In questa guida ci occupiamo di energia da biomasse, una forma di energia rinnovabile che desta grande interesse. Come tutte le fonti di energia anche qui ci sono dei vantaggi e degli svantaggi, compresi dei risovolti negativi per l’ambiente. Come sempre  necessaria un’analisi approfondita e una valutazione dei costi/benefici.

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Cos’è la biomassa: definizione e spiegazione

Che cos’è una biomassa e che cosa significa energia da biomasse? La definizione enciclopedica di biomassa é: “la massa della sostanza vivente (espressa come peso secco per unità di volume o superficie) prodotta in un determinato periodo di tempo da una popolazione o da una biocenosi, o in un particolare ambiente biologico”.

Bucce di arance, letame, legno, rifiuti organici, scarti di segheria celano a presenza di energia che può essere sfruttata. Si tratta di un’energia rinnovabile, in contrapposizione alle fonti di energia non rinnovabile, come l’energia da fonti fossili.

La biomassa diventa fonte di energia solo dopo essere stata alimento, foraggio o materiale da costruzione. Produrre energia dalla biomassa, dunque, significa sfruttare razionalmente fino in fondo i rifiuti organici e le materie prime locali. Si tratta dunque di un biocombustibile eccellente, con notevoli vantaggi in termini di gestione dei rifiuti, sostenibilità e tutela dell’ambiente.

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Tutte le tipologie di biomassa nel dettaglio

Esistono diverse tipologie di biomasse e in particolare: biomassa secca e legnosa e biomassa umida e poco legnosa. Rientrano nella prima categoria il legname proveniente da boschi e da campi, i resti di legname e i rifiuti organici solidi provenienti da industria, artigianato ed economie domestiche. Alla seconda categoria sono attribuiti, ad esempio, concimi di fattoria (liquami e letame), residui dei raccolti agricoli e rifiuti biogeni dell’industria alimentare, della gastronomia e delle economie domestiche.

In base alla loro origine distintiva si riconoscono:

  1. Biomasse vegetali: sono le più utilizzate e provengono dagli scarti delle attività agricole, forestali o di giardinaggio. Rientrano in questa categoria anche le piante coltivate appositamente per essere utilizzate come biocombustibili. Alcuni esempi di biomasse vegetali includono:
  • Vinacce;
  • Residui della produzione dell’olio;
  • Gusci;
  • Torsoli;
  • Noccioli;
  • Bucce.
  1. Biomasse animali: derivano dagli allevamenti animali. La forma più comune di biomassa animale è il letame, che contiene gas, nutrienti ed energia chimica derivata dall’erba consumata dagli animali. Oltre al letame, anche le carcasse, se sottoposte a combustione, possono generare energia.
  2. Biomasse microbiche: provengono dal terreno e includono elementi come zolfo, azoto, batteri, funghi e microbi. Il suolo rappresenta una ricca fonte di biomasse potenziali, poiché gli elementi derivati dalla decomposizione di animali e piante sono ricchi di minerali.

Come avviene la produzione di energia da biomasse?

Esistono diverse modalità di conversione energetica delle biomasse. La scelta è dettata principalmente dal tipo e dalla composizione della biomassa e dall’energia finale che si desidera ottenere. Ad esempio, la biomassa lignocellulosica e secca (legnosa) è trasformata mediante processi termici o termochimici (combustione, gassificazione), mentre per la biomassa poco legnosa e umida si opta perlopiù per processi di conversione biochimica (fermentazione).

Il funzionamento delle centrali a biomasse

Come funzionano le centrali a biomasse a combustione? Prima del processo di combustione, le biomasse vengono trasportate e stoccate nella centrale. Talvolta, possono essere sottoposte a una fase di triturazione per ridurre le dimensioni e ottenere ciò che viene chiamato cippato.

Successivamente, la biomassa viene preparata in un edificio apposito, dove viene selezionata e separata in base alle dimensioni. Successivamente, il combustibile viene trasportato al deposito corrispondente.

