Biomassa

Il termine biomassa è stato introdotto per indicare tutti quei materiali di origine organica (vegetale o animale) che non hanno subito alcun processo di fossilizzazione e sono utilizzati per la produzione di energia. Pertanto tutti i combustibili fossili (petrolio, carbone, metano, ecc..) non possono essere considerati come biomassa. Le biomasse rientrano fra le fonti rinnovabili in quanto la CO₂ emessa per la produzione di energia non rappresenta un incremento dell’anidride carbonica presente nell’ambiente, ma è la medesima che le piante hanno prima assorbito per svilupparsi e che alla morte di esse tornerebbe nell’atmosfera attraverso i normali processi degradativi della sostanza organica. L’utilizzo delle biomasse quindi accelera il ritorno della CO₂ in atmosfera rendendola nuovamente disponibile alle piante. Sostanzialmente queste emissioni rientrano nel normale ciclo del carbonio e sono in equilibrio fra CO₂ emessa e assorbita. La differenza con i combustibili fossili è pertanto molto profonda: il carbonio immesso in atmosfera è carbonio fissato nel sottosuolo che non rientra più nel ciclo del carbonio, ma nel terreno è fissato stabilmente. In questo caso si va a rilasciare in atmosfera vera e propria “nuova” CO₂. Il termine è utilizzato per descrivere la produzione di energia in impianti appositi: impianti a biomassa. La valorizzazione energetica dei materiali organici contribuisce alla produzione di energia termica e con impianti di medie o grosse dimensioni può produrre anche energia elettrica, contribuendo a limitare le emissioni di anidride carbonica e quindi gli impegni del Protocollo di Kyoto.


Le diverse tipologie
La più antica biomassa utilizzata per la produzione di energia è il legno. Oggi assistiamo all'utilizzo di molteplici prodotti organici per la produzione energetica; alcuni, come la legna, utilizzabili tal quali, altri invece che necessitano di alcuni trattamenti che possono essere semplici o complessi.

Biomassa forestalePer Biomassa forestale si intende l’insieme dei prodotti ottenuti dal taglio dei boschi, come i semplici ciocchi di legna, il pellet e il cippato. La biomassa forestale oggi può essere utilizzata per alimentare caldaie ad altissimo rendimento, fino al 90%, rendendola economicamente competitiva con molti combustibili fossili. Queste caldaie forniscono acqua calda per il riscaldamento e per i sanitari. Le tipologie più frequenti sono:

• Caldaie a tronchetti di legna
• Caldaie a pellet
• Termocaminetto ad aria o ad acqua
• Caldaie a cippato

Impianti a cippato possono essere utilizzati anche per la cogenerazione (produzione di calore ed elettricità), utilizzando diverse tecnologie. Una delle più avanzate sfrutta la gassificazione della sostanza legnosa che può essere abbinata a caldaie anche tradizionali oppure a tecnologie più raffinate come il motore Stirling.


Agroenergie
Con il termine agroenergie si indica quella biomassa coltivata specificatamente per fini energetici. Anche la Biomassa legnosa può essere compresa in questa categoria anche se solitamente ci si riferisce a quei prodotti agricoli coltivati in campo, dalle piante erbacee alle piante arbustive fino ad arrivare a quelle arboree (come ad esempio le piantagioni di pioppi)
Biocarburanti
Dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri, come canna da zucchero, barbabietole e mais, spesso prodotti in quantità maggiori al fabbisogno, si può ricavare l'etanolo o alcool etilico, che può essere utilizzato come combustibile per i motori endotermici, in sostituzione della benzina. Dalle oleaginose (quali girasole, colza, soia) si può ricavare per spremitura il cosiddetto biodiesel.
Tramite opportuno procedimento è inoltre possibile trasformare le biomasse di qualsiasi natura in BTL (Biomass to liquid), un biodiesel, ottenuto appunto da materiale organico di scarto o prodotto appositamente con colture dedicate.
Lo sfruttamento di nessuna di queste fonti può comunque prescindere da valutazioni sull'EROEI complessivo, ossia sul rapporto tra energia ottenuta ed energia impiegata nella produzione.
Ne esistono diversi: il bioetanolo, il biodiesel, il biometanolo, il biodimetiletere, gli idrocarburi sintetici, il bioidrogeno, gli olii vegetali.
Biocombustibili per la produzione di energia elettrica
In alcuni paesi si stanno sperimentando coltivazioni pilotate di vegetali a crescita veloce da utilizzare per produrre energia, ad esempio per alimentare piccole centrali elettriche come già avviene negli USA, in India e in Giappone.
Fra le sperimentazioni in corso si segnala la coltivazione di alcuni incroci ibridi del Miscanthus Giganteus detto Miscanto, un'erba graminacea alta fino a quattro metri con una notevolissima redditività potenziale (60 tonnellate di materia secca per ettaro, equivalenti a circa 60 barili di petrolio). Secondo le stime dell'Environmental Research Institute del Galles, se il Miscanto venisse piantato sul 10% delle aree coltivabili europee potrebbe fornire fino al 9% dell'energia elettrica consumata dall'intero continente. In Italia le sperimentazioni sul Miscanto vengono condotte dall'ENEA in Sicilia.
Biogas
Oltre ai vegetali coltivati, anche i rifiuti vegetali e liquami di origine animale possono essere sottoposti a digestione o fermentazione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno). La biomassa viene chiusa in un digestore (ad esempio realizzato con la tecnologia UASB) nel quale si sviluppano microorganismi che con la fermentazione dei rifiuti formano il cosiddetto biogas. Dopo trattamento depurativo, questo può essere usato come carburante, combustibile per il riscaldamento e per la produzione di energia elettrica. Anche dai rifiuti raccolti nelle città si può ricavare energia.
Biomassa secca e legna ecologica
Acquisisce sempre più importanza e ogni anno cresce la produzione di legna ecologica e biomassa secca ottenute dallo sfruttamento razionale delle foreste. La biomassa secca e la legna ecologica per dirsi tali devono avere queste caratteristiche:

