Energia rinnovabile dalle acque reflue

Da diverso tempo Ara Region Bern AG (Arabern) non si occupa più solo del trattamento delle acque reflue, ma produce efficacemente energia rinnovabile. Nell’intervista, Adrian Schuler, amministratore delegato di Arabern, ci svela i dettagli di tale successo e accenna alle sfide attuali in materia di approvvigionamento energetico.

L’Arabern non è solo uno dei più grandi impianti di trattamento delle acque reflue della Svizzera, ma anche un polo energetico regionale. Fonte: Arabern

L’Arabern si trova proprio nei pressi del Neubrugg, il ponte di legno coperto del XVI secolo, e in una pittoresca ansa del fiume Aare. È uno dei più grandi impianti di trattamento delle acque reflue in Svizzera. Dalla sua entrata in funzione nel 1967, Arabern è stata costantemente rinnovata e ampliata, ad esempio nel 2008 con un primo impianto di biogas. Oggi è uno dei principali produttori di biogas della regione. Con i suoi 32 collaboratori, si occupa, oltre alla sua attività principale – il trattamento delle acque reflue – anche del completo utilizzo delle biomasse. In questo modo Arabern sfrutta le sinergie in loco e garantisce un’igiene sostenibile dell’insediamento e un ambiente intatto.

L’Ara Region Bern AG è diventata un vero e proprio hub energetico. Oltre alla sua attività principale – il trattamento delle acque reflue – oggi l’azienda produce anche energia rinnovabile. Come si è giunti a questo risultato?
Adrian Schuler, amministratore delegato di Arabern:
I fanghi di depurazione dell’impianto di depurazione vengono fermentati in digestori anaerobici. La fermentazione produce biogas, ossia una miscela di metano, CO₂ e altre sostanze gassose. La fermentazione non costituisce una novità, ma si ispira a ciò che accade in natura e viene applicata in molti impianti di depurazione. Il biogas può essere utilizzato direttamente come vettore energetico oppure venire immesso nella rete del gas sotto forma di biometano, in un processo che libera dal metano i gas indesiderati, come la CO₂.

Adrian Schuler, amministratore delegato di Arabern, spiega ai visitatori i dettagli della lavorazione della biomassa. Fonte: CNG-Mobility.ch

Lei gestisce un centro di raccolta di rifiuti biogenici. In che misura stima la quantità di biomassa che Arabern tratta quotidianamente?
Vengono trattate circa 200 tonnellate al giorno.

Come funziona il processo più precisamente?
L’origine della biomassa e la sua trasformazione sono molto diverse. Il nuovo impianto, in funzione dal 2020, effettua principalmente il disimballaggio di alimenti non più commestibili. Vengono anche accettati i rifiuti biogenici liquidi, ad esempio i liquami dei separatori di oli e grassi provenienti dalle cucine commerciali.

Il moderno impianto è anche in grado di separare in modo pulito i materiali di imballaggio dai residui biogenici, creando così buone condizioni per un’ulteriore lavorazione nelle torri di digestione. Fonte: CNG-Mobility.ch 

Dovete dapprima selezionare attentamente i residui organici che ricevete, oppure cosa succede ad esempio alla plastica e ad altre impurità che finiscono nei bidoni verdi?
Grazie alla nuova tecnologia dell’impianto, gli imballaggi vengono separati dalle parti organiche in modo molto pulito. Gli imballaggi smistati vengono trasportati all’impianto di incenerimento dei rifiuti urbani più vicino e lì riciclati termicamente. Arabern non tratta i bidoni verdi provenienti dall’economia domestica. Questo materiale è più adatto al compostaggio che alla fermentazione. Quindi si tratta soprattutto di raccoglitori dei rifiuti delle aziende di ristorazione che ci portano i loro scarti e i resti dei piatti per la fermentazione. In genere contengono pochissime sostanze contaminanti. I resi dei grandi distributori vengono disimballati. Gli alimenti non più commestibili devono essere smaltiti. Disimballare tutti questi articoli a mano sarebbe difficilmente fattibile. Fortunatamente i nostri impianti riescono a farlo in modo molto affidabile.

In che modo la biomassa diventa energia sostenibile e a cosa occorre prestare particolare attenzione in questo processo?
La biomassa trattata, insieme ai fanghi di depurazione delle acque reflue, finisce nei digestori anaerobici. L’intera massa viene fermentata a 38 C per una ventina di giorni. I microrganismi convertono gli alimenti ricchi di carbonio in metano e CO₂ (biogas).

