Produrre energia da biomasse

Energia biomasse
L’energia da biomasse è quella energia che possiamo ricavare da materiale di origine organica da utilizzare direttamente come combustibile oppure che si presti ad essere trasformato in combustibile in forma solida, liquida o gassosa. Il Dlgs 29 dicembre 2003, n. 387 definisce la biomassa come “la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali ed animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali ed urbani”. L’energia da biomasse è una fonte energetica originata dal ciclo naturale, in pratica è l’energia solare indiretta che può essere prodotta da ogni materiale (di natura disparata) come: vegetali appositamente coltivati per produrre energia, piante erbacee ed acquatiche, legna da ardere, materiali forniti dalle coltivazioni agricole e dalla silvicoltura, scarti dei prodotti agro-alimentari provenienti dall’alimentazione umana e animale, residui dell’industria della lavorazione del legno e della carta (non sottoposti a trattamenti chimici), prodotti organici provenienti dalla zootecnia e dalle frazione organica dei rifiuti solidi urbani. L’energia biomasse è una fonte energetica pulita e rinnovabile, inoltre è abbondantemente fruibile ovunque e rappresenta una risorsa quasi sempre a carattere locale che non produce effetti negativi nell'ambiente circostante. L’energia delle biomasse proviene dalla trasformazione di tipo “biochimico” quando si utilizzano microrganismi e di tipo “termochimico” quando si attiva con reazioni chimiche dovute all’utilizzo del calore. L’uso delle biomasse a scopo energetico non concorre all’effetto serra, poiché la quantità di anidride carbonica rilasciata durante la decomposizione (sia che si sviluppi in maniera naturale, sia per effetto della trasformazione energetica), è simile a quella assimilata durante la crescita delle biomasse medesime. I combustibili in forma solida, liquida o gassosa generati dalle biomasse (in modo diretto o a seguito di processi di modificazione) sono definiti “biocombustibili”, mentre qualsiasi forma di energia conseguita con processi di conversione dai biocombustibili è chiamata “bioenergia”. Produrre energia dalle biomasse permette anche di smaltire i rifiuti generando energia elettrica e riducendo l’utilizzo delle fonti di energia fossili che sono inquinanti (immettono in atmosfera forti quantità di anidride carbonica) e non rinnovabili; ad esempio i boschi ricrescono in pochi anni e tornano a catturare la CO2 equilibrando così quanto speso per produrre energia, mentre ciò non succede per i combustibili fossili. L’energia da biomasse è una fonte energetica che non concorre alla formazione delle piogge acide poiché quando brucia produce limitate quantità di zolfo ed azoto. Deve essere tenuto in considerazione il fatto che il potere calorifico delle biomasse, in confronto a quello dei combustibili fossili, non è particolarmente alto, per questo motivo quando sono usate per la produzione di energia elettrica hanno applicazione soltanto per modeste centrali che possono fornire energia esclusivamente a utenti locali. Nel caso in cui si vogliono usare per grandi impianti bisogna ricorrere alla loro gassificazione, bruciando la biomassa in presenza di una bassa quantità di ossigeno; così facendo soltanto una parte della biomasse brucia la rimanente sotto l’azione del calore si modifica in una miscela di gas composta da idrogeno, ossido di carbonio, metano e vapore acqueo; detta miscela si può adoperare nelle turbine a gas ad alto rendimento per ricavarne energia elettrica. Inoltre trova un altro utilizzo nella produzione di etanolo e metanolo, adoperati come combustibili autoveicoli sostituendo la benzina e il gasolio. In Italia esistono impianti di biomassa che prevedono, oltre al riciclaggio e al deposito in discarica dei rifiuti, il recupero energetico degli stessi, con la possibilità di produrre calore utilizzabile per il teleriscaldamento o elettricità. Gli impianti di biomassa meglio si attagliamo per alimentare apparecchiature di modeste dimensioni ovvero con potenze al di sotto di 0,5MWt; questi apparecchi nella maggior parte dei casi non producono energia elettrica ma sono adoperati per la produzione di acqua calda sia per riscaldare case o edifici e sia per uso sanitario.

