Gli impianti a biomassa legnosa permettono di utilizzare gli scarti di lavorazione del legno per produrre energia elettrica e termica; gli scarti del legno, così come molte altre matrici organiche (biomasse), possono essere trasformati in energia attraverso l’utilizzo di determinate tecnologie ed impianti.

La biomassa e il cippato

Per biomassa si intendono svariate tipologie di materie organiche quali ad esempio il legname, i residui della manutenzione boschiva e delle potature urbane, gli scarti agricoli legnosi (gusci) nonché numerose altre tipologie di rifiuti di origine vegetale o animale, i reflui industriali, animali e civili. Una tipologia di biomassa particolarmente utilizzata negli impianti di cogenerazione sono le biomasse lignocellulosiche derivanti dagli scarti del legno e dai residui legnosi. È possibile valorizzare gli scarti provenienti dalle potature e dalla manutenzione agroforestale, dalle segherie e dall’industria del legno trasformandoli in cippato o bricchetti uniformi ed avviandoli all’utilizzo in impianti a biomassa che accettano tale tipologia di combustibile. Pertanto, quello che rappresenta normalmente uno scarto, ed in molti casi un costo di smaltimento, può esser trasformato e valorizzato in energia elettrica e termica attraverso un impianto di cogenerazione.

Impianti a biomassa legnosa: il funzionamento

Le biomasse legnose rappresentano una FER, ovvero una Fonte Energetica Rinnovabile: ciò significa che, in tempi e cicli specifici per ogni tipologia di biomassa, questa risorsa si rigenera naturalmente, a condizione di esser utilizzata in maniera sostenibile secondo principi e pratiche di utilizzo ben note. Uno dei metodi più efficienti per produrre energia da biomasse è quello della gassificazione, un processo che permette di trasformare, attraverso specifici reattori di gassificazione, una biomassa solida in un gas di sintesi noto come syngas.

In un impianto di gassificazione, la biomassa subisce un processo di degradazione termochimica che avviene a temperature elevate (fino a 900°C nel caso della tecnologia SyngaSmart) ed in carenza di ossigeno, impedendo così la combustione della stessa ma producendo un gas combustile sintetico che contiene ancora un determinato contenuto energetico – quello rappresentato dalla mancata combustione.

Una volta generato all’interno del reattore di gassificazione, il syngas presenta un’elevata temperatura ed un certo contenuto di impurità, polveri e tar (catrame). Il tar rappresenta la frazione liquida di idrocarburi che si genera nella trasformazione della biomassa dallo stato solido a quello gassoso. Questi elementi devono essere rimossi dal syngas prima che esso possa essere avviato ad un motore a combustione interna. Nel caso della tecnologia SyngaSmart, la produzione di tar è estremamente ridotta grazie al particolare design del reattore di gassificazione, basato sulla geometria del cono di Imbert. L’eliminazione delle impurità passa anche attraverso una fase di raffreddamento che, oltre a condensare la frazione liquida, permette di ridurre il volume del syngas, quindi di aumentarne la quantità disponibile a parità di volume occupato. Negli impianti SyngaSmart, tutti i sottoprodotti della pulizia del syngas vengono riciclati all’interno dell’impianto.

Una volta pulito e raffreddato, il syngas può esser miscelato a normale aria atmosferica ed utilizzato come carburante per motori endotermici, al pari del metano o del GPL, seppur con un potere energetico decisamente inferiore (circa 1/5 del metano).

Il motore alimentato da syngas viene così accoppiato ad un alternatore che produce energia elettrica. Durante questa fase, così come nelle precedenti fasi di gassificazione e raffreddamento del syngas, viene prodotta una notevole quantità di energia termica che può esser recuperata e resa disponibile sotto forma di acqua calda, o riutilizzata all’interno dell’impianto stesso. È il caso degli impianti SyngaSmart, dove il calore generato lungo tutto il processo viene recuperato attraverso appositi scambiatori aria/aria e aria/acqua, incluso quello presente nel circuito di raffreddamento del motore e nei fumi di scarico, massimizzando l’efficienza del processo di conversione energetica. In questo modo, da una singola fonte primaria otteniamo 3 forme di energia: quella elettrica, quella termica e quella contenuta nel biochar residuo dal processo di gassificazione. La cogenerazione può a sua volta esser trasformata in trigenerazione sfruttando l’acqua calda attraverso macchine frigorifere ad assorbimento (chiller) che rilasciano acqua fredda.

 Impianti a biomassa legnosa: i vantaggi

L’utilizzo di un impianto a biomassa offre una serie di opportunità e vantaggi, specialmente in contesti in cui esse non vengono utilizzate in maniera ottimale. Infatti, un impianto a biomassa come quelli della linea SyngaSmart (www.syngasmart.com) permettono di valorizzare risorse di filiera locale facilmente reperibili. Biomasse come ad esempio il cippato di legno, al pari delle normali batterie, rappresentano un vero e proprio accumulo di energia, in questo caso proveniente dalla fonte solare ed immagazzinata attraverso la fotosintesi; la conseguenza più diretta di questo fatto è la capacità di questi impianti di produrre energia 24h, a seconda della disponibilità di biomassa. In questo senso, gli impianti sono programmabili a seconda della specifica domanda di energia, a differenza di altre tecnologie che, per loro natura, producono energia in maniera intermittente (es. fotovoltaico ed eolico). Un’altra possibilità offerta dagli impianti a biomassa è quella di attivare processi di economia circolare in cui uno scarto diventa una risorsa, evitando il tradizionale conferimento in discarica di quella parte di rifiuti che può, attraverso questa tecnologia, esser recuperata e valorizzata. Inoltre, in questi processi di economia circolare si crea un inevitabile indotto e creazione di nuova occupazione nelle filiere agroenergetiche, nel recupero delle attività di manutenzione boschiva spesso trascurata, nonché nella conduzione e nell’esercizio degli impianti stessi. Infine, vale la pena ricordare che un utilizzo sostenibile di biomassa di filiera corta, specialmente con tecnologie avanzate come quella rappresentata da SyngaSmart, permette di evitare emissioni di CO2 di origine fossile, addirittura sequestrandone una parte del biochar e realizzando così un ciclo carbon-negative di sottrazione e riduzione di gas ad effetto serra.