Biogas, oli vegetali, idrogeno verde, paraffine e FAME: sono tutti biocombustibili di nuova generazione. Tuttavia, non sempre è possibile usarli in un bruciatore industriale. Ecco quali caratteristiche devono avere i biocarburanti per poter essere davvero sostenibili ed efficienti.
INDICE DEI CONTENUTI:
- Cosa sono i biocarburanti?
- Biocarburanti di 1°, 2° e 3° generazione
- Biocombustibili di nuova generazione: l'alternativa green arriva anche nell'industria
Cosa sono i biocarburanti?
Un carburante è una sostanza o elemento capace di produrre energia. Nel caso dei biocarburanti l'energia viene ottenuta attraverso la fissazione biologica del carbonio, un processo che prende carbonio inorganico (principalmente sotto forma di CO2) e lo trasforma in composti organici.
I biocarburanti possono anche essere prodotti tramite reazioni chimiche controllate eseguite nei laboratori o negli impianti industriali, che usano materia organica (come le biomasse) per produrre combustibile.
Questi combustibili si pongono quindi in netta contrapposizione con i combustibili fossili, che impiegano milioni di anni per formarsi, e con altri combustibili non composti da idrocarburi, come quelli ottenuti da fissione nucleare.
Ma quali sono i requisiti che devono essere presenti, per poter definire tale un biocarburante?
- La presenza di anidride carbonica, elemento presente all’inizio del processo che viene fissato da un organismo vivente;
- Le tempistiche di produzione del combustibile finale, che devono avvenire in breve tempo.
Biocarburanti di 1°, 2° e 3° generazione
Qualche anno fa si è iniziato a produrre biocarburanti generati dalle biomasse, cioè combustibili prodotti con tecnologia convenzionale che venivano però realizzati partendo da zuccheri e grassi animali. Si parlava, in questo caso, di biocarburanti di prima generazione.
Il bioetanolo prodotto dalla fermentazione di colture amidacee zuccherine come canna da zucchero, barbabietola e mais ne è un esempio.
La produzione di questi combustibili, tuttavia, ha suscitato forti polemiche, per l'impatto negativo che - sul lungo termine - potrebbe avere sulla disponibilità di cibo, in quanto vengono utilizzate risorse alimentari per produrre energia.
Nel 2015 l'Unione Europea ha emanato la Direttiva ILUC per limitare il contributo di questi biocarburanti e incentivare la produzione di biocombustibili di seconda generazione, che utilizzano come materia prima scarti di tipo ligneo-cellulosici provenienti da lavorazioni forestali e agricole, oli esausti e la parte organica dei rifiuti urbani. Quindi tutti materiali che dovrebbero comunque essere smaltiti e trattati come rifiuti, ma che invece vengono recuperati per produrre energia.
A seguire, per integrare questi prodotti, sono arrivati i biocombustibili di terza generazione che si pongono come obiettivo quello di poter gradualmente sostituire i combustibili fossili, attraverso la produzione e il miglioramento di alcune colture speciali, come le microalghe ad alto tenore lipidico e zuccherino da cui ottenere biodiesel e bioetanoli, sfruttando terreni deserti o marginali, non destinati alla produzione agricola né occupati da foreste.
Oggi si parla anche di combustibili di quarta generazione riferendosi a tutti quegli idrocarburi sintetici, prodotti sfruttando energia da fonti rinnovabili. Nel settore dell'automotive si parla di e-fuels, carburanti prodotti a partire da idrogeno e anidride carbonica. L’idrogeno viene prodotto dall’acqua tramite elettrolizzatori alimentati da energia rinnovabile, mentre l’anidride carbonica può essere catturata dall’aria o da fumi di scarico di processi industriali come la produzione di cemento o acciaio o la generazione di energia da combustibili fossili.
A proposito di fumi industriali, il tuo impianto è a norma con le ultime normative in materia di emissioni?
La combinazione di questi due composti porta alla produzione di metano o metanolo e se necessario, successivamente, alla sintesi di altri composti quali diesel o benzina.
Quindi questi prodotti possono essere utilizzati anche nell'industria, per alimentare un bruciatore? Dipende.
Biocombustibili di nuova generazione: l'alternativa green arriva anche nell'industria
Anche nel settore industriale si sente sempre più spesso parlare di combustibili alternativi.
Da una parte ci sono i biogas e gli oli vegetali, impiegati nei bruciatori industriali per produrre energia in maniera "ecologica". Attenzione, però: nonostante questi biocombustibili liquidi e gassosi siano classificati come "combustibili rinnovabili" (categoria non ufficiale) e siano in grado di limitare l'incremento di gas climalteranti nell'atmosfera, non sempre hanno le caratteristiche adatte per essere utilizzati nelle fasi di combustione.
Nel caso del biogas, ad esempio, devono essere considerati composizione, invariabilità e origine. In particolare esso dovrà rispettare determinati requisiti:
- il contenuto di metano non deve essere inferiore al 50%;
- il contenuto complessivo dei composti solforati (per esempio H2S) nel gas deve essere < 0,1%;
- il biogas deve essere secco, cioè con un'umidità relativa <60%;
- non deve provenire da gas originati in discariche perché può contenere composti inorganici come zolfo, azoto, cloro e fluoro, la cui combustione può generare sostanze tossiche per l'uomo.
Scopri come funziona un bruciatore industriale a gas.
E per quanto riguarda gli oli vegetali?
Anche in questo caso vanno valutate composizione, invariabilità e origine e vanno considerati con attenzione l'approvvigionamento e lo stoccaggio. Gli oli vegetali sono soggetti a processi d'invecchiamento che possono avvenire per deterioramento ossidativo o decomposizione biologica. Da ciò risulta un incremento dell'acidità e della viscosità e la formazione di residui pesanti che possono creare sul fondo un terreno fertile per lo sviluppo di colture microbiologiche che possono portare a un degrado dell'olio.
Dall'altra invece abbiamo le miscele di oli minerali e paraffinici che, rispetto agli oli vegetali, non sono corrosivi e sono classificati all'interno di un quadro normativo specifico che richiede che ogni lotto di combustibile abbia sempre le stesse caratteristiche chimico-fisiche dettate dalla norma di riferimento.
La trasformazione in energia di paraffine e FAME non altera, né prima né dopo il loro impiego, il bilancio netto di CO2 in atmosfera. Per questo sono considerati combustibili al 100% rinnovabili.
Leggi anche questo articolo sui bruciatori industriali ecosostenibili.
A questi combustibili biologici green possiamo aggiungere anche l'idrogeno verde, il più ecologico, ottenuto dall'elettrolisi dell'acqua con l'utilizzo di elettricità da fonti rinnovabili. Vuoi sapere qual è la differenza e come può essere utilizzato per alimentare un bruciatore industriale? Leggi il nostro approfondimento. (LINK)
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