Biomasse

Biomasse

Le Agroenergie se utilizzate in misura appropriata sono una grande opportunità per l’agricoltura e l’ambiente infatti possono offrire un contributo importante per aumentare l’autonomia energetica dei nostri territori.

biomasse

La biomassa viene definita una fonte di energia rinnovabile perché è in grado di ricrescere (rinnovarsi) in un periodo temporale molto breve rispetto alle centinaia di milioni anni necessarie alla creazione dei combustibili fossili.

Attraverso l’assimilazione del carbonio tramite la fotosintesi clorofilliana i tessuti vegetali convertono, con l’energia proveniente dal sole, l’anidride carbonica presente nell’aria e l’acqua proveniente dal terreno in carboidrati complessi composti da carbonio, idrogeno e ossigeno.

6 CO2 + 6 H2O → 6 O2 + C6H12O6 (glucosio)

La combustione di questi carboidrati li trasforma di nuovo in anidride carbonica, acqua e energia.

L’uso di biomassa comporta una notevole riduzione della produzione di gas ad effetto serra perchè, anche se producono una quantità di CO2 simile ai combustibili fossili, questi ultimi rilasciano anidride carbonica “nuova” perchè catturata tramite la fotosintesi milioni di anni fa, incidendo così negativamente nel bilancio ambientale finale.

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Sono comunque le proprietà intrinseche della biomassa a influenzarne l’uso come fonte energetica rinnovabile:

  1. contenuto di umidità
  2. valore calorifico (inteso come contenuto energetico o calore rilasciato nella combustione)
  3. proporzioni tra carbonio fisso e volatile
  4. contenuto di ceneri e di residui
  5. contenuto di metalli alcalini (Sodio, Potassio, Magnesio, Fosforo e Calcio), importanti per il processo di conversione termochimica
  6. rapporto tra cellulosa e lignina, importanti per il processo di conversione biochimica

Per i processi di conversione della biomassa secca sono importanti i primi cinque aspetti, mentre per la biomassa umida giocano un ruolo determinante il contenuto di acqua e il rapporto cellulosa/lignina.

Anche se oggi le materie prime maggiormente utilizzate sono il mais per l’Etanolo e la soia per il Biodiesel, in un futuro prossimo gli studi internazionali dimostrano che saranno invece i sottoprodotti agricoli a fornire la gran parte della materia prima necessaria, in una visione a lungo termine esistono piani di sviluppo comprendenti la coltivazione di colture energetiche dedicate, come ad esempio alghe, colture legnose e alberi a crescita rapida e colture erbacee.

L’Unione Europea indica nelle biomasse un ruolo fondamentale per il raggiungimento dell’obiettivo “202020” ma anche nella produzione di energia termica e elettrica a lungo termine e grazie alle economie di scala (riduzione dei costi) questo tipo di bioenergia si dimostrerà competitiva anche oltre il 2020.

Per ridurre le emissioni di gas serra prodotte dalle centrali elettriche a carbone, le uniche misure applicabili nel futuro sono di:

  • sviluppare impianti di cattura e stoccaggio di anidride carbonica;
  • sviluppare impianti di co-generazione a biomassa;
  • sviluppare impianti di conversione in energia al 100% di biomassa.

La biomassa non è solo una soluzione temporanea ma dovrebbe essere uno fattore decisivo per gli investitori e i responsabili politici europei nel futuro.

L’obiettivo UE per le energie rinnovabili è quello stabilito nel consumo energetico finale definito da Eurostat come “energia fornita ai consumatori finali per tutti gli usi energetici”.

L’energia finale fornita dopo la generazione di calore o l’energia fornita dal combustibile è solo una frazione dell’energia primaria, a causa delle perdite di energia coinvolte nella conversione.

La produzione di elettricità generalmente ha un’efficienza di conversione diretta di circa il 35%, questo vuol dire che solo il 35% dell’energia primaria viene convertita in energia elettrica (energia finale).

La produzione di calore, invece, ha una efficienza di conversione diretta di circa l’80%.

Una tecnologia che ha riscosso successo in questi ultimi anni è la generazione di energia elettrica da biomassa utilizzata per alimentare una pompa di calore locale.

Questo metodo indiretto di produzione di calore ha un’efficienza di conversione notevole, pari al 140-160% (35 a 40% in fase di produzione di energia elettrica, moltiplicata poi 4 volte nella fase di pompa di calore).

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L’azienda agricola dispone di diversi sottoprodotti derivanti dalla propria attività ordinaria che molto spesso sono inutilizzati o smaltiti come rifiuti e quindi con un costo per l’agricoltore, tali scarti possono invece trasformarsi in vantaggio economico derivante dalla possibilità di essere riutilizzati a fini energetici con la vendita o con l’autoconsumo dell’energia.

Le colture dedicate possono essere classificate in base alla:

  • tecnologia utilizzata per la conversione energetica che è strettamente correlata alle caratteristiche fisico-chimiche del vegetale;
  • specie e coltivazione (specie annuali erbacee, poliennali erbacee e arboree).
Le possibili filiere di Biomasse

In base alla tecnologia consolidata possono essere individuati due distinti gruppi di tecnologie:

Filiere basate sull’azienda agricola o sue aggregazioni
  1. filiera legno-energia per la produzione di calore con caldaie di piccole/medie dimensioni;
  2. filiera legno-energia per la produzione di biocombustibili (pellet);
  3. filiera olio-energia di piccole/medie dimensioni per la produzione di biocombustibili (olio) o elettricità e/o calore
  4. filiera del biogas per la produzione di elettricità e/o calore
Filiere basate su sistemi agroindustriali
  1. filiera colture ligno-cellulosiche-energia con impianti di medie/grandi dimensioni per la produzione di elettricità;
  2. filiera olio-energia per la produzione di biocombustibili (biodiesel);
  3. filiera olio-energia di medie/grandi dimensioni per la produzione di elettricità;
  4. filiera alcol-energia per la produzione di biocombustibili (etanolo/ETBE)

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Tipo Azienda Tipo biomassa Impianto Produzione energetica
Vitivinicola residui di potatura, vinacce e raspi caldaia biomasse, impianto gassificazione Energia termica, biocombustibili solidi, energia elettrica
Zootecnica liquami, siero digestore energia elettrica con recupero di calore
Agroforestale residui potatura caldaia biomasse, impianto gassificazione energia termica, biocombustibile solido, energia elettrica
Seminativa colture erbacee dedicate, colture arboree rotative, residui colturali digestore, impianto spremitura, caldaia biomasse energia elettrica con recupero di calore, biocombustibili liquidi
Olivicola scarti vegetali digestore energia elettrica con recupero di calore
Frutticola residui potatura, scarti vegetali caldaia biomasse, digestore, impianto gassificazione energia termica, biocombustibili solidi, energia elettrica