L’energia da biomassa è quell’energia generata da impianti che, attraverso processi termici, termochimici o biologici, sono in grado di estrarre il potere energetico chimicamente presente nella biomassa e renderlo disponibile sotto forma di calore oppure trasformandolo in un vettore energetico, ad esempio il biogas o il syngas, a sua volta utilizzabili per generare energia elettrica, termica, meccanica o una combinazione delle stesse. Le biomasse sono rappresentate da un’enorme varietà di composti organici di origine biologica e non. Matrici organiche biologiche quali ad esempio le biomasse legnose, quelle derivanti dagli scarti agroindustriali, il digestato, i fanghi di depurazione, la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) etc. rappresentano un’enorme risorsa che si genera / rigenera in determinati cicli naturali o antropogenici. Attraverso lo sfruttamento di questa risorsa è possibile recuperare un valore che altrimenti andrebbe disperso, causando peraltro inquinamento e danni all’ambiente. Grazie ad alcune tecnologie, quali ad esempio la gassificazione, la digestione anaerobica, la pirolisi etc. possiamo trasformare queste materie di scarto in energia elettrica e termica, riducendo o eliminando così il consumo di fonti fossili non rinnovabili.

Biomassa e impianto di cogenerazione

La Direttiva Europea 2009/28/CE definisce la biomassa come “la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani”. Questa definizione viene recepita in Italia dal Decreto Legislativo 29 dicembre 2003 n. 387 all’art. 2, comma1, lettera a).

La legge definisce quindi i tipi di biomassa che si possono utilizzare negli impianti di cogenerazione:

  • legname derivante dalla potatura
  • legna da ardere
  • residui delle attività agroindustriali, come ad esempio scarti di frutta e verdure
  • dai reflui industriali
  • dai reflui organici urbani
  • dai liquidi reflui derivanti dagli allevamenti
  • dalla parte organica dei rifiuti solidi
  • dai sottoprodotti industriali per la crescita di lieviti ed altri microorganismi
  • dalle alghe e dalle piante coltivate specificamente per la produzione di energia elettrica.

 Produrre energia con la biomassa

Tipicamente in una centrale a biomassa il rifiuto di origine organica viene bruciato per produrre calore e riscaldare un fluido, quale ad esempio l’acqua. Questa può essere utilizzata senza che cambi il proprio stato, come vettore di energia termica, oppure dopo che subisce un cambiamento di stato, trasformandosi in gas, per produrre energia meccanica, con l’obiettivo di azionare un generatore elettrico, ad esempio una turbina a vapore.

Diversamente, un impianto basato sulla gassificazione non brucia direttamente la biomassa ma la trasforma, attraverso un determinato processo termochimico che avviene in un reattore di gassificazione, dallo stato solido a quello gassoso passando velocemente per uno stadio liquido intermedio. In questo modo non si generano i sottoprodotti nocivi tipici della combustione e non viene prodotto particolato né polveri sottili. Il gas generato, meglio noto come syngas, può essere così utilizzato come combustibile per la produzione di calore o come carburante per motori endotermici o turbine, i quali provvedono a trasformare l’energia chimica presente nel gas in energia meccanica, a sua volta convertibile in energia elettrica attraverso un alternatore.

Lo stesso discorso vale per gli impianti di digestione anaerobica, con la differenza che attraverso questa tecnologia la biomassa subisce un processo di degradazione biologica rilasciando un gas (biogas) ricco di metano naturale, il biometano.

Un impianto di cogenerazione a biomassa può avere pertanto diverse configurazioni.

Tipi di biomassa: vantaggi

Una volta compreso come la biomassa produce energia e quali sono i tipi di biomassa utilizzati per la produzione di energia elettrica ed energia termica, si possono comprendere con facilità i vantaggi della produzione di energia da biomassa, anche in relazione alle modalità del loro utilizzo in impianti di cogenerazione che permettono di valorizzare una singola fonte di energia in maniera estremamente efficiente, sviluppando più forme di energia allo stesso tempo e con un unico processo.

Le biomasse sono una risorsa rinnovabile: un utilizzo sostenibile di biomassa proveniente da filiera locale permette di valorizzare risorse altrimenti non sfruttate e che, in molti casi, rilascerebbero comunque CO2 ed altri gas ad effetto serra in atmosfera a causa dei naturali processi di decomposizione aerobica che si verificano normalmente nell’ambiente. Inoltre, i tradizionali processi di smaltimento e conferimento dei rifiuti (anche organici) in discarica non risolvono il problema, ma si limitano a spostarlo da un sito ad un altro, generando peraltro ulteriore inquinamento dovuto al trasporto. Infine, grazie ad alcune tecnologie particolarmente innovative come SyngaSmart (www.syngasmart.com) è possibile non solo produrre energia in cogenerazione sfruttando biomasse di scarto e senza produrre ulteriori rifiuti, ma anche sequestrare e rimuovere dall’atmosfera una parte della CO2 assorbita dalla biomassa nel suo ciclo di crescita e stoccarla definitivamente in una forma stabile di carbonio nota come biochar, invertendo così il più noto processo di emissione di anidride carbonica in atmosfera derivante dalla combustione di fonti fossili quali carbone, petrolio, gas.