• abbattimento di piante già morte senza intaccare alberi vivi
• biomassa secca, foglie, rametti, scarti lavorazioni agricole, potature di parchi e giardini, metodo del ramo bello annuale
• sfruttamento razionale delle foreste metodo della matricina per piccole strisce di bosco o 1 pianta ogni 4
• salvaguardia alberi secolari, generi protetti, boschi storici, habitat, ecosistema
• lavorazione ecologica (sega a mano, sega elettrica, cippatrice elettrica, accetta, machete, scure)
• assenza di spese aggiuntive di costi energetici di trasporto via nave e via terra per migliaia di chilometri
• retribuzione 25 € per ogni ora di lavoro applicata

Utilizzo delle biomasse in Italia
Un uso diffuso delle biomasse (segatura delle locali segherie ed anche prodotte da ceppato di legni di scarso valore commerciale) lo si ha negli impianti di teleriscaldamento, diffusi particolarmente in Val Pusteria. L'abbondanza della materie prime e il lungo periodo invernale favoriscono tale utilizzo. Alcuni impianti, come quello di Dobbiaco, producono anche energia termoelettrica. A Dobbiaco la biomassa presente sul territorio non è sufficiente per garantire l'alimentazione della centrale e pertanto viene importata addirittura dalla Finlandia. Sono presenti anche alcune altre piccole centrali al Nord Italia; presto sorgerà anche nel Mezzogiorno, nel Polo Industriale del Dittaino, a Enna, la prima centrale di questo genere. Essa garantisce energia economica alle imprese e ai civili.
Problemi delle biomasse
Lo sfruttamento delle biomasse, il cui unico problema a livello tecnico sarebbe il potere calorifico moderato (circa la metà del carbone), è in realtà limitato da determinati fattori strettamente legati alla loro natura:

• Disponibilità: Le biomasse non sono disponibili in ogni momento dell'anno. Basta pensare ad esempio a tutte quelle che derivano da colture stagionali, la cui raccolta avviene in un determinato periodo dell'anno. Anche il legno, che in via teorica potrebbe essere disponibile tutto l'anno, di fatto viene tagliato prevalentemente d'inverno, poiché durante questa stagione esso contiene meno umidità. Per questo motivo impianti di potenza alimentati a biomasse richiedono grandi zone per lo stoccaggio del materiale, che viene di fatto reso disponibile solo una volta l'anno.

• Resa per ettaro: Al contrario dei combustibili tradizionali, che si trovano generalmente in giacimenti di grandi dimensioni, la produzione di biomasse avviene generalmente su aree molto elevate. Questo è forse il principale limite allo sfruttamento delle biomasse. Si pensi che, volendo alimentare a biomasse l'impianto di generazione elettrica di Porto Tolle (4 gruppi da 660 MW, di cui è in discussione la trasformazione a carbone) sarebbe necessario dedicare alla coltura delle biomasse una superficie pari al 75% della superficie agricola del Veneto.

• Inquinamento locale: La combustione del materiale, soprattutto se legnoso (quindi allo stato solido), contribuisce in maniera minimale all'emissione di CO₂, emette le poche quantità di ossidi d'azoto e di zolfo che la pianta ha assorbito. L'energia prodotta con le biomasse legnose è rinnovabile e come tutte le rinnovabili gode in tutta Europa di contributi pubblici per incentivarne la produzione.

• Sostanze Inquinanti: La combustione di biomassa produce grandi quantità di sostanze inquinanti

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