Si parla sempre più spesso del tema della sostenibilità ambientale e della necessità di sviluppare forme energetiche ecosostenibili e non inquinanti. 

Per questo si è giunti alla sperimentazione, intorno agli anni 2000 di combustibili ottenuti indirettamente dalle biomasse. Ma, esattamente, i biocombustibili cosa sono?

Biomasse e biocombustibili sono elementi tra loro correlati: infatti, per spiegare cosa sono i biocombustibili, è necessario entrare nel merito delle biomasse e spiegarne origini e funzioni.

Le biomasse sono sostanzialmente materiali la cui origine è biologica: parliamo di legna da ardere, scarti di attività agricole e delle industrie alimentari, liquidi reflui che derivano dagli allevamenti, alghe marine, rifiuti di natura organica urbani, piante coltivate appositamente per la produzione di energia e tante ancora.

Infatti, il compito principale delle biomasse è quello di realizzare energia biocombustibile tramite un processo di fermentazione controllata: la fermentazione produce biogas, composto fino al 70% da metano, da cui è possibile ricavare energia elettrica o energia termica.

L’utilizzo finora maggiormente implementato è stato proprio quello del riscaldamento delle abitazioni, produzione di energia elettrica e realizzazione di di biocombustibili e biocarburanti di nuova generazione.

I biocombustibili derivanti dalle biomasse sono divisi in tre gruppi:

  • Prima generazione;
  • Seconda generazione;
  • Terza generazione.

I primi vengono prodotti con tecnologie di tipo convenzionale, partendo da zuccheri o grassi animali, metodo che ha scatenato polemiche circa l’utilizzo di risorse alimentari per la produzione di energia.

Infatti, il biocombustibile prima generazione potrebbe impattare negativamente sulla disponibilità di cibo e, per limitare tale problematica, sono stati sviluppati biocombustibili di seconda e terza generazione, il cui utilizzo approfondiremo nei prossimi paragrafi.

Biocombustibili solidi

I biocombustibili solidi sono quelli derivanti da colture dedicate alla produzione di biomasse o grazie al recupero di residui del legno, residui che possono essere agricoli, forestali, agroindustriali.

I biocombustibili solidi sono principalmente pezzi di legno, paglie in balle, pellet, cippato, briquettes. Possono essere utilizzati per riscaldare gli ambienti domestici o aziendali, rinfrescamento, per calore di processo industriale, per teleriscaldamento urbano, per generare energia elettrica e per effettuare processi di cogenerazione e rigenerazione.

I combustibili solidi utilizzabili sono solamente quelli con precise caratteristiche imposte a livello nazionale ed internazionale e sono soggetti a norme ed attestazioni che hanno il compito di certificarne l’effettiva appartenenza alla famiglia dei combustibili.

Di seguito è riportato un elenco norme biocombustibili solidi:

  • UNI EN ISO 14780:2019. Biocombustibili solidi - Preparazione del campione;
  • UNI EN ISO 20023:2019. Biocombustibili solidi - Sicurezza di gestione del pellet - Movimentazione e stoccaggio in sicurezza del pellet di legno in applicazioni domestiche e in altre applicazioni di piccola scala;
  • UNI ISO/TS 17225-8:2018. Biocombustibili solidi - Specifiche e classificazione del combustibile - Parte 8: Definizione delle classi di biomasse combustibili trattate termicamente e densificate;
  • UNI EN ISO 18135:2018. Biocombustibili solidi - Campionamento;
  • UNI EN ISO 19743:2018. Biocombustibili solidi - Determinazione del contenuto di materiali estranei pesanti maggiori di 3,15 mm;
  • UNI EN ISO 18846:2017. Biocombustibili solidi - Determinazione del contenuto di particelle fini in una quantità di pellet;
  • UNI EN ISO 18847:2017. Biocombustibili solidi - Determinazione della massa volumica di pellet e bricchette;
  • UNI EN ISO 16993:2017. Biocombustibili solidi - Conversione dei risultati analitici da una base all'altra.

Queste sono solo alcune delle norme che regolano produzione, denominazione e utilizzo dei combustibili solidi.

Biocombustibili liquidi

I biocombustibili liquidi sono il biodiesel e il bioalcol, ovvero bioetanolo e biometanolo.

Il bioetanolo si ottiene tramite un processo di fermentazione di prodotti come la canna da zucchero, barbabietola da zucchero, mais e grano, ricchi di zuccheri o amido; è un materiale biodegradabile scarsamente tossico e dal basso impatto ambientale, prodotto soprattutto in USA e Brasile.

Il biodiesel, invece, è ottenuto attraverso la combinazione di oli vegetali - come olio di girasole, soia, cocco, arachidi - o di grassi animali con un alcol, che può essere sia metanolo che etanolo.

Entrambi non contengono zolfo, e il loro utilizzo riduce dunque le emissioni di ossidi di zolfo; il 60% della produzione di biodiesel è concentrata nei paesi dell’Unione Europea.

