Dalla gassificazione energia elettrica e termica

Le conclusioni del Progetto Elwood finanziato dalla Regione Toscana

Impianti a biomasse: vantaggi non solo ambientali

In una valutazione sintetica dei principali vantaggi e svantaggi della biomassa come risorsa energetica, si individuano i benefici ambientali, sia globali che locali, a cui si contrappongono degli impatti locali, i benefici sociali occupazionali ed infine dei benefici strategici energetici. 

Il primo beneficio prodotto da un impianto a biomassa è di tipo ambientale globale: la biomassa assorbe infatti CO2 dall'atmosfera durante la crescita e la restituisce all’ambiente nel corso della combustione; pertanto, il bilancio della CO2 è nullo su un tempo scala molto breve rispetto ai combustibili fossili. Quindi, nel calcolo della quantità di CO2 immessa in atmosfera dai processi di conversione energetica della biomassa, sono compresi i contributi delle operazioni di approvvigionamento, cioè semina, nel caso di colture dedicate, raccolta, trasporto e stoccaggio, e degli eventuali processi di trasformazione del combustibile per renderlo adatto allo specifico impianto di conversione energetica. Questa considerazione indica la necessità di realizzare impianti di produzione energetica a “filiera corta”, per i quali siano contenuti almeno gli impatti ambientali derivanti dal trasporto, e conseguentemente dello stoccaggio, della biomassa. L’utilizzo come combustibile degli scarti e dei residui delle produzioni agricole e agro-industriali contribuisce inoltre ad alleviare l’impatto ambientale dello smaltimento di queste sostanze, poiché i residui da potature e mietiture sono usualmente bruciati all’aperto, andando anche a recuperare il loro contenuto energetico che andrebbe disperso in aria ambiente.

Dal punto di vista ambientale locale, la creazione e lo sviluppo di aree agricole destinate a colture energetiche dedicate, al posto di terreni abbandonati e incolti, contribuiscono al controllo dell’erosione e alla riduzione del dissesto idrogeologico delle zone collinari e montane ed offrono un’opportunità di sviluppo e crescita per i territori rurali meno competitivi per le produzioni convenzionali, contenendo così anche i fenomeni di abbandono di queste aree.

La conversione energetica della biomassa fornisce inoltre un beneficio sociale occupazionale: le diverse fasi del ciclo produttivo del combustibile da biomassa creano infatti posti di lavoro e favoriscono la ripresa dei settori agricolo e forestale, rappresentando una fonte di reddito aggiuntiva a quello tradizionalmente derivante dall’attività agroforestale. Tutto il sistema di produzione della bioenergia, partendo dalle filiere di produzione agli impianti di trattamento e conversione, andrebbe quindi a formare un settore economico in espansione, contribuendo alla creazione di nuovi posti di lavoro ed opportunità di sviluppo.

Infine, da un punto di vista strettamente strategico energetico, l’utilizzo della biomassa come fonte rinnovabile può ridurre la dipendenza energetica dai produttori extraeuropei.

Biomassa legnosa

Le biomasse legnose sono sostanzialmente composte da lignina e cellulosa. Pertanto bruciando liberano l'energia solare che hanno accumulato per fotosintesi clorofilliana. Esse provengono generalmente da sfruttamento razionale di distese boschive e forestali, scarti dell'industria di lavorazione del legno, scarti di potatura degli alberi, colture arboricole dedicate. L'impiego nella produzione di energia nel nostro paese è ancora scarso (al di sotto degli standard di diversi paesi europei) ma poiché costituiscono una interessante fonte di energia rinnovabile il loro utilizzo è in progressivo aumento. I motivi che le rendono di sicuro interesse sono facilmente comprensibili e si possono cosi riassumere: - Contribuiscono ad uno sviluppo sostenile ed attento alle tematiche ambientali. Se opportunamente gestite producono quantità modeste di inquinanti, sono facilmente rinnovabili, emettono ridotte quantità di gas serra. - Costituiscono una diversificazione rispetto alle tradizionali fonti fossili e perciò diminuiscono la dipendenza energetica del nostro paese dalle importazioni. - Il loro utilizzo specialmente se gestito in ambito locale crea nuove opportunità lavorative e contribuisce allo sviluppo economico delle comunità locali. - La gestione e la riforestazione dei boschi consente il recupero di un territorio lasciato per troppo tempo in abbandono migliorando i dissesti idrogeologici che si sono venuti a creare. - I costi per produrre energia e calore con le biomasse legnose sono spesso notevolmente più contenuti di quelli che utilizzano derivati del petrolio e gas naturale. Come già detto le biomasse legnose vengono per lo più utilizzate per: il riscaldamento, produzione di energia elettrica in centrali termoelettriche ed in misura minore per produrre con processi termochimici biogas o biocombustibili. Il riscaldamento può effettuarsi con impianti domestici come stufe e caminetti o con caldaie centralizzate o addirittura con impianti di teleriscaldamento. Per tutti questi apparati negli ultimi anni la tecnologia della combustione ha fatto progressi enormi riducendo in maniera drastica le emissioni inquinanti. Il sistema più utilizzato è quello a fiamma inversa. Tale sistema consta di due camere di combustione posizionate l'una sull'altra. In quella superiore viene stoccata su una griglia la biomassa che viene incendiata. Il comburente (l'aria) viene insufflato dall'alto e aspirata da sotto in tal modo la fiamma è capovolta. I gas prodotti dal riscaldamento della biomassa passano nella seconda camera di combustione e per effetto dell'elevata temperatura bruciano. In tal modo si ottiene una combustione più pulita e con scarsa produzione di polveri incombuste. Per produrre energia elettrica generalmente si tende a realizzare impianti di piccola e media taglia che sono più facilmente gestibili in ambito locale. In tali impianti con una caldaia il cui principio di funzionamento è simile a quello su descritto si genera vapor d'acqua con cui si alimenta la turbina. Spesso prima di condurre i fumi di scarico all'esterno li si fa passare attraverso uno scambiatore per abbattere ulteriormente il calore che andrebbe perduto e migliorare ulteriormente il rendimento globale dell'impianto. La gassificazione delle biomasse ligneo cellulosiche avviene in speciali impianti e consente di ottenere a seconda dei processi utilizzati o biocombustibili liquidi: bioetanolo o biodiesel o gas di sintesi una miscela di idrogeno (circa il 50%), monossido di carbonio (circa il 35%) e anidride carbonica e metano (per il restante 15%).