chiedi al progettista se la protezione contro la sovrapressione funziona anche in caso di mancanza di alimentazione.
• Verifica se la fiaccola è considerata nel documento di protezione contro le esplosioni (zone a rischio], ATEX nell'impianto di biogas).

Perché la combustione non è una soluzione "gratuita"

Ogni ora di funzionamento della fiaccola corrisponde a gas che non si è trasformato in elettricità, calore o biometano. Inoltre, la combustione non è mai perfetta: una parte del metano può rimanere incombusta e la quantità dipende dal tipo di fiaccola e dalle condizioni operative. Pertanto, un impianto ben gestito considera la fiaccola come un fusibile: deve funzionare in modo affidabile, ma raramente. Se la fiaccola funziona regolarmente, è un segnale che il bilancio del gas è squilibrato e vale la pena indagare sulle cause prima di investire in ulteriori apparecchiature.

L'articolo ha carattere generale e non sostituisce il progetto né il parere di professionisti abilitati. I requisiti dipendono dalla potenza dell'impianto, dal tipo di substrati trattati, dalla localizzazione e dal contenuto delle autorizzazioni.