Atlante dell'Energia

H 2 O

radiazione solare

LE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI

pioggia H 2 O

CO 2

H 2 O

CO 2

Assimilazione: accrescimento e accumulo di energia attraverso la fotosintesi

Combustione: decomposizione e liberazione di energia mediante ossidazione

legno

calore

H 2 O + minerali

ossigeno O 2

ceneri

In impianti dedicati, la combustione viene sfruttata direttamente per scaldare aria e acqua oppure per creare vapore destinato a turbine che generano elettricità. • La digestione anaerobica avviene grazie al lavoro di batteri, i quali, in assenza di ossigeno, demoliscono le sostanze organiche complesse – carboidrati, proteine e lipidi – trasformandole in un gas combustibile, detto biogas , composto per il 50-70% da metano (CH 4 ) e per il resto da anidride carbonica (CO 2 ). Il gas prodotto può essere utilizzato in caldaie o motori adattati. La parte solida rimanente è un ottimo fertilizzante. • La pirolisi , che signica “rottura con il fuoco”, è un particolare tipo di decomposizione della biomassa che avviene fornendo calore dall’esterno (no a 800 °C) in assenza di ossigeno . I prodotti che si ottengono sono a loro volta combustibili gassosi, liquidi e solidi. • La gassicazione si concentra sulla frazione gassosa ottenuta dalla pirolisi; essa viene raffreddata, puricata, compressa e inviata a una turbina a gas per combustione diretta e generazione di energia elettrica. Il calore dei fumi di scarico della turbina viene recuperato per produrre vapore e altra energia elettrica in una seconda turbina a vapore. all’uso residenziale. Al contrario, nell’UE rappresentano il 3,7% dell’energia primaria totale e sono sempre più utilizzate per i trasporti (biocarburanti), per il teleriscaldamento e la produzione di energia elettrica (soprattutto in centrali di cogenerazione, vedi pag. 126-127). Le biomasse hanno un ruolo importante anche in paesi ricchi, come Svezia e Finlandia, dove abbondano le risorse forestali (e dunque il legno e gli scarti dell’industria cartaria); inoltre sono fondamentali per la crescita economica di Stati come il Brasile: oltre che sulle biomasse da risorse forestali, questo paese punta sui biocarburanti, ottenuti in particolare dai prodotti di scarto delle sue immense piantagioni.

• La fermentazione alcolica si basa sulla reazione chimica degli zuccheri di cui sono ricche certe colture (cereali, patata, canna e barbabietola da zucchero) e avviene grazie all’azione di particolari funghi unicellulari chiamati lieviti. Da questo processo si ottiene etanolo (CH 3 CH 2 OH). Il termine bioetanolo riconduce alla sua origine; si usa, puro o miscelato, come carburante per auto oppure come componente di altri biocarburanti . • L’ estrazione di olio da semi oleosi (girasole, colza, soia ecc.) si effettua con metodi meccanici (come la spremitura) e chimici (uso di solventi). I prodotti oleosi subiscono ulteriori processi chimici e vengono usati come base per combustibili: per esempio il biodiesel , ricavato da oli vegetali fatti reagire con alcol metilico in presenza di un catalizzatore; può essere utilizzato per autotrazione (miscelato con gasolio) e riscaldamento; dai sottoprodotti, altamente proteici, si ottengono mangimi.

• FIGURA 1 - In un esempio di ciclo ideale delle biomasse usate a scopo energetico tutta l’anidride carbonica emessa nell’atmosfera

con la combustione viene nuovamente “fissata” con la

fotosintesi nei composti organici di nuove piante coltivate.

Canada 2%

Cina 2%

Altri 5%

Stati Uniti 43%

UE 23%

• FIGURA 3 Consumo di biocarburanti nel mondo suddiviso per paesi o aree geografiche (2011).

Brasile 25%

Le differenze geografico-economiche tra i paesi si riflettono anche nella composizione dei biocarburanti prodotti. Infatti, mentre l’Europa privilegia il biodiesel (79% del totale), in Brasile e negli Stati Uniti prevale il bioetanolo (94% del totale in USA). Ciò dipende dalla tipologia di biomassa più diffusa o più convenientemente coltivabile, grazie anche agli incentivi statali spesso erogati per favorire i biocarburanti: piante oleose nel nostro continente, dalle quali si ricava biodiesel; canna da zucchero e cereali (mais), fonte di bioetanolo, in America. Proprio USA e Brasile sono i paesi che utilizzano la quota maggiore di biocarburanti nel mondo, seguiti dall’UE ( • Figura 3 ).

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