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biomasse e produzione energetica

 BiokW  Biomasse  Ambiente ed Energia 
  
Rispetto alle alternative fossili, quali gasolio-metano etc., la biomassa è  un combustibile recalcitrante e voluminoso.
 Il suo maggiore pregio è la rinnovabilità e la capillare diffusione sul territorio.
 
Un ettaro di territorio coltivato produce normalmente da 3 a 9 tonnellate di biomassa fibrosa di scarto:
paglia di grano, stelo e stocco di mais, lolla e paglia di riso, potature, cimali e ramaglie etc.
Produzioni dedicate e manutenzioni di argini e boschi producono fino a 20 tonnellate all'anno.
 
Costruendo grandi centrali o impianti che richiedono il trasporto di ingenti quantità di biomassa di alimentazione si tende a dissipare i vantaggi derivanti dall'impiego di un combustibile rinnovabile.
 Una centrale da 1 MW richiede oltre un TIR al giorno di cippato o tre di paglia.
 
Ovviamente i trasporti su camion nell'ordine che va dai 400 fino ai 1200 l'anno hanno un notevole costo ed impatto ambientale che finisce per ridurre drasticamente il vantaggio di impiegare biomassa rispetto a combustibili fossibili per produrre energia.
 
La nostra filosofia aziendale si basa sullo sviluppo e la diffusione di piccoli impianti, facilmente installabili dove la biomassa viene prodotta e stoccata. L'inserimento in contesti agricoli o piccolo-industriale  permette di utilizzare al meglio il calore  prodotto contestualmente all'energia elettrica.
 
 
Il sottoprodotto della gassificazione/pirolisi è il carbone vegetale o biochar. L'esposizione  ad alte temperature in assenza di ossigeno, libera i gas che filtrati alimentano i cogeneratori e riduce la biomassa in biocarbone.

Il biocarbone (google biochar oppure terrapreta) ci offre una possibilità unica per rimuovere gli eccessi di CO2 dall'atmosfera e sequestrarli in modo quasi permanete.

La sua produzione avviene dalla biomassa offrendoci una fonte di energia rinnovabile che genera contemporaneamente energia e reddito creando un'irripetibile circuito positivo con l'ambiente.

Da diversi anni il biocarbone ed il suo impiego sono al centro del dibattito internazionale sulle pratiche da introdurre per il sostegno della produzione agricola, la riduzione dei gas serra e la realizzazione di politiche energetiche ecocompatibili. 

Il biochar  è stato inserito nell’agenda dei prossimi negoziati internazionali sui cambiamenti climatici come la più promettente strategia di mitigazione del cambiamento climatico. 

Il biocarbone infatti rappresenta contemporaneamente una fonte di energia in grado di sequestrare carbonio (CO2) dall'atmosfera e un potente ammendante in grado di potenziare in maniera naturale la resa dei terreni.

Combinando tecniche pratiche per la produzione e l'uso di biocarbone nell'agricoltura si possono ridurre le immissioni di gas serra, sequestrandone gli eccessi presenti,  aumentando i raccolti e contemporaneamente creando energia dalle biomasse di scarto.

Qui di seguito vogliamo fornire le informazioni principali al riguardo ed i link relativi per i possibili approfondimenti.

Il biocarbone in agricoltura

Nell'agricoltura tradizionale e nell'agricoltura biologica si usa la cenere ed il carbone residuo per restituire ai terreni di campi e orti una parte delle sostanze minerali e nutritive assorbite dalla coltivazione. 

Mentre l'agricoltura tradizionale e biologica, basata sull'impiego del biocarbone sulla superficie dei terreni sposta carbonio dai cieli al terreno e ai raccolti l'agricoltura industriale convenzionale contribuisce invece a spostare l'equilibrio del carbonio, aumentando la quantità che passa da suolo e vegetazione verso atmosfera ed oceani.

La agricoltura industriale convenzionale utilizzando irrigazione, abbondante uso di fertilizzanti e  pesticidi, e raccolto intensivo finisce per ridurre sempre più il livello di carbonio presente nei suoli riducendone la capacità di produrre.