Uno dei 32 dipendenti controlla il mulino a martelli per verificare se eventuali materiali estranei possano ostacolare la corretta lavorazione della biomassa. Fonte: CNG-Mobility.ch

Quanto biogas è in grado di produrre Arabern e che uso ne viene fatto?
Ne produciamo circa otto milioni di metri cubi, che corrisponde a una quantità di energia di circa 50 gigawattora, se trattata sotto forma di biometano. Con questo gas utilizzato come carburante, circa 7000 veicoli all’anno potrebbero percorrere 15 000 chilometri.

È possibile aumentare ulteriormente la portata e contribuire in tal modo alla sicurezza energetica, che è attualmente oggetto di un esame critico?
La quantità può essere aumentata fino a un limite tecnico dell’impianto. Tuttavia, non qualsiasi materiale biogenico può essere «alimentato» negli impianti di digestione anaerobica di un impianto di depurazione ara. I componenti legnosi, come i vassoi per alimenti in foglie di palma, non possono essere fermentati. I cosiddetti substrati buoni, cioè i rifiuti ad alto contenuto energetico e facilmente fermentabili, non sono disponibili in grandi quantità e per fermentare i fanghi di depurazione abbiamo bisogno della maggior parte del volume dei digestori anaerobici.

L’imponente impianto di Arabern è in grado di trattare circa 200 tonnellate di biomassa al giorno. Fonte: CNG-Mobility.ch

Circa un terzo della CO2 viene rimosso dal biogas prima di essere immesso nella rete del gas come biometano. Cosa succede in questo senso da Arabern?
La CO₂ prelevata, già molto pura, viene acquisita dalla ditta Neustark, il cui obiettivo è eliminare per sempre la CO₂ dall’atmosfera. Un approccio molto riuscito è la carbonatazione del granulato di cemento, durante la quale, la CO₂ viene trasformata in carbonato di calcio, ovvero in calcare, rimanendo così permanentemente nella roccia senza essere più rilasciata nell’atmosfera.

Quali sono i vantaggi di questa procedura e come si è sviluppata la collaborazione con la start-up Neustark?
Il processo di conversione in calcare è abbastanza rapido e non richiede energia aggiuntiva. Inoltre, il nuovo calcestruzzo prodotto con questo granulato richiede meno cemento per ottenere la stessa solidità. Il minor consumo di cemento ha quindi un ulteriore effetto positivo sul bilancio ecologico del calcestruzzo.

Qui, un altro carico di CO₂ viene riempito per la start-up «Neustark», che sarà poi trasportato a destinazione con un camion a biogas di Salzmann AG Transporte in modo quasi neutrale dal punto di vista della CO₂. Fonte: CNG-Mobility.ch

Se la produzione regionale di biogas funziona così bene a Berna, perché allora il processo non viene applicato molto più spesso? Le condizioni quadro altrove sono troppo complesse?
Il processo è già consolidato in moltissimi impianti di depurazione, non solo in Svizzera. Molti impianti hanno bisogno del proprio biogas per produrre elettricità e calore per il proprio fabbisogno. Per Arabern il trattamento e l’alimentazione del biometano si sono rivelati ideali, poiché l’energia termica può essere ricavata come calore residuo dal vicino impianto di incenerimento dei rifiuti urbani di Forsthaus. Entrambe le opzioni presentano vantaggi e svantaggi.

Adrian Schuler, amministratore delegato di Arabern, ha trasformato la sua azienda in un hub per le energie rinnovabili. Fonte: CNG-Mobility.ch

Sono previsti piani di ampliamento a Berna o quali sono i prossimi passi verso la strategia «emissioni nette pari a zero»?
Negli ultimi anni abbiamo costantemente ottimizzato gli impianti esistenti migliorandone l’efficienza. La depurazione delle acque reflue è sempre accompagnata da un impiego di energia. In futuro, aumenteranno i requisiti in materia di qualità delle acque reflue depurate. Anche le nuove fasi di depurazione avranno bisogno di energia. Già in fase di progettazione riflettiamo parecchio riguardo all’efficienza energetica. In definitiva, però, c’è sempre una grande richiesta di energia. Pertanto puntiamo costantemente sull’acquisto di energia il più possibile ecologica, come quella idrica svizzera, e sullo sfruttamento del calore residuo. I nostri edifici sono dotati di impianti fotovoltaici, nella misura in cui questo è tecnicamente possibile. L’intera produzione fotovoltaica in loco potrebbe già coprire il fabbisogno di circa 70 case unifamiliari – purtroppo però, ciò costituisce una briciola del nostro fabbisogno. (jas, 27 settembre 2022)

Arabern non fornisce solo acqua pulita e biogas, ma anche elettricità verde grazie a un impianto fotovoltaico. Fonte: CNG-Mobility.ch