1 FONTE RINNOVABILE INDICE Cosa sono le biomasse? Come si utilizzano le biomasse? Che cos’e’ il biogas? Che cos’e’ la digestione anaerobica? Fermentazione.

Presentazione sul tema: "1 FONTE RINNOVABILE INDICE Cosa sono le biomasse? Come si utilizzano le biomasse? Che cos’e’ il biogas? Che cos’e’ la digestione anaerobica? Fermentazione."— Transcript della presentazione:

1 1 FONTE RINNOVABILE INDICE Cosa sono le biomasse? Come si utilizzano le biomasse? Che cos’e’ il biogas? Che cos’e’ la digestione anaerobica? Fermentazione rifiuti Altre materie prime I BIOCARBURANTI: Biodiesel e Bioetanolo SVANTAGGI

2 Il termine biomassa è l’abbreviazione di "massa biologica" e indica qualsiasi sostanza organica, sia vivente che morta, derivata direttamente o indirettamente dalla fotosintesi. Da questi materiali può essere prodotta energia. 2 Cosa sono le biomasse?

3 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 (in cui la frazione organica raggiunge mediamente il 40% in peso)  le alghe  molte specie vegetali utilizzate per la depurazione di liquami organici  specie vegetali coltivate per lo scopo 3

4 4 La biomassa può essere usata per produrre energia (bio-energia): DIRETTAMENTE come combustibile e poi elettricità convertita in altri tipi di COMBUSTIBILE grazie a processi termo- chimici e bio-chimici

5 Come si utilizzano le biomasse? 5 Tipo di biomasse Processo di conversione Prodotto Utilizzo Riscaldamento Energia Elettrica Motori a benzina Motori diesel Fermentazione degli zuccheri in alcool etilico Biodiesel Digestione anaerobica CombustioneMateriali legnosi Piante zuccherine (barbabietola, sorgo, ecc) Piante oleaginose Esterificazione degli olii Carburante Fertilizzante Acquacoltura

6 6 La biomassa viene chiusa in un pozzo digestore nel quale si sviluppano microorganismi che con la fermentazione dei rifiuti formano il biogas. BIOGAS

7 7 è un processo di conversione biochimico che vede la decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano. Veduta d'assieme di un complesso per il trattamento dei reflui zootecnici Digestore anaerobico a caldo e gasometro. Esempio di vasca per stoccaggio liquami adibita a digestore Con il termine Biogas si intende una miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano) prodotto dalla naturale fermentazione batterica in anaerobiosi (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione, carcasse in putrescenza.

8 8 stalla Lettiera automatica per la raccolta dello strame Pozzo digestore Biogas gasometro Riscaldamento delle serre Riscaldamento delle case Combustione diretta Produzione di energia elettrica Carburante per autotrazione Utilizzo del biogas Fertilizzanti naturali Acquacoltura Alimentazione del bestiame Silos

9 9 Va fatta attenzione al concetto di biomassa, per non confonderlo con quello della termodistruzione dei rifiuti. Le biomasse sono esclusivamente scarti di origine vegetale e non vanno confusi con i rifiuti delle attività umane. FERMENTAZIONE RIFIUTI nelle moderne discariche controllate, i rifiuti solidi urbani e industriali, vengono sparsi sul terreno e compressi continuamente da bulldozer, formando una serie di sottili strati ricoperti con argilla; una volta colmate, le discariche si coprono con uno strato di terreno sul quale spesso vengono piantati alberi. La fermentazione anaerobica di questa biomassa eterogenea, immagazzinata in assenza di ossigeno, sviluppa anch'essa biogas in quantità tali da poter distribuire l'energia elettrica prodotta.

