Il biometano è un gas rinnovabile ottenuto dal biogas – una miscela di metano (CH₄), anidride carbonica (CO₂) ed altri gas in tracce – prodotto attraverso la fermentazione anaerobica di materiale organico di origine vegetale o animale. Questa materia prima può includere scarti agroalimentari, effluenti zootecnici (come letame e liquami), rifiuti urbani biodegradabili, residui delle coltivazioni agricole e sottoprodotti dell’industria alimentare, nonché alghe e colture dedicate.A differenza del gas naturale fossile, che si è formato nel corso di milioni di anni dalla decomposizione sotterranea di materiale organico, il biometano viene generato attraverso processi biologici molto più rapidi e rinnovabili. Una volta prodotto il biogas grezzo, esso subisce una serie di trattamenti – come la rimozione di CO₂, vapore acqueo, composti dello zolfo e altre impurità – al fine di raggiungere un’alta concentrazione di metano, solitamente superiore al 90%. Questo passaggio di "upgrading" o raffinazione è ciò che trasforma il biogas in biometano, rendendolo un combustibile di qualità equiparabile al metano di origine fossile, sia dal punto di vista energetico che tecnico.Dal punto di vista chimico e fisico, il biometano non differisce sostanzialmente dal metano estratto dai giacimenti sotterranei: può dunque essere immesso direttamente nelle reti di distribuzione del gas naturale, impiegato in motori a combustione interna ottimizzati per il metano, oppure utilizzato per la produzione di energia elettrica e termica attraverso impianti di cogenerazione. Questa caratteristica facilita l’integrazione del biometano nel sistema energetico esistente, minimizzando la necessità di modifiche infrastrutturali di grande portata.L’importanza del biometano risiede nella sua natura rinnovabile e circolare. Il suo processo di produzione contribuisce infatti alla riduzione delle emissioni di gas serra, poiché cattura e utilizza il metano che altrimenti verrebbe disperso in atmosfera durante la decomposizione naturale dei rifiuti organici. Inoltre, l’impiego di rifiuti e sottoprodotti come materia prima consente di chiudere i cicli produttivi, riducendo la pressione sulle risorse naturali e incentivando un modello di economia circolare. In questo modo il biometano contribuisce alla sostenibilità ambientale, alla diversificazione delle fonti energetiche e alla sicurezza degli approvvigionamenti, rappresentando un tassello chiave per la transizione verso sistemi energetici a basse emissioni di carbonio.
La storia del biometano è strettamente legata allo sviluppo delle tecnologie per la gestione dei rifiuti organici e alla crescente consapevolezza dell'importanza delle energie rinnovabili. Le radici del biometano risalgono a secoli fa, anche se la sua moderna applicazione come fonte energetica rinnovabile si è sviluppata principalmente nel corso del XX e XXI secolo.
L'utilizzo del biogas, il precursore del biometano, ha origini antiche. Già nell'antica Roma, si usavano sistemi rudimentali di digestione anaerobica per decomporre i rifiuti organici e produrre gas per il riscaldamento e l'illuminazione. Tuttavia, queste pratiche erano limitate e non sistematiche, principalmente a causa della mancanza di tecnologie avanzate e della conoscenza scientifica sull'anaerobiosi.
Con l'avvento del XIX secolo e lo sviluppo dell'industria chimica, si iniziarono a comprendere meglio i processi biologici alla base della produzione di biogas. Nel 1859, il chimico britannico Charles Darwin studiò la decomposizione anaerobica del letame e contribuì a gettare le basi per la comprensione scientifica del processo. Questi studi iniziarono a delineare le potenzialità del biogas come fonte energetica alternativa.All'inizio del XX secolo, l'interesse per il biogas aumentò ulteriormente con lo sviluppo delle prime centrali di biogas in Germania e negli Stati Uniti. Queste installazioni erano principalmente destinate alla produzione di gas per uso domestico e agricolo, contribuendo in parte all'approvvigionamento energetico locale. Tuttavia, la Seconda Guerra Mondiale interruppe temporaneamente questi sviluppi a causa delle priorità belliche e della focalizzazione su fonti energetiche fossili.
Dopo la Seconda Guerra Mondiale, l'interesse per le fonti di energia rinnovabile e sostenibile rinacque, spinto dalla necessità di ricostruire le infrastrutture energetiche e dall'aumento della consapevolezza ambientale. Negli anni '70, durante la crisi energetica, il biogas tornò ad essere considerato una valida alternativa ai combustibili fossili. In questo periodo, furono sviluppate tecnologie più avanzate per la produzione e la purificazione del biogas, favorendo la transizione verso il biometano.L'introduzione di processi di purificazione più efficienti, come l'adsorbimento su carbone attivo e la separazione membranosa, permise di aumentare la concentrazione di metano nel biogas, rendendolo più simile al gas naturale fossile. Questa "raffinazione" fu un passo cruciale per l'integrazione del biometano nelle reti di distribuzione del gas esistenti e per il suo utilizzo su larga scala in diversi settori energetici.
Negli ultimi decenni, il biometano ha visto una significativa espansione grazie alla crescente attenzione globale verso la sostenibilità e la riduzione delle emissioni di gas serra. Le politiche europee, in particolare, hanno svolto un ruolo fondamentale nel promuovere la produzione e l'utilizzo del biometano. La Direttiva Europea sulle Energie Rinnovabili del 2009 ha stabilito obiettivi chiari per l'incremento delle fonti rinnovabili nel mix energetico, incentivando investimenti in tecnologie di biogas e biometano.L'Unione Europea ha continuato a rafforzare il quadro normativo attraverso iniziative come il Pacchetto Energia pulita per tutti gli Europei e la Strategia per l'economia circolare. Queste politiche hanno favorito lo sviluppo di impianti di digestione anaerobica più efficienti e la creazione di infrastrutture per la distribuzione del biometano, facilitando la sua integrazione nel sistema energetico nazionale ed europeo.
Negli ultimi anni, l'innovazione tecnologica ha ulteriormente potenziato le capacità di produzione e utilizzo del biometano. L'introduzione di tecnologie di upscaling, come la gasificazione a bassa temperatura e la cattura e stoccaggio del carbonio (CCS), ha migliorato l'efficienza e la sostenibilità dei processi di produzione. Inoltre, l'avvento della digitalizzazione e dell'Internet delle Cose (IoT) ha permesso una gestione più intelligente e ottimizzata degli impianti di biogas, riducendo i costi operativi e aumentando la produttività.Il futuro del biometano appare promettente, con una crescente domanda globale di energie rinnovabili e un continuo impegno verso la decarbonizzazione dei settori energetici e dei trasporti. Progetti innovativi, come l'utilizzo di biomasse avanzate e l'integrazione del biometano con altre tecnologie rinnovabili, stanno aprendo nuove possibilità per espandere ulteriormente il ruolo del biometano nell'economia energetica mondiale.In sintesi, la storia del biometano è un percorso di evoluzione tecnologica, politiche di sostegno e crescente consapevolezza ambientale che ha trasformato un antico metodo di produzione di gas in una componente essenziale del moderno panorama energetico sostenibile. Con le continue innovazioni e il supporto politico, il biometano è destinato a giocare un ruolo sempre più centrale nella transizione verso un futuro energetico a basse emissioni di carbonio.