Energie rinnovabili 5

Energie rinnovabili

Agroenergie Geotermica Idroelettrica Solare Energia marina Eolica

Il biocombustibile è un propellente ottenuto in modo indiretto dalle biomasse : grano , mais , bietola , canna da zucchero , ecc.

Esso, provenendo da una risorsa rinnovabile, dovrebbe contribuire in misura minore all' effetto serra ; lo svantaggio primario riconosciuto al biocombustibile potrebbe essere quello di togliere terreno agricolo che viene usato per la produzione di alimenti. [1] Un secondo ordine di considerazione è che il rapporto tra energia necessaria per produrli e quella resasi disponibile non è sempre favorevole.

Sono considerati biocarburanti:

• il bioetanolo ;
• il biodiesel ;
• il biometanolo ;
• il biodimetiletere ;
• gli idrocarburi sintetici;
• il bioidrogeno
• gli olii vegetali .

Il biogas viene prodotto durante il processo di digestione anaerobica di liquami zootecnici e di scarti agroindustriali.

I biocarburanti sono accusati di ridurre la disponibilità di derrate alimentari e di aumentare la fame nel mondo. I dati sull'effettiva resa energetica e sull'eventuale riduzione delle emissioni di anidride carbonica sono contrastanti. La coltivazione delle materie prime necessarie a produrli, in generale, è accusata di essere inquinante. La produzione di biodiesel è molto dispendiosa anche dal punto di vista idrico . Per produrre un litro di biodiesel servono 4000 litri di acqua per l'irrigazione delle colture e durante il processo chimico di trasformazione. Le critiche alla produzione di biocarburanti attraverso grandi piantagioni sta arrivando da parte di tutte le più importanti organizzazioni internazionali. In questo articolo [1] la BBC riporta le condanne di alcuni esperti delle Nazioni Unite.

Per i dati sull'efficienza di combustione e di produzione ( EROEI ) si vedano le voci sugli specifici biocarburanti.

Nel 2005, sulla rivista Natural Resources Research , l' ecologo David Pimentel e l' ingegnere ambientale Tad W. Patzek hanno pubblicato uno studio secondo cui sia la produzione di biodiesel da soia e girasole, sia quella dell' etanolo da mais , legno ed erba, consumano di gran lunga più energia di quanta se ne possa ricavare dai combustibili, non tenendo conto né delle tasse, né dei danni ambientali.

Altri studi [CITA LE FONTI] hanno esaminato il bioetanolo arrivando a definire che il valore del suo EROEI potrebbe essere pari a 7-8 nel caso migliore della canna da zucchero brasiliana. Per quanto riguarda il bioetanolo da barbabietola o da cereali non regge il confronto con quello da canna da zucchero, indicativamente il suo valore è pari a 1.

In alcuni stati e regioni dove è stato valutato il passaggio integrale ai biocombustibili si è giunti alla conclusione che tale soluzione avrebbe richiesto enormi estensioni di territorio se si fossero scelte le coltivazioni tradizionali. Considerando solo queste ultime ed analizzando il quantitativo di biodiesel che può essere prodotto per unità di terreno coltivato, è emerso che gli Stati Uniti , nazione con una richiesta energetica pro capite tra le più elevate, non possiede abbastanza territorio coltivabile per rifornire i veicoli della propria popolazione.

Per dare un ordine di grandezza i 34 milioni di veicoli italiani che consumano circa mille litri di combustibile all'anno avrebbero bisogno di 5, 7 milioni di ettari di suolo brasiliano coltivato a canna da zucchero. In Italia la superficie coltivabile (SAU) è di 13 milioni di ettari totali.

La Coldiretti ha pubblicato un documento in cui afferma che la resa media di biodiesel italico è di circa 850 kg per ettaro, visto che la superficie agricola utile (SAU) è di circa 13 milioni di ettari nemmeno in Italia vi è la possibilità di soddisfare il fabbisogno del parco veicoli nostrano che si aggira sui 34 milioni di mezzi. Si tenga presente che il consumo medio di un veicolo è un po' sopra la tonnellata (1000 kg) l'anno di combustibile.

Un semplice conteggio porta a stimare un ipotetico bisogno di 40 milioni di ettari per alimentare i veicoli italiani a biodiesel secondo le rese della Coldiretti. Si noti che l'intera superficie agricola italiana è di soli 13 milioni di ettari. In una analoga situazione sono messi tutti i paesi più industrializzati.

