pubblicato il 01 dicembre 2013
Le biomasse come fonte di energia rinnovabile per le serre
Cosa è una biomassa. Conoscerla per meglio utilizzarla, anche per il riscaldamento delle serre
Si può considerare come energia solare accumulata in un qualsiasi materiale organico vegetale quale legna, residui di boschi (foglie e rami secchi), residui dell'agricoltura, residui della industria conserviera ed alimentare, componente organica dei rifiuti urbani.
I vegetali, durante la loro crescita, per effetto dell'energia posseduta dai raggi solari fissano l'anidride carbonica dell'atmosfera trasformandola in glucosio. Ogni mole di glucosio che le piante, per tale processo chiamato fotosintetico, accumulano nelle radici, rami e foglie ha un contenuto energetico pari a 2872 kJ. Contenuto energetico che viene liberato quando il composto brucia reagendo con l'ossigeno. Va ricordato che le biomasse venivano utilizzate per produrre energia fin dagli albori della civiltà umana: l'uomo primitivo bruciava la legna per riscaldarsi.
In passato perciò per biomasse si intendeva principalmente "materiali di raccolta e risulta".
Oggi, con i problemi prodotti dall'esaurimento delle fonti energetiche di origine fossile e dalle emissioni di gas serra, le biomasse sono state in qualche maniera riscoperte e sono al centro di molti interessi tecnico scientifici. Esse, infatti, costituiscono una fonte di energia rinnovabile (già l'industria agricola mondiale ha rivolto l'interesse a colture specificamente ad uso energetico: alghe, graminacee, cereali zuccherini). Ed ancora hanno un bilancio rispetto alle immissioni di anidride carbonica in atmosfera pari a zero: bruciando ne generano tanta quanta ne hanno assorbito per fotosintesi. Ad aumentare il loro appeal vi è anche la loro notevole flessibilità: è possibile convertirle in combustibili biologici liquidi da utilizzare in auto trazione come metanolo ed etanolo e biodiesel e combustibili gassosi da usare per riscaldamento e processi industriali.
Come già detto l'utilizzo energetico più semplice delle biomasse è di bruciarle per produrre calore in stufe e caminetti. Esistono anche caldaie che generano vapore che può utilizzarsi per produrre corrente elettrica ma generalmente sono usate in impianti di modeste dimensioni ed a bassi rendimenti. Si preferisce pertanto passare attraverso il processo di gassificazione, processo che a seconda delle modalità con cui viene gestito genera diversi tipologie di gas come metano, idrogeno e gas di sintesi.
Classificazione delle biomasse
Le biomasse di origine vegetale possono suddividersi in quattro categorie:
- residui forestali e dell'industria del legno: derivano dalle lavorazioni delle segherie, dalla trasformazione del prodotto legno e dagli interventi di manutenzione del bosco;
- sottoprodotti agricoli: sono paglie, stocchi, sarmenti di vite, ramaglie di potatura, ecc.;
- residui agroindustriali: sono costituiti da sanse, vinacce, lolla di riso ed altri prodotti provenienti dall'industria alimentare (riserie, distillerie, oleifici) e rappresentano la fonte di biomassa maggiormente disponibile per scopi energetici;
- colture energetiche: sono finalizzate alla produzione di biomasse (erbacee e legnose) per lo sfruttamento energetico o per la realizzazione di biocombustibili. Le specie più interessanti sono: mais, girasole, colza, canna da zucchero, sorgo, pioppo, acacia ed eucalipto.
L'energia contenuta nelle biomasse, utilizzata dall'uomo e dagli animali attraverso la digestione, può essere utilizata direttamente per la produzione di energia termica nel processo di combustione (uso tradizionale e dominante), per la produzione di energia elettrica (combinata all'energia termica) oppure concentrata in una varietà di combustibili solidi, liquidi o gassosi, tali da rendere più facile il trasporto e l'utilizzazione finale.
In sintesi, i processi di conversione in energia delle biomasse possono essere ricondotti a due grandi categorie: a) processi termochimici; b) processi biochimici.
A) Processi termochimici
Sono basati sull'azione del calore che permette le reazioni chimiche necessarie a trasformare la materia in energia e sono utilizzabili per i prodotti ed i residui in cui il rapporto C/N abbia valori superiori a 30 ed il contenuto di umidità non superi il 30%.
Le biomasse più adatte a subire processi di conversione termochimica sono la legna e tutti i suoi derivati (segatura, trucioli, pellets, cippato, ecc.), i più comuni sottoprodotti colturali di tipo ligno-cellulosico (paglia di cereali, residui di potatura della vite e dei fruttiferi, ecc.) e taluni scarti di lavorazione (sansa, gusci, bucce, ecc.).
B) Processi biochimici
Permettono di ricavare energia per reazione chimica dovuta al contributo di enzimi, funghi e micro-organismi che si formano nella biomassa sotto particolari condizioni e vengono impiegati per quelle biomasse in cui il rapporto C/N sia inferiore a 30 e l'umidità alla raccolta superiore al 30%.
