L'energia da biomassa

Con il termine energia da biomassa si intende l'energia ricavata da sostanze biologiche, ovvero organismi di origine animale e vegetale, non fossili. L'energia da biomassa rappresenta una categoria di energia alternativa, in quanto viene ottenuta tramite lo sfruttamento di sostanze che, a differenza dei combustibili fossili, sono rinnovabili e quindi il loro sfruttamento non implica una riduzione della loro entità. Inoltre, e questo è un vantaggio fondamentale, la combustione di queste fonti causa un inquinamento ambientale molto ridotto rispetto a quella degli idrocarburi poiché non determina un aumento del tasso di anidride carbonica nell'atmosfera.
I prodotti di biomassa comprendono sostanze molteplici e variegate. Si tratta per lo più di materiali e residui di origine forestale, agricola o zootecnica, rifiuti di origine urbana, prodotti di scarto di industrie agro-alimentari, alghe o altre specie vegetali. Le sostanze utilizzabili per la produzione di biomasse devono possedere un elevato tasso di crescita e presentare una certa tollerabilità e capacità di adattamento alle situazioni climatiche e biologiche. L'energia che esse contengono non è altro che energia solare raccolta dai vegetali tramite i processi di fotosintesi, grazie ai quali anidride carbonica ed acqua vengono trasformate, appunto, in materiale organico sfruttabile.
Tramite opportune e specializzate tecniche, questo materiale viene trasformato in combustibili che verranno in seguito utilizzati principalmente per la produzione di energia elettrica o termica. In termini di produzione energetica, è importante considerare quanta energia è potenzialmente disponibile da una certa biomassa, ad esempio quanta energia si può produrre da una quantità di legna o da un campo di girasoli.
Sostanzialmente, i campi di applicazione e utilizzo delle biomasse riguardano la produzione di combustibili, di sostanze chimiche e di energia elettrica e termica.

Combustibili da biomassa - Biofuels

I biofuels sono i combustibili liquidi impiegati in genere nei mezzi di trasporto in alternativa ai carburanti tradizionali. In questo senso, il loro utilizzo rappresenta una questione interessante e dibattuta, soprattutto riguardo il rapporto efficienza-costi che mira a rendere fruttuoso il loro impiego, in vista di una riduzione dell'inquinamento causato da benzina etc. In effetti, i combustibili da biomassa (o biocombustibili) provocano emissioni inquinanti notevolmente inferiori .
Il biodiesel è un carburante biodegradabile simile al gasolio ricavabile da biomasse vegetali come le oleaginose (tra cui girasole, soia, colza). Dai semi di tali vegetali viene ricavato olio per 'spremitura', il quale, tramite esterificazione, viene trasformato in biodiesel. Un altro combustibile per i motori a scoppio è l' etanolo, ottenuto dalla fermentazione di vegetali ricchi di zuccheri quali mais, barbabietole, canna da zucchero, frumento. Originato quindi da sostanze cellulosiche (come anche legno, piante erbacee, residui agricoli e forestali) permette la produzione del cosiddetto bioetanolo, composto della benzina corretto miscibile con le benzine, migliora le caratteristiche ambientali ed ecologiche.
Rientra nella categoria dei biofuels anche il biogas, nonostante non sia propriamente un vegetale liquido. Si tratta di un gas ottenuto dalla fermentazione di reflui, feci e liquami animali in allevamenti zootecnici o da discariche ed industrie urbane che vengono racchiusi in un digestore nel quale si sviluppano microorganismi che permettono il processo chimico. Questa miscela di idrogeno molecolare, anidride carbonica e metano può essere sfruttata come combustibile per ottenere energia elettrica oppure per creare sostanze additive rispetto ai carbranti tradizionali (come benzine sintetiche) tramite processi di gassificazione ad alta temperatura volti ad eliminare le impurezze.

