Conosci le potenzialità (e le criticità) dell’energia da biomasse?

L’energia da biomasse può essere ottenuta da rifiuti organici urbani, scarti agricoli, il letame degli animali negli allevamenti o i trucioli di legno, che potrebbero essere valorizzati anche in un’ottica di economia circolare per produrre energia elettrica o energia termica per riscaldare le abitazioni. Pur essendo di fatto un’energia rinnovabile, quella ricavata dalle biomasse presenta però alcuni svantaggi, legati ad esempio alla quantità enorme di materiale richiesta per la sua produzione.
Federico Turrisi 22 Giugno 2020

Oltre all'eolico, al solare, all'idroelettrico e al geotermico, le biomasse rappresentano un'altra fonte rinnovabile che potrebbe dare un contributo nel processo di decarbonizzazione riguardante la produzione di energia elettrica. Attualmente circa il 15% del fabbisogno energetico mondiale è soddisfatto dalle centrali a biomassa, con notevoli prospettive di sviluppo, sia in termini di tecnologie sia in termini di nuovi posti di lavoro.

Come saprai, oggi i combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) fanno ancora la parte del leone nei mix energetici dei vari Paesi del mondo. Gli obiettivi climatici stabiliti dall'Accordo di Parigi del 2015 ci impongono un netto cambio di marcia. L'energia da biomasse potrebbe aiutarci? Sicuramente sì, ma passare dalle parole ai fatti non è così immediato come potresti pensare: partiamo allora dalle basi, provando a capire cosa sono le biomasse e come si può sfruttare questa fonte per ottenere dei vantaggi.

Energia da biomasse

Definizione

Il termine biomassa si riferisce alla materia organica, proveniente quindi da organismi animali e vegetali: di conseguenza, rientrano in questo gruppo le alghe marine, l'erba, le foglie, i rifiuti degli stessi animali, ma non solo.

L'energia da biomasse, infatti, si può ottenere utilizzando i materiali di scarto provenienti dall'industria agroalimentare, come i residui della lavorazione di alcune colture oppure i liquami animali prodotti negli allevamenti. O ancora si può ricavare dalla legna da ardere e dagli scarti prodotti dalle attività legate al settore forestale. Infine, rientra nella categoria delle biomasse anche la frazione biodegradabile dei rifiuti urbani: in sostanza, quello che butti nell'umido.

Tutti questi materiali che ti ho descritto non sono destinati ad esaurirsi nel tempo e questo è il motivo per cui l'energia da biomasse è considerata rinnovabile e in grado di ridurre la necessità dell'uomo di affidarsi ai combustibili fossili. A questo punto, non resta che capire come viene prodotta l'energia a partire da queste biomasse.

Come funziona

La produzione di energia dalle biomasse ci porta in un terreno piuttosto complicato. Stai tranquillo, non ci inoltreremo in una selva di termini tecnici che solo chi possiede competenze ingegneristiche potrebbe comprendere. Ti basterà sapere, in estrema sintesi, che il processo consiste nel far fermentare in ambienti controllati i residui vegetali e animali, bruciarli e incanalare il biogas prodotto (particolarmente ricco di metano) in determinati macchinari per la produzione di energia elettrica da mettere direttamente in rete.

Ovviamente le modalità di trattamento delle biomasse cambiano a seconda dell'obiettivo finale che si vuole raggiungere. Un conto sono i processi chimici dai nomi impronunciabili (vedi per esempio la transesterificazione) per arrivare alla produzione dei cosiddetti biocarburanti come il bioetanolo e il biodiesel, un conto è il processo di digestione anaerobica da cui poi si ricava il biogas, un conto è ottenere energia termica (e in taluni casi anche elettrica), utilizzabile per esempio per riscaldare gli edifici, bruciando direttamente biomassa legnosa in caldaie ad elevato rendimento o in impianti di cogenerazione.

Centrale a biomassa: il funzionamento

Come per altre fonti, esistono luoghi appositi adibiti alla produzione di energia da materia organica, chiamati proprio centrali a biomassa, che producono elettricità a partire però da una fonte rinnovabile, come abbiamo visto.

In una centrale a biomassa tutti i materiali di cui ti ho parlato in precedenza, che quindi possono essere utilizzati come combustibili, vengono radunati e, in caso di necessità, trattati con alcuni macchinari utili a ridurne le dimensioni, così da ottenere il cippato, ovvero un accumulo di piccolissime scaglie di legno ottenute dal materiale di partenza.