10 10 TERMOVALORIZZATORE È un impianto che nasce per incenerire i rifiuti e ricavare dell'energia da questo processo 4.Il vaporeI fumi caldi generati dalla combustione portano in ebollizione una caldaia che produce vapore. 5.L'energiaIl vapore prodotto nella caldaia viene trasformato in energia elettrica, per mezzo di una turbina, e l'energia generata è quindi immessa nella rete elettrica nazionale 6.Il trattamento dei fumiI fumi, dopo aver ceduto parte del proprio calore per la generazione del vapore,vengono convogliati in un sistema di trattamento a più stadi che sottrae loro le ceneri volanti e riduce le altre sostanze in esse contenute. 7.L'inertizzazione Le ceneri volanti prodotte dalla combustione vengono mescolate a cemento ed acqua,ne modifica la composizione chimica. Le ceneri vengono cosi trasformate in materiale solide inerte e trasportate nelle normali discariche. S1.Il controllo delle emissioni Le principali emissioni gassose sono costantemente controllate e regolate automaticamente. Eventuali scostamenti dai valori consentiti sono immediatamente segnalati da allarmi che portano alla fermata dell'impianto. S2.La riduzione delle sostanze inquinanti Le sostanze inquinanti vengono ridotte già in fase di combustione,con l'ausilio di un sistema 1.Arriva il rifiuto Il rifiuto conferito all'impianto viene scaricato in una vasca dalla quale un sistema di aspirazione impedisce l'uscita di cattivi odori. Il rifiuto viene quindi depositato da una gru sul forno a griglia mobile, dove inizia la combustione. 2.La combustione Il rifiuto viene rivoltato in continuazione sulla griglia in movimento Una corrente d'aria forzata tiene viva la combustione 3.L'estrazione delle scorie Le sostanze più pesanti che "resistono" alla combustione (ad es. il ferro, l'acciaio, …), cadono in una vasca piena di acqua, posta al di sotto della griglia. Qui raffreddate, vengono estratte ed inviate in discariche normali.

11 In alcuni paesi si stanno sperimentando coltivazioni pilotate di vegetali a crescita veloce da utilizzare per produrre energia, ad esempio per alimentare piccole centrali elettriche come già avviene negli USA, in India e in Giappone. In Italia le sperimentazioni sul Miscanto vengono condotte dall'ENEA in Sicilia. Fra le sperimentazioni in corso si segnala la coltivazione di alcuni incroci ibridi del Miscanto (Miscanthus Giganteus), un'erba graminacea alta fino a 4 metri con una notevolissima redditività potenziale (60 tonnellate di materia secca per ettaro, equivalenti a circa 60 barili di petrolio). Si utilizzano altre materie prime?

12 12 1.La CO2 prodotta dalla combustione del metano così ricavato permette quasi di pareggiare il bilancio dell'anidride carbonica emessa in atmosfera: la CO2 emessa dal biogas è la stessa CO2 fissata dalle piante (o assunta dagli animali in maniera indiretta tramite le piante), al contrario di quanto avviene per la CO2 emessa ex-novo dalla combustione dei carburanti fossili. 2.Ulteriore vantaggio ecologico nell'utilizzo del biogas, è quello di impedire la diffusione nella troposfera del metano emesso naturalmente durante la decomposizione di carcasse e vegetali: il metano è infatti uno dei gas-serra più potenti ed è quindi auspicabile la sua degradazione in CO2 e acqua per combustione. PERCHE’ E’ ECOLOGICO?

13 13 L'impiego dei termovalorizzatori sembra essere una parziale via di uscita dal problema delle discariche ormai stracolme e una opzione per diversificare i processi di eliminazione dei rifiuti solidi urbani (RSU). Inquinamento da termovalorizzatore Pur essendo molto meno inquinanti rispetto ai vecchi inceneritori, i termovalorizzatori non eliminano l'emissione di diossine nei fumi di scarico dispersi nell'atmosfera circostante. Tuttavia, se il funzionamento dei termovalorizzatori è gestito in modo corretto l'impatto ambientale potrebbe essere minimizzato dalla presenza di filtri, dal corretto incenerimento dei rifiuti consentiti e dai controlli dello Stato.

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15 15 Non si direbbe. Oggi una centrale elettrica basata sulle biomasse ha una potenza fino a 80 MW. La fiducia sulle biomasse è talmente alta che gli analisti prevedono una copertura fino al 40% del fabbisogno energetico mondiale entro il 2050. La Finlandia rappresenta l'esempio più calzante per descrivere l'importanza delle biomasse e le possibilità di utilizzo. Gran parte degli scarti della lavorazione della carta e del legno dell'industria finlandese sono destinati alle centrali termiche per produrre energia dalle biomasse. Evitando in questo modo di dover stoccare gli scarti in discariche o pagare per il loro incenerimento. Poca energia dalle biomasse?

