I BIOCARBURANTI

COSA SONO I BIOCARBURANTI ?

Il termine biocarburante (o biocombustibile) identifica e racchiude tutti quei combustibili, liquidi o gassosi, prodotti da fonti rinnovabili. Derivano dalla lavorazione delle biomasse, ovvero di tutte quelle sostanze di origine biologica, vegetale o animale, che non hanno subito processi di fossilizzazione. In termini più semplici, si tratta di combustibili che vengono ricavati dalla coltivazione diretta di alcuni vegetali, dagli scarti agricoli o d’allevamento, dalla lavorazione del legno e addirittura dalle alghe.

Rappresentano una validissima alternativa all’uso di carburanti fossili prodotti a partire dal petrolio (es. benzina e gasolio).

LO SVILUPPO DI BIOCARBURANTI: MOTIVAZIONI E FONTI

Lo sviluppo dei biocarburanti ha avuto inizio nella seconda metà del secolo scorso. La spinta verso queste forme alternative di combustibili è riconducibile essenzialmente a due aspetti:

• la necessità di trovare una valida alternativa al petrolio, dati i giacimenti mondiali già allora in esaurimento;
• il desiderio di scoprire combustibili meno inquinanti a livello ambientale.

L’obiettivo era quello di riuscire a riutilizzare gli scarti di alcune attività umane per realizzare dei carburanti economici, efficienti, a basso impatto di CO2 e privi di metalli pesanti dannosi per la salute.

Oggi è possibile ottenere biocarburanti dalle più svariate fonti. Per il combustibile ottenuto in ambito agricolo si prediligono piante come il mais, la soia, la colza e il girasole, ma si procede anche mediante il recupero di oli vegetali di origine industriale, l’utilizzo di scarti della lavorazione del legno, di alcune alghe marine nonché il riciclo di letame e altri concimi di origine animale.

COME SI PRODUCONO I BIOCARBURANTI

PRODUZIONE PER FERMENTAZIONE

Consente di ricavare combustibili sia liquidi (biodiesel, bioetanolo) che gassosi (biometano), da utilizzare per la combustione diretta oppure come additivi ai carburanti fossili più comuni. Nel caso dei biocombustibili liquidi, alcuni scarti vegetali vengono inseriti in camere di fermentazione: la decomposizione degli zuccheri genera un olio vegetale infiammabile. Per i combustibili gassosi, si inseriscono scarti vegetali e animali in una camera di fermentazione priva di ossigeno, dove alcuni batteri anaerobici provvedono alla loro decomposizione e al rilascio di gas.

PRODUZIONE PER LAVORAZIONE

E’ tipica dei carburanti che vengono impiegati per i motori, come il biofuel, e si ricavano dalla lavorazione industriale degli oli vegetali della colza o del girasole, per ottenerne un liquido viscoso dalle proprietà simili al diesel.

COSA S’INTENDE CON IL TERMINE “GENERAZIONE” DEI BIOCARBURANTI

I biocarburanti oggi disponibili sul mercato possono essere suddivisi sulla base di molteplici caratteristiche, quali ad esempio: l’utilizzo finale, lo stato fisico (liquido o gassoso), ma anche per “generazione”. Per quanto riguarda quest’ultimo aspetto, la classificazione si basa sul tipo di sorgente impiegata per la produzione.

BIOCARBURANTI DI PRIMA GENERAZIONE

Sono ricavati direttamente da sostanze organiche ad uso alimentare, come vegetali ricchi di zucchero e amidi, grassi animali e oli vegetali. Grano, canna da zucchero, mais e girasole rappresentano le principali fonti per la prima generazione. Questi biocarburanti sono solitamente miscelati con i carburanti fossili e utilizzati come combustibile per motori a combustione interna. Poiché queste materie prime sono anche risorse alimentari, il dibattito “cibo o combustibile” rappresenta il problema principale collegato a questa tipologia di biocombustibili.

BIOCARBURANTI DI SECONDA GENERAZIONE

A differenza dei precedenti, si ricavano da scarti vegetali prodotti in agricoltura oppure dalla coltivazione di piante non destinate al consumo umano. Sono considerati più sostenibili in quanto non hanno alcun impatto sulle risorse disponibili per la produzione di cibo. In particolare, la colza rappresenta una delle sorgenti organiche non alimentari maggiormente diffuse impiegate per la loro produzione. Per il recupero degli scarti, è possibile procedere sia in fase di produzione (ad es. parti di ortaggi e tuberi non destinate al mercato alimentare) che dopo il consumo (residui colturali).

