Un impianto a biomassa trasforma il contenuto energetico in esso presente in altre forme di energia direttamente utilizzabili: calore nel caso della combustione, o altri vettori energetici quali:

  • syngas negli impianti di gassificazione
  • biogas o biometano negli impianti di digestione anaerobica
  • bioliquidi o bio-oli negli impianti di pirolisi
  • carbone o altri combustibili solidi attraverso processi di torrefazione o carbonizzazione

Gli impianti a biomassa spesso sono configurati come impianti di cogenerazione, ovvero di produzione combinata di energia elettrica e termica che utilizzano l’energia primaria ricavata dalla biomassa. La tecnologia SyngaSmart racchiude in un unico impianto containerizzato sia la generazione del combustibile syngas che la sezione di cogenerazione.

1. Cos’è la biomassa

Per biomassa si intende una serie di matrici organiche di origine biologica, anche di scarto, che possono essere utilizzate per la produzione di energia. Le biomasse comprendono legna da ardere, cippato, bricchetti, scarti agricoli e forestali, scarti delle industrie alimentari, frazione organica dei rifiuti, alghe marine, liquidi reflui e fanghi di depurazione.

2. Differenti tipologie di energia da biomassa

Le biomasse possono essere utilizzate per produrre energia o vettori energetici attraverso differenti modalità. È possibile infatti trasformarle in biocarburanti, ad esempio etanolo, biometano, biodiesel e oli vegetali, tramite processi di digestione, fermentazione, spremitura etc.

Inoltre, la biomassa può rappresentare anche la materia prima per la generazione di energia elettrica e termica, attraverso il suo diretto impiego in specifici impianti. Negli impianti di gassificazione, ad esempio, la stessa viene trasformata dapprima in un vettore energetico gassoso noto come syngas, il quale viene successivamente impiegato, al pari del metano, in normali motori a combustione interna che provvedono alla generazione di energia elettrica (tramite un alternatore) e di energia termica, recuperando calore sia dal circuito di raffreddamento del motore che dai fumi di scarico.

3. Gassificazione

In un impianto di gassificazione la biomassa viene introdotta in un reattore all’interno del quale si verifica un processo termochimico ad elevata temperatura ed in carenza di ossigeno, che permette di impedirne la completa combustione. Attraverso questo processo è possibile generare un gas infiammabile noto come syngas. Una volta prodotto, raffreddato e filtrato, il syngas può essere utilizzato in varie modalità: negli impianti SyngaSmart esso viene utilizzato come combustibile per alimentare dei normali motori endotermici.

4. Legno e cippato

La biomassa di origine legnosa è una delle più diffuse e viene ampiamente utilizzata sia nelle grandi centrali a combustione sia negli impianti di gassificazione, fino ad arrivare alle stufe domestiche: pellet, bricchetti, cippato e legna da ardere sono le forme in cui è maggiormente disponibile sul mercato. Molta di questa biomassa viene recuperata dai sottoprodotti della manutenzione boschiva, agroforestale ed urbana (incluse le potature, le ramaglie etc.) nonché dagli scarti dell’industria del legno. Attraverso opportune macchine cippatrici, questi scarti vengono successivamente trasformati in scaglie di varie dimensioni denominate cippato: si tratta di una tipologia di biomassa a basso costo che ben si presta all’uso in gassificazione. Utilizzando macchine bricchettatrici, invece, è possibile recuperare la frazione più minuta (polveri, segatura, sottovaglio…), nonché altre tipologie di biomasse non direttamente utilizzabili, trasformandole in bricchetti assimilabili al cippato per dimensioni e forma. In questo modo è possibile valorizzare, attraverso un processo di pretrattamento che prevede essiccatura, omogeneizzazione e bricchettatura, un’ampia varietà di materie prime, ad esempio i fanghi di depurazione ed i rifiuti organici, altrimenti destinate allo smaltimento oneroso in discarica. Attraverso questo processo è possibile realizzare un esempio virtuoso di economia circolare e di end of waste.

5. Biochar

Il biochar è un carbone vegetale le cui caratteristiche dipendono prevalentemente dal materiale di origine e dal processo di produzione, principalmente pirolisi o gassificazione. In questi processi (che differiscono per temperature e quantità di ossigeno presente nella reazione), non realizzandosi una combustione completa della biomassa, si creano prodotti gassosi, liquidi e solidi, tra cui il biochar. Si tratta di un prodotto dalle caratteristiche peculiari e che, a seconda del processo con cui viene generato, può risultare estremamente utile in un’ampia varietà di applicazioni. Il biochar prodotto attraverso la tecnologia SyngaSmart, denominato GreenChar, possiede caratteristiche qualitative tali da poter esser utilizzato direttamente, ad esempio, come ammendante agricolo naturale in quanto risulta essere totalmente privo di inquinanti ma ricco di carbonio e minerali. La struttura fisica del biochar presenta un’elevata porosità e di conseguenza una notevole superficie specifica, ovvero l’area superficiale per unità di massa: da ciò deriva la sua fondamentale capacità di trattenere acqua, nutrienti ed inquinanti dall’ambiente circostante, nonché elevate capacità di scambio cationico. La superficie reattiva spiega la maggior ritenzione di liquidi e l’assorbimento di molecole organiche ed inorganiche. Il biochar favorisce, infine, la crescita delle piante non solo trattenendo i nutrienti sulle sue superfici reattive, e quindi limitandone la lisciviazione, ma anche attraverso un diretto apporto di carbonio e minerali.

Gli effetti positivi dovuti all’utilizzo del biochar sono riscontrabili in: aumento della produzione di biomassa, aumento della disponibilità di sostanze nutritive e miglioramento della qualità del substrato.

L’impiego in agricoltura di biochar rappresenta un naturale destino del carbonio in esso presente: una volta immesso nel suolo, contribuisce ad aumentare la riserva di carbonio stabile, controbilanciando le sempre maggiori quote di CO2 liberate in atmosfera dai processi di respirazione e di sfruttamento di combustibili fossili.