PRODUZIONE DI ENERGIA DALLE BIOMASSE E DAI RIFIUTI

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1 PRODUZIONE DI ENERGIA DALLE BIOMASSE E DAI RIFIUTI Il TEAM di Si-Web ha lavorato con impegno e professionalità utilizzando informazioni provenienti da autorevoli fonti sia nazionali che internazionali, ciò nonostante quanto predisposto deve sempre essere sottoposto ad attenta analisi critica. Per i Vs. suggerimenti Buon Lavoro

2 Definizioni BIOMASSA: materia organica, prevalentemente vegetale, sia spontanea che coltivata dall uomo, terrestre e marina, prodotta per effetto del processo di fotosintesi clorofilliana con l apporto dell energia della radiazione solare, di acqua e di sostanze nutrienti derivanti dal terreno e/o dalle acque.

3 Definizioni Le biomasse sono: Tutti i prodotti delle coltivazioni agricole e della forestazione, I residui delle lavorazioni agricole e gli scarti dell industria alimentare, Le alghe, Tutti i prodotti organici derivanti dall attività biologica animale, I rifiuti solidi urbani.

4 Le biomasse Le biomasse possono suddividersi in quattro categorie: residui forestali e dell industria del legno (che derivano dalle lavorazioni delle segherie, dalla trasformazione del legno, dagli interventi di manutenzione del bosco), sottoprodotti agricoli (paglie,rami da potatura, stocchi, sarmenti di vite, ecc.),

5 Le biomasse Le biomasse possono suddividersi in quattro categorie: residui agroalimentari (sanse, vinacce, noccioli, lolla di riso, ecc.), biomasse derivanti dalle colture energetiche (che servono per la produzione di biomasse per lo sfruttamento energetico o per la realizzazione di biocombustibili: girasole, colza, miscanto, canna da zucchero, sorgo da fibra zuccherina, pioppo, acacia, eucalipto, ecc.).

6 Energia dalle biomasse Per ricavare energia dalle biomasse si possono utilizzare processi: Termochimici Biochimici

7 Energia dalle biomasse - Processi termochimici Termochimici: basati sulle reazioni esotermiche di combustione delle biomasse (legna e suoi derivati, sottoprodotti colturali di tipo ligno-cellulosico e taluni scarti di lavorazione quali lolla, pula, gusci, noccioli)

8 Energia dalle biomasse - processi biochimici Biochimici: permettono di ricavare energia per reazione chimica dovuta al contributo di enzimi, funghi e micro-organismi. Risultano idonei alla conversione biochimica le colture acquatiche, alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, ortive, patata, ecc.), i reflui zootecnici e alcune tipologie di reflui urbani e industriali.

9 Impieghi delle biomasse Il principale impiego dal punto di vista energetico delle biomasse è quello che le destina alla produzione di calore. Infatti anche se molto spesso non ce ne rendiamo conto utilizziamo biomasse per riscaldare le nostre abitazioni (camini, stufe a pellet, ecc.) ed a volte anche per cucinare (utilizzo di carbonelle e stufe a legna).

10 Impiego delle biomasse La produzione e l utilizzo del calore derivante dalla combustione delle biomasse non si limita solo all uso prettamente personale in una sola abitazione, ma in alcuni casi, può essere utilizzato anche per più abitazioni o industrie per mezzo del cosi detto teleriscaldamento. Il teleriscaldamento in pratica consiste in una centrale che produce energia termica, che trasferita ad un fluido (generalmente acqua), viene convogliata in una rete di tubazioni che raggiungono le varie abitazioni o industrie (che utilizzano il calore sia per il riscaldamento che per diverse applicazioni produttive).

11 Biomasse - energia elettrica Il secondo impiego anche se meno diretto è quello della produzione di energia. Infatti vi sono centrali termoelettriche che sfruttano il calore prodotto dalla combustione delle biomasse per la produzione di energia elettrica. Il vapore acqueo ed i gas di combustione infatti vengono convogliati in una turbina collegata a un generatore elettrico, che grazie alla propulsione dei gas e del vapore produce energia elettrica (con rendimenti par al 25-30%). Il rimanente calore di queste applicazioni, negli impianti di tipo cogenerativo, può essere ancora utilizzato per il teleriscaldamento.

12 Biomasse - energia elettrica Tecnologie più innovative adottano cicli combinati, che utilizzano una turbina a gas e un ciclo a vapore alimentato dai gas di scarico della combustione. Per alimentare questo tipo d impianto con biomasse, le stesse vengono gassificate (portate alla temperatura di circa 700 C in presenza di un agente ossidante, generalmente l ossigeno) e depurate: i gas derivanti da questo processo alimentano la camera di combustione della turbina a gas. Il rendimento elettrico può raggiungere il 40%.

13 Biomasse - energia elettrica La biomassa può essere convertita in energia elettrica anche in centrali tradizionali alimentate con combustibile fossile (gas, carbone, ecc.), sostituendo una frazione di questo con biomassa (processo denominato anche co-combustione ).

14 Biomasse - combustibili liquidi Combustibili in forma liquida possono essere ricavati da diverse biomasse vegetali per mezzo di adeguati processi chimici. Dai semi delle colture oleaginose (girasole, colza) si ricava olio che, sottoposto ad un processo di esterificazione, viene convertito in biodiesel, un carburante biodegradabile avente caratteristiche di rendimento paragonabili a quelle del gasolio prodotto dal petrolio, ma molto meno inquinante.

15 Biomasse - produzione metano I reflui animali derivanti da allevamenti zootecnici costituiscono una fonte di biomassa di notevole interesse a fini energetici. Essa infatti può essere trasformata dando luogo alla produzione di biogas (metano CH4). Il processo, detto digestione anaerobica consiste in una fermentazione in ambiente privo d aria (digestore).

16 Biomasse - produzione metano Con l ausilio di questo processo produttivo di gas, si possono ottenere essenzialmente due vantaggi: il trattamento di reflui organici, notevolmente inquinanti, e la loro conversione in energia. Il biogas prodotto può essere subito utilizzato in loco per produrre energia termica ed elettrica (mediante sistemi di cogenerazione) o destinato all utilizzo in un impianto a ciclo combinato.

17 Rifiuti I rifiuti solidi urbani indifferenziati, cioè i rifiuti a valle dei recuperi di frazioni merceologiche attuati con la raccolta differenziata, presentano caratteristiche chimico-fisiche particolarmente idonee per essere utilizzati come combustibili in impianti di termovalorizzazione. Infatti gli impianti che utilizzano rifiuti hanno elevata efficienza energetica (circa il 25%) e sono sempre più simili a centrali termoelettriche alimentate però con combustibili poveri.

18 Energia dai Rifiuti La sempre maggiore efficienza di questi impianti, non è dovuta solo all avanzamento tecnologico, ma anche al sempre magione potere calorico intrinseco ai rifiuti. Infatti di pari passo con l avanzamento tecnologico si è riscontrato un aumento del potere calorifico dei rifiuti, soprattutto dovuto alla sempre maggiore diffusione di imballaggi in plastica e materiale cellulosico. Il Potere calorico dei rifiuti nel 1980 era di circa 1550 kcal/kg; agli inizi degli anni 90 era già pari a 2000 kcal/kg; nel 2000 raggiungeva 2800 kcal/kg (11,7 MJ/kg).

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