Biocarburanti – Gassificazione – Biogas
Biocarburanti
Il biocombustibile è un combustibile ottenuto in modo indiretto dalle biomasse: grano, mais, bietola, canna da zucchero, ecc.
Esso, provenendo da una risorsa rinnovabile, dovrebbe essere disponibile potenzialmente senza interruzione; lo svantaggio primario riconosciuto al biocombustibile potrebbe essere quello di togliere terreno agricolo usato per la produzione di alimenti.Un secondo ordine di considerazione è che il rapporto tra energia necessaria per produrlo e quella resasi disponibile non è sempre favorevole.
Sono considerati biocarburanti:
il bioetanolo, il biodiesel, il biometanolo, il biodimetiletere, gli idrocarburi sintetici, il bioidrogeno, gli olii vegetali, il biogas.
Gassificazione
La gassificazione è un processo chimico che permette di convertire materiale ricco in carbonio, quale il carbone, il petrolio, o le biomasse, in monossido di carbonio, idrogeno e altri composti gassosi.
Il processo di degradazione termica avviene a temperature elevate (superiori a 700-800 °C), in presenza di una percentuale sotto-stechiometrica di un agente ossidante, tipicamente aria (ossigeno) o vapore. La miscela gassosa risultante costituisce quello che viene definito gas di sintesi (syngas) e rappresenta essa stessa un combustibile. La gassificazione è un metodo per ottenere energia da differenti tipi di materiali organici e trova anche applicazione nel trattamento termico dei rifiuti (a tal proposito, si veda la voce gassificatore).
L’uso del processo di gassificazione per la produzione di calore presenta alcuni vantaggi rispetto alla combustione diretta, a prezzo, tuttavia, dell’introduzione di alcune complicazioni impiantistiche. Il syngas può essere bruciato direttamente in motori a combustione interna, o utilizzato per produrre metanolo o idrogeno, o convertito tramite il processo Fischer-Tropsch in combustibile sintetico. Ad oggi, tuttavia, sono assai poco numerosi gli impianti che producono combustibili sintetici da gassificazione e quelli esistenti utilizzano principalmente il carbone come materia prima. La gassificazione, infatti, può anche utilizzare materie prime altrimenti poco utili quali combustibili, come i rifiuti organici. Inoltre, il processo di gassificazione permette di togliere con le ceneri elementi altrimenti problematici per la successiva fase di combustione, quali ad esempio cloro e potassio, consentendo la conseguente produzione di un gas molto pulito.
La combustione dei combustibili fossili è attualmente ampiamente utilizzata su scala industriale per produrre energia elettrica. Però, considerato che quasi ogni tipo di materiale organico può essere utilizzato quale materia prima per la gassificazione, come il legno, la biomassa, o persino la plastica, questa può essere una tecnologia utile nell’ambito dell’incremento del contributo fornito dall’energia rinnovabile. Al processo di gassificazione della biomassa, come agli altri processi di combustione, potrebbero venire applicate tecnologie per la cattura e il sequestro delle emissioni di anidride carbonica.
La gassificazione si fonda su processi chimici che avvengono a temperature superiori ai 700 °C, il che la differenzia dai processi biologici quali la digestione anaerobica che produce biogas a temperature di poco superiori a quella ambiente.
Biogas
I biogas sono una miscela di vari tipi di gas, composti principalmente da metano, prodotti dalla fermentazione batterica in anaerobiosi (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti da residui vegetali o animali.
I residui utili possono avere più origini: scarti dell’agroindustria (trinciato di mais, sorgo o altre colture), dell’industria alimentare (farine di scarto o prodotti scaduti), dell’industria zootecnica (reflui degli animali o carcasse); si possono utilizzare anche colture appositamente coltivate allo scopo di essere raccolte e trinciate per produrre “biomassa”, come mais, sorgo zuccherino, grano, canna comune, bietole; attualmente sono in corso delle ricerche per l’utilizzo di alghe.
L’intero processo vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno e metano (metanizzazione dei composti organici).