16 I BIOCARBURANTI  La loro origine naturale è più facilmente riassorbibile dalla natura e consente di ridurre del 70% le emissioni di gas serra dal trasporto privato e diminuire l'importazione di petrolio dall'estero. 16 Le caratteristiche principali: non contiene zolfo (responsabile delle piogge acide) rilascia poca anidride carbonica durante la combustione è compatibile con il funzionamento e le prestazioni dei motori è meno fumoso del gasolio tradizionale consente una maggiore efficienza delle marmitte catalitiche. Esistono principalmente due biocarburanti: biodiese l biodiese l bioetanolo bioetanolo. bioetanolo bioetanolo.  sono prodotti agricoli in grado di sostituire la benzina e il diesel.

17 BIOETANOLO Dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri, come canna da zucchero, barbabietole e mais, spesso prodotti in quantità superiori al fabbisogno, si può ricavare l'etanolo o alcool etilico che può essere utilizzato come combustibile per i motori a scoppio, in sostituzione della benzina. 17 In questo stabilimento francese si producono 150 tonnellate di zucchero e 200 ettolitri di bioetanolo all'anno, oltre alla polpa di barbabietola disidratata e pressata per l'industria dei fertilizzanti. TORTONA- In Italia il primo impianto nazionale in grado di produrre bioetanolo su scala mondiale. L’impianto sarà realizzato entro il 2009 e avrà una produzione di 200mila tonnellate l’anno di biocarburante, coprendo il 20 per cento del fabbisogno nazionale imposto dalla Commissione Europea. Lo sapevate che la prima macchina di Henry Ford andava a etanolo?

18 18 La Daimler Chrysler ha sviluppato una tecnologia che usa il metanolo per risolvere il problema dell'accumulo di idrogeno in modo da renderlo disponibile "al distributore" senza dover creare una apposita rete di distribuzione. In Sudafrica degli scienziati ritengono che si possa ottenere metanolo in abbondanza e a costi contenuti con una tecnologia biochimica che utilizza specifici batteri anaerobici. Una ditta tedesca sta per mettere in commercio un "generatore" da 1 kW con relative "cartucce" di metanolo da 250ml, omologate per essere trasportate anche in aereo, il costo sembra poter essere competitivo, l'autonomia è fino a 5 volte maggiore delle più moderne batterie ad accumulo (per ogni ricarica) La stessa ditta, in compartecipazione, vuole commercializzare un sistema integrato per alimentare i portatili con una autonomia che dipende dalle ricariche di scorta: una cartuccia da 125ml (un bicchiere) ha una autonomia per 7 ore di lavoro continuo Può essere utilizzato nelle benzine in percentuali fino al 20% senza modificare il motore, o anche puro nel Motore Flex.

19 Il Biodiesel è un carburante alternativo ottenuto da fonti rinnovabili quali olii vegetali (dagli oli vegetali di colza e girasole) e grassi animali, analogo al gasolio derivato dal petrolio 19 Il biodiesel è un biocombustibile liquido, trasparente e di colore ambrato, ottenuto interamente da olio vegetale (colza, girasole o altri). Il Biodiesel ha una viscosità simile a quella del gasolio per autotrazione ottenuto per distillazione frazionata del petrolio grezzo.biocombustibile Il biodiesel può essere mescolato con il gasolio in ogni proporzione ed impiegato nei moderni motori diesel, anche se alcuni autoveicoli possono subire una degradazione di tubi e giunti in gomma per via del maggior potere solvente del biodiesel rispetto al gasolio tradizionale. La gomma sciolta dal biodiesel può poi formare depositi o intasare le linee dell'alimentazione del veicolo. L'adozione di gomme più resistenti nei veicoli di recente fabbricazione (dal 1992 in poi) dovrebbe aver risolto questo inconveniente, senza contare che il maggior potere solvente del biodiesel aiuta a mantenere pulito il motore sciogliendo residui eventualmente presenti. Il biodiesel, rispetto al gasolio, non è esplosivo. Contrariamente al gasolio, è biodegradabile, non tossico e riduce significativamente le emissioni tossiche quando viene bruciato come carburante.

