Cosa sono le Cosa sono le biomassebiomasse

S’intende per biomassa ogni sostanza organica S’intende per biomassa ogni sostanza organica derivante direttamente o indirettamente dalla derivante direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana che può essere usata come fotosintesi clorofilliana che può essere usata come combustibile per la produzione di energia.combustibile per la produzione di energia.

Le biomasse:Le biomasse: sono una fonte di energia rinnovabile e pulita.sono una fonte di energia rinnovabile e pulita. Sono ampliamente disponibili;Sono ampliamente disponibili; Costituiscono una risorsa energetica locale a Costituiscono una risorsa energetica locale a

basso impatto ambientale;basso impatto ambientale; Non sono destinate all’esaurimento (se gestite Non sono destinate all’esaurimento (se gestite

correttamente);correttamente);

Tipologie di Tipologie di biomassabiomassaLe biomasse utilizzabili per la conversione energetica Le biomasse utilizzabili per la conversione energetica

possono essere così suddivise:possono essere così suddivise:1. Residui e sottoprodotti ligno-cellulosici(cimali,ramaglie 1. Residui e sottoprodotti ligno-cellulosici(cimali,ramaglie

e potature),residui derivanti dalla lavorazione del e potature),residui derivanti dalla lavorazione del legno(cortecce, segature, trucioli) e residui agro-legno(cortecce, segature, trucioli) e residui agro-industriali(paglie, gusci e noccioli della frutta); industriali(paglie, gusci e noccioli della frutta);

2. Colture zuccherine (barbabietole);2. Colture zuccherine (barbabietole);3. Colture ligno-cellulosiche (sorgo di fibra, canna 3. Colture ligno-cellulosiche (sorgo di fibra, canna

comune, pioppo e eucalipto);comune, pioppo e eucalipto);

4.Colture amidacee(cereali, mais e patate) e oleaginose 4.Colture amidacee(cereali, mais e patate) e oleaginose (colza e girasole);(colza e girasole);

5. Frazioni organiche(umide e secce) dei rifiuti civili e 5. Frazioni organiche(umide e secce) dei rifiuti civili e industriali;industriali;

6. Scarti derivanti dagli allevamenti zootecnici e dalle 6. Scarti derivanti dagli allevamenti zootecnici e dalle industrie agroalimentari;industrie agroalimentari;

Per esemplificare qualche tipologia di biomassa, tra le più comuni, si possono citare:

BiomasseBiomasse

Biocombustibili Biocombustibili

BioenergiaBioenergia

Dalle biomasse derivano direttamente i Dalle biomasse derivano direttamente i biocombustibili(combustibili solidi,liquidi biocombustibili(combustibili solidi,liquidi

o gassosi)o gassosi)

BiocombustibiliBiocombustibiliTra i principali annoveriamoTra i principali annoveriamo::

BIODIESELBIODIESEL BIOETANOLOBIOETANOLO CIPPATOCIPPATO PELLETSPELLETS BIOGASBIOGAS

BIODIESELBIODIESEL Il biodiesel è fonte di energiaIl biodiesel è fonte di energia rinnovabile rinnovabile

ottenuta dagli oli vegetali di colza e ottenuta dagli oli vegetali di colza e girasole,con proprietà e prestazioni simili a girasole,con proprietà e prestazioni simili a quelle del gasolio minerale.quelle del gasolio minerale.

Presenta elevata biodegradabilitàPresenta elevata biodegradabilità ..

1.1.ESTRAZIONE:separazione nei semi di grassiESTRAZIONE:separazione nei semi di grassi

B e proteine;B e proteine;

I I

O O 2. RAFFINAZIONE:comprende tutti i processi2. RAFFINAZIONE:comprende tutti i processi

D D per eliminare acquaper eliminare acqua,,

I I mucillagini(gomme) emucillagini(gomme) e

E E impurità in sospensioneimpurità in sospensione

S S 3.TRANSESTERIFICAZIONE:3.TRANSESTERIFICAZIONE:

E E è usato per convertire l’olio base nell’ESTERE è usato per convertire l’olio base nell’ESTERE

