Biogas, energia dalle deiezioni umane

Il biogas può essere la vera chiave di volta per un futuro veramente ecosostenibile. La volontà di cercare soluzioni green ai carburanti tradizionali, dannosi per l’ambiente e costosi, sta incoraggiando lo sviluppo di tecnologie in grado di creare energia dalla trasformazione dei rifiuti organici umani. E la città di Grand Junction in Colorado sembra davvero crederci molto, tanto da rivoluzionare il suo sistema dei trasporti.

 

 

Il biometano diventa il carburante della città

Tutto inizia dall’impianto di trattamento delle acque reflue: milioni di litri di rifiuti umani prodotti dalla popolazione di Grand Junction vengono trasformati in Rng (renewable natural gas), noto anche come biometano. Il Rng viene poi utilizzato per alimentare circa 40 veicoli della flotta cittadina, tra cui camion della nettezza urbana, spazzatrici stradali, autobus. Tutto ciò è possibile attraverso un processo chiamato digestione anaerobica, che scompone la materia organica in qualcosa chiamato biogas grezzo. Il biogas viene poi raccolto e trasformato in Rng – nella qualità adatta alle condutture della città – e può essere utilizzato come elettricità, calore o carburante per il trasporto. In realtà la trasformazione di escrementi umani e animali in energia è già in atto da diversi anni ma, come spiega Dan Tonello, manager del sistema di trattamento delle acque reflue di Grand Junction, “al momento siamo l’unico impianto di acque reflue urbane della nazione che produca biogas utilizzato come carburante per veicoli”. I benefici per la città sono notevoli, come spiega uno dei suoi ingegneri, Bret Guillory: con il nuovo metodo di sviluppo del biogas ed il suo successivo impiego nel sistema dei trasporti, “si può arrivare ad una notevole riduzione dei gas serra, tra il 60% e l’80 %”. Sviluppato nel corso di dieci anni, il progetto ha un valore di circa 2,8 milioni di dollari. Il costo per produrre e comprimere il RNG è di circa 80 centesimi di dollaro per GGE (gasoline gallon equivalents), mentre lo stesso viene venduto all’ufficio trasporti a $1,50 GGE. Il sistema funziona in modo molto semplice: la conduttura sotterranea è lunga quasi sei miglia e porta il RNG (in formato compresso, non liquido) dalla stazione di depurazione alla stazione di rifornimento della città. I veicoli della flotta riempiono i loro serbatoi con RNG durante la notte, e al mattino sono pronti a partire.  Il Regno Unito investe sui bio-bus Già nel 2014 era stata la città di Bristol, nel Regno Unito, la prima a far viaggiare sulle sue strade un autobus in grado di fare 300 chilometri con un pieno di escrementi umani che, secondo GENeco, la società produttrice del carburante bio, può essere ottenuto sfruttando i rifiuti organici prodotti in un anno da appena cinque persone. L’automezzo, rinominato dai viaggiatori il “poo-bus”, è dotato di 40 posti a sedere, e consente, rispetto ai mezzi tradizionali, di ridurre del 30% le emissioni nocive. L’idea di sviluppare questo nuovo carburante è nata dalla constatazione che ogni anno la città di Bristol genera 75 milioni di metri cubi di scarti fisiologici. Se a questi si uniscono le 35mila tonnellate di cibo gettato si arriva a una quantità sufficiente a generare circa 17 milioni di metri cubi di biometano. Con una tale quantità di biogas si sarebbe in grado di alimentare 8.300 abitazioni, dal punto di vista energetico come per il consumo di gas e per il riscaldamento e la cucina. Nei piani della città di Bristol c’è la volontà di dotare la flotta del trasporto pubblico di altri 10 “poo-bus” entro il 2017 per arrivare poi a un totale raddoppiato entro il 2019.