I cumuli di biomassa vengono quindi trasferiti nel forno per la combustione. Durante questo processo, il calore prodotto permette di evaporare l’acqua nel circuito termodinamico, trasformandola in vapore che attraversa le tubazioni della caldaia.

Di solito, il forno utilizzato per bruciare la parte più grossolana del combustibile è di tipo a griglia, simile alla tecnologia utilizzata nelle stufe a pellet. La parte più fine del combustibile viene miscelata con un combustibile di supporto derivato dal petrolio e bruciata in modo efficiente.

Depurazione gas di combustione e trasformazione in energia

L’acqua circolante all’interno della caldaia proviene dal serbatoio di deposito. Prima di entrare nel circuito termico, l’acqua passa attraverso un economizzatore, dove viene preriscaldata utilizzando il calore residuo dei gas di combustione provenienti dalla caldaia. Questi gas di scarico vengono riciclati attraverso il forno per ridurre la presenza di gas incombusti e massimizzare il potere calorifico, riducendo così le emissioni nell’atmosfera.

I gas di combustione vengono quindi depurati dalle particelle in sospensione attraverso un filtro apposito prima di essere emessi nell’atmosfera attraverso il camino della struttura. Le particelle ritenute insieme alle ceneri di combustione vengono raccolte e trasportate in un pozzo contenente varie scorie di lavorazione, che poi vengono inviate a una discarica.

Come avviene nelle centrali termiche tradizionali, il vapore generato nella caldaia viene fatto espandere in una turbina a vapore ad alta, media o bassa pressione. Questa turbina aziona un generatore elettrico che produce energia elettrica.

L’elettricità prodotta viene successivamente trasformata ad una tensione più elevata e infine immessa nel sistema tramite la rete elettrica locale. Per completare il ciclo dell’acqua nella centrale, il vapore acqueo proveniente dalla turbina viene condensato nel condensatore e riportato al serbatoio di deposito sotto forma di liquido, pronto per essere riutilizzato nel processo.

I vantaggi delle biomasse come fonte energetica

L’utilizzo di biomasse come fonte energetica offre numerosi vantaggi, tra cui la riduzione dei rifiuti, la sostenibilità ambientale e la tutela dell’ecosistema. Sfruttare le biomasse come biocombustibili consente di trasformare materiali di scarto in una risorsa preziosa, riducendo così l’impatto ambientale dei rifiuti. Inoltre, l’utilizzo di biomasse contribuisce a diminuire la dipendenza da combustibili fossili non rinnovabili e a limitare le emissioni di gas a effetto serra.

I benefici dell’energia derivante dalle biomasse possono essere riassunti in cinque punti principali:

  1. Fonte di energia rinnovabile: l’energia da biomasse utilizza materiali naturali, come i residui di lavorazione del legno, i pellet di legno o i rifiuti organici urbani. Questi materiali sono abbondanti e costantemente disponibili, rendendo l’energia da biomasse una fonte rinnovabile.
  2. Riduzione della dipendenza dai combustibili fossili: utilizzando biomasse come combustibile, si riduce la dipendenza da fonti non rinnovabili come il carbone, il gas e il petrolio. L’obiettivo è quello di promuovere l’uso di fonti energetiche che non danneggiano l’ecosistema in cui viviamo.
  3. Neutralità in termini di emissioni di carbonio: durante la trasformazione della biomassa, non si produce anidride carbonica in eccesso.
  4. Ampia disponibilità di materie prime: le biomasse sono abbondanti e disponibili in diverse forme, come foglie morte, erba, alberi, carcasse di animali e i loro escrementi. Utilizzando queste risorse per la produzione di energia, si contribuisce a ridurre gli sprechi e la gestione dei rifiuti. Inoltre, la continua presenza di materia organica proveniente da piante e animali garantisce una fonte inesauribile di biomassa.
  5. Utilizzo versatile: la biomassa può essere utilizzata per creare diversi prodotti derivati da varie forme di materia organica. Può essere trasformata in gas metano, biodiesel e altri biocarburanti. Inoltre, può essere impiegata direttamente come calore o per la generazione di elettricità.

