Gassificatore, cos’è e come funziona

La gassificazione è una tecnologia incompresa e ampiamente trascurata che offre enormi potenziali vantaggi quando si tratta di trattare i rifiuti, produrre energia sostenibile e ridurre le emissioni di gas serra in modo conveniente.

Molte persone credono erroneamente che la gassificazione sia inefficiente o che funzioni solo per convertire determinate materie prime in energia. Allo stesso tempo, anche molti dei settori della gestione dei rifiuti e della termovalorizzazione non sono consapevoli dell’ampia varietà di possibili esiti della gassificazione.

Ecco perché abbiamo deciso di mettere insieme questa guida rapida per spiegare come funziona la gassificazione e come può essere applicata al meglio alle sfide più urgenti della gestione dei rifiuti e della produzione di energia di oggi.

Cos’è il processo di gassificazione?

La gassificazione è una tecnologia che consente di convertire i rifiuti in energia. Sfrutta le materie prime di scarto e applica calore, ossigeno e pressione per convertirle in un syngas. La materia prima, che si trova allo stato solido, viene convertita in un gas di moderato potere calorifero.

A differenza dell’incenerimento, un tipo più diffuso di tecnologia di termovalorizzazione che brucia le materie prime di scarto all’aperto in presenza di ossigeno, nella gassificazione le materie prime vengono convertite in gas (insieme a sottoprodotti come ceneri e biochar), in condizioni di alta temperatura e con un apporto molto controllato di ossigeno parziale e/o vapore.

La gassificazione esiste in qualche modo dalla fine del 18° secolo, quando veniva usata per produrre catrame. Negli ultimi vent’anni, la tecnologia è stata perfezionata e sviluppata in quella che chiamiamo “gassificazione avanzata”.

La materia prima utilizzabile nei processi di gassificazione è molto varia, dai residui di tipo lignocellulosico, come i residui agricoli, i residui forestali, le colture lignocellulosiche, ed anche la frazione organica di RSU, purché abbia un contenuto di umidità inferiore a 40 %.

In questo momento, la tecnologia è più comunemente utilizzata per convertire materie prime di biomassa come i trucioli di legno. Tuttavia, può effettivamente trattare il materiale carbonioso in una grande quantità di rifiuti, compresi i cosiddetti rifiuti solidi urbani. La composizione chimica del gas varia a seconda dell’agente gassificante utilizzato.

Le diverse tipologie di gassificatore

In primo luogo, a seconda dell’agente gassificante, i gassificatori possono classificarsi in diverse tipologie:

• Gassificatore ad aria: nel gassificatore viene immessa aria calda, generando un gas produttore con un potere calorifico non superiore al 25% del potere calorifico del gas naturale.
• Gassificatore ad ossigeno: il gas di sintesi formatosi è di qualità superiore rispetto a quello prodotto con gassificazione ad aria, in quanto non vi è diluizione per la presenza di azoto nell’aria, ed il suo potere calorifico sarà approssimativamente compreso tra il 25% e il 40% del potere calorifico del gas naturale.
• Gassificatore a vapore acqueo: il gas che si forma è arricchito in idrogeno e monossido di carbonio, e viene utilizzato principalmente per la sintesi di composti, come ammoniaca, metanolo, ecc.
• Gassificatore di idrogeno: il gas generato ha un potere calorifico significativo e può essere utilizzato per le stesse applicazioni del gas naturale.

Parimenti, a seconda della fonte da cui proviene il calore necessario per effettuare la combustione, possiamo distinguere tra:

• Gassificatore diretto: il calore proviene dalla combustione parziale della biomassa stessa da gassificare.
• Gassificatore indiretto: il calore richiesto proviene da un’altra fonte di energia, tramite uno scambiatore e anche un processo indiretto, come la separazione delle zone di gassificazione e combustione.

Poiché la tecnologia di gassificazione avanzata può essere installata in modo modulare, questo lo rende ideale per un impianto di qualsiasi scala da 1MWe a 25MWe. Ciò significa che gli impianti possono essere costruiti vicino alla fonte delle materie prime residue in lavorazione, riducendo così l’impronta di carbonio dell’impianto. L’installazione modulare permette inoltre di ampliare gli impianti in base alla domanda, se le circostanze lo consentono.