ENERGIE RINNOVABILI

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ENERGIE RINNOVABILI

ENERGIE RINNOVABILI
Con il termine energie rinnovabili, s’intendono le forme di energia in grado di
rigenerarsi e che non sono soggette a esaurimento nella scala dei tempi umani.
La normativa italiana (Dlgs 387/03) considera fonti di energia rinnovabili

il sole

il vento

le risorse idriche

le risorse geotermiche

le maree

il moto ondoso

la trasformazione in energia elettrica dei prodotti vegetali o dei rifiuti organici e
inorganici. Questa ultima categoria elencata è meglio conosciuta con il termine di
biomassa.
fonte : articolo di Elisa Valentini sulla rivista ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2011 pagine 24 e 25
LE BIOMASSE - tipologie
Biomassa è un termine che riunisce una gran quantità di materiali, di natura
estremamente eterogenea. In forma generale, si può dire che è biomassa tutto ciò che
ha matrice organica.
Le più importanti tipologie di biomassa sono






residui forestali
residui industriali della lavorazione della cellulosa e del legno (trucioli, segatura
ecc.), residui di piantagioni e di lavorazioni agricole
essenze impiegate come scopi energetici (pioppo, salice, eucalipto e legna da
ardere in genere)
scarti dei prodotti agro-alimentari
prodotti organici derivanti dall’attività biologica umana e dalla zootecnica
rifiuti urbani di origine vegetale.
LE BIOMASSE - categorie
Le biomasse si suddividono in tre categorie:



biomasse solide
biomasse liquide
biomasse gassose
Le biomasse solide
Le biomasse solide derivano principalmente dai residui agricoli, dai processi di
lavorazione del legno, da residui boschivi e forestali, dalla produzione di carta ecc. Si
tratta quindi di tutti quei materiali legnosi e/o derivati contenenti cellulosa, a basso
grado di umidità (inferiore al 30%).
A seconda del tipo di biomassa solida utilizzata (materia prima) saranno prodotte
diverse tipologie di combustibili:



dal legno e pasta di carta si produrranno legna a pezzi, cippato, pellet, segatura e
bricchetti
dalla lolla di riso, gusci e paglia si produrranno residui colturali
dalla torba di estraggono bricchetti di torba.
segue: le biomasse solide
Le tecnologie di trasformazione energetica possono essere:
combustione diretta (su griglie fisse o mobili, caldaie a letto fluido)
gassificazione.
L’energia prodotta sarà destinata per il riscaldamento, l’elettricità, il vapore e il moto
meccanico.
L’utilizzo della biomassa a scopo energetico è uno degli strumenti indicati come
favorevoli alla riduzione dell’incremento dell’effetto serra: il bilancio della CO2 relativo
a tale filiera è considerato neutro.
Tutto ciò è vero, ma bisogna anche tener conto delle emissioni di CO2 equivalenti
derivanti dal trasporto e dalle altre attività correlate alla produzione e combustione
della biomassa. Pur essendo, infatti, considerata una fonte d’energia rinnovabile,
presenta lo stesso degli svantaggi non trascurabili.
segue: le biomasse solide
Uno dei maggiori inconvenienti della combustione delle biomasse solide è l’alto tenore
d’emissioni, soprattutto di CO, NOx, polveri, tipico della combustione di sostanze
solide.
Si riscontra poi che molte delle aree con le maggiori potenzialità di produzione di
biomasse sono ecosistemi di elevato valore ambientale, biologico e paesaggistico; le
tecnologie e i sistemi richiesti per la raccolta, la movimentazione e il trasporto di
biomasse sono molto complessi e costosi;
infine i rendimenti di produzione di elettricità, calore o combustibili sono molto
inferiori rispetto a quelli ottenibili con i combustibili fossili.
Le biomasse liquide
Le biomasse liquide sono combustibili liquidi derivati dalla biomassa. A seconda del
tipo di materia prima utilizzata saranno prodotte diverse tipologie di combustibile.

