i biocombustibili - Federazione delle associazioni scientifiche e

Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
http://www.dista.agrsci.unibo.it/grici/
I BIOCOMBUSTIBILI
G. Venturi, L. Barbanti, G. Bezzi, S. Fazio, A. Monti.
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali
Università degli Studi di Bologna
Facoltà di Agraria
Bologna
PERCHE’ I BIOCARBURANTI?
Î Necessità di mercati alternativi per il
mondo agricolo;
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
Î Contenimento delle emissioni di gas-serra
in adempimento agli obiettivi di Kyoto …
…i biocarburanti non contengono S e riducono
fortemente le emissioni di CO, CO2. Inoltre,
sono altamente biodegradabili.
Î Diversificazione delle fonti e degli
approvvigionamenti energetici;
Î Salvaguardia del territorio e della
biodiversità.
INTERESSE CRESCENTE DELL’UE VERSO LE BIOENERGIE
Î Libro Bianco – Nov. 1997;
Î Libro Verde sulla sicurezza degli
approvvigionamenti energetici – Nov. 2000;
Î Direttiva sui biocarburanti – Maggio 2003;
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
Î Direttiva sulla tassazione dell’energia – 2003;
Î Rattifica di Kyoto (GHG = -5% entro 2010-2012) -
Feb. 2005;
Î Conferenza di Montreal (GHG = -30% entro 2030; -
80% entro il 2050!) – Dic. 2005;
Î Piano di azione sulle biomasse – Dic. 2005;
Î Strategie di sviluppo per i biocarburanti – Febb.
2006;
Î Libro Verde – Mar. 2006.
INTERESSE CRESCENTE DEL MONDO SCIENTIFICO
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
KEYWORDS
NUMERO DI PUBBLICAZIONI
1976-2006
2001-2006
% 2001-2006
Energy and Biomass
3076
1210
39%
Biomass and Crops
1990
831
41%
Energy and Crops
1474
467
31%
Biofuels
583
318
54%
Biodiesel
333
262
78%
Bioethanol
85
53
62%
Fonte: sciencedirect.com
EFFETTI DELLA PAC SU GHG
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
24
Attualmente i veicoli stradali sono responsabili per oltre il
90% delle emissioni di CO, il 60% di quelle di NOx e HC, il
12% di CO2.
Fonte: Commissione Europea
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DESTINAZIONI DELLE COLTURE DA ENERGIA
PRODUZIONE DI BIOCARBURANTI IN EU25
20.5%
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Bioetanolo
Biodiesel
79.5%
Produzione (2005):
Biodiesel: 3.2 Mt
Bioetanolo: 0.8 Mt
Fonte: Commissione Europea
Mtoe
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UE: TREND BAU vs. OBIETTIVO
Fonte: UNFCCC 2005
BIOETANOLO vs. BENZINA
Riduzione emissioni di CO2 (25-80% in base alle
diverse materie prime);
¾ Leggero aumento degli idrocarburi incombusti e
delle aldeidi;
¾ Riduzione sensibile dei particolati (fino al 50%);
¾ Leggero aumento di NOx (10-15%)
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¾
Materia prima
Riduzione delle
emissioni (CO2 Eq)*
Mais
25-30%
Barbabietola
40-50%
Frumento
Ligno-cellulosiche
30%
70-80%
* considerato l’intero ciclo di produzione.
Fonte: Magneti Marelli
EU IMPORT DI BIOETANOLO
0.8
Argentina
3%
Peru
3%
Bolivia
2%
others
12%
South Africa
3%
Egypt
4%
0.6
Brazil
44%
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Mt
Ukraine
5%
0.4
Saudi Arabia
7%
Guatemala Pakistan
7%
10%
0.2
AT
5%
ES
1%
DE
1%
SW
8%
0
2000
2001
2002
2003
FR
9%
2004
Other
2%
NL
33%
2005
IT
16%
Mt di bioetanolo importate:
suddivisione per provenienza e destinazione
UK
24%
Fonte: Commissione Europea
PRODUZIONE DI BIOETANOLO
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Non-agricolo
22%
Cereali
27%
Altri 2%
Frutta 1%
Patate 1%
Vinacce
14%
Melasso
33%
Fonte: Commissione Europea
USO DI BIOETANOLO IN EU25
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Carburanti
21%
Altri Alimentari
5% 3%
Bevande alcoliche
24%
280.000 t
Usi Industriali
47%
Fonte: Commissione Europea
COLTURE DA BIOETANOLO
Output / Input
energetico
Barbabietola da z.
Etanolo
(t ha-1)
3.1 – 6.0
Sorgo zuccherino
0.7 - 3.1
0.9 - 2.8
Orzo
0.4 - 2.2
1.1 - 2.0
Frumento
0.5 - 2.3
0.8 - 2.1
Mais
1.2 - 4.5
1.3 - 3.1
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Specie
2.9 - 2.9
Altre colture di possibile interesse: Sorgo da granella, Cicoria e Topinambur
Fonte: Venturi et al 2003
SUPERFICI NECESSARIE PER BIOETANOLO
Per bioetanolo in miscela al 5% con benzina
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
Consumo di Bioetanolo
Benzina
5% vol.