L L desiderato e rimuovere gli acidi grassi liberidesiderato e rimuovere gli acidi grassi liberi

Processo per la Processo per la produzione di produzione di

biodiselbiodisel

trigliceride + metanolo → glicerolo + estere metilico(che costituisce il biodiesel)

Schema a blocchi della Schema a blocchi della filierafiliera

Vantaggi rispetto Vantaggi rispetto al diesel al diesel

tradizionaletradizionale alto numero di cetani (infiammabilità superiore in cicli diesel); alto numero di cetani (infiammabilità superiore in cicli diesel);

più alta capacità lubrificante; più alta capacità lubrificante;

L’assenza di zolfo (riduce le piogge acide); L’assenza di zolfo (riduce le piogge acide);

alta percentuale di ossigeno (maggior stabilità di combustione, minor alta percentuale di ossigeno (maggior stabilità di combustione, minor produzione di PM10, minor residui organici volatili - VOC). produzione di PM10, minor residui organici volatili - VOC).

Non è esplosivo;Non è esplosivo; riduce significativamente le emissioni tossiche quando viene bruciato come riduce significativamente le emissioni tossiche quando viene bruciato come

carburante.carburante.

Per ogni litro di Biodiesel Per ogni litro di Biodiesel sono emessi 2,2 kg di sono emessi 2,2 kg di CO2 contro i 3,2 kg CO2 contro i 3,2 kg emessi dal Diesel emessi dal Diesel derivato dal petrolio!derivato dal petrolio!

L’inconveniente:L’inconveniente:

il biodiesel produce più emissioni di il biodiesel produce più emissioni di ossidi di azoto (ossidi di azoto (NOxNOx) del gasolio; ) del gasolio; inconveniente che può essere contenuto inconveniente che può essere contenuto riprogettando i motori diesel e dotando riprogettando i motori diesel e dotando gli scarichigli scarichi

BioetanoloBioetanoloIl bioetanolo è un alcool(etanolo o alcool etilico) ottenuto Il bioetanolo è un alcool(etanolo o alcool etilico) ottenuto

mediante un processo chimico,mediante un processo chimico,la fermentazione alcolicala fermentazione alcolica, con , con cui i glucidi vengono trasformati in alcol etilico. Per ottenere i cui i glucidi vengono trasformati in alcol etilico. Per ottenere i migliori risultati da questa trasformazione occorre partire da migliori risultati da questa trasformazione occorre partire da una materia prima che abbia contenuti zuccherini una materia prima che abbia contenuti zuccherini elevati,perciò le materie prime per la produzione di etanolo elevati,perciò le materie prime per la produzione di etanolo possono essere racchiuse nelle seguenti classi: possono essere racchiuse nelle seguenti classi:

Coltivazioni ad hoc(canna da zucchero,grano,mais) Coltivazioni ad hoc(canna da zucchero,grano,mais) Residui di coltivazione agricole e forestali;Residui di coltivazione agricole e forestali; Eccedenze agricole temporanee ed occasionali;Eccedenze agricole temporanee ed occasionali; Residui di lavorazione delle industrie agrarie e agro-Residui di lavorazione delle industrie agrarie e agro-

alimentari;alimentari; Rifiuti urbani;Rifiuti urbani;

