La metanazione biologica è una reazione in cui l'anidride carbonica e l'idrogeno vengono convertiti in metano dai microrganismi. La reazione dell'anidride carbonica al metano è anche chiamata processo Sabatier. In una prima fase del processo, l'elettricità viene utilizzata per l'elettrolisi. L'energia elettrica viene convertita in energia chimica. L'acqua o una soluzione acquosa di idrossido di potassio come elettrolita è scisso negli elementi idrogeno (H2) e ossigeno (O2) in due reazioni parziali. Durante la metanizzazione, il metano (CH4) viene prodotto dall'H2 insieme allaCO2.
Esistono diversi tipi di processi di metanazione. Metanazione termochimica e metanazione biologica.
Nella metanazione biologica, l'anidride carbonica e l'idrogeno vengono convertiti in metano da microrganismi, le cosiddette arcaie metanogeniche. Si tratta di specie naturali presenti in molte zone del nostro ambiente (paludi, sedimenti lacustri). La metanazione biologica viene effettuata in bioreattori, paragonabili agli impianti di biogas, a temperature comprese tra 35 °C e 60 °C.
Il metano prodotto può essere trasportato e stoccato nella ben sviluppata infrastruttura del gas naturale (rete del gas e stoccaggio del gas). Ciò conferisce a questo percorso tecnologico una flessibilità molto elevata e consente di utilizzare gli impianti di stoccaggio dell'energia esistenti con una capacità molto elevata.
Il prodotto metano, a sua volta, può essere utilizzato in modo flessibile nei settori dell'elettricità, del calore e della mobilità con tecnologie mature come le centrali a turbina a gas , la mobilità a gas naturale, le caldaie a condensazione o gli impianti di cogenerazione a gas naturale.
I processi di metanizzazione biologica sono ancora in fase di ricerca e sviluppo. Un contributo essenziale della tecnologia può essere previsto solo quando la produzione di energia elettrica da energie fluttuanti(energie rinnovabili) aumenta.
Il punto di forza della tecnologia è la sua capacità di stoccaggio estremamente elevata. Un contributo essenziale è possibile non appena ci sono eccedenze significative di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili.
L'efficienza del sistema di metanazione dipende dall'efficienza di diverse tecnologie. La sola fase di metanazione sarà in grado di raggiungere un'efficienza di circa l'80%. Includendo l'elettrolisi e la generazione di energia, si ottengono efficienze di sistema del 35-40 per cento per l'intero processo, compresa la conversione in energia elettrica.
Metanazione biochimica, Power to Biogas
biological methanation, power to biogas