Un impianto a biogas è una tecnologia che produce biogas. Il biogas è un tipo di energia rinnovabile formata dalla digestione anaerobica della materia organica. La digestione anaerobica si riferisce alla decomposizione aiutata dai batteri che si verifica in un ambiente privo di ossigeno. Il combustibile può essere utilizzato per il riscaldamento o, nella sua forma concentrata, per la propulsione di veicoli. Un sistema di biogas fornisce un ambiente ermetico per la digestione anaerobica ed è solitamente composto da un digestore e un contenitore di gas.
Il digestore è un serbatoio ermetico in cui i rifiuti organici vengono scaricati e decomposti. I materiali organici in genere includono rifiuti animali, rifiuti vegetali e colture energetiche o colture che vengono coltivate per lo scopo esplicito della produzione di carburante. I batteri all’interno del serbatoio del digestore scompongono i rifiuti e, mentre si decompongono, vengono rilasciati gas come monossido di carbonio, metano, idrogeno e azoto.
Il contenitore del gas è un altro serbatoio nel sistema di biogas che sfrutta i gas emessi dai rifiuti in decomposizione, o liquami. Attraverso un sistema pressurizzato, i gas rilasciati nel digestore vengono condotti in un foro nel contenitore del gas. Il supporto è appositamente progettato per consentire al gas di fluire liberamente all’interno del supporto evitando che il gas convogliato fuoriesca nel digestore o nell’ambiente esterno. Questo è importante, sia per l’efficienza che per la sicurezza, perché molti di questi gas sono combustibili e possono causare esplosioni se miscelati con ossigeno o altri gas. Una volta che il gas è sfruttato, può essere utilizzato come combustibile.
Per migliorare l’efficienza dell’impianto a biogas, l’impasto liquido nel digestore deve essere mantenuto a un pH leggermente basico. Il digestore dovrebbe anche essere mantenuto a una temperatura di 29-41 gradi Celsius (84.2-105.8 gradi Fahrenheit) per garantire una rapida decomposizione con una produzione di gas ottimale. L’impasto liquido deve essere mescolato di tanto in tanto per evitare che si formi una crosta dura sopra i rifiuti, impedendo ai gas di viaggiare verso il contenitore.
Le modalità operative possono variare a seconda della costruzione dell’impianto biogas. Un impianto di biogas fuori terra è più facile da mantenere e beneficia del riscaldamento solare, ma richiede più cura nella costruzione. Un sistema di biogas interrato è più economico da costruire e più facile da alimentare, ma più difficile da mantenere. L’alimentazione o l’aggiunta di materiali organici al digestore varia in base al design. Un sistema di alimentazione a batch di biogas decompone principalmente i rifiuti solidi che vengono aggiunti al serbatoio a rate, mentre i modelli di alimentazione continua alimentano costantemente i rifiuti principalmente liquidi al digestore.
Il biogas è spesso preferito ai combustibili fossili, come il carbone o il petrolio, perché è rinnovabile, costa meno, utilizza materiali altrimenti di scarto e ha una minore produzione di carbonio. Il carbonio, in piccole quantità, è un componente vitale di un’atmosfera sana, ma diventa problematico quando ne viene emesso troppo. Il carbonio contenuto nei combustibili fossili è stato sepolto per così tanto tempo in materia organica antica che non fa più parte del ciclo del carbonio. Quando viene rilasciato attraverso la combustione di combustibili fossili, aumenta la concentrazione di carbonio. Il biogas, tuttavia, proviene da organismi vivi o morti di recente il cui contenuto di carbonio è ancora all’interno del ciclo, quindi bruciare questi combustibili altera meno la concentrazione di carbonio nell’atmosfera.