Quanti rifiuti organici produciamo ogni giorno? Cibi avanzati, scarti agricoli, residui forestali… Una quantità enorme di materiale che finisce spesso nelle discariche, producendo metano e altri gas serra.
Ma cosa succederebbe se potessimo trasformare questi rifiuti in una risorsa preziosa?
Le biomasse offrono una soluzione innovativa e sostenibile per produrre energia termica ed elettrica, biocarburanti e bioplastiche.
Le biomasse rappresentano una risorsa energetica rinnovabile ottenuta da materiali organici di origine vegetale o animale non fossilizzati. Questi materiali, attraverso processi di conversione, possono essere trasformati in energia termica, elettrica, biocarburanti o biomateriali.
Si differenziano dagli altri materiali organici come carbone, petrolio e gas naturale che, invece, sono il risultato della fossilizzazione dei materiali avvenuta nel corso del tempo e che, per questo motivo, rappresentano fonti esauribili perché richiedono tempi di formazione lunghissimi. Le biomasse, invece, si rinnovano allo stesso ritmo a cui si rinnova la vita sulla Terra.
Le tipologie di biomasse
Le biomasse possono essere classificate in base alla loro origine biologica in tre categorie principali: vegetali, animali e microbiche.
Vegetali: comprendono il legno, i residui agricoli e forestali, nonché le colture energetiche.
Animali: sono rappresentate principalmente dalle deiezioni animali e dai rifiuti di origine zootecnica.
Microbiche: sono costituite dalle sostanze organiche presenti nel suolo, risultato dei processi di decomposizione operati da microrganismi.
In base al loro stato fisico, le biomasse possono essere suddivise ulteriormente in solide, liquide e gassose.
Le biomasse solide includono il legno, il letame e i rifiuti organici solidi. Le biomasse liquide comprendono sia quelle allo stato liquido naturale, come i liquami, sia quelle ottenute mediante processi di liquefazione, come gli oli vegetali e i biocarburanti liquidi, mentre le biomasse gassose sono rappresentate principalmente dal biogas.
Come si fa a ricavare energia dalle biomasse?
Una centrale a biomasse solida converte l’energia contenuta nelle materie prime organiche in energia elettrica o termica. l funzionamento degli impianti a biomassa è molto simile a quello delle centrali termoelettriche e il processo, pur variando leggermente a seconda della tecnologia utilizzata, sfrutta la presenza di 3 elementi per generare energia elettrica:
- la camera di combustione;
- le turbine;
- il generatore elettrico.
Il processo segue generalmente questi passaggi:
le biomasse, che possono essere legna, paglia, scarti agricoli o altri materiali organici, vengono sottoposte a un pretrattamento, che può includere operazioni come la triturazione, l’essiccazione e la separazione delle impurità,e preparate per la combustione. Il materiale organico preparato viene bruciato in una camera di combustione e il calore generato riscalda l’acqua in una caldaia, trasformandola in vapore ad alta pressione che viene convogliato verso una turbina che, ruotando, permette di produrre energia elettrica tramite il generatore elettrico a cui è collegata.
Il vapore, dopo aver ceduto la sua energia alla turbina, viene condensato tornando allo stato liquido, per essere riutilizzato nel ciclo.
Esistono diverse tecnologie per convertire le biomasse in energia: “tradizionali” e “moderne”.
Il metodo tradizionale prevede la combustione diretta della biomassa che viene bruciata in una caldaia per produrre calore, che a sua volta genera vapore per azionare una turbina e produrre elettricità.
Le moderne tecnologie della bioenergia includono, invece, processi di:
– Gassificazione: la biomassa grezza viene convertita in biogas che può essere utilizzato in motori a combustione interna o per generare elettricità tramite combustione;
– Digestione anaerobica: la materia organica delle biomasse viene degradata tramite batteri in condizioni di assenza di ossigeno, producendo biogas, una miscela di metano e anidride carbonica, utilizzabile come combustibile;
– Pirolisi: consiste nella decomposizione delle biomasse in componenti più semplici (solide, liquide e gassose), con le quali si genera elettricità in modo più efficiente.
Perché la bioenergia è importante?
