ENERGIA DALLE
BIOMASSE
Energia di biomassa
Che significa biomassa? Il nome ha un suono un po' strano, e forse è meglio
spiegarci subito. Si intende con biomassa ogni materia vivente o che in
passato viveva. Quando parliamo di produrre energia da essa, ci riferiamo di
solito alla vegetazione o ai rifiuti organici.
La vegetazione produce biomassa
grazie alla fotosintesi clorofilliana,
processo nel quale a partire dall’
anidride carbonica atmosferica e
dall’ acqua si generano ossigeno e
appunto “biomassa” ossia tutte le
parti in crescita delle piante (frutti,
foglie, legname..)
Le biomasse nominate rifiuti
organici, comprendendo cose
molto varie come lo sterco di
mucca, la paglia, o i residui
melmosi della produzione degli
alcolici..
Anidride carbonica
Luce
ossigeno
Biomassa
Acqua
Elementi
minerali:
Azoto
Potassio
Calcio
Energia da biomassa: i vantaggi
•La biomassa è molto abbondante. Può essere trovata quasi in ogni
pezzetto d superfice del pianeta, da alghe, alberi o letame.
•E' rinnovabile. Può essere facilmente rimpiazzata, ad esempio
ripiantando gli alberi.
•E' facilmente convertibile in combustibile ad alto potere energetico,
come l'alcol o il gas.
•E' economica.
•La produzione di biomassa spesso comprende la rigenerazione di
terre desolate (come aree disboscate).
•Essa può anche sfruttare zone inutilizzate in area agricola e creare
occupazione nelle comunità rurali.
•Se prodotta da risorse rinnovabili, l'uso di energia di biomassa non
provoca un aumento dei livelli di CO2, poiché le piante la riassorbono
durante la loro crescta.
•Produce pochissimo zolfo, riducendo così la produzione di piogge
acide.
Sorgenti di biomassa
Ci sono molti esseri viventi sulla terra, e molto materiale organico (cioè
proveniente da esseri viventi).
Tutto ciò può essere considerato comeuna fonte di biomassa.
Piante
Le piante costituiscono la fonte più comune di biomassa. Sono state utilizzate
sotto forma di legno, torba e paglia per migliaia di anni. Oggi il mondo
occidentale fa molto meno affidamento su questo combustibile ad alto potere
energetico. Questo dipende dall'opinione generale che il carbone, il petrolio o
l'energia nucleare siano più puliti, più efficienti e maggiormente in linea con il
progresso e la tecnologia. Tuttavia, come potrai scoprire in queste pagine,
questa opinione non è corretta.
Le piante possono essere coltivate
appositamente per la produzione di energia o
possono essere raccolte dall'ambiente naturale.
Nella foto a lato è rappresentata una foresta
pluviale; questi ecosistemi tropicali sono
specializzati nella produzione di una vasta
quantità di biomassa da un suolo povero.
Occorre naturalmente una certa cura
nella gestione di questi ambienti
naturali per evitare che rimangano
degradati come nella foto a lato.
Le piantagioni di solito usano tipi di
piante capaci di produrre una gran
quantità di biomassa in tempi brevi e in
modo sostenibile.
Si tratta di alberi (pini ed eucalipti) o di
altre piante a crescita veloce (canna da
zucchero, mais o soia).
Rifiuti industriali
I rifiuti industriali che contengono biomassa possono essere usati per la
produzione di energia. Ad esempio la melma che resta dalla produzione di
alcolici (nota come vinaccia) può essere lavorata per produrre gas
infiammabile. Altri rifiuti utili comprendono gli scarti della produzione di
cibi e la lanugine dall'industria tessile e cotoniera.
Rifiuti agricoli
I rifiuti agricoli sono una fonte potenziale di grandi quantità di biomassa.
Essi comprendono: gli scarti dei raccolti (tra cui quelli della selvicoltura), le
produzioni danneggiate o in eccesso e lo sterco animale. Se i residui e gli
scarti di produzione di canna da zucchero, selvicoltura e grano, oltre al
letame, fossero convertiti in energia, si potrebbe soddisfare con essi il 30%
della richiesta mondiale.
Metodi per produrre energia dalla biomassa
Il modo più ovvio di estrarre energia dalla biomassa è fare quello che hanno
intenzione di fare i signori nella foto, cioè darle fuoco. Nel Terzo Mondo un tale
uso della biomassa non è controllato, ma certamente è responsabile di una
grossa porzione dell'energia prodotta da biomassa nel mondo, la quale
costituisce il 15% dei consumi energetici mondiali. Un problema, con questo
sistema, è la sua poca efficienza.