Bioetanolo dal tronco Bioetanolo dal tronco della piantadella pianta

Un metodo che permette di produrre bioetanolo è quello di ottenere in Un metodo che permette di produrre bioetanolo è quello di ottenere in primis il glucosio per poi produrre etanolo tramite via fermentativa. primis il glucosio per poi produrre etanolo tramite via fermentativa. Il tronco della pianta, generalmente abete rosso, deve essere Il tronco della pianta, generalmente abete rosso, deve essere opportunamente pretrattato al fine di ottenere del legno tagliuzzato, opportunamente pretrattato al fine di ottenere del legno tagliuzzato, il quale poi viene sottosposto a cottura e quindi avviene l'estrazione il quale poi viene sottosposto a cottura e quindi avviene l'estrazione del glucosio. Una volta estratto l'del glucosio. Una volta estratto l'esosoesoso si sottopone il si sottopone il substratosubstrato ad ad una una fermentazionefermentazione ad opera di ad opera di saccharomycessaccharomyces cerevisiaecerevisiae oppure di oppure di candidacandida microrganismi i quali operano in condizioni di microrganismi i quali operano in condizioni di anaerobiosianaerobiosi e che danno come ultimo prodotto della loro e che danno come ultimo prodotto della loro via via glicoliticaglicolitica il il piruvatopiruvato il quale viene inizialmente decarbossilato ad il quale viene inizialmente decarbossilato ad acetaldeideacetaldeide ed in seguito una idrogenazione ottenendo così, appunto, Etanolo. ed in seguito una idrogenazione ottenendo così, appunto, Etanolo. L'etanolo prodotto, però, ha una concentrazione massima del 25-L'etanolo prodotto, però, ha una concentrazione massima del 25-30% in quanto i lieviti hanno una bassa capacità di sopportare alte 30% in quanto i lieviti hanno una bassa capacità di sopportare alte concentrazioni di alcool. Per questo motivo viene sottoposto ad una concentrazioni di alcool. Per questo motivo viene sottoposto ad una distillazionedistillazione azeotropoazeotropo al fine di ottenere un'etanolo al 94-95%. al fine di ottenere un'etanolo al 94-95%.

Bioetanolo da Bioetanolo da cellulosacellulosa

Vengono idrolizzate grandi quantità di Vengono idrolizzate grandi quantità di cellulosa che tramite l'uso di funghi o batteri cellulosa che tramite l'uso di funghi o batteri si trasformano in glucosio e altri zuccheri, poi si trasformano in glucosio e altri zuccheri, poi avviene la fermentazione mediante lieviti o avviene la fermentazione mediante lieviti o altri microbi. Ricerche innovative mirano a altri microbi. Ricerche innovative mirano a modificare geneticamente sia i batteri che i modificare geneticamente sia i batteri che i lieviti come il lieviti come il saccharomycessaccharomyces cerevisiaecerevisiae modificato in modo da produrre il doppio di modificato in modo da produrre il doppio di etanolo.etanolo.

Schema a blocchi della Schema a blocchi della filierafiliera

(C6H10O5)n + n . H2O → n . C6H12O6Cellulosa vapore glucosio fermento

(C6H12O6) → 2 . C2H5OH + 2 . CO2 glucosio etanolo anidride carbonica

Cippato:il legno Cippato:il legno sminuzzatosminuzzato

Si definisce “legno sminuzzato”, o “chips di legno”, il legname in scaglie Si definisce “legno sminuzzato”, o “chips di legno”, il legname in scaglie ottenuto da apposite macchine. Per produrre chips viene utilizzato legno di ottenuto da apposite macchine. Per produrre chips viene utilizzato legno di qualità inferiore, come i residui delle potature boschive , agricole o qualità inferiore, come i residui delle potature boschive , agricole o urbane, oppure ancora i sottoprodotti delle segherie.urbane, oppure ancora i sottoprodotti delle segherie.

Il cippato ottenuto può essere di tre tipologie:Il cippato ottenuto può essere di tre tipologie: verdeverde, , contenente anche fogliame (soprattutto aghi), in quanto ottenuto contenente anche fogliame (soprattutto aghi), in quanto ottenuto

dalla riduzione in chips di piante intere o di porzioni della chioma. dalla riduzione in chips di piante intere o di porzioni della chioma. marronemarrone, , se sono cippati rami e tronchetti con cortecciase sono cippati rami e tronchetti con corteccia; ; presenta colore presenta colore

più scuro del precedente e, a parità di altre condizioni, una massa più scuro del precedente e, a parità di altre condizioni, una massa volumica leggermente superiore poiché la corteccia si frantuma in volumica leggermente superiore poiché la corteccia si frantuma in particelle di dimensioni più piccole e riempie parte degli interstizi fra i particelle di dimensioni più piccole e riempie parte degli interstizi fra i chips, dando origine a un cumulo più compatto; chips, dando origine a un cumulo più compatto;

biancobianco, , che deriva dalla sminuzzatura di solo legno, ovvero di fusti o che deriva dalla sminuzzatura di solo legno, ovvero di fusti o tronchetti preventivamente scortecciati;tronchetti preventivamente scortecciati;