Risultano idonei alla alla conversione biochimica le colture acquatiche, alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, patata, ecc.), i reflui zootecnici, alcuni scarti di lavorazione nonchè alcune tipologie di reflui urbani ed industriali.
I vegetali, durante la loro crescita, per effetto dell'energia posseduta dai raggi solari fissano l'anidride carbonica dell'atmosfera trasformandola in glucosio. Ogni mole di glucosio che le piante, per tale processo chiamato fotosintetico, accumulano nelle radici, rami e foglie ha un contenuto energetico pari a 2872 kJ. Contenuto energetico che viene liberato quando il composto brucia reagendo con l'ossigeno. Va ricordato che le biomasse venivano utilizzate per produrre energia fin dagli albori della civiltà umana: l'uomo primitivo bruciava la legna per riscaldarsi.
In passato perciò per biomasse si intendeva principalmente "materiali di raccolta e risulta".
Oggi, con i problemi prodotti dall'esaurimento delle fonti energetiche di origine fossile e dalle emissioni di gas serra, le biomasse sono state in qualche maniera riscoperte e sono al centro di molti interessi tecnico scientifici. Esse, infatti, costituiscono una fonte di energia rinnovabile (già l'industria agricola mondiale ha rivolto l'interesse a colture specificamente ad uso energetico: alghe, graminacee, cereali zuccherini). Ed ancora hanno un bilancio rispetto alle immissioni di anidride carbonica in atmosfera pari a zero: bruciando ne generano tanta quanta ne hanno assorbito per fotosintesi. Ad aumentare il loro appeal vi è anche la loro notevole flessibilità: è possibile convertirle in combustibili biologici liquidi da utilizzare in auto trazione come metanolo ed etanolo e biodiesel e combustibili gassosi da usare per riscaldamento e processi industriali.
Come già detto l'utilizzo energetico più semplice delle biomasse è di bruciarle per produrre calore in stufe e caminetti. Esistono anche caldaie che generano vapore che può utilizzarsi per produrre corrente elettrica ma generalmente sono usate in impianti di modeste dimensioni ed a bassi rendimenti. Si preferisce pertanto passare attraverso il processo di gassificazione, processo che a seconda delle modalità con cui viene gestito genera diversi tipologie di gas come metano, idrogeno e gas di sintesi.
Classificazione delle biomasse
Le biomasse di origine vegetale possono suddividersi in quattro categorie:
- residui forestali e dell'industria del legno: derivano dalle lavorazioni delle segherie, dalla trasformazione del prodotto legno e dagli interventi di manutenzione del bosco;
- sottoprodotti agricoli: sono paglie, stocchi, sarmenti di vite, ramaglie di potatura, ecc.;
- residui agroindustriali: sono costituiti da sanse, vinacce, lolla di riso ed altri prodotti provenienti dall'industria alimentare (riserie, distillerie, oleifici) e rappresentano la fonte di biomassa maggiormente disponibile per scopi energetici;
- colture energetiche: sono finalizzate alla produzione di biomasse (erbacee e legnose) per lo sfruttamento energetico o per la realizzazione di biocombustibili. Le specie più interessanti sono: mais, girasole, colza, canna da zucchero, sorgo, pioppo, acacia ed eucalipto.
L'energia contenuta nelle biomasse, utilizzata dall'uomo e dagli animali attraverso la digestione, può essere utilizata direttamente per la produzione di energia termica nel processo di combustione (uso tradizionale e dominante), per la produzione di energia elettrica (combinata all'energia termica) oppure concentrata in una varietà di combustibili solidi, liquidi o gassosi, tali da rendere più facile il trasporto e l'utilizzazione finale.
In sintesi, i processi di conversione in energia delle biomasse possono essere ricondotti a due grandi categorie: a) processi termochimici; b) processi biochimici.
A) Processi termochimici
Sono basati sull'azione del calore che permette le reazioni chimiche necessarie a trasformare la materia in energia e sono utilizzabili per i prodotti ed i residui in cui il rapporto C/N abbia valori superiori a 30 ed il contenuto di umidità non superi il 30%.
Le biomasse più adatte a subire processi di conversione termochimica sono la legna e tutti i suoi derivati (segatura, trucioli, pellets, cippato, ecc.), i più comuni sottoprodotti colturali di tipo ligno-cellulosico (paglia di cereali, residui di potatura della vite e dei fruttiferi, ecc.) e taluni scarti di lavorazione (sansa, gusci, bucce, ecc.).
B) Processi biochimici
Permettono di ricavare energia per reazione chimica dovuta al contributo di enzimi, funghi e micro-organismi che si formano nella biomassa sotto particolari condizioni e vengono impiegati per quelle biomasse in cui il rapporto C/N sia inferiore a 30 e l'umidità alla raccolta superiore al 30%.
Risultano idonei alla alla conversione biochimica le colture acquatiche, alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, patata, ecc.), i reflui zootecnici, alcuni scarti di lavorazione nonchè alcune tipologie di reflui urbani ed industriali.