Con il termine biomasse ci si riferisce a tutte quelle sostanze di origine animale e vegetale che non hanno subito processi di fossilizzazione e vengono usate per produrre energia.
L’energia da biomasse è, così come l’energia eolica, l’energia marina, l’energia fotovoltaica ecc., una forma di energia che fa parte della categoria delle cosiddette energie rinnovabili(1).
Dalle biomasse è possibile produrre energia sia in modo diretto (utilizzandole come combustibili) sia in modo indiretto (attraverso la loro trasformazione in combustibili gassosi, liquidi o solidi).
Le biomasse possono essere fatte rientrare fra le fonti di energia rinnovabile in quanto l’anidride carbonica che viene emessa affinché esse possano produrre energia non causa un incremento di quella già presente a livello ambientale, ma è la stessa che i vegetali hanno assorbito per il loro sviluppo e che, alla fine del loro ciclo vitale, tornerebbe in circolo per la degradazione di tali sostanze organiche. Le emissioni di anidride carbonica derivanti dalle biomasse rientrano nel cosiddetto ciclo del carbonio e vi è quindi un sostanziale equilibrio fra l’anidride carbonica che viene emessa e quella che viene assorbita; esiste pertanto una sostanziale differenza fra energia da biomasse ed energia da combustibili fossili perché con questi ultimi il carbonio che viene emesso non rientra più nel ciclo del carbonio, ma vi è un rilascio di nuova anidride carbonica.
Gli impianti a biomasse possono produrre energia termica e anche, ma ciò vale per impianti di dimensioni medio-grandi, energia elettrica.
Veduta aerea di una centrale a biomasse
Biomasse – Fonti
Esistono diverse tipologie di biomasse; le principali sono i residui forestali e quelli delle industrie che trasformano il legno; altre tipologie di biomasse di una certa importanza sono gli scarti provenienti dalle zootecniche e anche i rifiuti organici urbani.
Com’è facilmente intuibile, le quantità di biomasse presenti sul nostro pianeta sono enormi; dal momento che sulla Terra sono innumerevoli gli esseri viventi, la produzione di materiale organico è incommensurabile. Analizziamo adesso alcune fra le diverse tipologie di biomassa.
Una tipologia importante è rappresentata dalle cosiddette biomasse forestali; esse derivano dagli interventi di tipo selvicolturale.
Le biomasse forestali sono perlopiù costituite da cellulosa, emicellulosa e lignina; fra gli elementi chimici che le contraddistinguono vi sono il carbonio, l’ossigeno e l’idrogeno. Vengono solitamente usate per la produzione di energia elettrica e sono commercializzate sotto forma di tronchetti, cippati e pellets.
Solitamente, per la produzione di energia termica da biomasse forestali si impiegano apposite caldaie, ma in alcune città italiane essa può essere prodotta tramite impianti a teleriscaldamento, un servizio energetico che viene distribuito grazie a una rete di tubazioni interrate le quali, attraverso un apposito scambiatore, connettono il generatore termico agli edifici.
Esistono poi biomasse che possono essere inserite nella categoria delle cosiddette agroenergie, ovvero tutte quelle fonti di energia che, perlomeno potenzialmente, possono essere ricavate dai processi agricoli.
Generalmente con il termine agroenergie si fa riferimento ai prodotti agricoli che vengono coltivati nei campi (piante erbacee, piante arbustive e anche arboree).
Altra tipologia interessante di biomasse sono quelle provenienti dalle piantagioni di canna da zucchero, barbabietole e mais; da esse è infatti possibile ricavare i cosiddetti biocarburanti tramite processi di fermentazione. Dalle biomasse provenienti da piante quali il girasole, la colza e la soia, attraverso la spremitura è possibile ottenere il celeberrimo biodiesel.
Una procedura interessante è quella che consente di trasformare le biomasse di qualsiasi tipologia in biodiesel; tale procedura è nota come BTL (Biomass To Liquid); le fasi che compongono il procedimento BTL sono 3; la prima fase è quella della gassificazione a bassa temperatura; durante questa fase le biomasse sbriciolate ed essiccate vengono portate a temperature comprese tra i 400 e i 500 °C; in tal modo subisce un processo di parziale ossidazione che porta alla formazione di un gas che contiene catrame e carbonio.
La seconda fase consiste in una gassificazione ad alta temperatura che porta alla formazione di un gas privo di catrame.
L’ultima fase, detta sintesi di Fischer-Tropsch, è quella che porta alla formazione di idrocarburi liquidi di vario tipo.
In alcune nazioni (fra cui gli Stati Uniti d’America, l’India e il Giappone) sono in corso delle sperimentazioni per la produzione di biomasse da coltivazioni pilotate di vegetali dalla crescita rapida.