Le scaglie provenienti dal bosco presentano in Le scaglie provenienti dal bosco presentano in genere un’umidità che oscilla tra il 40 e il genere un’umidità che oscilla tra il 40 e il 60%, per cui è necessario progettare in 60%, per cui è necessario progettare in maniera adeguata la fase dello stoccaggio, in maniera adeguata la fase dello stoccaggio, in modo da permettere una giusta aerazione ed modo da permettere una giusta aerazione ed evitare quindi fermentazioni che deteriorano evitare quindi fermentazioni che deteriorano la qualità del cippato.la qualità del cippato.

Vantaggi del Vantaggi del cippatocippato

Nelle operazioni boschive la “cippatura” Nelle operazioni boschive la “cippatura” consente diversi vantaggi:consente diversi vantaggi:

il recupero di scarti che altrimenti verrebbero il recupero di scarti che altrimenti verrebbero lasciati in bosco (prevenendo così l’innesco di lasciati in bosco (prevenendo così l’innesco di incendi) incendi)

l’aumento della produttività conseguente l’aumento della produttività conseguente all’eliminazione di alcune fasi di allestimento all’eliminazione di alcune fasi di allestimento del legname.del legname.

Pellets: Pellets: combustibile dagli combustibile dagli scarti industrialiscarti industriali

Alcune tipologie di scarti dell'industria del legno (segatura, Alcune tipologie di scarti dell'industria del legno (segatura, polveri ) possono essere utilizzate per produrre un polveri ) possono essere utilizzate per produrre un combustibile alternativo ecologico detto "pellet di legno". combustibile alternativo ecologico detto "pellet di legno". 

Il pellets può essere prodotto utilizzando varie tipologie di Il pellets può essere prodotto utilizzando varie tipologie di biomasse legnose e segatura di legno purché non contengano biomasse legnose e segatura di legno purché non contengano vernici, collanti o altre sostanze tossiche infatti la capacità vernici, collanti o altre sostanze tossiche infatti la capacità legante della legante della ligninalignina, contenuta nella legna, permette di , contenuta nella legna, permette di ottenere un prodotto compatto senza aggiungere additivi e ottenere un prodotto compatto senza aggiungere additivi e sostanza chimiche estranee al legnosostanza chimiche estranee al legno..

Questo combustibile si distingue per la bassa umidità (inferiore al Questo combustibile si distingue per la bassa umidità (inferiore al 12 %) e per la sua elevata densità nonché per la regolarità del 12 %) e per la sua elevata densità nonché per la regolarità del materiale.I pellets sono prodotti con la polvere ottenuta dalla materiale.I pellets sono prodotti con la polvere ottenuta dalla sfibratura dei residui legnosi, la quale viene pressata da apposite sfibratura dei residui legnosi, la quale viene pressata da apposite macchine in cilindretti che possono avere diverse lunghezze e macchine in cilindretti che possono avere diverse lunghezze e spessori (1,5-2 cm di lunghezza,6-8 mm di diametro).spessori (1,5-2 cm di lunghezza,6-8 mm di diametro).

BiogasBiogasCon il termine Con il termine biogasbiogas si intende una miscela di vari tipi si intende una miscela di vari tipi

di di gasgas (per la maggior parte (per la maggior parte metanometano, dal 50 al 70%) , dal 50 al 70%) prodotto dalla prodotto dalla fermentazionefermentazione batterica in batterica in anaerobiosianaerobiosi (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in da rifiuti, vegetali in decomposizionedecomposizione, carcasse in , carcasse in putrescenza, liquami zootecnici o di fognatura. putrescenza, liquami zootecnici o di fognatura. L'intero processo vede la decomposizione del L'intero processo vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di materiale organico da parte di alcuni tipi di batteribatteri, , producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano (metanizzazione dei composti organici).e metano (metanizzazione dei composti organici).