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
Dalla canna da zucchero, dal sorgo zuccherino, dalla manioca, dalla barbabietola da
zucchero, dalle patate, dal frumento e dal mais si ricava alcol, etanolo o metanolo.
Dagli oli vegetali (girasole, arachidi, soia, colza), oli di frutta con guscio (olio di
palma, noce di cocco) e oli di cottura riciclati si ricava biodiesel.
Dall’etanolo e cellulosa si estrae gel carburante e dal legno, olio di pirolisi.
segue: le biomasse liquide
Le tecnologie di trasformazione energetica possono essere:
Estrazione-esterificazione
Pirolisi
idrolisi-fermentazione.
L’energia prodotta sarà utilizzata soprattutto per il trasporto (autotrazione), ma anche
per il riscaldamento e l’elettricità.
Analizzando complessivamente la filiera bioliquidi-energia, fra i vantaggi riscontrati si
trovano limitati investimenti per l’acquisizione della tecnologia di produzione
dell’energia (circa 1-1,5 k€/kW), buone rese energetiche, immediatezza
dell’applicazione e idoneità per il suo inserimento a livello diffuso sul territorio.
Fra gli svantaggi, però, vi è la necessità di enormi estensioni territoriali di biomassa per
produrre quantità rilevanti del combustibile stesso.
Le biomasse gassose
Il biogas (biomasse gassose) è il gas generato dalla fermentazione delle biomasse.
È una miscela che può contenere metano, ossido e biossido di carbonio, azoto,
idrogeno, idrogeno solforato e tracce di altri gas in percentuali minori, la cui
composizione varia in base alle condizioni nelle quali esso è ottenuto.
Il biogas si genera da processi di fermentazione in presenza o in assenza di ossigeno,
attraverso i quali la sostanza organica viene decomposta grazie all’azione di specifici
batteri.
segue: le biomasse gassose
La principale fonte di produzione di biogas è storicamente la discarica, grazie alla
naturale degradazione della frazione organica dei rifiuti.
Negli anni sono state però sviluppate anche altre tecnologie basate sul processo di
fermentazione tramite l’utilizzo di appositi impianti di digestione anaerobica, in grado
di produrre grandi quantità di biogas a partire da differenti matrici organiche (reflui
zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali, coltivazioni dedicate ecc.).
Il biogas è utilizzato per il trasporto, il riscaldamento, l’elettricità e la cottura.
Fra i maggiori vantaggi riscontrati nell’utilizzo del biogas si trova la riduzione
dell’inquinamento dei reflui zootecnici e degli odori e recupero dell’acqua, l’utilizzo dei
rifiuti provenienti dalla raccolta differenziata (Forsu), la valorizzazione dei rifiuti
provenienti dalle attività agro-industriali. Inoltre anche il biogas concorre alla riduzione
delle emissioni dei gas a effetto serra
Come funzionano le centrali a biogas?
Le Centrali a biogas funzionano attraverso un processo di fermentazione-digestionemetanizzazione: trasformano la materia attraverso la “digestione anaerobica” che
produce gas e digestato.
Il gas captato dalle vasche di fermentazione viene immesso nei cogeneratori dove
subisce un processo di combustione.
Sono impianti con turbina a gas alimentata dal syngas da biomasse in ciclo semplice o
combinato con turbina a vapore.
Questo “biogas” alimenta innanzitutto la centrale stessa, sia a livello termico che
elettrico. Il restante viene immesso nella rete come energia elettrica o calore.
fonte : vademecum Biomasse e biogas – sunto interventi G. Tamino, A. Litta, M. Mocci, M. Greco, M. Corti
La digestione anaerobica e la digestione del bovino
fonte : vademecum Biomasse e biogas – sunto interventi G. Tamino, A. Litta, M. Mocci, M. Greco, M. Corti
Criticità ambientali legate alle centrali a biogas
Un approfondimento sui problemi ambientali del biogas
fonte : ISDE , position paper febbraio 2015 IL TRATTAMENTO DELLA FRAZIONE ORGANICA DEI RIFIUTI URBANI (FORSU)
Criticità ambientali – ISDE ITALIA -Associazione medici per l'ambiente / 1
La frazione organica dei rifiuti urbani (FORSU) rappresenta il 35% circa delle
produzione complessiva di rifiuti urbani
Attualmente il 60% circa della FORSU in Italia è destinato alla discarica.