Un ovvio compromesso sarebbe decimare il numero di veicoli italiani e utilizzare motori diesel di piccola cilindrata e veicoli leggeri, il cui consumo arriva ad essere di 2 o 3 litri per 100 km, come ad esempio il 1200 cc TDi sulla Lupo della Volkswagen, o il progetto Twingo SMILE di Greenpeace .

Altri stati in via di sviluppo o del terzo mondo potrebbero essere in una condizioni migliori e in effetti è qui che si concentrano le produzioni di olio di palma o di etanolo da canna da zucchero. Non è però univoca l'opinione se ciò porta benefici economici ai produttori locali oppure se si tratta di una sottrazione di terreni alle colture alimentari.

Per quanto riguarda l'olio di palma i dati 2008 indicano per la Malesia 17.7 milioni di tonnellate su 4.5 milioni di ettari di terreno coltivati con tale pianta. La resa è di circa 4000 kg di olio/biodiesel per ettaro, più di 4 volte la resa del biodiesel italiano. In tal caso basterebbero 8.5 milioni di ettari a palma da olio per i veicoli italiani.

Si tenga comunque presente che pro capite il terreno coltivabile è molto limitato: nel 2000 l'area coltivabile (SAU) nel mondo era pari a 0.11 ettari per persona (fonte FAO) in gran parte usati per produrre cibo. I veicoli mondiali sono secondo stime del DoE (Dipartimento dell'energia americano) 700 milioni e consumano molto gasolio e benzina (si consideri che i veicoli italiani consumano 1 tonnellata all'anno) ed è probabile che per alimentarle a biodiesel sia necessario coltivare una buona parte (percentuali a due cifre) dei 0.11 ettari pro capite a piante che alimenteranno i motori delle auto.

Un tale uso delle risorse agricole comporterà la presumibile uscita dal mercato alimentare di una parte enorme della popolazione mondiale e la salita dei prezzi dei terreni coltivabili. La produzione di cereali e altre materie prime per la sintesi di biocombustibili, e quella per un consumo alimentare, individuano due prodotti non sostitutivi, in presenza di una risorsa scarsa , che è la superficie coltivabile.

Molti eminenti economisti ritengono che la produzione di biocarburanti sia causa di povertà e fame nel mondo, mentre la produzione di biocarburanti contribuisce alla crescita delle economie locali e alla ridistribuzione della ricchezza a livello globale, creando opportunità di lavoro in zone rurali e aiutando i piccoli agricoltori ad incrementare il loro reddito. Nel mondo c'è una sufficiente disponibilità di terreno agricolo e semi-arido che a lungo termine può sostenere una coltivazione di piante con le quali produrre biocarburanti specialmente laddove i governi si impegnino nell'applicazione di soluzioni innovative per lo sviluppo sostenibile.

La domanda di biocombustibili ha indotto un rialzo del 30% del prezzo delle superfici coltivabili in vaste aree degli Stati Uniti e del Sudamerica, dei vegetali dai quali sono ottenuti, e dei prodotti sostitutivi (dal punto di vista del produttore) quali grano e cereali, la cui offerta e superficie coltivabile è diminuita in analoga quantità (i biocombustibili sono "coltivabili" nelle aree dove in precedenza crescevano cereali e grano).

I prezzi dei biocombustibili crescono per un eccesso di domanda, che registra una crescita esponenziale rispetto all'offerta mondiale (che, come già prevedeva Malthus per le disponibilità alimentari, segue una progressione aritmetica ). Invece, il prezzo dei cereali aumenta per un calo dell'offerta, perché i terreni e le stesse piante sono destinate alla produzione di biocombustibili, più redditizia per i contadini di una produzione per un consumo alimentare.

Il rialzo della materia prima (grano e cereali) ha causato rincari anche per i prodotti derivati (30% la pasta , 15% i dolciumi, pane , e un aumento del prezzo dei foraggi e della carne ).

La coltivazione di cereali destinati alla sintesi di bioetanolo anziché alla produzione di generi alimentari è una delle cause del rincaro dei cereali e dei relativi derivati. [2] [3] In Europa e Stati Uniti i sussidi federali e comunitari per la produzione di bioetanolo sono maggiori di quelli della produzione di cereali per scopi alimentari. A ciò si aggiunge il fatto che il bioetanolo sia comunque una coltivazione più remunerativa.