Vantaggi nell'uso Vantaggi nell'uso del biogasdel biogas

impedisce la diffusione nella troposfera del impedisce la diffusione nella troposfera del metano emesso naturalmente durante la metano emesso naturalmente durante la decomposizione di carcasse e vegetali: il decomposizione di carcasse e vegetali: il metano è infatti uno dei gas-serra più potenti metano è infatti uno dei gas-serra più potenti ed è quindi auspicabile la sua degradazione in ed è quindi auspicabile la sua degradazione in CO2 e acqua per combustione. CO2 e acqua per combustione.

Schema a blocchi Schema a blocchi della filieradella filiera

Modalità di Modalità di conversioneconversione

Conversione di tipo Conversione di tipo biochimicobiochimico: : ricavano ricavano energia da reazioni chimiche dovute alla presenza di energia da reazioni chimiche dovute alla presenza di funghi, enzimi e microrganismi che si formano nella funghi, enzimi e microrganismi che si formano nella biomassa sotto particolari condizioni;biomassa sotto particolari condizioni;

Conversione di tipo Conversione di tipo termochimicotermochimico:: sono stati sono stati basati sull’azione del calore che permette le reazioni basati sull’azione del calore che permette le reazioni chimiche necessarie a trasformare la materia in chimiche necessarie a trasformare la materia in energia;energia;

Conversione Conversione biochimica:biochimica:

• Digestione anaerobica;Digestione anaerobica;• Digestione aerobica;Digestione aerobica;• Fermentazione alcolica;Fermentazione alcolica;• Produzione di metanolo;Produzione di metanolo;• Produzione di oli;Produzione di oli;

Processi biochimici:Processi biochimici:

La digestione La digestione anaerobicaanaerobica• Demolizione per mezzo di batteri (in assenza di O) di sostanze Demolizione per mezzo di batteri (in assenza di O) di sostanze

organiche complesse contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di organiche complesse contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale;origine animale;

• Batteri sempre presenti nella massa organica e trasformano i Batteri sempre presenti nella massa organica e trasformano i composti organici in CH4 e CO2;composti organici in CH4 e CO2;

• Avviene all’interno di reattori che evitano il contatto tra mssa Avviene all’interno di reattori che evitano il contatto tra mssa liquida e ossigeno atmosferico;liquida e ossigeno atmosferico;

• Produzione di biogas (45-60% metano e parte restante CO2)Produzione di biogas (45-60% metano e parte restante CO2)• Usato come combustibile per alimentare la BIOCONVERSIONE;Usato come combustibile per alimentare la BIOCONVERSIONE;• Al termine del processo si conservano integri N, P e K usati come Al termine del processo si conservano integri N, P e K usati come

fertilizzanti;fertilizzanti;

In relazione all'intervallo di temperatura in cui In relazione all'intervallo di temperatura in cui agiscono, i batteri sono suddivisi in:agiscono, i batteri sono suddivisi in:

• • Psicrofili, quando agiscono a temperature Psicrofili, quando agiscono a temperature inferiori a 25°Cinferiori a 25°C

• • Mesofili, quando agiscono a temperature Mesofili, quando agiscono a temperature comprese tra i 25°C e 45°Ccomprese tra i 25°C e 45°C

• • Termofili, quando agiscono a temperature Termofili, quando agiscono a temperature superiori a 45°C.superiori a 45°C.

Fasi della digestione Fasi della digestione anaerobica:anaerobica:

1. idrolisi della cellulosa, delle proteine, dei lipidi e degli 1. idrolisi della cellulosa, delle proteine, dei lipidi e degli zuccheri e degli amminoacidi;zuccheri e degli amminoacidi;

2. fase acidogenica con formazione di acidi grassi in particolare 2. fase acidogenica con formazione di acidi grassi in particolare di acido acetico;di acido acetico;

3. metanizzazione del prodotto della seconda fase; questo stadio 3. metanizzazione del prodotto della seconda fase; questo stadio metanogenico coinvolge una serie di metano-batteri, che metanogenico coinvolge una serie di metano-batteri, che completano la trasformazione in metano ed anidridecompletano la trasformazione in metano ed anidride

carbonica degli acidi grassi (principalmente acetico), carbonica degli acidi grassi (principalmente acetico), secondo la reazione seguente:secondo la reazione seguente:

CH3COOH CH3COOH CH4+CO2CH4+CO2 in cui un atomo di carbonio è l'accettore finale di idrogeno, e in cui un atomo di carbonio è l'accettore finale di idrogeno, e

produce metano, mentreproduce metano, mentre l'altro atomo va a costituire l'anidride carbonica.l'altro atomo va a costituire l'anidride carbonica.

