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Compressione di biometano: un caso studio sulla valutazione del livello di pericolosità della zona Atex derivante dall'emissione del compressore

Il ruolo strategico, rivestito dal biometano, deriva dal suo impatto nel facilitare l'attuazione della transizione energetica. Ciò impone valutazioni e studi finalizzati ad aumentare il livello di sicurezza degli impianti dedicati alla sua produzione.



In questo contesto, il presente articolo descrive un caso studio, focalizzato sulla classificazione, mediante uno specifico software, della zona Atex, che potrebbe essere generata dal possibile rilascio di biometano dal compressore presente nell'unità di compressione. Introduzione

Negli ultimi anni è stata registrata una crescente produzione di biometano sia a livello nazionale che europeo, accelerata dalla sempre più impellente necessità di attuare in tempi rapidi la transizione energetica.

È lecito pensare che, entro il 2030, l'incremento produttivo del suddetto biocombustibile sarà molto significativo, anche grazie alle prospettive enormi aperte dal Recovery Plan relativamente agli investimenti pianificati per la conversione degli impianti di produzione di biogas e la costruzione di nuove strutture.

Si stima che, nel 2030, nel nostro Paese, sarà possibile produrre fino a 6,5 miliardi di metri cubi di biometano, che equivarrebbero a circa il 10% del fabbisogno nazionale.

Inoltre, la Commissione europea ha fissato come obiettivo per il 2030 la generazione di 35 miliardi di m3 del biocombustibile gassoso, che saranno destinati a sostituire una parte dei 155 miliardi di m3 di gas forniti attualmente dalla Russia.

Uno dei grandi vantaggi ascrivibili al biometano è quello di poter essere immesso direttamente nei nostri gasdotti esistenti, senza dover sostenere spese per la realizzazione di nuove infrastrutture.

Tale biocombustibile è una fonte di energia rinnovabile, ricavabile da biomasse agricole (sottoprodotti e scarti agricoli, deiezioni animali, etc.), agroindustriali e dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU). Pertanto la sua produzione consente di attuare un modello economico fondato su sostenibilità e circolarità nell'utilizzo delle risorse.

L'esercizio degli impianti destinati alla sua generazione non è, però, esente da potenziali pericoli, tra i quali va annoverata la possibile formazione di atmosfere potenzialmente esplosive.

In particolar modo, questo pericolo diventa più marcato nei luoghi al chiuso, come l'unità di compressione, in cui il biometano raggiunge il più alto livello di pressione, dipendente dal valore operativo del gasdotto, nel quale deve essere immesso.

L'articolo esamina un caso studio focalizzato sulla classificazione, mediante uno specifico software, della zona Atex, derivante dal possibile rilascio del suddetto biocombustibile gassoso dal compressore.

Il caso studio: l'unità di compressione del biometano

L'impianto, oggetto dello studio, è situato nell'Italia meridionale, ed il biometano viene prodotto dall'upgrading del biogas, generato dalla digestione anaerobica, che sfrutta la Forsu come materia prima.

Il biocombustibile gassoso in uscita dalla sezione di upgrading ha una pressione di circa 4 bar e successivamente essa viene incrementata a 70 bar dall'unità di compressione per consentire l'immissione nel gasdotto di prima specie, avente una pressione operativa di 65 bar.

Questo surplus della pressione è stato stabilito per garantire un adeguato margine di sicurezza e compensare le inevitabili perdite di carico. La compressione è inter-refrigerata, usando l'acqua come fluido refrigerante.

Il compressore utilizzato è volumetrico alternativo di tipo oil-free per evitare il rischio di contaminazione del biometano, la quale potrebbe inficiare gli standard qualitativi richiesti, ed è azionato da un motore elettrico.

In tabella 1 si riportano le specifiche tecniche della macchina. Sul compressore sono installate due valvole di sicurezza per limitare la pressione tra gli stadi di compressione e la pressione alla mandata.

L'unità di compressione ha le seguenti dimensioni:

- lunghezza: 6300 mm;
- profondità: 2400 mm;
- altezza: 2400 mm.

Il container è dotato di due aperture, aventi area pari a 0,14 m2 ed in grado di garantire l'afflusso della ventilazione naturale. Considerata la presenza di vari elementi (supporti, tubazioni, valvole di regolazione, scambiatore di calore per il raffreddamento del gas, sensoristica, etc.) nell'unità di compressione, nella simulazione condotta mediante il software, tale ambiente è stato trattato come un "luogo con ostacoli".

In allegato, è possibile scaricare il pdf completo dell'articolo.
Roberto Lauri, INAIL, Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti, Prodotti e Insediamenti Antropici - Inail
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La Termotecnica novembre 2023
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