L’odorizzazione del biometano è il processo attraverso il quale vengono aggiunti composti odorizzanti al biometano per garantire la sicurezza durante il suo utilizzo e trasporto. Poiché il biometano, come il comune metano, è inodore, l'odorizzazione consente di rilevare facilmente eventuali perdite tramite l'olfatto. Tuttavia, la presenza di composti chimici che possono interagire con l’odorizzante, rappresenta una sfida che richiede soluzioni tecniche avanzate e una gestione rigorosa del processo.
La chimica degli interferenti nell’odorizzabilità del biometano è stato il tema principale dell’intervento di Marco Pontello, tecnico specialista di LOD, durante Ecomondo 2024. La presentazione, intitolata “Odorizzazione del biometano: la chimica degli interferenti”, ha trattato le nuove normative UNI TS 11537, l'impatto dei composti interferenti sull'odorizzabilità del biometano e l'importanza delle prove olfattive per garantire sicurezza e conformità nella rete di distribuzione.
Abbiamo partecipato a questa iniziativa, organizzata dal CIB - Consorzio Italiano Biogas (in qualità di laboratorio associato) nell'ambito di una conferenza in cui diverse realtà del settore hanno approfondito vari aspetti legati alla qualità del biogas, dalla fase di pre-upgrading fino alla compressione.
Il ruolo di LOD nella verifica dell’odorizzazione
LOD, Laboratorio di Olfattometria Dinamica, utilizza una camera rinoanalitica conforme alla norma UNI 7133-3:2023 per verificare il corretto grado di odorizzazione/ododorizzabilità dei gas combustibili, incluso il biometano. Oltre a questo, LOD conduce test sperimentali su combustibili di nuova generazione, essenziali per la transizione energetica. Durante l’evento LOD ha condiviso queste competenze con altre realtà del settore.
Marco Pontello a Ecomondo con il suo intervento “Odorizzazione del biometano: la chimica degli interferenti”
Di seguito, presentiamo la trascrizione dell’intervento di Marco Pontello in questo evento:
Come nella stragrande maggioranza dei paesi del mondo, in Italia vige l'obbligo dell’odorizzazione del gas combustibile ad uso domestico. I principali composti utilizzati ad oggi per quanto riguarda l’odorizzazione del gas combustibile sono il Tetraidrotiofene (THT) e la miscela di mercaptani (TBM, IPM, NPM).
Aggiornamenti normativi sull’obbligo dell’odorizzazione del gas combustibile ad uso domestico: UNI TS 11537
Parliamo di riferimenti normativi: come molti di voi sapranno, a gennaio 2024 è stata pubblicata la nuova versione della UNI TS 11537, lo standard che fornisce le indicazioni di riferimento per l’immissione del biometano nelle reti. Questa nuova revisione incorpora i contenuti precedentemente inclusi nel technical report 11722, che descriveva quali analisi effettuare e, soprattutto, come eseguirle per garantire la qualità e la sicurezza del biometano da immettere in rete.
Requisiti di verifica e composizione chimica
Che cosa ci dice questa revisione nel dettaglio? Quali verifiche devono essere effettuate? Un elemento fondamentale riguarda la caratterizzazione chimico-fisica estesa del gas, indispensabile per determinare la composizione della matrice, sia a livello di macro-composizionale sia in termini di microcomponenti. Questi ultimi, come vedremo, rivestono un ruolo cruciale per l’odorizzabilità. Inoltre, lo standard prevede la redazione delle schede di sicurezza del gas e include il nostro contributo specifico: la verifica dell’odorizzabilità.
Lo standard riprende quanto precedentemente contenuto nel technical report 11722, segnalando che nel biometano possono essere presenti diversi composti interferenti. Tra questi, i terpeni rappresentano la famiglia di composti più rilevante per il loro impatto, ma anche altre sostanze, come il metil-etil-chetone e il cumene, possono influire significativamente.
Composti interferenti: un problema da gestire
Non esistono limiti stringenti per questi due composti; tuttavia, è presente un riferimento generico a una concentrazione massima di 52 mg/Sm³, calcolata in equivalenti di limonene, che dovrebbe garantire una corretta odorizzabilità. Poiché questo riferimento non è sufficiente a garantire che il biometano sia effettivamente odorizzabile, lo standard sottolinea la necessità di condurre prove olfattive per verificarne la conformità.