Processi biochimici:Processi biochimici:

Digestione aerobicaDigestione aerobica• Metabolizzazione delle sostanze organiche ad opera di Metabolizzazione delle sostanze organiche ad opera di

microrganismi (presenza di O);microrganismi (presenza di O);• Conversione delle sostanze complesse in altre più semplici Conversione delle sostanze complesse in altre più semplici

con liberazione di CO2 e H2O;con liberazione di CO2 e H2O;• Produzione di calore che può essere trasferito all’esterno Produzione di calore che può essere trasferito all’esterno

mediante scambiatori a fluido;mediante scambiatori a fluido;

Processi biochimici:Processi biochimici:

Fermentazione Fermentazione alcolicaalcolica• Trasformazione dei glucidi contenuti nelle produzioni vegetali Trasformazione dei glucidi contenuti nelle produzioni vegetali

in ETANOLO usato come carburante per autotrazione;in ETANOLO usato come carburante per autotrazione;

Processi biochimici:Processi biochimici:

Produzione di Produzione di metanolometanolo• L’utilizzazione del gas di gasogeno come vettore energetico L’utilizzazione del gas di gasogeno come vettore energetico

pone alcune limitazioni legate essenzialmente ai problemi pone alcune limitazioni legate essenzialmente ai problemi connessi con l’immagazzinamento e il trasporto, dovuto anche connessi con l’immagazzinamento e il trasporto, dovuto anche al basso contenuto energetico per unità di volume. Ciò fa sì al basso contenuto energetico per unità di volume. Ciò fa sì che risulti eccessivamente costoso il trasporto su lunghe che risulti eccessivamente costoso il trasporto su lunghe distanze, a meno che non si trasformi il gas in alcool metilico distanze, a meno che non si trasformi il gas in alcool metilico (CH3OH), che può essere agevolmente utilizzato per (CH3OH), che può essere agevolmente utilizzato per l’azionamento di motori. Il metanolo, caratterizzato da un l’azionamento di motori. Il metanolo, caratterizzato da un potere calorifico inferiore dell’ordine di 21.000 kJ/kg, può potere calorifico inferiore dell’ordine di 21.000 kJ/kg, può essere successivamente raffinato per ottenere benzina essere successivamente raffinato per ottenere benzina sintetica, con potere calorifico analogo a quello delle benzine sintetica, con potere calorifico analogo a quello delle benzine tradizionali.tradizionali.

Processi biochimici:Processi biochimici:

Produzione di oliProduzione di oli• Estratti dalle colture oleaginose (girasole, colza e Estratti dalle colture oleaginose (girasole, colza e

soia);soia);• Gli olii possono essere utilizzati come combustibili Gli olii possono essere utilizzati come combustibili

anche nello stato in cui vengono estratti (è meglio anche nello stato in cui vengono estratti (è meglio usarli dopo l’esterificazione);usarli dopo l’esterificazione);

• Caratteristica comune a tutte le oleaginose è la Caratteristica comune a tutte le oleaginose è la natura proteica (possono essere usate anche per natura proteica (possono essere usate anche per l’alimentazione animale);l’alimentazione animale);

Processi Processi termochimici:termochimici:

• Combustione diretta;Combustione diretta;• Pisolisi;Pisolisi;• Gassificazione;Gassificazione;• Carbonizzazione;Carbonizzazione;• SRF(Short Rotation Forestry);SRF(Short Rotation Forestry);

Processi termochimici:Processi termochimici:

