A CURA DI: FEDERICA COGLIO, SILVIA RANDI E SARA ROSSI BIOMASSE E BIOCARBURANTI

Transcript

1 A CURA DI: FEDERICA COGLIO, SILVIA RANDI E SARA ROSSI BIOMASSE E BIOCARBURANTI

2 ENERGIA ALTERNATIVA Per energia alternativa si intende una particolare fonte di energia differente da quella ottenuta dall'utilizzo dei combustibili fossili e nucleari che costituiscono invece le cosiddette fonti di energia tradizionali.

3 CHE TIPI DI ENERGIE ALTERNATIVE CI SONO? L'energia prodotta tramite fonti rinnovabili, ovvero: solare idroelettrica eolica geotermica delle biomasse delle maree l'energia nucleare Per biomassasi intende ogni sostanza organica che deriva direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana. La maggior parte delle biomasse èdi origine vegetale mentre solo circa il 10% èdi origine animale. Le biomasse si presentano in piùforme: foreste, boschi, colture o dalla componente organica proveniente dalla raccolta differenziata urbana.

4 COS E LA BIOMASSA? La biomassaècomposta principalmente da organismi vivi o morti, che a loro volta sono costituiti da una varietàdi composti diversi. I composti quantitativamente piùimportanti dal punto di vista energetico possono essere raggruppati in tre classi: Carboidrati: rappresentano la maggior parte della biomassae sono costituiti da carbonio, ossigeno e idrogeno. Essi possono essere monosaccaridi come il glucosio e il fruttosio, disaccaridi come il saccarosio, o polisaccaridi quali l'amido e la cellulosa; Grassi Proteine

5 Le biomasse comprendono vari materiali di origine biologica, scarti delle attivitàagricole riutilizzati in apposite centrali termiche per produrre energia elettrica. Si tratta generalmente di scarti dell'agricoltura, dell'allevamento e dell'industria. legname da ardere residui agricoli e forestali scarti dell'industria agroalimentare reflui degli allevamenti rifiuti urbani specie vegetali coltivate per lo scopo

6 ENERGIA DALLE BIOMASSE, SI PUO PRODURRE? L'energia delle biomasse èun'energia pulita, che non contribuisce all'effetto serra, poichérilascia solo una piccola quantità di anidride carbonica. Esistono due processi diversi per produrre energia delle biomasse: il processo di conversione biochimica e il processo di conversione termochimica.

7 CONVERSIONE BIOCHIMICA: E un processo che si basa sul ricavo di energia per mezzo di una reazione chimica dovuta a enzimi che si formano in particolari circostanze ambientali, quali funghi e microrganismi. Sono compatibili a questo tipo di trasformazione le colture acquatiche, le foglie, gli steli di barbabietole o patate e rifiuti zootecnici. CONVERSIONE BIOTERMICA: E un processo che si basa sulle reazioni chimiche dovute al calore, necessarie alla trasformazione da materia in energia. Le biomasse che si prestano meglio a subire questa lavorazione sono la legna e i suoi derivati, come trucioli o segatura e alcuni scarti di lavorazione, come gusci e noccioli.

8 DOVE SI CONVERTONO LE BIOMASSE IN ENERGIA? Una centrale a biomasse èuna centrale elettrica che utilizza l'energia rinnovabile ricavabile dalle biomasse estraendola attraverso diverse tecniche: l'energia può essere ottenuta sia per combustione diretta delle biomasse, mediante particolari procedimenti tendenti a migliorare l'efficienza, sia mediante pirolisi, sia mediante estrazione di gas di sintesi tramite gassificazione

9 ANCHE LE PIANTE POSSONO CONTRIBUIRE Le piante hanno la capacitàdi trasformare l'energia solare in energia chimica. Questo processo può avvenire mediante la seguente reazione di fotosintesi: Acqua + anidride carbonica + luce glucosio + ossigeno L'efficienza energetica globale della formazione di carboidrati è rappresentata dal rapporto tra la biomassaottenuta e l'energia solare disponibile, con quest'ultima che dipende anche dalla quantitàdi radiazione intercettata e dall'efficienza della fotosintesi. L'efficienza energetica della fotosintesi dipende dal percorso seguito a livello biochimico.

10 PERCHE LE BIOMASSE SONO IMPORTANTI? Le biomasse sono particolarmente importanti in due diversi campi quali quello ecologico e quello delle energie rinnovabili, dove rappresentano una fonte di energia di origine biotica. Le biomasse e i combustibili da esse derivate emettono nell'atmosfera, durante la combustione, una quantitàdi anidride carbonica piùo meno corrispondente a quella che viene assorbita in precedenza dai vegetali durante il processo di crescita. L'impiego delle biomasse ai fini energetici non provoca quindi il rilascio di nuova anidride carbonica, principale responsabile dell'effetto serra. Inoltre, data la loro natura, la biodegradabilitàcostituisce un ulteriore vantaggio per l'ambiente.

11 BIOCARBURANTI Ne esistono diversi: il bioetanolo, il biodiesel, il biometanolo, il biodimetiletere, gli idrocarburi sintetici, il bioidrogeno, gli olii vegetali. Dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri, come canna da zucchero, barbabietole e mais, si può ricavare l'etanolo o alcool etilico, che può essere utilizzato come combustibile per i motori endotermici, in sostituzione della benzina. Dalle biomasse oleaginose (quali ad esempio la colza e la soia) si può ricavareper spremitura e transesterificazione il cosiddetto biodiesel. Ilbiodisel èun biocombustibileliquido, trasparente e di colore ambrato, ottenuto interamente da olio vegetale (colza, girasole o altri), con una viscosità simile a quella del gasolio.