L’esperienza di LOD sui composti interferenti
Parliamo quindi di composti mascheranti (o interferenti). Sappiamo che il biometano è, dal punto di vista macro-composizionale, sostanzialmente equiparabile al gas naturale. Tuttavia, a livello di microcomponenti sono presenti, per via delle matrici da cui il gas è prodotto, tutta una serie di composti che poi vanno ad interagire con il composto odorizzante solforato tradizionale, riducendone l’efficacia o alterandone le proprietà olfattive.
Per procedere alla prova, la normativa tecnica di riferimento indica di effettuare e valutare preventivamente gli screening chimico -fisici svolti sul gas prodotto; in ragion di ciò, il nostro laboratorio dispone di un archivio storico di analisi chimiche condotte sui biometani, immessi in rete negli ultimi anni.
Di recente, abbiamo cominciato a utilizzare questa mole di dati per fare qualche considerazione in merito alla qualità del gas. La prova in generale valuta la conformità di biometano per l'autorizzazione in due termini.
Partiamo descrivendo velocemente in cosa consiste la prova: il biometano viene mescolato con concentrazioni di odorizzanti pari a quelle prescritte dalla normativa, in diversi set di saggi a diverse concentrazioni: questo, in ultima istanza al fine di verificare che l'intensità d'odore della miscela gas-odorizzante in aria sia quella richiesta dalla normativa tecnica e dall'altro lato, che la tipologia dell'odore non venga modificata, perché ovviamente se l'odorizzante perde il suo odore caratteristico viene meno alla sua funzione.
Problemi riscontrati: terpeni e altri interferenti
In più della metà dei campioni analizzati da LOD, la presenza di concentrazioni elevate di terpeni ha portato a risultati non conformi, sia in termini di intensità d’odore sia di tipologia. Altri composti solforati o microcomponenti possono contribuire ulteriormente a queste non conformità.
Qual è la nostra esperienza? Quello che abbiamo notato è che occasionalmente il biometano può risultare non conforme, sotto i due profili che vedremo tra poco. Non siamo in grado di stabilire in maniera chiara la causa che porta quel biometano fuori conformità, però possiamo fare delle considerazioni in merito, soprattutto alla luce dei dati chimici che il cliente ha trasmesso.
Per quanto riguarda il parametro di intensità d’odore, un risultato non conforme si osserva quando odorizzante viene percepito con intensità molto inferiore; in più della metà dei campioni di biometano che abbiamo valutato fin ora e che sono risultati non conformi, per quanto riguarda i composti chimici contenuti, abbiamo rilevato concentrazioni sensibilmente più elevate di terpeni.
Abbiamo osservato che quindi, i biometani con tracce rilevanti di terpeni, presentano una serie di problematiche in fase di immissione. È importante ricordare che le analisi di odorizzabilità sono obbligatorie e in onere al produttore del biometano, per procedere con l’immissione in rete e per mantenere l’autorizzazione all’immissione in rete.
Nel caso invece di biometani non conformi per il parametro tipologia d’odore, che quindi, alterano l'odore caratteristico dell'odorizzante immesso in rete, siamo in una casistica ancora più estrema, in quanto accade, in base a quello che abbiamo osservato, per biometani che hanno alte concentrazioni di molti componenti che di norma non si trovano in biometani più “puri”. Questo, ipotizziamo, possa essere dovuto tra le diverse cause alla presenza di alte concentrazioni di composti solforati.
Dopodiché, va ricordato che tutta quella piccola lista di interferenti che abbiamo citato all'inizio, sono sì riportati in norma, ma la norma stessa dichiara che probabilmente questa lista non è esaustiva.
In conclusione, la norma UNI TS 11537 elenca alcuni composti interferenti, ma riconosce che la lista non è esaustiva. È fondamentale ampliare le ricerche su altri possibili interferenti per migliorare la valutazione della qualità del biometano e garantire l’odorizzazione ottimale.
LOD continuerà a sfruttare i dati storici e le analisi avanzate per supportare i produttori di biometano, contribuendo alla sicurezza e all’efficienza del processo di odorizzazione nella transizione verso un’energia più sostenibile.