La FORSU deve essere gestita secondo la gerarchia di priorità individuata dalla UE
(Direttiva 2008/98/CE), privilegiando :
 la prevenzione (autocompostaggio) e
 il riciclaggio/recupero di materia (identificabile unicamente con il compostaggio
aerobico tradizionale).
La digestione anaerobica (DA), che è finalizzata al recupero di energia, è da
considerare scelta di secondo livello rispetto al compostaggio tradizionale, da
preferire in via prioritaria.
Tutte le modalità di trattamento biologico della FORSU sono comunque da preferire
allo smaltimento in discarica e/o all'incenerimento.
Il compost di qualità, (ammendante organico unicamente prodotto dal compostaggio
tradizionale), è capace di migliorare le proprietà e le caratteristiche chimico-fisiche e
biologiche del terreno, con numerosi vantaggi dal punto di vista ambientale ed
agronomico.
Il digestato, prodotto dalla DA, classificabile come rifiuto speciale, è utilizzabile come
ammendante solo dopo un'ulteriore fase rappresentata da un processo aerobico
(compostaggio), con opportuni controlli microbiologici.
La combustione del biogas prodotto dalla DA presenta notevoli criticità e rischi
ambientali e sanitari.
Il biogas andrebbe sempre ulteriormente raffinato per ridurre drasticamente i
componenti indesiderati (CO2, H2S, H2O) ed ottenere metano ad alto grado di purezza
(biometano), compatibile con l'immissione nella rete di distribuzione del gas naturale
e con l'uso per autotrazione.
La combustione in loco del biogas/biometano andrebbe comunque sempre
fortemente scoraggiata.
Il trattamento biologico che genera il maggiore recupero di materia organica è
indubbiamente il compostaggio.
Sia il compostaggio che la DA possono presentare criticità ambientali e sanitarie
legate alla qualità del materiale in ingresso che, qualora non adeguata (in particolare
per la presenza di batteri patogeni, elevate concentrazioni di metalli pesanti e
composti organici tossici), può produrre contaminazione del suolo e della catena
alimentare ed emissioni inquinanti in atmosfera.
Questo si riduce drasticamente con la raccolta differenziata (in particolare porta a
porta). È rilevante segnalare che i contaminanti organici (es. diossine, PCB, furani,
pesticidi) possono essere biodegradati durante il trattamento biologico della FORSU, in
particolare durante i processi in presenza di ossigeno.
Nella FORSU possono essere presenti parassiti e microrganismi patogeni (anche sotto
forma di spore, es. clostridium botulinum), a causa principalmente di modalità di
raccolta non adeguate. Di conseguenza la presenza di batteri patogeni per l'uomo è
possibile sia nel caso del compost che del digestato.
Per l'ISS "desta preoccupazione la capacità di alcune specie microbiche - in particolare
il Clostridium botulinum - di sopravvivere in condizioni di anaerobiosi e alle
temperature utilizzate nel processo di digestione".
Per tale motivo le problematiche microbiologiche legate segnatamente alla DA
suggeriscono l'adozione del principio di precauzione.
Le emissioni gassose degli impianti di trattamento della FORSU sono costituite da
composti azotati e solforati e da composti volatili organici, prodotti sia durante il
compostaggio che durante il processo di DA, sebbene con diversa composizione e con
diversi fattori di emissione.
La combustione in loco del gas prodotto dalla DA causa l'emissione in atmosfera di
numerosi composti chimici, tra i quali sostanze nocive alla salute umana, alcune delle
quali cancerogeni certi per l'uomo.
Per tale motivo tale pratica, da scoraggiare, costituisce un rischio non trascurabile per
la salute dei territori limitrofi.
Conclusione
L'attuale politica degli incentivi (da eliminare) sta determinando
una distorsione delle priorità di trattamento della FORSU,
favorendo impropriamente il recupero di energia (incenerimento
e produzione di energia elettrica attraverso la combustione di
biomasse e biogas) a danno del recupero di materia, con
incremento del rischio ambientale e sanitario per i territori
limitrofi.

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