Un calcolo calorico porta a dire che mantenere i veicoli col cibo umano è dispendioso. Vengono consumate in Italia 39 miliardi di litri/anno di benzina e di gasolio per l'autotrazione, ogni grammo di olio ha 9 Calorie e un umano consuma 2500 Calorie al giorno, quindi si può eseguire un semplice calcolo calorico sulla capacità di sfamare le persone da parte del biodiesel (olio) che si potrebbe consumare in Italia. Il conteggio porta a più di 300 milioni di umani sfamabili col consumo di biodiesel dei veicoli italiani, si noti che la popolazione italiana è di quasi 60 milioni.

Provenendo da colture agricole, il biocombustibile produce molti meno inquinanti all'atto della combustione, se paragonato al petrolio . Considerando però l'intero ciclo di vita, a partire dalla produzione e includendo il trasporto, il bilancio energetico non sempre è positivo. Ma l'aspetto più critico per l'ambiente riguarda l'espansione della monocoltura a scopo energetico in aree non agricole, e ciò vale in particolare per la soia e la palma da olio . L'espansione della monocoltura della soia, alimentata anche dalle previsioni di crescita del mercato mossa dallo sviluppo dei biocarburanti, rappresenta un motore nella deforestazione di vaste are di foresta amazzonica e cerrado [4] Anche l'espansione delle piantagioni di palma da olio rappresenta un problema, evidenziato da associazioni ambientaliste come Greenpeace [5] e Friends of the Earth [6] ) che sottolineano la conversione a monocoltura di aree ecologicamente importanti come zone di foresta pluviale o di torbiera . [7] La conversione agricola delle torbiere, attraverso il prosciugamento e l'ossidazione della torba infatti provoca importanti emissioni di carbonio: in Indonesia e Papua Nuova Guinea , in particolare, è pratica comune dare alle fiamme aree di foresta palustre e torbiera subito dopo il drenaggio, con un conseguente rilevante danno ambientale, ed è stato valutato che anche in seguito a questo fenomeno l'Indonesia sia diventata il quarto paese per emissioni di gas serra [8] Anche in Africa la palma da olio inizia ad espandersi nelle regioni forestali, minacciando importanti ecosistemi; questo è il caso per esempio della Costa d'Avorio [9] e dell' Uganda . [10]

I sussidi europei e americani per la produzione sono più alti di quelli destinati alla produzione di grano per il consumo alimentare. La produzione di biocombustibiili è già in sé più redditizia della destinazione ad un uso alimentare, anche in assenza di sovvenzioni statali. Per via del crescente prezzo del barile di greggio (calo di offerta) e di una domanda mondiale in forte crescita, diviene competitiva la produzione di combustibili con tecnologie che sono note da tempo, che portano ad un costo del litro di combustibile paragonabile con quello della benzina alla pompa. In precedenza, questa tecnologie non erano diffusa perché era più economico acquistare il greggio anziché produrre biocombustibili. Il meccanismo di sovvenzioni europee e americane non contribuiscono a riequilibrare questo trend .

È interessante per quanto riguarda l'Italia seguire le scelte compiute dalla Regione Toscana e dalla Provincia di Siena , nella redazione, rispettivamente, del Piano di Indirizzo Energetico Regionale e del Piano Energetico Provinciale.

Sono allo studio alcune tecniche di produzione di biocarburanti volte ad evitare l'insorgenza dei problemi visti (cioè consumo di suolo, cambio di destinazione agricola, ecc.). I cosiddetti "biocarburanti di seconda generazione" sono infatti ottenuti con altre tecniche, come la lavorazione di materiale lignocellulosico (attraverso la tecnica della pirolisi), la coltivazione del miscanto o la coltivazione delle alghe.

La pirolisi , in particolare, consente di trasformare la biomassa raccolta direttamente sul sito in uno speciale olio che viene successivamente inviati presso un impianto centralizzato per la sintesi dei carburanti veri e propri, abbattendo notevolmente le spese di trasporto.