12 DATI L'Europa ricava dalle biomasse il 3,5% dell'energia che usa. Il mercato delle biomasse cresce e continueràa farlo. Le biomasse secondo il reportavranno un ruolo strategico nel raggiungere l'obiettivo, fissato dai Paesi europei per il 2020, di produrre il 20% dell energia da fonti rinnovabili. Fra i paesi piùattivi nella creazione di impianti di biomasse, grazie anche agli gli incentivi offerti, ci sono Svezia, Olanda, Danimarca, Belgio, Germania, Austria e anche l Italia. In Finlandia, Svezia e Austria, dove sono state studiate politiche energetiche, la quota raggiunge il 15-20%. Dall'inizio del secolo l'utilizzo delle biomasse come combustibile per i riscaldamenti ha avuto un notevole incremento in Europa e in Cina, principalmente grazie al pellet. Nel 2010 in europa si stima che siano state consumate 10 milioni di tonnellate di pelletche nel 2020 queste raddoppieranno diventano piùdi 23. In Cina nello stesso arco di tempo si passeràda 1 milione di tonnellate a 10 milioni. Complessivamente a livello mondiale si passera da 15 milioni di tonnellate nel 2010 a 45 milioni di tonnellate nel In Italia il consumo èpassato da un utilizzo inferiore alle tonnellate nel 1999 a piùdi di tonnellate nel 2015.

13 CI SONO PERO DEGLI SVANTAGGI RIGUARDO L USO DELLE BIOMASSE: Sono richieste grandi aree a causa della bassa densità energetica; Richiesta di utilizzo di fertilizzanti; Problemi di logistica per la fornitura della risorsa; Problemi di condizione ambientale/meteo; Produzione annua non costante. Il grande ostacolo agli investimenti nel settore, è l'elevato costo della costruzione delle centrali. Problema mitigato, in alcuni paesi, dalla presenza di incentivi statali. Altra lacuna delle biomasse èil basso rendimento energetico e le emissioni: per dare competitivitàa questa fonti energetica sarebbe necessario installare bruciatori puliti in regola con i nuovi standard, che permettanodi risolvere i problemi relativi agli effetti negativi per la salute dei cittadini e agli alti livelli di emissioni nell'ambiente. Dal punto di vista economico, invece, garantire costi accettabili e una scorta adeguata di biomasse saranno i fatti

14 E ANCHE RIGUARDO I BIOCARBURANTI: Utilizzo di terre coltivabili non per alimentare la popolazione ma per alimentare le macchine. Innalzamento del prezzo delle materie prime soprattutto nei paesi del Terzo Mondo. Fra i problemi quello di creare insicurezza alimentare. Se le tecniche di coltivazione sono monocolturali questo riduce la biodiversità, aumenta l'erosione del suolo e il rischio di insetti e batteri che distruggano le coltivazioni.

15 PER OGNI PROBLEMA Negli ultimi decenni il livello di inquinamento èaumentato particolarmente e questo èdovuto in parte anche all'uso di petrolio e altri combustibili fossili, materiali estremamente inquinanti, che a lungo andare, come sta succedendo, possono procurare gravi problemi di inquinamento a livello mondiale. Il problema non èla disponibilitàdi energia, ma l'enorme accumulo di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera. Le fonti di energiasono presenti e si presume che, considerando il ritmo attuale di consumo di energia, si possano sfruttare i combustibili fossili,in particolare il petrolio, per i prossimi quarant'anni (periodo di tempo sufficiente, si spera, per lo studio di nuove fonti energetiche). Il dato veramente allarmante èl'introduzione di ventitrèmiliardi di tonnellate di anidride carbonica nell'atmosfera all'anno derivati dalle attivitàumane. Esistono alcune tecnologie per eliminare l'anidride carbonica, ma sono ancora troppo costose e poco sicure, poichè non adeguatamente studiate e approfondite

16 UNASOLUZIONE Una soluzione per migliorare l'attuale situazione èquella di intensificare e finanziare maggiormente lo studio e l'utilizzo dell'energia alternativa: energia ricavata da qualsiasi materiale o sostanza differente dai combustibili fossili. Attenzione, però, a non confondere energia alternativa con energia rinnovabile; quest'ultima, ricavata da fonti appunto rinnovabili (quali acqua, sole, vento, ecc.), è considerata un'energia alternativa, ma non è l'unica. Infatti èritenuta appartenente a questo gruppo anche l'energia nucleare, poichéèuna forma che si oppone a quella tuttora in uso ricavata da combustibili fossili.

17 SPERANZE PER UN FUTURO MIGLIORE Le biomasse e i combustibili da esse derivate emettono nell'atmosfera, durante la combustione, una quantitàdi anidride carbonica piùo meno corrispondente a quella che viene assorbita in precedenza dai vegetali durante il processo di crescita. L'impiego delle biomasse ai fini energetici non provoca quindi il rilascio di nuova anidride carbonica, principale responsabile dell'effetto serra. Inoltre, data la loro natura, la biodegradabilitàcostituisce un ulteriore vantaggio per l'ambiente.

18 Le opere di riforestazionein zone semi-desertiche permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da destinare alla produzione di biomasse e contemporaneamente migliorare la qualitàdell'aria che respiriamo. Le piante svolgono infatti un'importante funzione di "polmone verde" del pianeta, riducendo l'inquinamento e l'anidride carbonica contenuta nell'aria. Le coltivazioni dedicate esclusivamente a produrre biomasse da destinare alla produzione elettrica non fanno eccezione a questa naturale caratteristica delle piante.

19 L'energia alternativa, se sfruttata in modo intelligente e ben distribuito, può veramente migliorare la situazione odierna di inquinamento e abuso delle poche risorse della Terra. Il suo sviluppo èla speranza del nostro futuro!