La cogenerazione è una tecnologia che permette di produrre contemporaneamente sia energia elettrica che termica attraverso l’utilizzo di combustibili fossili e rinnovabili: questa permette di abbattere le emissioni di CO2 e aumentare l’efficienza dei sistemi energetici, poiché l’uso del calore è razionalizzato.

La cogenerazione può essere ottenuta con motori a combustione interna o tramite caldaie. Nel primo caso le fonti rinnovabili sono i biocarburanti liquidi, ecco dunque un elenco biocombustibili liquidi per cogenerazione:

  • Bioetanolo: derivante da cereali, canna da zucchero, barbabietola da zucchero;
  • Olio vegetale, ovvero olio di colza, soia, palma, girasole, tabacco, mais;
  • Biodiesel.

La cogenerazione può essere ottenuta anche tramite biocarburanti gassosi - biometano - e, nel caso di utilizzo di caldaie, attraverso biocombustibili fossili come la biomassa lignocellulosica.

Biocombustibili seconda generazione

I biocombustibili di seconda generazione, come dicevamo, sono una valida alternativa ai biocombustibili nati originariamente e che prevedono l’utilizzo di biomasse vegetali e animali, cosa che mette a rischio la disponibilità di risorse alimentari e la presenza di alberi e foreste sul nostro pianeta in grado di assorbire CO2.

Al giorno d’oggi, l’unica valida alternativa ai biocombustibili di prima generazione è costituita dagli oli esausti, ma si stanno sviluppando in Europa impianti in grado di ricavare energia dagli scarti del legno - senza necessità di abbattere alberi per ottenere energia - oltre che biocombustibili quali il gasolio sintetico da biomassa, il bio-metanolo e il green diesel, ottenuto da oli e grassi vegetali e animali.

Biocombustibili seconda generazione, Direttiva europea

Nel 2015 l’Unione Europea ha approvato la Direttiva ILUC per limitare il contributo dei biocarburanti di prima generazione al 7% (rispetto al 10% originario) per incentivare l’uso di biocarburanti maggiormente sostenibili come quelli di seconda generazione, le tecnologie per la cui produzione sono però in fase di miglioramento.

L’UE sta considerando una proposta di aggiornamento di tale direttiva che vuole promuovere ulteriormente l’utilizzo dei combustibili di seconda e terza generazione nel 2020, per incentivare la ricerca di forme di energia non inquinante.

Biocombustibili di terza generazione

Un ulteriore progetto internazionale in via di sviluppo è la produzione di biocombustibili di terza generazione, che dovrebbero integrare quelli di seconda generazione e produrre colture speciali non competitive con quelle alimentari, utilizzando terreni non destinabili alla produzione agricola né occupati attualmente da foreste.

Infatti, l’obiettivo è quello di sfruttare terreni desertici o marginali e sviluppare la coltivazione di microalghe da cui sia possibile ricavare bioetanolo e biodiesel. Le alghe marine, biocombustibile di terza generazione, sarebbero infatti ricche di lipidi e zuccheri, andando a costituirsi come perfetto alleato nella ricerca di forme di energia alternative.

A livello internazionale si sta inoltre tentando di trovare metodi di coltura di tali fonti energetiche senza utilizzare prodotti OGM come avviene attualmente, cosa che sta fortemente limitando lo sviluppo della ricerca dei biocombustibili di terza generazione data la diffusa opposizione a tali metodi.

Biocombustibili pro e contro

Vediamo di capire, per quanto riguarda i biocombustibili, vantaggi e svantaggi del loro utilizzo.

I pro dei biocombustibili sono certamente i vantaggi che questi apportano rispetto ai combustibili di origine fossile, come il fatto che possono essere prodotti anche in assenza di giacimenti di idrocarburi rappresentando per l’Europa un notevole vantaggio, poiché acquisirebbe indipendenza rispetto ai combustibili fossili.

Un ulteriore aspetto positivo è che essi sono molto meno nocivi per l’ambiente poiché azzerano o riducono l’emissione di CO2 nell’atmosfera, contribuendo a combattere la problematica del buco dell'ozono.

Vi sono però svantaggi relativamente alla produzione di biocarburanti, come il fatto che spesso non viene considerata l’energia utilizzata durante il processo di realizzazione degli stessi, che prevede lavorazioni meccaniche, trasporto ecc, e ciò aumenta l’inquinamento.

Inoltre, produrre biocombustibili crea altri tipi di impatto ambientale, poiché sfrutta il terreno fertile, che è una risorsa non rinnovabile, e rischia di entrare in competizione con la produzione di risorse alimentari; infine, il processo di trasformazione genera rifiuti che devono essere smaltiti, e ciò costituisce un ulteriore elemento di criticità.

Insomma, nei prossimi anni si vedrà certamente una rincorsa alla produzione di nuove fonti di energia sostenibile ed il conseguente adeguamento delle norme a livello internazionale.