Gli svantaggi della produzione di energia da biomasse

Tuttavia, è importante considerare anche alcuni svantaggi associati all’energia derivante dalle biomasse:

  1. Inquinamento derivante dalla combustione: la combustione del legno e di altri materiali naturali utilizzati come biomassa può causare inquinamento, simile a quello prodotto dalla combustione di carbone e altre fonti fossili. Ci sono diversi composti dannosi per l’ambiente che derivano dalla combustione delle biomasse, quindi non si può considerare l’energia da biomasse completamente pulita.
  2. Possibile deforestazione: se non vengono utilizzati materiali di scarto, la coltivazione di piante apposite per la produzione di biomassa può portare alla deforestazione. La necessità di grandi quantità di legno e altri prodotti di scarto per produrre energia può comportare la distruzione di interi ecosistemi.
  3. Rendimenti relativamente bassi: alcuni prodotti derivati dalle biomasse, come il biodiesel o l’etanolo, sono meno efficienti rispetto alla benzina. Inoltre, un uso prolungato di etanolo può danneggiare i motori delle automobili.
  4. Richiede ampi spazi: gli impianti di energia a biomassa richiedono ampi spazi e se situati in aree urbane possono causare ulteriore inquinamento.
  5. Costi elevati: la costruzione e il funzionamento degli impianti a biomasse possono essere costosi, e in alcuni casi i costi possono superare i benefici. Le spese per il trasporto e la raccolta delle risorse sono significative.

In cocnclusione l’energia da biomasse risulta particolarmente interessante per le aziende che producono importanti quantità di rifiuti e può migliorare l’economia delle aziende zootecniche e agricole. Questo perché anziché pagare una tassa sui rifiuti prodotti, le aziende possono generare l’elettricità necessaria per le proprie operazioni e alimentare i mezzi di trasporto con combustibili a impatto ambientale ridotto rispetto a benzina e diesel.

Quanto inquina la produzione di energia da biomasse?

Esistono delle correlazioni tra biomassa, energia e inquinamento, ma è fondamentale valutare i diversi fattori coinvolti.

È importante sottolineare che l’energia derivante dalle biomasse è considerata un’opzione ecologica, poiché si basa sull’utilizzo di materiali di scarto già presenti in natura. Durante il processo di crescita delle biomasse, viene assorbita una quantità di anidride carbonica pari a quella rilasciata durante la combustione, garantendo un equilibrio nel ciclo del carbonio. Questo rende l’energia da biomassa una scelta rispettosa dell’ambiente.

Tuttavia, è necessario prestare attenzione alla gestione delle biomasse legnose, poiché la loro combustione inappropriata può causare problemi di inquinamento. Le particelle sottili rilasciate nell’atmosfera, sospese come polveri, possono arrecare danni sia all’ambiente che agli organismi viventi.

Per prevenire tali conseguenze, è fondamentale adottare una gestione adeguata nella produzione di biomassa. Ciò implica evitare il rilascio di sostanze inorganiche e fumi di combustione nell’atmosfera. Inoltre, è essenziale garantire che i batteri presenti nei materiali di scarto siano termosensibili e possano essere neutralizzati in modo appropriato.

In conclusione, la produzione di biomassa può essere un’opzione energetica sostenibile, ma è fondamentale gestire correttamente il processo per evitare l’inquinamento atmosferico e garantire il benessere dell’ambiente e delle forme di vita che lo abitano. L’adozione di pratiche di gestione responsabile delle biomasse contribuirà a preservare l’equilibrio ecologico e a massimizzare i benefici energetici di questa risorsa rinnovabile.

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