BIOCARBURANTI DI TERZA GENERAZIONE

All’interno di questo gruppo si inseriscono tutti quei combustibili che, oltre a non derivare da coltivazioni alimentari, si avvalgono di sorgenti organiche a elevatissima resa. Fra queste vi sono alcune alghe e microalghe marine, ma anche varietà di alberi ornamentali ottenute da incroci e perfezionamenti genetici. A titolo di esempio, sono state selezionate varietà di pioppi a basso contenuto di lignina, caratteristica che permette di lavorare il legno con più facilità favorendo l’estrazione dei suoi oli.

BIOCARBURANTI FAI DA TE

Negli ultimi anni sempre più persone hanno deciso di ricavare dei biocarburanti fai da te per i loro veicoli diesel, riciclando alcuni degli oli vegetali più comuni all’interno delle abitazioni (ad es. oli per la frittura). La procedura, però, richiede una certa manualità e può essere addirittura pericolosa. Inoltre, non tutti i motori diesel risultano compatibili con i biocarburanti fai da te, meglio quindi andarci con i piedi di piombo per non rischiare di fare danni difficilmente riparabili.

I BIOCARBURANTI PIU’ DIFFUSI

A livello commerciale, i combustibili organici che stanno suscitando il maggiore interesse sono senza dubbio i biocarburanti liquidi. Tra i più diffusi si elencano il biodiesel, scelto in sostituzione del classico diesel derivato dal petrolio, e il bioetanolo. Tra quelli gassosi a maggior diffusione, sicuramente occorre citare il Biometano.

BIODIESEL

Oggi il biodisel rappresenta una delle alternative più interessanti agli idrocarburi fossili. E’ un biocarburante prodotto dalla trasformazione di oli vegetali (commestibili o non commestibili), lavorati e raffinati affinché possano essere impiegati nei comuni motori diesel. Nonostante questo biocarburante possa essere anche autoprodotto, a livello europeo sono state definite delle precise normative per stabilirne le proprietà organiche e chimiche, così da scongiurare danni ai motori o conseguenze indesiderate alla salute delle persone.

COME SI PRODUCE IL BIODIESEL

Il biodiesel si ottiene dalla lavorazione dell’olio di spremitura di alcune coltivazioni vegetali, sia commestibili che non destinate al consumo umano. Fra queste vi sono la colza, la soia, l’olio di palma, l’olio di girasole e molti altri ancora. Per poter essere utilizzato come carburante, l’olio vegetale ottenuto dalla spremitura viene sottoposto a un complesso processo chimico, per renderlo infiammabile e adatto ai motori. Questo procedimento è chiamato transesterificazione e consiste nel far reagire l’olio con dell’alcol metilico e della soda caustica. Se ne ricava così una sostanza viscosa (esteri di acidi grassi) e infiammabile, dalla colorazione trasparente e abbastanza inodore. Mostra una notevole somiglianza con il diesel derivato dal petrolio, presentando proprietà fisiche e chimiche analoghe.

QUALI SONO I VANTAGGI DEL BIODIESEL

I vantaggi nel ricorrere a questo combustibile sono molteplici, è sintetizzabili in linea generale nei seguenti aspetti:

• a differenza dei derivati dal petrolio, il biodiesel è effettivamente una fonte rinnovabile. Non si tratta di una risorsa scarsa e finita, dunque la sua disponibilità non è soggetta a limiti di tempo o di quantità;
• contribuisce a ridurre l’impatto ambientale: produce meno anidride carbonica, è privo di metalli pesanti e di altri inquinanti atmosferici (anche se non può essere considerato una fonte pulita al 100%);
• garantisce delle performance del tutto simili al classico diesel, a costi però decisamente inferiori.

QUAL’E’ LA DIFFERENZA TRA BIODIESEL E DIESEL?

La sostanziale diversità fra i due prodotti ovviamente riguarda l’origine della materia prima: il petrolio per il diesel, le biomasse vegetali per il biodiesel. A livello di performance, se da un lato il biodiesel appare leggermente meno potente, dall’altro il prezzo ridotto, l’origine vegetale e il minor impatto sull’ambiente compensano questa limitazione. La gran parte dei motori diesel oggi disponibile sul mercato funziona regolarmente anche con il biofuel o, ancora, con una miscela fra i due. Non è però semplice trovare distributori attrezzati sul territorio italiano, perché la catena di distribuzione non è ancora capillare.