Estremamente interessante e promettente lo sfruttamento del miscanto (Miscanthus sinensis); trattasi di una graminacea perenne ricca di radici e rizomi e caratterizzata da germogli che possono raggiungere altezze considerevoli (dai 3 ai 5 metri); il suo notevole ritmo di accrescimento e l’interessante capacità produttiva in termini di biomassa per unità di superficie (circa 60 tonnellate di materia secca per ettaro che corrispondono più o meno a 60 barili di petrolio; ricordiamo che un barile di petrolio equivale a 158,987294928 litri) hanno fatto sì che questa pianta divenisse oggetto di studi e ricerche che hanno lo scopo di verificare se esiste una concreta possibilità di sfruttarla industrialmente per la produzione di biomasse per impieghi energetici e anche cartari.
Altra fonte di biomasse sono i rifiuti vegetali e i liquami di origine animale.
Queste particolari biomasse possono produrre energia in modo indiretto; tramite apposite apparecchiature infatti è possibile produrre da esse il cosiddetto biogas, un gas che, dopo essere stato sottoposto a un processo di depurazione, può venire utilizzato come carburante o combustibile.
Citiamo infine, fra le biomasse i rifiuti solidi urbani; anche da parte di essi infatti è possibile ricavare energia.
I residui forestali sono una delle principali fonti di biomasse
Biomasse – Luci e ombre
Com’è noto le fonti di energia rinnovabile hanno in sé molti lati positivi; in primis quello di contribuire a ridurre concretamente il livello di inquinamento che, soprattutto nelle grandi città, è di considerevole entità. Ciò vale ovviamente anche per le biomasse, ma nell’utilizzo delle energie rinnovabili non vi sono solo vantaggi.
Supponiamo che la maggiore risorsa di energia per una determinata zona siano le biomasse; non è banale assicurare quantità sufficienti di materia prima; ciò vale sia che siano in gioco centrali elettriche di notevoli dimensioni sia che stiamo parlando di centinaia o migliaia di cucine a legna.
Il primo problema da affrontare è quello di una gestione e di un utilizzo delle risorse (in questo caso vegetazione locale e rifiuti di tipo organico) caratterizzati da notevole efficienza, altrimenti tali risorse finiranno per scomparire in breve tempo. Gestione efficiente delle biomasse vuol dire anche, tra le altre cose, verificare che esse non vengano utilizzate a ritmi maggiori rispetto a quelli che ne caratterizzano la crescita. È poi importante, per esempio, riuscire a massimizzare la produzione di biomasse: le foreste che vengono tagliate devono essere ripiantate altrimenti si rischiano problemi di deforestazione.
Vi sono insomma molte variabili da considerare quando si parla di energie rinnovabili, fermo restando che esse sono, al momento, fra le alternative più interessanti alle fonti tradizionali di energia.
Cerchiamo adesso di schematizzare brevemente pro e contro delle biomasse.
Fra i pro va sicuramente inserita l’abbondanza delle risorse; le biomasse sono abbondanti e facilmente reperibili sotto le forme più svariate.
Un altro pro è caratterizzato dalla loro rinnovabilità (basti pensare al rimboschimento); un altro vantaggio è rappresentato dal fatto che la conversione delle biomasse in combustibili a elevato potere energetico è relativamente semplice; va segnalato inoltre che in molti casi le biomasse sono spesso caratterizzate da una certa economicità.
Altro vantaggio di non poco conto è che la produzione di determinate biomasse comporta la rigenerazione delle zone disboscate.
La produzione può inoltre creare occupazione, una cosa da non trascurare nell’attuale panorama economico.
Si segnalano infine altri due vantaggi che sono relativi al fattore inquinamento:
- quando l’energia è prodotta dalle biomasse di origine vegetale non si verifica un incremento dei livelli di anidride carbonica;
- la produzione di biomasse comporta una produzione minimale di zolfo, viene quindi ridotta la produzione di piogge acide.
Passiamo adesso ai contro. Attualmente non sono particolarmente sviluppate quelle tecnologie che consentirebbero di sfruttare al massimo le biomasse allo scopo di ottenere elevata qualità e notevole rendimento.
Altri svantaggi sono la mancanza di un piano organico di sfruttamento a livello nazionale e il fatto che le procedure di autorizzazione agli impianti di produzione sono particolarmente complesse e affette da un eccesso di burocrazia.
Concludendo: le prospettive sono buone, ma lo sfruttamento energetico delle biomasse è ancora troppo “giovane” per essere sfruttato adeguatamente e i tempi di andata a regime non sembrano particolarmente vicini.
(1) Energie rinnovabili è un’espressione con la quale, convenzionalmente, si definiscono quei tipi di energia che provengono da fonti rinnovabili, ovvero energie che derivano dall’utilizzo di materiali naturali che sono inesauribili.
Le cosiddette energie tradizionali sono invece quelle che vengono generate da fonti esauribili come i combustibili fossili (carbone, metano, petrolio, ecc.) e, in quanto tali, sono energie che, per quanto possano essere ingenti le scorte, sono disponibili in quantità non illimitata.
Spesso, per indicare le energie rinnovabili viene usata la locuzione energie alternative; questo uso è però da considerarsi scorretto in quanto esistono forme di energia alternativa che non appartengono né alla categoria delle energie tradizionali né alla categoria delle energie rinnovabili; il tipico esempio è quello dell’energia nucleare, una forma di energia alternativa che non fa parte di nessuna delle due categorie precedentemente menzionate.