(Mt)
(Mt)
Superficie (Mha)
Cerealia
Barbabietolaa
Lignocellulosicheb
EU25
116,4
6,9
1,5-16,3
1,1-2,2
0,9-6,2
Italia
15,8
0,9
0,2-2,2
0,1-0,3
0,1-0,8
efficienza di conversione = 0,6 kg kg-1 di carboidrati
b efficienza di conversione = 0,28 L Kg-1 di s.s.
a
Consumi anno 2003 da IEA
ESEMPIO: sostituzione del
Proiezioni di superfici disponibili 5,75% della benzina consumata
per colture da energia
in UE con etanolo (obiettivo
2010) investimento medio:
2010
2020
2030
EU25
13,0
16,2
19,3
5.6 Mha di frumento
Italia
1,1
1,8
2,2
2,8 Mha di mais.
Proiezioni: Commissione Europea
BIODIESEL vs. GASOLIO
¾
Riduzione emissioni di CO2 (~ 90%, ossia 2,4 kg di
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CO2 in meno per kg di gasolio sostituito * = -22.5 Mt
all’anno con sostituzione al 5,75% come da obiettivo
2010 (~ 5% della quota totale di riduzione prevista) );
¾
Riduzione idrocarburi incombusti (65 - 90%);
¾
Riduzione emissioni di monossido di C (40 - 50%);
¾
Riduzione particolati (30 - 50%);
¾
Assenza di SO2;
¾
Leggero aumento di NOx (10 - 13%).
* 1 kg di gasolio = 1,13 kg di biodiesel (minor densità energetica)
Fonte: Progetto Activa 2006, libro verde
OLIO DI SEMI IN EUROPA
40
35
produzione
Mt (olio)
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
30
import
consumi
25
uso energetico
20
15
10
5
0
2003
2004
2005
2006
Uso energetico circa 15% del consumo totale
Fonte: Commissione Europea
PRODUZIONE DI BIODIESEL NELL’UE
Principali produttori di biodiesel in Europa (gli altri
paesi si attestano tutti sotto le 0,2 Mt annue)
1.2
1.03
1.09
Effettiva
1.0
Potenziale
Mt
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0.8
0.6
0.4
0.5
0.35
0.42
0.32
0.2
Anno 2005
0
Germania Francia
Italia
Fonte: Commissione Europea
COLTURE DA BIODIESEL
Biodiesel
(t ha-1)
0.3 - 1.2
Output / Input
Energetico
GIRASOLE
0.3 - 1.8
1.1 – 2.7
SOIA
0.5 - 0.9
2.6 – 4.0
Specie
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
COLZA
0.6 – 2.0
Altre colture di possibile interesse: Brassica carinata
Fonte: Venturi et al 2003
SUPERFICI NECESSARIE PER BIODIESEL
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Per biodiesel in miscela al 5% con gasolio (solo per autotrazione)
Consumo
di gasolio
(Mt)
Sostituzione
Biodiesel
5% (Mt)
Colza
Girasole
EU25
163
9,2
8 - 31
5 - 31
Italia
20,6
1,2
1-4
0.7 - 4
Superfici (Mha)
Consumi anno 2003 da IEA
Proiezioni di superfici disponibili ESEMPIO: sostituzione del
5,75% del gasolio consumato
per colture da energia
in UE con biodiesel (obiettivo
2010
2020
2030
2010) investimento medio:
EU25
13,0
16,2
19,3
12 Mha di colza
Italia
1,1
1,8
2,2
9 Mha di girasole
Proiezioni: Commissione Europea
ASPETTI DA APPROFONDIRE
ÎMiglioramento genetico e tecniche
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
agronomiche ... ad esempio incrementando
la capacità delle colture di convertire
l’energia solare disponibile;
ÎQuantificazione e valorizzazione delle
esternalità (LCA, bilanci energetici,
emissioni ...);
ÎCreazione di canali di comunicazione e
sinergie all’interno delle filiere;
ÎEfficace diffusione delle conoscenze e
consenso sociale.
CONCLUSIONI
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
ÎRispetto ad altre filiere energetiche quelle
dei biocarburanti (bioetanolo e biodiesel)
sono praticamente mature;
ÎIl mondo agricolo ha urgente bisogno di
nuove opzioni;
Île superfici agricole disponibili consentono
di soddisfare pienamente gli obiettivi a
breve termine dell’UE;
CONCLUSIONI
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
Île colture da energia comportano vantaggi
su ambiente, paesaggio e potenzialmente
anche sull’economia del mondo rurale;
Île colture energetiche sono ancora
scarsamente competitive nei riguardi delle
fonti energetiche convenzionali;
Îcominciano invece ad essere competitive
nei riguardi di quelle tradizionali.
QUINDI…
Energia per l’Europa – Milano, 5 Giugno 2006
CONCLUSIONI
Per valorizzare tutto quanto è stato fatto
finora è necessario uno sforzo finale della
ricerca per migliorare l’efficienza della
fase
agricola
e
di
quella
di
trasformazione.
A questo punto…
La contemplazione è un lusso,
l'azione una necessità...
(H.L. Bergson)
Energia per l’Europa - Milano, 5 Giugno 2006
Grazie per l’attenzione
[email protected]
http://www.agraria.unibo.it
http://www.dista.agrsci.unibo.it/grici/
Gruppo di Ricerca sulle Colture Industriali (GRiCI) – Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Agroambientali (DiSTA) – V.le Fanin 44, Bologna.