In seguito, il cumulo di biomasse ottenuto viene trasferito in una camera di combustione, dove il calore fa sì che l'acqua del circuito termodinamico possa evaporare, con il conseguente vapore acqueo che ha invece il ruolo di attivare la rotazione di una turbina: quest'ultima azionerà un generatore in grado di produrre elettricità, che un trasformatore provvederà ad aumentare di tensione, prima che la corrente venga immessa nel sistema.

In concreto, si tratta di un procedimento piuttosto complesso e articolato, che ho provato a riassumerti attraverso i suoi passaggi principali.

Pro e contro

L'utilizzo di biomasse per la produzione di energia offre una serie di benefici, soprattutto dal punto di vista ambientale visto che rappresentano un'alternativa meno impattante (ma anche meno performante) rispetto ai combustibili fossili. I vantaggi dell'energia da biomasse si potrebbero riassumere nei seguenti punti:

  • Dei prodotti considerati di scarto, che andrebbero dunque smaltiti, vengono riutilizzati e trasformati in risorse secondo una logica di economia circolare;
  • Le biomasse sono una risorsa abbondante e facilmente reperibile;
  • A differenza di altre fonti rinnovabili, come il solare e l'eolico, la produzione di energia da biomasse può essere regolata e programmata, semplicemente riducendo o aumentando il materiale organico in base alle necessità;
  • Non necessita di tecnologie particolarmente sofisticate e costose, elemento che rende il ricorso all'energia da biomasse molto appetibile nei paesi in via di sviluppo.

Ci sono però anche diverse problematiche di cui bisogna tenere conto. Gli svantaggi che presenta l'energia da biomasse derivano dal fatto che:

  • Per ottenere grandi quantità di energia è necessaria una grande quantità di materiale, altrimenti il gioco non vale la candela. Non si possono sottrarre troppi spazi alla coltivazione per uso alimentare, ma la cultura della valorizzazione dello scarto agricolo può, anche se solo in parte, sopperire a questa carenza;
  • Anche la combustione di biomassa inquina. Molto spesso avrai sentito dire che le vecchie caldaie che utilizzano pallet e legna contribuiscono in maniera considerevole all'inquinamento atmosferico. Questo perché, come in ogni processo di combustione (e dunque anche bruciando biomassa), vengono emesse diverse sostanze, tra cui vari composti organici volatili (benzene, formaldeide, che è il principale inquinante tra i composti del carbonio che si forma nei processi di combustione del metano, e idrocarburi policiclici aromatici), particelle di particolato (PM10 e PM2,5), ossidi di azoto e di zolfo, diossine e anidride carbonica. Riguardo a quest'ultima, chi difende l'uso delle biomasse sostiene che il rilascio in atmosfera di CO2, bruciando materia organica, faccia parte del naturale ciclo del carbonio, ovvero sarebbe la stessa quantità di CO2 che i vegetali hanno assorbito per il loro sviluppo e che, alla fine del loro ciclo vitale, restituiscono all'atmosfera;
  • Dietro si nasconde la minaccia della deforestazione. Diventa indispensabile allora una gestione sostenibile delle risorse forestali, in maniera tale che procurarsi biomassa legnosa non provochi l'irrimediabile alterazione degli equilibri degli ecosistemi;
  • Talvolta le biomasse devono subire trattamenti preliminari per ridurre l’umidità residua, e questo ha delle ripercussioni dal punto di vista sia economico sia ambientale. Per ridurre poi l’impronta di carbonio e i costi di trasporto, è bene che le centrali per la produzione di energia siano in prossimità dei luoghi di produzione delle biomasse.

Il dibattito sull'utilizzo su larga scala degli impianti a biomassa è ancora aperto, e se sei curioso di sapere quanto è diffusa in Italia questa fonte rinnovabile ne abbiamo parlato ampiamente qui. La parola chiave, in ogni caso, dovrebbe essere efficienza, e in questo senso l'innovazione tecnologica è un prezioso alleato per limitare il più possibile l'impatto sull'ambiente e per rendere l'energia a biomassa un importante tassello nella transizione ecologica.

(Modificato da Alessandro Bai il 21-1-21)