La bioenergia, ricavata da materiale organico, si inserisce in un ciclo naturale del carbonio. L’anidride carbonica assorbita dalle piante durante la crescita viene rilasciata durante la combustione per produrre energia. Così facendo, la bioenergia si configura come un combustibile a emissioni quasi nulle, dal momento che il carbonio rilasciato è lo stesso che era stato precedentemente sequestrato dall’atmosfera.
La bioenergia è la più grande fonte di energia rinnovabile a livello globale, rappresentando il 55% dell’energia rinnovabile e oltre il 6% dell’approvvigionamento energetico globale.
Stando a quanto riportato da IRENA – l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili[1], la biomassa ha un potenziale significativo per aumentare le forniture di energia in nazioni popolose con domanda crescente, come Brasile, India e Cina. Inoltre, può essere bruciata direttamente per il riscaldamento o la produzione di energia, oppure può essere convertita in sostituti del petrolio o del gas: un esempio sono i biocarburanti liquidi, un comodo sostituto rinnovabile della benzina, che sono usati principalmente nel settore dei trasporti.
Bioenergia: un po’ di dati
Stando ai dati forniti dalla Rapporto statistico rilasciato dal Gestore Servizi Energetici – GSE[2], nel 2021 gli impianti a biomasse si sono posizionati al quarto posto tra gli impianti FER, con 2.985 impianti attivi, una capacità installata di 4.106 MW e 19.070,8 GWh di energia prodotta, il 16% dell’energia prodotta da fonti rinnovabili.
Nello specifico, tra le diverse bioenergie, i biogas concentrano il numero maggiore di impianti dai quali nel 2021 sono stati generati 8.124 GWh di energia elettrica e il contributo principale è stato fornito dagli impianti alimentati con biogas da attività agricole e forestali, la cui produzione ha superato i 5.600 GWh. In termini di potenza, invece, il 41,4% dei 4.106 MW di capacità installata, è alimentato con biomasse solide, dalle quali sono stati prodotti 6.838 GWh di energia, a seguire i biogas con 35,4% e il restante 23,2% con bioliquidi.
Complessivamente, le regioni del Nord Italia concentrano il 73,5% degli impianti e il 62,7% della potenza installata a livello nazionale.
La Lombardia è la regione italiana leader nella produzione di energia da biomasse, con oltre 946 MW di potenza installata e ben 773 impianti. A seguire si posizionano Emilia-Romagna con 340 impianti e una capacità di 647,6 MW, e Lazio con 118 impianti e una capacità di 168,5 MW.
A livello globale, stando ai dati forniti da IRENA[1], nel 2023 la capacità elettrica installata è stata di 148.841 MW con una produzione energetica totale di 618.916 GWh. In particolare, volendo differenziare gli impianti per tipologia, il quadro è stato il seguente:
- Rifiuti urbani rinnovabili: capacità installata 21.333 MW, energia prodotta 93.436 GWh;
- Biocarburanti solidi: capacità installata 103.358 MW, energia prodotta 426.222 GWh;
- Biocarburanti liquidi: capacità installata 2.765 MW, energia prodotta 5.756 GWh;
- BIogas: capacità installata 21.385 MW, energia prodotta 93.502 GWh.
Secondo i dati pubblicati nel 2023 dalla World Bioenergy Association nel “Global Bioenergy Statistics Report”, nel 2020, l’Asia ha dominato la produzione globale di bioenergia, generando il 40% del totale (276 TWh), principalmente da rifiuti industriali (79%), mentre l’Europa, con il 35% della produzione totale (238 TWh), ha puntato maggiormente sui rifiuti urbani (65%). Per quanto riguarda gli impianti a sola elettricità, l’Asia ne ha concentrati il 63%.
L’Europa, invece, ha guidato l’utilizzo globale di rifiuti urbani (45%) e biogas (47%), mentre l’Asia ha dominato nell’utilizzo di rifiuti industriali (89%) e biomassa solida per la produzione di elettricità (75%).[3]
Vantaggi e svantaggi impianti a biomasse
Le biomasse rappresentano una fonte di energia rinnovabile alternativa, con alcuni vantaggi. Infatti, a differenza dei combustibili fossili, si tratta di una risorsa naturale che si rigenera continuamente. Pertanto, la combustione delle biomasse produce una quantità di gas serra paragonabile a quella assorbita dalle piante durante la crescita, contribuendo così a mitigare i cambiamenti climatici.
