Il biometano «casalingo» può garantire alla Svizzera una maggiore indipendenza energetica

I burrascosi eventi che stanno agitando la scena mondiale causano, al momento, brusche oscillazioni sui mercati energetici. I prezzi in aumento di petrolio e gas appannano le prospettive di crescita economica e accrescono il rischio di inflazione. «Esistono tuttavia dei modi per ridurre la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili e rendere così la nostra economia in buona parte immune rispetto a eventi di questo tipo», afferma Tilman Schildhauer. L’ingegnere chimico lavora presso il Centro per le scienze energetiche e ambientali dell’Istituto Paul Scherrer PSI, dove svolge attività di ricerca nel campo della metanazione e dei processi Power-to-X (il Power-to-X è un insieme di tecnologie che converte l'energia elettrica in eccesso, prodotta da fonti rinnovabili (eolico, fotovoltaico), in altre forme di energia). Insieme a due colleghi, in un nuovo studio ha esaminato in dettaglio quale potenziale si nasconda nella biomassa come il legno, i fanghi di depurazione o i rifiuti verdi, allo scopo di sostituire il gas fossile e liberare così nell'ambiente meno anidride carbonica dannosa per il clima. Il risultato è incoraggiante: con l'ausilio di gassificatori a legna, impianti di biogas e strutture simili, si potrebbe coprire una percentuale sostanziale del fabbisogno di gas svizzero, che secondo lo studio è destinato a diminuire di un fattore compreso tra tre e cinque, e quindi in futuro è da attendersi notevolmente inferiore.

Lo studio è stato condotto dall' Istituto Paul Scherrer PSI e dall'azienda Verenum AG, su incarico dell'Ufficio federale dell'energia (UFE) ed è stato pubblicato all'inizio di quest'anno sul sito web dell'UFE. A tal fine, i ricercatori hanno considerato in dettaglio tutta una serie di processi diversi compresi i rispettivi pregi e difetti. La trasformazione di residui di legno, rifiuti verdi, fanghi di depurazione e altra biomassa non genera solo elettricità e calore. Oltre a questo è possibile produrre anche biometano.

Ridurre la dipendenza

«Non raggiungeremo una completa autosufficienza per quanto attiene il gas, ma possiamo ridurre nettamente l'estrema dipendenza cui siamo soggetti attualmente», spiega Schildhauer. Secondo lo studio per raggiungere questo obiettivo sarebbero necessari due passaggi. In primo luogo, il sistema energetico dovrebbe essere convertito in modo più deciso, adottando tecnologie elettriche efficienti, come ad esempio le pompe di calore. Già questo consente una netta riduzione del fabbisogno di gas. In secondo luogo, ci si dovrebbe impegnare a produrre la maggiore quantità possibile di biometano, partendo dalla biomassa.

Questo perché, anche in futuro, il gas sarà necessario per molti processi. «Ciò include non solo le centrali a gas, che devono comunque subentrare nel caso della cosiddetta "calma oscura», cioè con il verificarsi simultaneo di assenza di vento e presenza di oscurità, quando le fonti di energia rinnovabile forniscono troppo poca elettricità", afferma Christian Bauer, che ha collaborato allo studio e lavora presso l'Istituto Paul Scherrer PSI nel campo dei bilanci ecologici. Molti processi ad alta temperatura in campo industriale, così come i processi di sintesi nell'industria chimica e in quella farmaceutica, continueranno ad aver bisogno di gas anche in futuro.

Peraltro, a causa della sua densità di popolazione e della sua topografia, la Svizzera non ha la possibilità di coltivare piante esclusivamente a fini energetici. «Ma il gas naturale, che al giorno d'oggi importiamo, può essere sostituito in gran parte dal biometano proveniente da fonti proprie», afferma Bauer. Secondo uno dei risultati dello studio, una quantità che va da circa un quarto fino alla metà del fabbisogno di gas previsto per il futuro potrebbe pertanto provenire dal territorio nazionale svizzero. Il resto non deve per forza arrivare con navi metaniere da paesi lontani, ma potrebbe anche essere importato da altri paesi europei che dispongono di maggiore superficie agraria e forestale.

