Le biomasse sono una fonte di energia rinnovabile alternativa ai combustibili fossili.
Le biomasse rappresentano una soluzione di grande attualità nel presente scenario caratterizzato dalla crisi energetica e dalla volontà di trovare delle opzioni per ridurre la dipendenza dalle forniture energetiche estere. Inoltre, hanno il grosso vantaggio di produrre energia in maniera programmabile e continua, compensando così la fornitura a intermittenza delle altre fonti di energia rinnovabile, come eolico e solare, legate alle condizioni metereologiche.
Cosa sono le biomasse
Per capire con cosa si alimentano le centrali a biomassa, partiamo dalla definizione di biomassa data dalla Direttiva Europea 2009/28/CE, che la identifica 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”.
In altre parole, la definizione comprende gli scarti delle industrie alimentari, le colture energetiche, la legna da ardere, i residui delle attività agricole e forestali, le alghe marine, gli oli vegetali, i reflui degli allevamenti e la FORSU, ovvero la frazione organica dei rifiuti solidi urbani.
Come funziona una centrale a biomassa a combustione
Storicamente la legna da ardere è stata la prima forma di energia utilizzata dall’umanità, prima ancora dell’adozione di carbone, gas e petrolio, ed è largamente diffusa tutt’ora per il riscaldamento domestico tramite camini o stufe a pellet. L’attuale sfruttamento su larga scala, invece, è molto più intenso nelle nazioni che presentano una legislazione favorevole (per esempio Germania, Austria, Danimarca e Spagna), mentre in altre, come l’Italia, è frenato principalmente dall’opinione pubblica e dall’opposizione di comitati locali.
Ma come si produce energia dalla biomassa? Sono diversi i processi che permettono di trasformare in energia le materie organiche provenienti da piante e animali, ma tutti accomunati da un funzionamento di base. Hanno luogo all’interno di una centrale termica, dove la combustione delle materie organiche genera calore, che trasforma in vapore l'acqua del circuito termodinamico. Il vapore fa ruotare una turbina che mette in azione il rotore di un alternatore, producendo corrente elettrica alternata.
A cosa servono gli impianti di cogenerazione a biomassa
Un cogeneratore a biomassa è utile in tutti i casi in cui è necessaria la produzione simultanea di energia elettrica e calore, come nel caso del teleriscaldamento o di alcune produzioni industriali. Al suo interno, la biomassa può essere utilizzata grezza o trattata.
Nel primo caso, la biomassa grezza viene convogliata in un bruciatore che genera calore. Il calore a sua volta riscalda un fluido di lavoro (solitamente acqua) che si trasforma in vapore, acquisendo energia meccanica tramite l’aumento di pressione. L’energia meccanica alimenta una turbina collegata a un generatore, che produce elettricità. Parte del calore prodotto viene convogliato a un circuito di acqua calda che serve ad alimentare le utenze termiche.
In caso di trattamento della biomassa, ad esempio attraverso la digestione anaerobica delle materie organiche in assenza di ossigeno, l’impianto è alimentato a biogas, che ha caratteristiche analoghe al gas metano. Questo biocombustibile alimenta un motore endotermico collegato a un generatore elettrico e permette la generazione simultanea di energia elettrica, acqua calda e vapore.
Centrali a biomasse: vantaggi e svantaggi
Tra i vantaggi si possono considerare i seguenti fattori:
La possibilità di stoccaggio delle biomasse le rende l’unica fonte di energia rinnovabile con la quale è possibile produrre energia programmabile e continuativa, bilanciando la produzione di eolico e solare;
Le biomasse non incrementano la quantità di anidride carbonica in atmosfera, poiché la quantità di carbonio contenuto nella biomassa fa già parte del ciclo naturale del carbonio;
Un impianto a biomassa presenta aspetti di risparmio economico legati ai costi ridotti di approvvigionamento delle materie prime e di gestione;
In caso di utilizzo del residuo di scarto, rientrano appieno nel meccanismo dell’economia circolare, permettendo un meccanismo virtuoso di riutilizzo delle risorse e della gestione dei rifiuti.
Nonostante i vantaggi siano significativi, esistono anche delle criticità, in particolare legate a:
Tipologia dei materiali utilizzati: in caso, ad esempio, della legna da ardere, va tenuta in considerazione la questione del disboscamento e della ripiantumazione;
Costi di trasporto: potrebbero essere elevati qualora le biomasse provenissero da zone lontane rispetto agli impianti. In questo caso il problema potrebbe essere ovviato situando le centrali a biomassa in zone agricole vicine agli allevamenti e ai terreni dove la materia prima viene prodotta;
Utilizzo del suolo: la criticità riguarda principalmente l’utilizzo di colture dedicate, tipico per esempio delle forniture degli impianti a biogas in passato. Ora molte normative nazionali, tra le quali quella italiana, sono orientate all’utilizzo di scarti agricoli e di allevamento, risolvendo quindi il problema alla radice.
Transizione ecologica e centrali a biomasse
Per poter avere successo, la strada verso la transizione energetica ed ecologica deve contemplare l’apporto di diverse tecnologie, come le centrali a biomasse ma non solo. Bisogna però tenere presente che ogni soluzione comporta dei pro e dei contro, che vanno bilanciati attraverso il giusto sostegno legislativo e il miglioramento delle tecnologie a disposizione.
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