BIOMASSE E BIOGAS

Fonti primarie, esauribili: Petrolio Gas naturale Carbone Uranio (Energia nucleare)

Fonti primarie rinnovabili: Solare Eolica Idrica Biomasse Geotermica

Fonti secondarie: Benzina (da trattamento del petrolio) Gas di città (da gas naturali) Idrogeno (da metano, da petrolio e per elettrolisi dell’acqua) Energia elettrica (trasformazione di energia meccanica o chimica)

Consumo energetico mondiale Annualmente vengono consumati nel mondo circa 10 miliardi di TEP (tonnellata equiv.petrolio = 11.700 kWh). Percento delle diverse fonti Riserve (anni) Petrolio 36% 40 Carbone 26% 250 Gas naturale 24% 50 Idroelettrico 6% ∞ Nucleare 6% 400 Rinnovabili 2% ∞

S'intende per biomassa ogni sostanza organica derivante direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana. Mediante questo processo, le piante assorbono dall'ambiente circostante anidride carbonica (CO2) e acqua, che vengono trasformate, con l'apporto dell'energia solare e di sostanze nutrienti presenti nel terreno, in materiale organico utile alla crescita della pianta. In questo modo vengono fissate complessivamente circa 2×1011 tonnellate di carbonio all'anno, con un contenuto energetico equivalente a 70 miliardi di tonnellate di petrolio, circa 10 volte l'attuale fabbisogno energetico mondiale.

DISPONIBILITA’ DI BIOMASE RESIDUALI IN ITALIA RESIDUI AGROINDUSTRIALI RESIDUI AGRICOLI LEGNAME RESIDUI AGROINDUSTRIALI TOTALE kton/anno % 7.849 45.6 7.714 44.8 1.641 9.6 17.204

ENERGIA PRODOTTA DALLE BIOMASSE IN ITALIA Mton* ENERGIA ELETTRICA 0.502 ENERGIA TERMICA 1.4 *milioni di ton. equivalenti di petrolio

Le biomasse comprendono vari materiali di origine biologica, scarti delle attività agricole riutilizzati in apposite centrali termiche per produrre energia elettrica. Si tratta generalmente di scarti dell'agricoltura, dell'allevamento e dell'industria: legname da ardere residui agricoli e forestali scarti dell'industria agroalimentare reflui degli allevamenti rifiuti urbani specie vegetali coltivate per lo scopo

LE COLTURE DA BIOMASSA COMBUSTIBILE ERBACEE ANNUALI Sorgo da fibra Mais da fibra ERBACEE POLIENNALI Miscanto Canna comune SELVICOLTURA A CICLO BREVE Pioppo Salice Robinia

PERCENTUALE IN MASSA DEI COMPONENTI DELLA PIANTA DEL MAIS

PRODUTTIVITA’ E POTERE CALORIFICO DELLE COLTURE COLTURA PRODUTTIVITA’ (t/ha ss) POTERE CALORIFICO (MJ/kg) ENERGIA LORDA (tep/ha) CENERI (%) Sorgo – mais 28 17.0 11.3 4.4 Canna 33 17.4 13.6 4.6 Miscanto 17.2 11.5 4.3 Pioppo 20 17.8 8.5 3.2 Salice 15 6.4 - Robinia 13 5.5 Carbone 27.4 5.2

La biomassa può essere utilizzata in vari modi: bruciata per produrre energia termica (in particolare il legno); fermentata in appositi digestori dove alcuni batteri la trasformano in GAS (BIOGAS); alimentazione di elettrodomestici e apparati vari; produzione di biocarburante (biodiesel da olio di colza, etanolo o alcool etilico da cereali e ortaggi ricchi di zucchero) che può essere impiegato come combustibile per motori a scoppio;

CICLO DELL’USO DELLA BIOMASSA

Impianto finlandese destinato al riscaldamento di una casa di riposo e deposito del cippato

Impianto a biomasse, USA

TRARRE ENERGIA DALLE BIOMASSE CONSENTE DI ELIMINARE RIFIUTI PRODOTTI DALLE ATTIVITÀ UMANE, PRODURRE ENERGIA ELETTRICA E RIDURRE LA DIPENDENZA DALLE FONTI DI NATURA FOSSILE COME IL PETROLIO

Con l'energia di 1 kg di biomassa: un ferro da stiro (1 000 W) è scaldato per circa 10 minuti un televisore (80 W) funziona per circa 1 ora e 45 minuti una lampadina (60 W) resta accesa per circa 2 ore e 20 minuti un'automobile percorre 1 chilometro senza emissioni di CO2.

BIOCOMBUSTIBILI I biocombustibili sono combustibili solidi, liquidi o gassosi derivati direttamente dalle biomasse (es. legna da ardere) od ottenuti a seguito di un processo di trasformazione strutturale del materiale organico: Biodisel Bioetanolo Cippato Biogas Pellets

BIOGAS (digestione anaerobica) La digestione anaerobica è un processo biologico complesso attraverso il quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano e anidride carbonica. 

La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica alimentata e dalle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all'80% circa. Poiché la digestione anaerobica può essere considerata anche come un processo di trattamento di inquinanti, le condizioni del processo possono essere scelte per realizzare la massima resa di depurazione o la massima resa di prodotti energetici.  In genere, le materie prime utilizzabili sono residui zootecnici, dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui, ecc.. 

CONCIMI BIOGAS Residui industriali o municipali di base organica. RSU Reflui di impianti di depurazione Residui di aziende zootecniche. Bovini Suini Pollami Impianti centralizzati produzione di biogas Omogeneizzazione Digestione anaerobica Riduzione degli odori Migliori condizioni igienico-sanitarie CONCIMI BIOGAS

VANTAGGI produzione di energia da fonte rinnovabile; miglioramento dell'economia delle aziende zootecniche e/o agricole; minori emissioni di gas-serra; migliore qualità dei fertilizzanti prodotti; riciclaggio economico dei rifiuti, con ricaduta positiva sull'impatto ambientale; minore inquinamento da odori e ridotta presenza di insetti; miglioramento delle condizioni igienico-sanitarie dell'azienda.

BENEFICI AMBIENTALI DAL RECUPERO DI BIOGAS Sotto il profilo ecologico: Per l’allevamento zootecnico: Calo delle emissioni di metano e ammoniaca Riduzione in via indiretta dei gas serra Minore emissione di composti organici volatili non metanici Sostituzione delle fonti combustibili fossili Risparmio energetico o possibilità di cedere energia ad altri Abbattimento degli odori Accelerazione del processo di stabilizzazione del liquami stoccati

COMBUSTIONE DEL BIOGAS POSSIBILI IMPIEGHI DEL BIOGAS COMBUSTIONE DEL BIOGAS In caldaia con produzione di energia termica In motori azionanti gruppi elettrogeni per la produzione di energia elettrica In cogeneratori per la produzione combinata di energia elettrica e termica

DIGESTIONE ANAEROBICA IN PRESENZA DEL DEPURATORE AZIENDALE

CODIGESTIONE DI LIQUAMI E ALTRE COLTURE ENERGETICHE O SCARTI ORGANICI

IMPIANTO PER LIQUAMI BOVINI

REATTORE PER BIOMASSE AD ALTO TENORE DI SOSTANZA SECCA

Esempi di alimentazione delle biomasse solide nel digestore