Energia biomasse: Link di riferimento
Segnaliamo i link di alcune aziende o enti che trattano delle energie rinnovabili e in particolare si interssano di quella prodotta con impianti di biomasse. Ispra Istituto Superiore per la ricerca e la protezione ambientale - si occupa di ogni specie di energie rinnovabili e propone nel suo portale una sezione dedicata alle biomasse con la loro descrizione e i relativi riferimenti normativi. Rinnovabili.it è un quotidiano d'informazione online sulle fonti rinnovabili di energia e sui problemi legati alla tutela dell’ambiente e al risparmio energetico; ha una sezione interamente dedicata alle energia biomasse; inoltre si occupa di: eolico, termico, fotovoltaico, efficienza energetica, geotermia, mini idro, cogenerazione, bioclimatica, mobilitá sostenibile, nautica sostenibile. Energie rinnovabili.net portale italiano delle energie rinnovabili che si occupa di energie alternative e presenta una sezione dedicata alla energia biomasse e agli impianti di biomassa; inoltre tratta delle altre energie quali: eolica fotovoltaica, geotermica, fuel cell, idrogeno, idroelettrico, risparmio energetico, solare termico, cambiamento climatico. Enea Agenzia nazionale per le nuove tecnologie l’energia e lo sviluppo economico sostenibile presenta un censimento del potenziale energetico nazionale delle biomasse e implementazione di una piattaforma software interattiva, operante in modalità GIS, da utilizzare come supporto alle decisioni per la scelta e localizzazione ottimale di impianti di produzione energia biomasse. Inoltre su questo portale trovate una selezione di link di aziende/enti che di occupano di energia biomasse e impianti di biomassa.

Energia biomasse: Tipologie d'impianto e vantaggi
L’energia da biomasse è una fonte energetica i cui impianti si possono distinguere in tre grandi gruppi:
1) produzione di energia da biomasse sia termica che elettrica (biopower);
2) produzione di combustibili con energia da biomasse (biofuels);
3) produzione di composti chimici con energia da biomasse (bioproducts).
Con la produzione di energia da biomasse abbiamo una fonte energetica che presenta numerosi vantaggi, tra cui ne segnaliamo alcuni di tipo:
• ambientale come il contenimento l’anidride carbonica nel'aria, lo smaltimento rifiuti provenienti dalle attività produttive o dalle abitazioni a costo zero, basse emissioni in atmosfera, riutilizzo di aree agricole abbandonate o improduttive per la coltivazione di vegetali per produrre biomassa, .....
• economico con incentivi per la produzione di energia elettrica e detrazioni d'imposta da parte degli enti locali.
Aggiungiamo ancora che lo sviluppo delle filiere agro-energetiche in Italia può produrre notevoli benefici per quanto riguarda le ricadute occupazionali sia nel settore agricolo che in quello industriale (si ritiene che possa generare circa 75 mila nuovi posti di lavoro fino al 2020).

Energia biomasse: Come si ricava
Vediamo come può essere ricavata l’energia da biomasse, esaminando le diverse tecnologie di conversione della biomassa stessa.
♦ “Digestione anaerobica” - processo di conversione di tipo biochimico, che avviene senza l’apporto di ossigeno; con la distruzione, da parte di micro-organismi, di sostanze organiche complesse (glucidi, lipidi) presenti nei vegetali e nei sottoprodotti animali, che produce un gas costituito in parte rilevante da metano e per il resto da anidride carbonica, ne viene fuori un biogas che compresso ed essiccato si può accumulare come combustibile per alimentare veicoli a gas o caldaie a gas per produrre calore o energia elettrica.
♦ “Digestione aerobica” - questo processo è compiuto dalla metabolizzazione delle sostanze organiche da parte di microrganismi (che convertono sostanze complesse in altre più semplici e producono un alto riscaldamento proporzionale alla loro attività metabolica), nel cui sviluppo è presente l’ossigeno; il calore sviluppato viene trasportato all’esterno con l’ausilio di scambiatori a fluido.
♦ “Fermentazione alcolica” - processo di trasformazione dei glucidi contenuti nei vegetali in etanolo.
♦ “Carbonizzazione” - processo termochimico che permette la metamorfosi delle molecole strutturate dei prodotti legnosi e cellulosici in carbone (di legna o vegetale), raggiunta tramite l’eliminazione dell’acqua e delle sostanze volatili dai vegetali sotto l’azione del calore.
♦ “Gassificazione” - processo che è formato dall’ossidazione incompleta di una sostanza in ambiente ad alta temperatura per la produzione di gas combustibile.
♦ “Combustione diretta” - effettuata in caldaie, è il più semplice dei processi termochimici e consiste nell’ossidazione completa del combustibile; il rendimento è buono.
♦ “Metanolo” - il gas combustibile ottenuto con la gassificazione può essere trasformato in alcool metilico, che una volta raffinato può dare la benzina sintetica analoga a quella tradizionale.
♦ “Pirolisi” - processo di decomposizione termochimica di materiali organici ottenuto a elevate temperature in assenza di ossigeno che porta alla produzione di componenti solide, liquide e gassose.
♦ “Produzione biodiesel” - da vegetali oleosi (soia, girasole, alghe, ...) si estrae la parte oleosa che viene usata come combustibile; ha un buon rendimento energetico.