Molti studi hanno già dimostrato l’impatto positivo dell’applicazione del biochar sulle rese agricole diminuendo il fabbisogno di acqua e fertilizzanti. Il biocarbone, grazie alla sua alta porosità, aumenta la ritenzione dell'acqua e degli elementi nutritivi che rimangono più a lungo disponibili per le piante. Si migliora inoltre la struttura del terreno, le sue proprietà meccaniche e si aiuta lo sviluppo di un ecosistema di microorganismi che complessivamente aumentano e migliorano la resa agricola del terreno.

a struttura sostanzialmente inerte del biocarbone gli permette di non subire degradazione da parte dei microrganismi del suolo e quindi di sequestrare permanentemente il carbonio invece che farlo tornare all’atmosfera sotto forma di CO2 o metano come nel caso del compost o dell'abbandono in campo dei residui di potatura. Occorre infine sottolineare che l’impiego di biocarbone sui terreni coltivati permette di diminuire le emissioni dal suolo di N2O, gas a effetto serra con un Global Warming Potential 296 volte maggiore della CO2.

Da questo quadro emerge che il biocarbone è l’unica tecnica di mitigazione dei cambiamenti climatici che non sia solo carbon neutral, ma addirittura carbon negative, ovvero sequestra più carbonio di quanto ne emetta per produrre energia. Si stima che una fattoria di 250 ha che utilizzi biocarbone addizionato d'azoto sia in grado di sequestrare 1900 tonnellate di carbonio all’anno.

Biocarbone e Pirolisi

Riscaldando il materiale in presenza di ossigeno avviene la combustione generante calore e composti ossidati mentre effettuando lo stesso riscaldamento in assenza di ossigeno il materiale subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici. Il risultato principale della pirolisi è la trasformazione della biomassa vegetale trattata in syngas (combustibile gassoso) e biocarbone.

Il syngas viene utilizzato come combustibile per alimentare motori che abbinati a generatori producono energia elettrica e calore.

Il biocarbone se disperso sulla superficie dei terreni agricoli determina diversi benefici alle colture.

Aumenta la resa dei raccolti, anche in maniera sotanziale nel caso di suoli impoveriti. Aiuta a prevenire il deflusso dei fertilizzanti, diminuendone la quantità utilizzata e quindi l'impatto delle attività agricole sull'ambiente circostante. Trattiene l'umidità, aiutando le piante a superare più facilmente periodi di siccità.

Soprattutto rifornisce suoli impoveriti o marginali di carbonio organico e favorisce la crescita dei microorganismi nel terreno, essenziali per l'assorbimento  dei nutrienti. In particolare viene favorita la crescita dei funghi micorrizici, cui le piante abitualmente si affidano per migliorare l'efficienza di assorbimento di acqua e sostanze nutrienti nel terreno, i quali vengono venduti in commercio come biostimolante per le colture.

Numerosi studi hanno ormai inequivocabilmente dimostrato che il carbonio presente nel biocarbone rimane stabilizzato per millenni.

Questo offre un semplice e sostenibile mezzo per sequestrare le emissioni di carbonio  che vengono liberate in atmosfera bruciando i combustibili fossili ed il loro contenuto formatosi nei millenni.

Questo viene fatto utilizzando una tecnologia adatta ai paesi sviluppati e a quelli in via di sviluppo.

Quando il biocarbone viene ottenuto dalle biomasse, circa il 50% del carbonio che le piante assorbono come CO2 dall'atmosfera  viene fissato nel carbone vegetale.

Come materiale il carbonio presente nel biocarbone è largamente inerte, dimostrando una spiccata mancanza di reattività sia chimica sia biologica, e quindi è fortemente resistente alla decomposizione. Ricercatori scentifici hanno trovato resti di carbone vegetale databili 400 milioni di anni, in strati sedimentari generati dai roghi avvenuti nel periodo in cui la vita sotto forma vegetale iniziava sulla terra.

Delle diverse sostanze organiche ed inorganiche contenenti carbonio, solo i diamanti potrebbero potenzialmente garantire un sequestro di carbonio più duraturo del biocarbone.

 

Per maggiori approfondimenti e per la documentazione scentifica circa gli argomenti trattati si rimanda a:

 

http://www.ichar.org/doc.htm

http://www.biocharsolution.com/

 
 
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