Con un fuoco aperto, la maggior parte del calore
viene sprecata, piuttosto che essere utilizzata
per cuocere o per altri scopi.
Un modo di migliorare
l'efficienza del
focolare, nei Paesi in
via di sviluppo, è la
costruzione di
cucine con fango e
pezzi di ferro.
Nella figura a lato puoi
vedere un esempio di
cucina molto efficiente.
Nei Paesi industrializzati oltre al legname vero e proprio possono essere
utilizzati alcuni sottoprodotti dell’ industria del legno come segatura e
polveri trasformati in combustibili ecologici (pellet, bricchetti e cippato) e
bruciati in speciali stufe ad alto rendimento termico che ne garantiscono
la combustione completa.
Legna
Pellets
Cippato
Caldaia a
fiamma
rovesciata
Bricchetti
Tuttavia, bruciare la biomassa non è l'unico modo di trarne energia.
Gassificazione
Questo processo, il cui uso tipico produce una mistura gassosa infiammabile
di idrogeno, monossido di carbonio e metano, oltre a prodotti non
infiammabili. Questo risultato viene ottenuto in parte bruciando e in parte
facendo cuocere la biomassa (utilizzando il calore della combustione
parziale) in presenza di carbone (un sottoprodotto naturale della
combustione di biomassa). Il gas così ottenuto può essere usato al posto
della benzina e riduce la potenza di uscita dell'autoveicolo del 40%. E'
possibile che in futuro questo carburante divenga una tra le fonti di energia
principali per gli impianti elettrici.
Digestione anaerobica
Se un opportuno "cocktail" di batteri viene aggiunto a biomassa ed acqua in
un contenitore sigillato (in modo che non vi entri ossigeno), il contenuto
presto fermenta. Il prodotto della fermentazione è principalmente metano (un
gas infiammabile, lo stesso che usi per il riscaldamento e la cucina in casa),
un eccellente combustibile. Questo processo elimina la biomassa dall'acqua e
può quindi essere utilizzato anche in un impianto di depurazione.
Fermentazione alcolica
Se la biomassa usata proviene da (o può essere trasformata in) zucchero, allora
si può aggiungere lievito. La fermentazione che segue produce alcool, che è un
combustibile ad alto potere energetico e quindi molto indicato per alimentare
autoveicoli. Questo è stato realizzato con successo in Brasile dove a partire
dalla canna di zucchero si produce alcol per le automobili.
Anche i rifiuti sono biomasse e possono essere usati per produrre energia!
Digestione anaerobica
dei rifiuti
La digestione anaerobica è la
decomposizione di rifiuti organici
con mezzi biologici in condizioni
anaerobiche, di solito ad alte
temperature.
Le principali caratteristiche del
processo sono:
•Avviene in assenza di aria
• Produce gas metano
Il processo ha molti svantaggi, in primo luogo la realizzazione di un
digestore anaerobico è molto costosa. D'altra parte, il prodotto solido può
essere utilizzato come fertilizzante e il gas metano prodotto può essere
usato per la produzione di elettricità o di acqua calda e pompato nel sistema
di riscaldamento della comunità. Questo permette di realizzare un sistema di
riscaldamento per la comunità locale allo stesso tempo conveniente e
rispettoso dell'ambiente.
C'è un grande impegno della ricerca per progettare un digestore anaerobico
che soddisfi tutti i requisiti. Si spera che presto sia disponibile un digestore
efficace e non troppo costoso.
Biomassa : i problemi
Quando la biomassa è riconosciuta come la principale risorsa energetica di
una regione, diviene difficile fornire sufficiente materia prima. Questo è
vero sia se parliamo di una grossa centrale elettrica che di migliaia di
cucine a legna. Se la risorsa (la vegetazione locale o i rifiuti organici) non è
gestita ed utilizzata in modo efficiente, presso essa sparirà. Una gestione
efficiente significa anche assicurarsi che la biomassa non venga utilizzata
ad un ritmo maggiore di quello della sua crescita. Significa ancora
massimizzare la produzione di biomassa (ad esempio ripiantando le foreste
tagliate). Se questo non avviene, ne risulta la deforestazione.