La digestione anaerobica può rivelarsi estremamente redditizia, con una riuscita influenzata da diversi fattori, tra cui la digeribilità e il carico organico della materia prima. I reflui complessi con un alto contenuto di grassi, oli e untumi (FOG) contengono una notevole quantità di energia recuperabile. Ad esempio, le acque reflue dell'industria lattiero-casearia (produzione di latte, formaggio e yogurt) presentano spesso elevati livelli di FOG e sostanza organica, risultando ideali per la digestione anaerobica. Allo stesso modo, le industrie di macellazione e trasformazione di pollame, suini, bovini e pesce producono acque reflue con quantità significative di FOG, adatte al recupero energetico tramite processi anaerobici. Quando le materie prime non sono digeribili quanto desiderato, è possibile aggiungere matrici facilmente digeribili attraverso un processo chiamato codigestione.

Le dimensioni del digestore e i tempi di ritenzione idraulica hanno a loro volta influenzato la fattibilità tecnologica. In passato, i digestori di dimensioni maggiori consentivano lunghi tempi di ritenzione idraulica per ottenere le massime rese di biogas, mentre con digestori più piccoli era più difficile raggiungere il punto di pareggio economico. In caso di materia prima insufficiente, le aziende limitrofe potevano unire le proprie risorse per mantenere in funzione un digestore di grandi dimensioni o impiegare tecnologie anaerobiche avanzate per incrementare l'efficienza.

Una di queste tecnologie innovative sviluppate da Fluence è il reattore a circolazione forzata esterna (EFC). Questo progresso supera i limiti legati alla dimensione del digestore e al volume della materia prima, migliorando il contatto tra le acque reflue e i fanghi tramite un sistema di pompaggio esterno. Il sistema EFC, un'evoluzione del reattore ad alto rendimento a letto di fanghi anaerobici a flusso ascendente (UASB), consente anche alle realtà più piccole di ottenere un'efficiente produzione di biogas con brevi tempi di ritenzione, compresi tra sei e 48 ore.

Questo reattore EFC ad alto rendimento offre una soluzione pratica per gli impianti di minori dimensioni che mirano a migliorare la sostenibilità e la fattibilità economica senza la necessità di ricorrere alla codigestione. Inoltre, la produzione di biogas facilitata dalla tecnologia EFC non solo supporta la generazione di energia, ma contribuisce anche alla creazione di un digestato liquido ricco di nutrienti. Questo sottoprodotto, particolarmente prezioso in periodi di scarsità globale di fertilizzanti, può essere venduto ad aziende agricole o ulteriormente trasformato in fertilizzanti secchi e stabili. Attraverso queste innovazioni, il reattore EFC di Fluence non solo migliora la sostenibilità economica dei progetti di digestione anaerobica, ma ne amplia anche l'impatto ambientale, sostenendo la produzione di energia rinnovabile e il recupero delle risorse.

Negli Stati Uniti, lo storico Inflation Reduction Act (IRA) del 2022 è stato approvato per frenare l'inflazione investendo nella produzione energetica americana e nell'energia pulita. La legge ha istituito un credito d'imposta sugli investimenti (ITC) autonomo del 30% per compensare le spese di capitale per la costruzione di impianti e sistemi a biogas qualificati. I progetti la cui costruzione è iniziata dal 2020 a tutto ottobre 2022 hanno diritto al credito pieno del 30%, mentre i progetti avviati successivamente devono soddisfare determinati requisiti salariali e di apprendistato per ottenere il credito completo. I progetti di biogas qualificati partono in genere dal 6% per l'utilizzo di base del biogas, e salgono rapidamente al 30% al rispetto di determinati requisiti salariali. È possibile ottenere un ulteriore 10% per i progetti che utilizzano materiali di provenienza nazionale, e un altro 10% è legato a determinati siti energetici selezionati.

Che cos'è un "impianto a biogas qualificato"? Ai sensi dell'IRA, un "impianto a biogas qualificato" è una proprietà dotata di un sistema che converte la sostanza organica o la biomassa in gas con un tenore di metano pari o superiore al 52%, che lo concentra fino a raggiungere tale livello, oppure che pulisce e condiziona il gas stesso. Il gas deve essere recuperato per la vendita o per un uso produttivo. La costruzione dell'impianto a biogas qualificato deve essere avviata entro il 31 dicembre 2024.

Sebbene vi siano troppe variabili per fornire una risposta univoca, le acque reflue medie contengono una quantità di energia cinque volte superiore a quella necessaria per alimentare il processo di depurazione delle acque stesse. I flussi ad alto carico organico possono contenerne ancora di più. I sistemi di valorizzazione energetica dei rifiuti utilizzano frequentemente l'energia recuperata per alimentare il processo di trattamento, lasciando un'eccedenza energetica utile a generare elettricità o ad alimentare altri processi industriali o veicoli. Il biogas derivante dalla digestione anaerobica può anche essere venduto all'esterno. Nell'Unione Europea, il mercato del biogas è completamente maturo, con il biometano – biogas raffinato – che rappresenta il 17% del gas utilizzato per il trasporto stradale nel continente.

La digestione anaerobica può ridurre i costi del servizio pubblico comunale? Di frequente, le attività che producono acque reflue ad alto carico organico si affidano ai sistemi comunali di depurazione delle acque reflue, il che può far lievitare le bollette quando gli effluenti sovraccaricano gli impianti di trattamento. Molti clienti di digestione anaerobica di Fluence la hanno inizialmente presa in considerazione a causa dei costi eccessivi dei servizi pubblici, riuscendo poi a ottenere risparmi significativi sul trattamento delle acque reflue comunali. Inoltre, quando il biogas generato in loco dai digestori viene utilizzato per alimentare caldaie e generatori elettrici destinati ai processi produttivi, permette di ridurre le bollette dell'elettricità e del gas naturale.