Combustione direttaCombustione diretta• si attua all’interno di caldaie;si attua all’interno di caldaie;• Non solo legna ma anche scarti forestali, paglia, residui Non solo legna ma anche scarti forestali, paglia, residui

dell’industria del legno (segatura e trucioli), dell’industria del legno (segatura e trucioli), dell’industria agro-alimentare (gusci e noccioli) e rifiuti dell’industria agro-alimentare (gusci e noccioli) e rifiuti solidi urbani;solidi urbani;

• Permette la trasformazione dell’energia chimica Permette la trasformazione dell’energia chimica intrinseca alla biomassa in energia termica (reazioni intrinseca alla biomassa in energia termica (reazioni chimico-fisiche);chimico-fisiche);

• Produzione di calore recuperato mediante scambiatori di Produzione di calore recuperato mediante scambiatori di calore in cui si trasferisce l’energia ad altri fluidi vettori calore in cui si trasferisce l’energia ad altri fluidi vettori (aria o acqua);(aria o acqua);

Processi termochimiciProcessi termochimici::

PirolisiPirolisi• Processo di decomposizione dei materiali organici;Processo di decomposizione dei materiali organici;• Si ottiene fornendo calore a temperature 400-00 °C Si ottiene fornendo calore a temperature 400-00 °C

(in assenza di ossidanti);(in assenza di ossidanti);• È ottimale per sostanze organiche con piccolo tasso È ottimale per sostanze organiche con piccolo tasso

di umidità ed un rapporto tra C e N > di 30;di umidità ed un rapporto tra C e N > di 30;• Sono usati:legno, potature, residui vegetali, rifiuti Sono usati:legno, potature, residui vegetali, rifiuti

solidi urbani e industriali a carattere organico;solidi urbani e industriali a carattere organico;• Si ottengono prodotti gassosi, liquidi o solidi in Si ottengono prodotti gassosi, liquidi o solidi in

proporzioni diverse;proporzioni diverse;

Processi termochimici:Processi termochimici:

GassificazioneGassificazione• Parziale ossidazione di una sostanza in un ambiente Parziale ossidazione di una sostanza in un ambiente

ad elevata temperatura (900-1000°C);ad elevata temperatura (900-1000°C);• Produzione di GASCOMBUSTIBILE (gasogeno) che Produzione di GASCOMBUSTIBILE (gasogeno) che

può essere trasformato in alcool metilico(CH3OH)può essere trasformato in alcool metilico(CH3OH)• Basso potere calorifero;Basso potere calorifero;• Abbondante presenza di impurità nel gas;Abbondante presenza di impurità nel gas;

Le figure sopra rappresentano due impianti per la produzione di gasogeno a partire da torba (combustibile solido derivante dalla carbonizzazione di piante acquatiche o palustri come sfagni, ciperacee, graminacee ecc., la torba essiccata contiene il 40-60% di carbonio; il potere calorifico è fra 3000 e 3500 kcal/kg.) o carbone di legna. Il primo impianto funziona con materiale in pezzi grossi il secondo in pezzi piccoli. In essi, la combustione in difetto d’aria, produce una miscela di gas ricca di ossido di carbonio e idrogeno,(syngas o gas di gasogeno o gas illuminante o gas di città). Entrambi gli impianti erano caricati attraverso le porte b che durante la combustione erano chiuse ermeticamente. L’aria per la combustione entrava dalle griglie f e i gas prodotti uscivano dalle condutture g.

Processi termochimici:Processi termochimici:

CarbonizzazioneCarbonizzazione• Trasformazione delle molecole strutturate dei Trasformazione delle molecole strutturate dei

prodotti legnosi e cellulosici in carbone;prodotti legnosi e cellulosici in carbone;• Eliminazione di H2O e sostanze volatili;Eliminazione di H2O e sostanze volatili;• Si effettua in carbonaie o storte;Si effettua in carbonaie o storte;

Processi termochimici:Processi termochimici:

SRF(Short Rotation SRF(Short Rotation Forestry)Forestry)• si intende la coltivazione di specie arboree con alto si intende la coltivazione di specie arboree con alto

contenuto energetico e un breve turno di raccolta (2÷5 contenuto energetico e un breve turno di raccolta (2÷5 anni);anni);