Sostanze chimiche da biomassa - Bioproducts

I bioproducts sono prodotti di qualsiasi tipo ricavabili tramite lo sfruttamento delle biomasse. Oltre alla potenzialità che rappresentano le biomasse in ambito energetico, esse possono infatti fornire un contributo anche all' industria dei prodotti alimentari e sono fondamentali in molti altri anche impieghi. Possono infatti rappresentare la materia prima per costruire fibre tessili, materiali per l' edilizia , per l' industria (lubrificanti, solventi, plastiche), cellulosa, carta, fertilizzanti, etc. Questi bioprodotti vengono in genere ottenuti negli stessi processi di trasformazione della biomassa in biogas o biofuels. Alcuni reagenti, come idrogeno e monossido di carbonio, che si formano nel riscaldamento della biomassa, adeguatamente isolati e sfruttati permettono di ottenere bioproducts come collanti, plastiche, lubrificanti, etc.

Energia elettrica e termica da biomassa – Biopower

In realtà, quasi tutti i tipi di biomassa possono essere trasformati in combustibili atti a produrre energia elettrica e termica (e quindi anche biofuels e bioproducts sono ottenuti da biomasse potenzialmente capaci di produrre energia termo-elettrica). La conversione energetica avviene in impianti specializzati che possono essere meccanicamente connessi a dispositivi in gradi di sfruttare in modo immediato l'energia prodotta. Ad esempio, il biogas viene prodotto in motori a combustione interna che può essere collegato a serie di turbine a gas atte a produrre energia elettrica. Si consideri anche che in alcuni paesi, vengono sperimentate colture specializzate di vegetali a crescita catalizzata e coltivazioni di specie vegetali ibride in grado di produrre energia sufficiente ad alimentare piccole centrali elettriche

Tecniche di lavorazione e impianti

Il processo di lavorazione dei materiali di biomassa prevede la trasformazione dei rifiuti in carburanti. Questa trasformazione può avvenire in vari modi, a seconda dei quali le sostanze biologiche possono essere convertite in combustibili solidi, liquidi o gassosi. Le tecniche chimiche di trasformazione sono principalmente: la digestione anaerobica e aerobica, la fermentazione alcolica, la pirolisi, la carbonizzazione e la gassificazione. Gli impianti per lo sfruttamento della biomassa presentano configurazioni esterne ed interne svariate, dipendenti ovviamente dal tipo di materiale che funge da combustibile e dalla tecnica di conversione energetica relativa. I più tecnologici permettono l'utilizzo dei combustibili prodotti direttamente in motori a combustione interna.

Vantaggi e svantaggi dell' utilizzo della biomassa

Il vantaggio principale dell'utilizzo della biomassa risiede nel fatto che vengono utilizzati i rifiuti di altri processi di trasformazione e produzione come materia primaria per generare dei nuovi combustibili, e questo garantisce un risparmio notevole nelle spese di lavorazione, modificazione e produzione. Attualmente, se circa il 20% della produzione energetica mondiale si fonda sull'utilizzo delle fonti di energia alternative, quasi il 14% è rappresentato dall'energia da biomassa. Infatti, l'uso associato alle sostanze biologiche garantisce un basso impatto ambientale ed è alimentato da una facile reperibilità delle materie prime.
Nonostante ciò, inseme a questi indubbi vantaggi, vantaggi che giustificano la preferenza di tali fonti di energia rispetto a quelle tradizionali come petrolio e carbone, coesistono problemi onerosi, riguardanti questioni di efficienza e vertenti sul fattore economico. Infatti, molti impianti per la trasformazione e l'utilizzo della biomassa richiedono costi elevati, nonché vastissime estensioni di terreni per le colture specializzate, il che contribuisce ad aumentare la deforestazione, pericolo largamente provocato anche dall' utilizzo del legno come combustibile da biomassa. Si pensi, ad esempio, che oltre il 40% della produzione da biomassa dei paesi del sud del mondo si basa proprio sulla produzione energetica a partire dal legno delle grandi foreste e dalle piante erbacee. Inoltre, le colture specializzate spesso comportano l'utilizzo di erbicidi, pesticidi e concimi di origine chimica che rischiano di danneggiare il sistema ecologico-ambientale.