Dalla riduzione delle emissioni alla valorizzazione della CO₂
In K-INN Tech abbiamo sviluppato e brevettato un processo innovativo di metanazione diretta del biogas, che consente di ottenere biometano ad alta purezza (>98%) senza rilascio di CO₂, e con un incremento di produttività fino a +80% rispetto ai processi convenzionali.
Questa tecnologia, denominata MET-H2, rappresenta un passo decisivo verso un modello energetico realmente circolare, in cui la CO₂ non è più uno scarto ma una risorsa attiva nella generazione di energia pulita. Questo è coerente con una riduzione dell’impatto ambientale nella produzione dei combustibili che non è limitato soltanto all’impiego di fonti rinnovabili, ma si basa su una ri-progettazione dei processi produttivi, in un’ottica di emissioni cosiddette “negative”.
Il biometano nel quadro europeo dell’energia
Il biogas nasce dalla digestione anaerobica di matrici organiche (reflui zootecnici, scarti agricoli, FORSU) e, dopo una prima purificazione, è composto principalmente da metano (CH₄) e anidride carbonica (CO₂). Attualmente, la produzione di biometano avviene tramite un processo di upgrading che separa fisicamente la CO₂ dal CH4, la quale viene spesso scaricata in atmosfera.
Un approccio consolidato, ma oggi non più sostenibile:
· Il Green Deal europeo e il pacchetto Fit for 55 impongono una riduzione drastica (> 55%) delle emissioni di gas serra entro il 2030;
· il piano REPowerEU (2022) fissa l’obiettivo di 35 miliardi di m³ di biometano prodotti in UE entro il 2030, sei volte l’attuale capacità (2024, EBA).
In questo scenario, incrementare la resa produttiva e ridurre le emissioni diventa una priorità strategica. MET-H2 nasce infatti propria da questa esigenza, ottenuta trasformando la CO2 in un prodotto di valore.
Il processo brevettato MET-H2
Il cuore della tecnologia è il reattore catalitico multistadio in cui avviene la reazione di Sabatier:
CO₂ + 4H₂ ⇌ CH₄ + 2H₂O
In MET-H₂, il biogas non viene sottoposto a separazione ma viene inviato direttamente al reattore, dove la CO2 reagisce con H2, alimentato anch’esso all’unità. L’esercizio a stadi multipli del reattore permette di superare il limite termodinamico dovuto alla presenza del metano nel biogas.
Il risultato è biometano ad alta purezza, pronto per l’immissione in rete secondo gli standard normativi.
Vantaggi concreti
1. Nessuna emissione di CO₂: l’anidride carbonica non viene rilasciata ma trasformata integralmente in CH₄ e H₂O.
2. Massima resa: la resa in biometano raggiunge il 100%, contro il 50-75% degli impianti convenzionali
3. Aumento di produttività: a parità di biogas, la produttività aumenta fino a +80%
4. Elevata purezza: biometano >98%, conforme ai requisiti per l’immissione nella rete nazionale
5. Efficienza energetica: lo sfruttamento del calore di reazione permette di esercire a regime il reattore in maniera autotermica, senza necessità di fonti energetiche esterne
6. Compatibilità e scalabilità: il modulo MET-H2 è integrabile in impianti esistenti, indipendentemente dal feedstock alimentato al biodigestore
7. Nessun futuro costo per la gestione della CO2 prodotta
Scenario applicativo: dalla ricerca al campo
La tecnologia MET-H2 è progettata per adattarsi a diverse composizioni di biogas e per integrarsi con sistemi di produzione di idrogeno verde. L’idrogeno è generato infatti mediante elettrolisi alimentata da energia rinnovabile, contribuendo a rendere il processo complessivo a emissioni negative.
In questo contesto, l’integrazione con l’elettrolisi consente inoltre di valorizzare surplus di energia elettrica da fonti rinnovabili, oggi sempre più frequenti a causa della crescente penetrazione del fotovoltaico e dei limiti infrastrutturali delle reti di distribuzione. Il processo si configura quindi anche come sistema di accumulo chimico dell’energia, trasformando elettricità non utilizzabile in metano rinnovabile immagazzinabile e distribuibile
Prospettive future: l’integrazione H₂-CH₄
La convergenza tra le filiere del biometano e dell’idrogeno verde rappresenta un’evoluzione naturale verso sistemi energetici integrati. In questo contesto, il processo MET-H2 evidenzia come l’infrastruttura gas esistente possa essere tecnicamente valorizzata all’interno della transizione energetica, fungendo da vettore per l’accumulo e la distribuzione di energia rinnovabile sotto forma chimica.
Il nostro lavoro è oggi focalizzato sulla scalabilità industriale della tecnologia, attraverso lo sviluppo di partnership finalizzate a:
- validazione in condizioni operative reali;
- integrazione in impianti esistenti;
- sviluppo di configurazioni distribuite di produzione.
Nel quadro delle politiche europee orientate alla riduzione delle emissioni nette, la valorizzazione della CO₂ come reagente rappresenta una direttrice tecnologica concreta, con potenziali ricadute rilevanti in termini di efficienza e sostenibilità dei processi.
In questo quadro, la gestione della CO₂ diventa parte integrante dell’ottimizzazione di processo, e non più un vincolo esterno da mitigare.