Combinare in modo intelligente impianti e infrastrutture

Come si può quindi sfruttare la biomassa disponibile nel modo più intelligente possibile? «È importante tenere sempre sotto gli occhi il sistema nel suo complesso, senza andare a guardare, caso per caso, le singole possibilità a livello municipale», spiega Schildhauer illustrando i risultati della sua analisi. Ad esempio, non ha molto senso utilizzare della legna trasportabile in una rete di riscaldamento per la produzione di acqua calda al posto delle pompe di calore, mentre altrove una grande azienda industriale necessita di legna o del biometano da essa ricavato per processi ad alta temperatura e deve invece importare vettori energetici, cioè composti in grado di veicolare l'energia da una forma ad un'altra, accumulandola in sé per essere poi rilasciata al bisogno.

Esistono quindi dei gassificatori a legna, sia in forma di piccoli impianti, tipicamente con una potenza compresa tra circa 35 kilowatt e 1 megawatt, che come grandi progetti. Negli impianti di piccole dimensioni, la combustione ha luogo solitamente nello stesso contenitore in cui avviene la produzione di gas. Questo si traduce in una miscela di gas solo parzialmente combustibile, che non può essere immessa direttamente nella rete del gas. Negli impianti più grandi, invece, la combustione avviene generalmente in uno spazio separato rispetto alla gassificazione. «In questo modo si ottiene un gas di sintesi o syngas, privo di azoto e inoltre ideale per la metanazione», afferma Schildhauer. Con l'ausilio di catalizzatori a base di nichel è possibile convertire il monossido di carbonio e l'anidride carbonica, contenuti nel gas, in metano e acqua. L'acqua può essere poi separata tramite condensazione, e così facendo ciò che si ottiene alla fine è biometano. "Possiamo immettere questo biometano direttamente nella rete del gas, ma naturalmente è necessaria la corrispondente infrastruttura di rete», afferma Schildhauer.

Per il ricercatore è importante che la biomassa utilizzata per la produzione di metano non vada in concorrenza con la produzione di alimenti destinati al consumo umano o mangimi per animali. "Stiamo parlando di flussi di materiali che non possono essere valorizzati in altro modo, e queste masse hanno sicuramente un grande potenziale», afferma. Il grado di maturità tecnica per gli impianti richiesti è già arrivato ad un punto elevato. Già nei prossimi anni alcuni nuovi tipi di gassificatori potrebbero raggiungere la fattibilità commerciale. La conversione graduale del sistema energetico dovrebbe quindi, dopo gli investimenti iniziali, mitigare in modo netto le oscillazioni dei prezzi in caso di crisi globali.

Testo: Dirk Eidemüller

Informazioni sul PSI

L'Istituto Paul Scherrer PSI sviluppa, costruisce e gestisce grandi e complesse strutture di ricerca e le mette a disposizione della comunità di ricerca nazionale e internazionale. La sua ricerca si concentra sulle tecnologie del futuro, l'energia e il clima, l'innovazione sanitaria e i fondamenti della natura. La formazione dei giovani è una preoccupazione centrale del PSI. Per questo motivo, circa un quarto dei nostri dipendenti sono ricercatori post-dottorato, dottorandi o apprendisti. Il PSI impiega un totale di 2.300 persone, il che lo rende il più grande istituto di ricerca della Svizzera. Il budget annuale è di circa 450 milioni di franchi svizzeri. Il PSI fa parte del settore dei PF, che comprende anche il Politecnico di Zurigo e l'EPF di Losanna, nonché gli istituti di ricerca Eawag, Empa e WSL.

Contatto

Dr. Tilman Schildhauer
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
Istituto Paul Scherrer PSI

+41 56 310 27 06
tilman.schildhauer@psi.ch
[tedesco, inglese]

Christian Bauer
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
PSI Center for Nuclear Engineering and Sciences
Istituto Paul Scherrer PSI

+41 56 310 23 91
christian.bauer@psi.ch
[tedesco, inglese]

Pubblicazione originale

Technologie-Monitoring. Verwertungsprozesse für Biomasse: Vergasung, Methanisierung und Pyrolyse (Monitoraggio della tecnologia. Processi di valutazione della biomassa: gassificazione, metanazione e pirolisi)
Thomas Nussbaumer, Tilman Schildhauer, Christian Bauer
Ufficio federale dell'energia (UFE), 1.1.2026
https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/stromversorgung/bundesgesetz-erneuerbare-stromversorgung.exturl.html/aHR0cHM6Ly9wdWJkYi5iZmUuYWRtaW4uY2gvZGUvcHVibGljYX/Rpb24vZG93bmxvYWQvMTI0NTk=.html

Comunicato stampa sul sito web dell'Istituto Paul Scherrer PSI:

https://www.psi.ch/de/news/medienmitteilungen/schweizer-biomethan-hat-potenzial