Perdite di metano ed emissioni fugitive nell'impianto di biogas: rilevamento e riduzione

Il metano fuoriesce dagli impianti di biogas da diverse fonti: perdite nell'impianto del gas, valvole di sicurezza dei tetti a membrana, serbatoi di digestato scarsamente coperti, metano incombusto nei fumi dei sistemi CHP (cosiddetto metano slip), perdite durante l'upgrading e guasti o operazioni di manutenzione. Ogni punto percentuale di metano perso rappresenta energia sprecata ed emissione di un gas il cui potenziale di riscaldamento globale, su un orizzonte di alcuni decenni, è molteplice rispetto a quello della CO₂. La strategia migliore consiste in un programma di rilevamento e riparazione delle perdite, una gestione operativa ordinata e la chiusura ermetica dei serbatoi di digestato.

Fonti di emissione

Rilevamento

1. Ispezioni visive e sensoriali — visivamente, acusticamente, olfattivamente (il metano è inodore, ma accompagnato da altri gas).
2. Rilevatori di gas portatili per il controllo dei collegamenti; liquido per il rilevamento delle perdite come metodo semplice.
3. Telecamere a infrarossi per gas (OGI) consentono di visualizzare le perdite di metano a distanza, utilizzate nei programmi LDAR.
4. Misurazioni quantitative (ad esempio, remote, con droni o utilizzando analizzatori appropriati) per stimare l'entità delle emissioni dell'intero impianto.
5. Bilancio del gas — confronto tra produzione e potenziale dei substrati e consumo; costanti e inspiegabili deficit possono indicare perdite.

Programma LDAR in pratica

Il programma di rilevamento e riparazione delle perdite comprende l'inventario dei punti (flange, valvole, passaggi), la definizione della frequenza dei controlli, la soglia per considerare una perdita, i tempi di riparazione e la documentazione. Per gli impianti di biogas è ragionevole effettuare almeno una scansione annuale dell'intero impianto e un controllo dopo ogni intervento di manutenzione significativo. Le registrazioni dei controlli facilitano anche la dimostrazione delle buone pratiche nei confronti delle compagnie assicurative e delle autorità.

Esempio di stima del valore delle perdite

Ipotesi illustrative: un impianto produce 2,9 milioni di m³ di CH₄ all'anno. Perdite dell'1% significano 29.000 m³ di CH₄, equivalenti a circa 289 MWh di energia (a 9,97 kWh/m³). Se una singola perdita assorbe 2 m³ di CH₄/h, in un anno ciò comporta 17.520 m³ (0,6% della produzione). Questi calcoli mostrano che il rilevamento e la riparazione di alcune perdite maggiori si ripagano non solo dal punto di vista ambientale, ma anche economico; il valore specifico può essere calcolato sostituendo il proprio prezzo dell'energia.

Riduzione

• Torcia efficiente e pronta — meglio bruciare l'eccesso di gas che rilasciarlo attraverso la valvola.
• Gestione del serbatoio del gas — mantenimento del livello di riempimento con margine, evitando la formazione di schiuma nelle valvole.
• Chiusura ermetica del digestato — serbatoi a tenuta di gas con recupero o almeno copertura; ottimizzazione dell'HRT.
• Manutenzione del CHP — regolazione corretta della miscela, pulizia, controllo delle emissioni; se necessario, ossidazione catalitica dei fumi.
• Procedure di manutenzione — limitazione dei rilasci durante le riparazioni (svuotamento nella torcia, non in atmosfera).
• Monitoraggio continuo — sensori nei punti critici, allarmi.

Regolamento UE sul metano — cosa sapere

Il Regolamento (UE) 2024/1787 stabilisce requisiti per la misurazione, la comunicazione e la verifica delle emissioni di metano, nonché programmi LDAR nel settore energetico, principalmente in relazione a petrolio, gas naturale e carbone, inclusi requisiti per le importazioni. Non è un atto diretto specificamente agli impianti di biogas agricoli, tuttavia influisce sul mercato del gas e aumenta la pressione per la riduzione delle perdite di metano in tutta la catena. L'ambito degli obblighi relativi al biometano e all'infrastruttura del gas, nonché le scadenze di attuazione, devono essere verificati nel testo aggiornato dell'atto e nelle normative nazionali di attuazione.

Lista di controllo

1. È disponibile un inventario aggiornato dei punti potenziali di perdite?
2. È stata effettuata una scansione (OGI o equivalente) negli ultimi 12 mesi?
3. Le valvole dei tetti e le membrane sono state controllate?
4. Il digestato è stoccato in un serbatoio con limitazione delle emissioni?
5. La manutenzione del CHP include il controllo delle emissioni e del carico?
6. La torcia è efficiente e disponibile?
7. Il bilancio del gas viene effettuato e analizzato?

La riduzione delle perdite di metano è un caso raro in cui gli interessi ambientali, di sicurezza ed economici coincidono.

Organizzazione del lavoro e responsabilità

Assegni una persona responsabile del programma di riduzione delle perdite, stabilisca obiettivi (ad esempio, il livello massimo accettabile di perdite rispetto alla produzione) e riporti i risultati trimestralmente. L'efficacia dipende dal fatto che il personale segnali immediatamente anche le piccole perdite, e non solo durante il controllo annuale. Un semplice sistema di segnalazione (scheda, applicazione) e riparazioni rapide contribuiscono a creare una cultura della cura della tenuta.

Sicurezza e metano

Il rilevamento delle perdite è anche un elemento della sicurezza antiesplosione: ogni perdita localizzata riduce il rischio di formazione di un'atmosfera esplosiva. Durante i controlli utilizzi apparecchiature idonee per le zone ATEX e non entri in locali con sospetto di grosse perdite senza ventilazione e rilevazione.