• BioCarburanti Fai Da Te , II° ed. ottobre 2008, Roy Virgilio, AamTerranuova (presentazione del libro in pdf)
• Relazione “Valutazioni tecniche ed economiche per l’uso di biocarburanti per l’alimentazione di veicoli per il trasporto merci”, Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, 2005
• Rivista Quattroruote, marzo 2005
• Rapporto “Lo sviluppo delle rinnovabili in Italia tra necessità e opportunità”, Enea 2005
• Appunti del corso di formazione “Energie Alternative e Risparmio Energetico”, presso Ordine degli Ingegneri di Padova, De Carli M 2006
• Rapporto “Utilizzo energetico della biomassa”, Opet (Organisations for the Promotion of Energy Technologies), 2001
• Rivista IA - marzo 2006

• Economia a bambù
• Economia a legna
• Economia a metanolo
• Economia all'idrogeno
• Bioetanolo

• Biocombustibile su Open Directory Project ( Segnala su DMoz un collegamento pertinente all'argomento "Biocombustibile")
• ( EN ) International Energy Agency: Biofuels for Transport - An International Perspective
• Biocarburanti e sviluppo rete di distribuzione
• Sito sui biocarburanti
• Sito sugli impatti dei biocarburanti sulle foreste
• Quadro europeo delle iniziative sui biocarburanti

Con il termine biogas si intende una miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano , dal 50 al 80%) prodotto dalla fermentazione batterica in anaerobiosi (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione , carcasse in putrescenza, liquami zootecnici o fanghi di depurazione, scarti dell'agro-industria. L'intero processo vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri , producendo anidride carbonica , idrogeno molecolare e metano (metanizzazione dei composti organici ).

Il biogas si forma spontaneamente. Le discariche di rifiuti urbani ne sono quindi grandi produttori, visto che normalmente il 30-40% del rifiuto è appunto materiale organico; tale gas deve essere captato per evitarne la diffusione nell'ambiente e può essere utilizzato per la produzione di energia elettrica. A titolo di esempio, da una discarica di circa 1.000.000 metri cubi che cresce di 60.000 m 3 ogni anno, si possono estrarre quasi 5, 5 milioni di metri cubi di biogas all'anno (oltre 600 m 3 ogni ora) [1] .

Sono state sviluppate tecnologie ed impianti specifici che, tramite l'utilizzo di batteri in appositi "fermentatori" chiusi (da non confondere con gassificatori ) e sono in grado di estrarre grandi quantità di biogas dai rifiuti organici urbani (preferibilmente da raccolte differenziate) e dal letame prodotto dagli allevamenti intensivi , o anche dai fanghi di depurazione e dai residui dell'agro-industria. Gli impianti di biogas idonei al trattamento di matrici prevalentemente solide sono chiamati "a secco" e cioè non hanno bisogno di liquami per il loro funzionamento. In questo caso l'acqua necessaria al processo è legata all'umidità del materiale utilizzato per alimentare l'impianto.Il gas prodotto in questo processo (biogas) può essere quindi utilizzato per la combustione in caldaie da riscaldamento o per produrre energia elettrica e/o calore; il biogas è formato prevalentemente da metano, pertanto con un necessario processo di depurazione e separazione di altri componenti (per esempio, anidride carbonica e zolfo), può essere usato come biometano per autotrazione (auto e veicoli a metano). Quest'ultima applicazione ha trovato buon successo in Paesi del centro Europa quali Svizzera , Germania , Svezia ecc., e in via sperimentale anche in Italia [2] , costituendo una delle più concrete promesse nel campo della mobilità eco-sostenibile .

Esistono varie tipologie di impianti di produzione di biogas indirizzati a trattare matrici organiche differenti, liquide o solide. Caratteristiche principali di un impianto sono il sistema di miscelazione matrici all'interno del fermentatore/digestore, il caricatore di matrici solide così come il sistema di filtrazione del biogas prodotto.

La CO 2 prodotta dalla combustione del metano così ricavato permette quasi di pareggiare il bilancio dell'anidride carbonica emessa in atmosfera : infatti la CO 2 emessa dalla combustione del biogas è la stessa CO 2 fissata dalle piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di quanto avviene per la CO 2 emessa ex-novo dalla combustione dei carburanti fossili . Ulteriore vantaggio ecologico nell'utilizzo del biogas, è quello di impedire la diffusione nella troposfera del metano emesso naturalmente durante la decomposizione di carcasse e vegetali: il metano è infatti uno dei gas-serra più potenti ed è quindi auspicabile la sua degradazione in CO 2 e acqua per combustione. L'emissione di 1 kg di CH 4 , in un orizzonte temporale di 100 anni, equivale ad emettere 21 kg di CO 2 .

• Biomassa
• Biodiesel
• Digestione anaerobica
• Energie rinnovabili
• UASB

• Biogasmax : Un progetto europeo per lo sviluppo sostenibile
• Ecosportello
• Tipo di impianto