Un altro aspetto potenzialmente positivo dell’uso delle biomasse è la possibilità di valorizzare scarti agricoli, forestali e domestici altrimenti destinati allo smaltimento, promuovendo così un’economia circolare. Inoltre, l’implementazione degli impianti a biomasse può stimolare lo sviluppo economico locale, creando nuovi posti di lavoro e valorizzando le risorse del territorio.
Tuttavia, come ogni tecnologia, anche quella delle biomasse presenta alcuni limiti.
Uno dei principali riguarda la disponibilità e il costo delle biomasse, che possono variare significativamente a seconda delle condizioni climatiche e delle pratiche agricole. Inoltre, l’efficienza energetica degli impianti a biomasse è generalmente inferiore rispetto ad altre tecnologie rinnovabili come il fotovoltaico o l’eolico. Nonostante le emissioni siano inferiori rispetto ai combustibili fossili, la combustione delle biomasse produce comunque inquinanti come particolato(PM10 e PM2,5) e ossidi di azoto a cui si aggiunge il fatto che, un uso eccessivo delle biomasse per la produzione energetica, potrebbe entrare in competizione con l’uso del suolo per l’alimentazione, generando tensioni sull’utilizzo delle risorse terrestri.
Nonostante questo, lo scenario Net Zero Emissions per il 2050 (NZE) vede un rapido aumento nell’uso della bioenergia per sostituire i combustibili fossili entro il 2030, per questo sono necessari maggiori sforzi per accelerare l’implementazione della bioenergia moderna.
Un ruolo fondamentale per questo obiettivo viene indubbiamente svolto dalla bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS).
Si tratta di un processo che comporta la cattura e lo stoccaggio permanente di CO2 da processi in cui la biomassa viene convertita in combustibili o bruciata direttamente per generare energia.
Attualmente vengono catturati solo circa 2 Mt di CO2 all’anno, principalmente nelle applicazioni del bioetanolo, ma, grazie all’implementazione di progetti attualmente nelle fasi iniziali e avanzate di distribuzione, la cattura su fonti bioenergetiche potrebbe raggiungere circa 60 Mt CO2 l’anno entro il 2030, anche se si tratta di un obiettivo ben al di sotto dei circa 185 Mt CO2 l’anno stimati nello scenario Net Zero.
Inoltre,la BECCS è l’unica tecnica di rimozione dell’anidride carbonica che può anche fornire energia, poiché la bioenergia può fornire calore ad alta temperatura e combustibili che funzionano nei motori esistenti e per questo svolge un ruolo importante anche nella decarbonizzazione di settori come l’industria pesante, l’aviazione e l’autotrasporto.
Le biomasse offrono un’interessante opportunità per diversificare il mix energetico e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Per massimizzare i vantaggi e minimizzare gli impatti negativi, è fondamentale lo sviluppo di tecnologie più efficienti e l’adozione di politiche energetiche che promuovano un uso equilibrato delle diverse fonti rinnovabili.
Wonety attualmente non sostiene sistemi a combustione di biomassa in quanto, considerate le emissioni di sostanze inquinanti, vanno contro il nostro obiettivo di tutelare l’ambiente e salvare il Pianeta. L’uso di biomassa pertanto deve essere moderato valutando sia l’opportunità di utilizzare la stessa in alternativa alle fonti fossili, ma considerando e optando anche per soluzioni più green.
Ogni giorno tutti noi possiamo fare la nostra parte differenziando correttamente i rifiuti organici, optando per prodotti a base di materie prime rinnovabili e/o riciclate e sostenendo le iniziative locali che promuovono l’uso delle biomasse.
Insieme possiamo costruire un futuro più sostenibile, dove l’energia pulita e l’economia circolare sono al centro delle nostre scelte quotidiane.
Wonety, collaboriamo per creare insieme un futuro più sostenibile.
ELENCO DELLE FONTI
[1] https://www.irena.org/Energy-Transition/Technology/Bioenergy-and-biofuels
[3]https://www.worldbioenergy.org/uploads/231219%20GBS%20Report.pdf – pag. 29 e seguenti
https://www.iea.org/energy-system/renewables/bioenergy