 

Dalla trasformazione delle deiezioni una grande opportunità 

Negli ultimi anni sono davvero numerosi i progetti che vedono aumentare l’attenzione sulla trasformazione delle deiezioni umane, soprattutto viste le notevoli potenzialità insite nel settore. Uno studio dell’Istituto canadese per l’Acqua, l’Ambiente e la Salute condotto nel 2015 per la United Nation University aveva stabilito che dalle deiezioni umane si potrebbero alimentare 138 milioni di case per un valore di circa 9,5 miliardi di dollari l’anno. E i vantaggi non si limiterebbero a un potenziamento delle risorse energetiche ma abbraccerebbero anche tutta la sfera della battaglia all’inquinamento, in quanto una maggiore attenzione allo smaltimento dei rifiuti organici significherebbe acque più pure e dunque meno possibilità di infezioni. Pensiamo a quei luoghi del nostro pianeta dove l’utilizzo delle fogne è ancora una chimera, ad esempio ad un Paese come l’India, con tantissimi bambini e ragazzi costretti a vivere e giocare nel mezzo dei propri escrementi, a causa della mancanza di un sistema efficiente di fognature. Sempre secondo tale studio “se venissero utilizzati solo i rifiuti organici del miliardo di persone che è costretto dalla miseria e dalla mancanza di servizi a defecare all’aperto, si potrebbe ricavare biogas per un valore di 200 milioni di dollari all’anno e si potrebbe arrivare a 376 milioni, quanti il costo del carburante necessario per produrre energia elettrica per 10/18 milioni di famiglie nei Paesi poveri. Il riciclo dei fanghi fecali residui produrrebbe l’equivalente di 4,8/8,5 milioni di tonnellate di carbone equivalenti, che potrebbero essere utilizzati dalle industrie”. Per Corinne Schuster-Wallace, una delle autrici della ricerca, “sempre più spesso, le regioni con carenza idrica vengono spinte a separare e riutilizzare l’acqua delle acque reflue, in particolare per ampliare i terreni agricoli marginali. C’è un’opportunità tecnologica, in particolare nelle aree rurali in crescita e nelle piccole città, per ricavare energia da questa risorsa”.

 

 

Kenya e Sud Corea in prima fila per il biogas

Tra gli esperimenti che maggiormente hanno riscosso successo, ci sono quelli sviluppati in Kenya e in Sud Corea. Nel primo caso, un giovanissimo studente di 18 anni, Leroy Mwasaru, è stata la mente che ha ideato il bioreattore umano rifiuti, un sistema innovativo in grado di convertire i rifiuti in combustibile. Mwasaru ha sviluppato e sperimentato il suo bioreattore quando il dormitorio della sua scuola locale si è trovato a fronteggiare pesanti problemi nel trattare in modo efficiente la grande quantità di acque reflue. Attraverso un programma di tutoring offerto da una organizzazione non-profit, Mwasaru e i suoi compagni di scuola hanno costruito il bioreattore per rimuovere i rifiuti derivanti dai 720 studenti residenti nel dormitorio arrivando, allo stesso tempo, ad altri tre ottimi risultati: evitare l’inquinamento delle risorse naturali, creare una fonte sicura di alimentazione a metano e risparmiare la somma di 39.540 dollari che la scuola utilizzava per l’acquisto di legna da ardere. In Sud Corea, invece, più precisamente all’interno dell’Ulsan National Institute of Science and Technology, è stato creato lo Science Walden Pavillion. Si tratta di un vero e proprio laboratorio esterno che si prevede riesca a convertire i rifiuti umani in fonti di energia rinnovabili assegnando loro anche un valore monetario. Le principali strutture presenti in questo padiglione sono il “Waterless Energy-producing Toilet System” ed il “Microbial Energy Production System”. Il primo sistema, situato al primo piano del padiglione, tratta gli escrementi umani senza l’utilizzo di acqua. Il sistema utilizza un processo biologico naturale per trasformare i rifiuti umani in un materiale inodore disidratato simile al compost. Poi, grazie al sistema di produzione di energia microbica, questo materiale viene convertito in biodiesel o energia termica. Una volta che il sistema di macinazione all’interno del gabinetto converte le feci in un materiale inodore secco, quest’ultimo viene trasferito verso un serbatoio contenente diverse migliaia di microbi. I microbi all’interno del serbatoio produrranno la biodegradazione in concime umano in polvere e da qui la generazione di anidride carbonica e metano. L’anidride carbonica verrà estratta per realizzare i biocarburanti, mentre il metano sarà immagazzinato per un uso successivo come combustibile per il riscaldamento.