BIOETANOLO

Il Bioetanolo è un combustibile prodotto dalla fermentazione di alcune piante, normalmente impiegate in agricoltura, ad elevato tenore zuccherino (canna da zucchero, il mais, il frumento e la barbabietola da zucchero). La decomposizione della materia prima vegetale, in una situazione di microclima forzato, genera un olio infiammabile dalla colorazione trasparente. Negli ultimi tempi è molto diffuso il ricorso del bioetanolo anche a livello domestico, ad esempio per alimentare caldaie oppure per i caminetti di ultima generazione.

QUAL’E’ LA DIFFERENZA TRA BIOETANOLO E BENZINA?

Essendo progettato per i motori a benzina, il bioetanolo spesso è considerato l’alternativa green dell’idrocarburo fossile. In realtà, fra i due combustibili esistono delle fondamentali differenze. Innanzitutto, il bioetanolo può essere impiegato puro solo nelle vetture con motore FLEX, mentre negli altri casi può essere scelto solo come additivo. Ha un potere calorifico inferiore alla benzina, pertanto i consumi a parità di tragitto risultano pressoché raddoppiati. La soluzione migliore oggi sul mercato è quindi quella della miscela (con percentuali di bioetanolo max 20%), che permette di ridurre i costi di rifornimento, allungare il chilometraggio per singolo pieno e di ridurre le emissioni di gas serra.

BIOMETANO

Il biometano è una fonte di energia rinnovabile che può essere utilizzata come sostituto del gas naturale. Si ottiene da biomasse agricole (colture dedicate, sottoprodotti e scarti agricoli e deiezioni animali), agroindustriali (scarti della filiera della lavorazione della filiera alimentare) e dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani.

Due sono gli step per ottenere questo gas:

1. la produzione del biogas grezzo, prevalentemente attraverso la digestione anaerobica di biomasse;
2. l’upgrading, ovvero la rimozione delle componenti non compatibili con l’immissione in rete (CO2).

Il suo processo produttivo può contribuire a ridurre in modo significativo le emissioni del settore agricolo e a restituire al terreno sostanza organica. Prodotto con criteri di sostenibilità, è in grado di aumentare la capacità di assorbire e immagazzinare carbonio del suolo. Ciò che rimane dopo il processo di digestione anaerobica del substrato organico, infatti, è un ottimo fertilizzante naturale utilizzabile in alternativa a quelli di origine fossile. L’impiego di biometano promuove dunque lo sviluppo di un modello economico che si fonda su principi di sostenibilità e circolarità nell’utilizzo delle risorse. Infine, essendo del tutto assimilabile al gas naturale, può sfruttare le infrastrutture esistenti di trasporto e stoccaggio a livello nazionale.

BIOCARBURANTI: ANALISI DEI VANTAGGI VS SVANTAGGI

La diffusione sempre più massiccia dei biocarburanti, negli ultimi anni ha spinto numerosi esperti del settore a valutarne l’effettiva convenienza sotto molteplici punti di vista.

In linea generale, i biocombustibili rappresentano un’alternativa meno inquinante rispetto a benzina e diesel, sebbene non possano ancora considerarsi completamente verdi. In particolare, per quanto riguarda l’ultimo aspetto si evidenzia come:

• la produzione può andare a discapito di risorse destinate all’alimentazione o all’allevamento;
• avvalendosi di un processo di combustione, comportano sempre l’emissione di una certa quantità di anidride carbonica e altri gas serra.

VANTAGGI DEI BIOCARBURANTI

1. essendo fonti di energia rinnovabile, possono essere rigenerati in modo naturale;
2. sono facili da produrre e reperire;
3. consentono di ridurre le emissioni di gas serra. La loro combustione produce meno anidride carbonica rispetto ai combustibili fossili. Inoltre, parte della CO2 prodotta viene riassorbita dal nuovo ciclo vitale delle piante cresciute e coltivate per lo scopo;
4. promuovono un’economia circolare, recuperando rifiuti e scarti che altrimenti verrebbero sprecati;
5. sono meno inquinanti, in quanto pressoché privi di metalli pesanti dannosi per la salute;
6. contribuiscono al rafforzamento della sicurezza energetica ed economica dei paesi. Il loro impiego, infatti, consente di ridurre la dipendenza da fonti di energia importate, migliorando la sicurezza energetica ed azzerando i costi d’importazione;
7. presentano costi contenuti a parità di performance, per un risparmio sensibile sui costi di trasporto;
8. agevolano la creazione di posti di lavoro nelle comunità locali, in particolare nelle aree rurali;
9. sono compatibili con i motori dei veicoli odierni e, nella maggior parte dei casi, non ne compromettono le prestazioni.