20 BIODIESEL DALL'OLIO COLZA 20  L'utilizzo dell'olio di colza è acquistabile presso qualsiasi supermercato, come sostituto del gasolio; alcuni consumatori riuscirebbero persino a fabbricarselo in casa.  Però l'utilizzo dell'olio di colza come carburante evade il fisco italiano e le accise (tasse) previste per il pagamento di ogni carburante  L'olio di colza costa la metà del gasolio, circa 65 centesimi al litro, inquina il 98% in meno, è un prodotto agricolo.  La normativa prevede il suo utilizzo miscelato entro il tetto del 5% con il gasolio tradizionale, derivato dal petrolio.  Il biodiesel è olio di colza, già pronto per lavorare con qualsiasi motore, mentre con l'olio di colza del supermercato ci vuole qualche cautela (...) Il fumo sarà in compenso meno inquinante di quello del gasolio. Prestazioni e consumi sono identici" (La Repubblica 13/3/2005). Il biodiesel esiste, viene prodotto dalle attività agricole nazionali, costa meno, funziona come carburante senza dover modificare i motori diesel di ultima generazione ma... è tassato in modo tale da renderlo non competitivo. Non si tratta pertanto di sussidiare la produzione di biodiesel ma soltanto di "non" ostacolare con imposte proibitive la sua diffusione.

21 VANTAGGI 21 I biocombustibili sono un'energia pulita a tutti gli effetti. Liberano nell'ambiente le sole quantità di carbonio che hanno assimilato le piante durante la loro formazione ed una quantità di zolfo e di ossidi di azoto nettamente inferiore a quella rilasciata dai combustibili fossili. I biocombustibili sono un'energia pulita a tutti gli effetti. Liberano nell'ambiente le sole quantità di carbonio che hanno assimilato le piante durante la loro formazione ed una quantità di zolfo e di ossidi di azoto nettamente inferiore a quella rilasciata dai combustibili fossili. Trarre energia dalle biomasse consente di eliminare rifiuti prodotti dalle attività umane, 1.Le opere di riforestazione in zone semi-desertiche permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da destinare alla produzione di biomasse e contemporaneamente migliorare la qualità dell'aria che respiriamo. 2.Le piante svolgono infatti un'importante funzione di "polmone verde" del pianeta, riducendo l'inquinamento e l'anidride carbonica contenuta nell'aria. 3.Le coltivazioni dedicate esclusivamente a produrre biomasse da destinare alla produzione elettrica non fanno eccezione a questa naturale caratteristica delle piante. 1.Le opere di riforestazione in zone semi-desertiche permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da destinare alla produzione di biomasse e contemporaneamente migliorare la qualità dell'aria che respiriamo. 2.Le piante svolgono infatti un'importante funzione di "polmone verde" del pianeta, riducendo l'inquinamento e l'anidride carbonica contenuta nell'aria. 3.Le coltivazioni dedicate esclusivamente a produrre biomasse da destinare alla produzione elettrica non fanno eccezione a questa naturale caratteristica delle piante. Il fatto che l'energia dalle biomasse si basi soprattutto sugli scarti di produzione delle attività produttive è un'ulteriore vantaggio economico e sociale in quanto il settore riutilizza e smaltisce rifiuti in modo ecologico. Per ridurre l'impatto ambientale è inoltre necessario che le centrali siano di piccole dimensioni ed utilizzino biomasse locali, evitando in questo modo il trasporto da luoghi lontani.

22 I biocarburanti sono accusati di ridurre la disponibilità di derrate alimentari e di aumentare la fame nel mondo. I dati sull'effettiva resa energetica e sull'eventuale riduzione delle emissioni di anidride carbonica sono contrastanti. La produzione di biodiesel è molto dispendiosa anche dal punto di vista idrico. Per produrre un litro di biodiesel servono 4000 litri di acqua per l'irrigazione delle colture e durante il processo chimico di trasformazione La coltivazione delle materie prime necessarie a produrli, in generale, è accusata di essere inquinante. SVANTAGGI

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