Garantire che la produzione di energia rinnovabile non ne compensi i benefici

L’utilizzo efficace delle fonti energetiche rinnovabili è fondamentale per la transizione globale dai combustibili fossili. In termini generali, il gas naturale rinnovabile (RNG) si riferisce all’utilizzo di biogas derivati ​​dai rifiuti come alternativa ai combustibili fossili. Le fonti di biomassa sono numerose: la decomposizione dei rifiuti solidi nelle discariche, il letame nei digestori anaerobici, i rifiuti alimentari in decomposizione, i residui delle colture agricole e il trattamento dei rifiuti solidi urbani sono solo alcune delle applicazioni ben note. Sebbene l’RNG offra un’ampia gamma di vantaggi, l’industria si sta muovendo rapidamente per garantire che le emissioni atmosferiche e il deflusso dell’acqua dalle sue operazioni non vengano rilasciati nell’ambiente dove potrebbero contribuire allo smog, ai cambiamenti climatici e alla contaminazione del suolo o dell’acqua.

Identificare e progettare le condizioni operative uniche di un impianto RNG è fondamentale per rimanere conformi alle normative sull'inquinamento dell'aria e dell'acqua poiché il processo di recupero delle risorse può essere impegnativo. Ad esempio, gli impianti RNG devono affrontare livelli di concentrazione variabili di un’ampia gamma di inquinanti dell’aria e dell’acqua derivanti dal processo di decomposizione.

A differenza di un tipico impianto di produzione con una produzione costante di sottoprodotti, le operazioni di energia rinnovabile non hanno sempre flussi o concentrazioni costanti. Qualsiasi sistema di controllo dell’inquinamento deve essere progettato tenendo presente gli scenari peggiori e tenendo sempre in considerazione la sicurezza. Il metano, ad esempio, è una fonte comune di combustibile rinnovabile a causa della sua abbondanza e dell’alto contenuto energetico, ma ciò lo rende anche pericoloso in determinate condizioni. Le tecnologie di inquinamento in questo settore dovrebbero essere progettate in base alle condizioni di processo, ai requisiti di efficienza e agli standard di sicurezza.

Molti comuni, proprietari di discariche private e aziende di trattamento dei rifiuti hanno fatto ricorso alla cattura del biogas dalla decomposizione per usi benefici, piuttosto che semplicemente alla sua combustione in torcia. Vengono utilizzate diverse tecnologie per purificare il biogas rimuovendo i contaminanti che non soddisfano le rigorose specifiche delle tubazioni. Spesso questi gas di coda sono costituiti da un basso potere calorifico – circa dall’1 al 15% di metano – e quindi non sono combustibili di per sé, ma comunque dannosi per l’ambiente se non adeguatamente distrutti.

Ci sono diverse fasi coinvolte nella pulizia del biogas e nel trattamento del gas di coda dell'impianto di lavorazione. Innanzitutto è necessario rimuovere l’idrogeno solforato (H2S), che è un composto altamente corrosivo. Ciò può essere ottenuto utilizzando uno scrubber a secco o un assorbitore di carbonio. La filtrazione mediante un letto di adsorbimento a carbone attivo intrappola e rimuove efficacemente le particelle di H2S dai gas di scarico. Successivamente vengono rimossi l’anidride carbonica (CO2), l’azoto, l’ossigeno e altre sostanze chimiche indesiderate. Questo viene fatto utilizzando setacci e altre tecnologie per pulire il gas fino a raggiungere le specifiche del gas naturale, rendendolo adatto ai gasdotti locali. Durante questo processo di pulizia si creano gas di scarico o gas di coda che devono essere trattati prima di poter essere rilasciati nell'atmosfera.

Un altro settore in crescita dell’industria della termovalorizzazione è il mercato delle biomasse. Il materiale organico viene raccolto da ristoranti, aziende di trasformazione alimentare e comuni, quindi scomposto dai batteri in assenza di ossigeno all'interno di grandi digestori. I rifiuti solidi vengono trasformati in materiale sicuro e riutilizzabile come fertilizzante o biocarburante solido. Il biogas rilasciato viene raccolto e convertito in elettricità o gas naturale rinnovabile. Anche i gas di coda e gli odori derivanti da queste operazioni vengono trattati in ossidatori termici e combustori di vapore.

Gli ossidatori termici e i combustori di vapore Anguil possono eliminare oltre il 99% dei gas di scarico dai vari processi di purificazione RNG. Il processo chimico dell'ossidazione termica comporta l'aumento della temperatura del flusso di scarico al punto che i legami chimici che tengono insieme le molecole si rompono. Il metano a basso potere calorifico e i COV presenti nel flusso di scarico del processo vengono convertiti in varie combinazioni di CO2, acqua (H2O) ed energia termica. I progetti di Anguil riducono al minimo la combustione supplementare complessiva del carburante proveniente dal dispositivo di distruzione poiché esiste una correlazione diretta tra i costi operativi e la produzione di gas serra.