SVANTAGGI DEI BIOCARBURANTI

1. utilizzo di terreni agricoli che potrebbero altrimenti essere destinati alla produzione di cibo;
2. l’aumento della richiesta di biocarburanti sul mercato sta spingendo molte nazioni a disboscare intere foreste per far spazio alle coltivazioni da dedicare alla loro produzione (deforestazione);
3. impatto negativo sull’ambiente, in particolare se vengono utilizzati pesticidi e fertilizzanti per la coltivazione delle materie prime;
4. la produzione di biocombustibili può sfruttare coltivazioni normalmente scelte per il consumo alimentare, aggravando la situazione nei Paesi meno sviluppati, dove le risorse alimentari sono già scarse (competizione per le risorse);
5. non tutti gli idrocarburi vegetali riescono a compensare completamente la CO2 emessa con il ciclo vitale delle piante d’origine;
6. il loro impiego può avere un impatto sul prezzo dei prodotti alimentari e sulla distribuzione delle risorse economiche;
7. stando allo sviluppo tecnologico attuale, il loro costo di produzione non è così efficiente essendo più elevato di quello delle componenti fossili;
8. crescere e coltivare la medesima pianta (Monocoltura) nel tempo provoca un inevitabile impoverimento dei nutrienti presenti nel terreno ed un’erosione della biodiversità;
9. comportano un ingente impiego di acqua sia nella fase di coltivazione sia in quella di produzione del biocarburante. Una gestione poco oculata di questa risorsa, dunque, potrebbe compromettere gravemente le riserve acquifere di intere regioni.

IN CONCLUSIONE

Nonostante i vantaggi ambientali potenziali (come fonte di energia rinnovabile) e di sicurezza energetica, l’uso dei biocarburanti non è privo di critiche, poiché la produzione di biomasse richiede spesso un grande quantitativo di acqua, terra ed energia, e può portare alla deforestazione, alla perdita di habitat e all’uso di terreni che potrebbero essere destinati alla produzione di cibo. In aggiunta alcuni biocarburanti emettono comunque gas a effetto serra, anche se in quantità inferiori rispetto ai carburanti fossili, dunque non possono considerarsi carbon-neutral con energia pulita al 100%.

Sebbene siano una fonte alternativa molto valida rispetto ai carburanti di origine fossile, è utile iniziare a pensare a metodi di combustione diversi. Lo sviluppo delle auto elettriche, per esempio, è un ottimo punto di partenza verso un futuro privo di combustibili fossili. Alimentare ad elettricità i mezzi di trasporto potrebbe incentivare ulteriormente lo sviluppo delle tecnologie solari, eoliche ed idroelettriche, indirizzando la nostra società verso un futuro più green e sostenibile.

I BIOCOMBUSTIBILI IN ITALIA

In Italia, l’uso di biocombustibili sta diventando sempre più importante per la produzione di energia rinnovabile. Secondo i dati del Ministero dello Sviluppo Economico, nel 2020 la produzione di energia da biocombustibili ha rappresentato circa il 5% del consumo totale di energia nel paese.
I biocombustibili utilizzati in Italia includono il Biodiesel (come carburante per i veicoli diesel), il Bioetanolo (come carburante per i veicoli a benzina, a questa miscelato), il Biogas (per la produzione di energia elettrica e termica), infine il Pellet di legno (per la produzione di energia termica).
L’uso dei biocombustibili in Italia è regolamentato da normative europee e nazionali che stabiliscono gli obiettivi di consumo di energia rinnovabile e le norme per la produzione e l’utilizzo dei biocombustibili. I privati, tuttavia, sembrano essere più attratti dalle novità in tema di vetture elettriche che non dal ricorso al biofuel.

