Energia rinnovabile dal bioidrogeno:

prospettive e potenzialità

Laureanda

Giulia Rovea

Matricola n. 620509

Corso di laurea in

Biotecnologie Agrarie

Relatrice

Prof.ssa Marina Basaglia

ANNO ACCADEMICO

2011 - 2012

Problemi: l’impatto ambientale

Emissioni mondiali di CO2 per combustibile (Mt di CO2), dal 1971 al 2009 (International

Energy Agency, 2011)

La crescente domanda energetica

Consumo energetico finale totale mondiale per combustibile (Mtep), dal 1971 al 2009

(International Energy Agency, 2011).

La diminuzione delle risorse

Riserve energetiche stimate in Gtep (Ecotricity, 2012).

2088 Esaurimento risorse fossili

Aumento

dei

prezzi

Petrolio greggio

Carbone

Gas naturale

Soluzione problemi… Idrogeno?

• la sua combustione non contribuisce all’effetto serra e

all’inquinamento ambientale

• ha il più elevato contenuto di energia per unità di peso rispetto a

qualsiasi altro combustibile (142 kJ/g)

• è un vettore capace di accumulare energia

• può essere distribuito in rete abbastanza agevolmente

• può essere impiegato in diverse applicazioni (produzione di

energia elettrica, generazione di calore, trazione)

• può essere prodotto a partire da diverse fonti energetiche

Le tecnologie produttive tradizionali

• 40% da gas naturale

• 30% da oli pesanti e

nafta

• 8% da carbone

• 4% da elettrolisi

(6% altro)

steam reforming del gas

metano

ossidazione parziale non

catalitica di idrocarburi

gassificazione del carbone

elettrolisi dell’acqua

Possibile soluzione: bioidrogeno

• di impatto ambientale quasi nullo

• producibile da più fonti energetiche primarie,

disponibili su larga scala anche in futuro

• tecnologie diverse di produzione

• possibilità di installazioni piccole e

delocalizzate sul territorio

Produzione biologica di idrogeno

da microrganismi

• Crescita in mezzo acquoso

• Temperatura ambiente

• Pressione atmosferica

Produzione biologica di idrogeno

Processi fotobiologici

biofotolisi diretta

biofotolisi indiretta

fotofermentazione

problemi

Processi

fermentativi in

assenza di luce

Produzione biologica di idrogeno

Processi

fermentativi in

assenza di luce

Dark fermentation

Processi fotobiologici

Dark fermentation e anaerobic

digestion

+

Sistemi ibridi in due fasi

Dark fermentation

+ Photofermentation

Dark fermentation

+ Anaerobic digestion

Dark fermentation

+ MEC

Dark e photofermentation

+

Dark fermentation e MEC

+

Il futuro nei rifiuti?

• Eticamente sostenibile

- Riduzione dell’inquinamento atmosferico

- Riduzione dell’effetto serra

- Smaltimento dei rifiuti

• Economicamente vantaggioso

- Produzione di energia da substrati a bassissimo

costo

E le biotecnologie...?

• Selezione e impiego di microrganismi più

efficienti (e/o colture miste)

• Ingegneria genetica e metabolica

• Ottimizzazione delle condizioni di crescita

• Sviluppo di bioreattori più efficienti

Considerazioni conclusive…

L’economia dell’idrogeno

Grazie per l’attenzione

Laureanda

Giulia Rovea

Matricola n. 620509

Relatrice

Prof.ssa Marina Basaglia

Energia rinnovabile dal bioidrogeno:

prospettive e potenzialità