• Le varie fasi del ciclo di produzione , necessitano Le varie fasi del ciclo di produzione , necessitano comunque ancora di sperimentazione su scala comunque ancora di sperimentazione su scala significative nelle diverse situazioni ambientali italiane, significative nelle diverse situazioni ambientali italiane, tenendo conto che tutte le specie considerate hanno tenendo conto che tutte le specie considerate hanno diverse tecniche di propagazione ed esigenze climatiche, diverse tecniche di propagazione ed esigenze climatiche, idriche, etc;idriche, etc;

• la coltivazione di specie arboree è tanto più redditizia la coltivazione di specie arboree è tanto più redditizia quanto più i cicli di crescita sono brevi;quanto più i cicli di crescita sono brevi;

• Colture è possibile, per combustione diretta, ottenere Colture è possibile, per combustione diretta, ottenere energie attraverso caldaie tradizionali o a letto energie attraverso caldaie tradizionali o a letto fluido; fluido;

• Si genera vapore che può essere utilizzato per Si genera vapore che può essere utilizzato per riscaldamento oppure per produrre energie riscaldamento oppure per produrre energie meccanica o elettrica attraverso turbine tradizionali meccanica o elettrica attraverso turbine tradizionali od a combustione esterna;od a combustione esterna;

• Se vengono gassificate possono alimentare turbine a Se vengono gassificate possono alimentare turbine a gas ottenendo, come residuo, un combustibile solido; gas ottenendo, come residuo, un combustibile solido;

• Dalle stesse biomasse si possono ottenere, mediante Dalle stesse biomasse si possono ottenere, mediante pirolisi, combustibili solidi o liquidi;pirolisi, combustibili solidi o liquidi;

BENEFICI BENEFICI • La biomassa è ampiamente disponibile ovunque e rappresenta La biomassa è ampiamente disponibile ovunque e rappresenta

una risorsa locale, pulita e rinnovabile;una risorsa locale, pulita e rinnovabile;• La CO2 prodotta permette quasi di pareggiare il bilancio La CO2 prodotta permette quasi di pareggiare il bilancio

dell'anidride carbonica emessa in atmosfera: infatti la CO2 dell'anidride carbonica emessa in atmosfera: infatti la CO2 emessa è la stessa CO2 fissata dalle piante (o assunta dagli emessa è la stessa CO2 fissata dalle piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di quanto avviene per la CO2 emessa ex-novo dalla combustione quanto avviene per la CO2 emessa ex-novo dalla combustione dei carburanti fossili perciò non contribuisce all’effetto serra; dei carburanti fossili perciò non contribuisce all’effetto serra; Non vi è quindi contributo netto all’aumento del livello di Non vi è quindi contributo netto all’aumento del livello di CO2 nell’atmosfera; CO2 nell’atmosfera;

• Il basso contenuto di zolfo e di altri inquinanti fa si che, se Il basso contenuto di zolfo e di altri inquinanti fa si che, se usate in sostituzione a carbone o ad olio combustibile, le usate in sostituzione a carbone o ad olio combustibile, le biomasse contribuiscono ad alleviare il fenomeno delle piogge biomasse contribuiscono ad alleviare il fenomeno delle piogge acide; acide;

Unico inconveniente è il contenuto di polveri!!!Unico inconveniente è il contenuto di polveri!!!

Impatto ambientale degli Impatto ambientale degli impianti alimentati a biomassa impianti alimentati a biomassa

ha i seguenti vantaggi:ha i seguenti vantaggi:• CO2 neutra;CO2 neutra;• Assenza di Zolfo;Assenza di Zolfo;• Assenza di depositi acidi (presenti nei combustibili Assenza di depositi acidi (presenti nei combustibili

fossili);fossili);• Assenza di CxHy;Assenza di CxHy;• Le ceneri prodotte possono essere restituite al Le ceneri prodotte possono essere restituite al

terreno;terreno;

Unico inconveniente è il contenuto di polveri!!!Unico inconveniente è il contenuto di polveri!!!