LA FINE DEL MOTORE ENDOTERMICO E LA NASCITA DEGLI E-FUEL

La strada verso la transizione energetica in Europa sembra ormai essere stata tracciata. E’ recente la notizia secondo cui i ministri dell’Ambiente della Ue e il Parlamento europeo hanno messo la parola fine ai motori termici. L’Europa ha confermato definitivamente la fine delle immatricolazioni dei veicoli endotermici a partire dal 2035. I produttori di auto, inoltre, dovranno ridurre le emissioni dei nuovi veicoli del 55% entro il 2030 (rispetto alle emissioni del 2021), fino a raggiungere il 100% dell’abbattimento di gas serra nel 2035. Ma non è tutto: i legislatori hanno proposto alla Commissione anche di definire un ruolo per gli e-fuel destinandoli a quei veicoli che non rientrano nell’ambito di applicazione del regolamento.

E-FUEL

Per e-fuel si intendono tutti i combustibili liquidi o gassosi, di origine sintetica, prodotti tramite processi di trasformazione dell’energia elettrica rinnovabile in chimica, sotto forma di combustibili che vengono utilizzati come vettori energetici. Il loro grande punto di forza è che – in teoria – possono assicurare un futuro ai motori termici.

COME VENGONO PRODOTTI GLI E-FUEL

Tutto nasce da un processo di elettrolisi mediante utilizzo di energia ottenuta unicamente da fonti rinnovabili. Nello specifico, l’acqua viene scomposta in idrogeno e ossigeno, suoi elementi base. L’idrogeno viene fatto reagire con la CO2 estratta dall’aria; la miscela che ne deriva diviene un vettore energetico liquido, l’e-fuel.

CONSIDERAZIONI SUGLI E-FUEL

Nonostante il processo produttivo, gli e-fuel vengono considerati carburanti totalmente eco (green) perché per la produzione viene impiegata solo energia da fonti rinnovabili e perché viene emessa nell’ambiente solo la stessa quantità di CO2 che era stata precedentemente assorbita durante la produzione.

Gli e-fuel sono spesso visti come un’alternativa promettente ai combustibili fossili tradizionali, in quanto hanno il potenziale per ridurre significativamente le emissioni di gas serra e la dipendenza da risorse limitate. Tuttavia, la produzione è attualmente più costosa e ad alta intensità energetica rispetto ai carburanti tradizionali.

Attualmente in Italia non è ancora disponibile il commercio di carburanti sintetici o “e-fuel” su larga scala. Tuttavia, ci sono diverse aziende e istituzioni che stanno lavorando allo sviluppo di queste tecnologie per il mercato italiano. Uno dei principali progetti riguarda la realizzazione di un impianto di produzione di e-fuel da parte di Eni, la compagnia petrolifera italiana. L’impianto sarà situato a Porto Marghera, vicino a Venezia, e sarà in grado di produrre fino a 70 milioni di litri di e-fuel all’anno.

Altre iniziative riguardano il sostegno alla ricerca e sviluppo di tecnologie per la produzione di e-fuel da parte del governo italiano e della Commissione Europea, nonché la promozione dell’utilizzo di veicoli elettrici a batteria e di altre forme di mobilità sostenibile.

In generale, l’obiettivo è quello di ridurre l’impatto ambientale dei trasporti attraverso l’utilizzo di carburanti alternativi e sostenibili. In quest’ottica i carburanti elettrici sono visti come una parte importante della transizione verso un’economia più sostenibile e a basse emissioni di carbonio. Nel prossimo futuro è molto probabile si possa assistere ad ulteriori sviluppi in questo settore in Italia.

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Giulia Basteri

GIULIA BASTERI

Da sempre sensibile alle tematiche ambientali ha intrapreso un percorso di studio che le consentisse di acquisire conoscenze su sistemi colturali che fossero più ecocompatibili, conseguendo la Laurea triennale in Scienze Agrarie e specializzandosi successivamente con il corso di Laurea magistrale in Agricoltura biologica.
La passione per l'Ambiente l'ha spinta a richiedere l'abilitazione per poter lavorare presso un Ente di Certificazione operante nel settore Agroalimentare, in qualità di Tecnico Ispettore nell'ambito della certificazione di prodotto (DOP, IGP e Biologico). Desiderosa di dare un seguito a quanto realizzato, collabora attivamente ad un progetto fortemente improntato a tematiche di sostenibilità ambientale, in cui salvaguardia e rispetto per il Pianeta rappresentano il punto focale.

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