HomeChi siamoComitato ScientificoPartner e PatrociniContattiNewsVideoIntervisteEventiFeed RSS
facebook.comtwitter.complus.google.compinterest.comyoutube.comlinkedin.comoknotizie.virgilio.it
OrizzontEnergia

Biocarburanti

Ti trovi in: Energipedia - Tutto sull'Energia \ Mobilità sostenibile \ Biocarburanti \

BiocarburanteI biocombustibili rappresentano l’alternativa più promettente al petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
, che oggi copre la quasi totalità degli utilizzi finali nel settore dei trasporti.

Essi derivano dal materiale organicoorganico
Aggettivo applicato a qualunque sostanza abbia origine animale o vegetale.
che costituisce la biomassabiomassa
In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende " la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani ". Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici.
, una forma di risorsa rinnovabile che può essere convertita direttamente in combustibile.

Secondo l’IEA, le materie prime di origine agricola o, più in generale biologica (la cosiddetta bioenergia), utilizzate sia a scopi di generazione elettrica che nel settore dei trasporti, hanno la potenzialità di soddisfare il 50 % della domanda mondiale di energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
nel prossimo secolo, contribuendo allo stesso tempo a raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

.

I biocarburanti utilizzati a scopi di autotrazione possono dare un contributo importante al problema della dipendenza energeticadipendenza energetica
Rapporto tra la quantità di energia primaria importata e la quantità di energia primaria consumata . È un parametro legato alle risorse energetiche di cui dispone un Paese.
dalle fonti fossili. Questo settore, infatti, è responsabile del consumo del 30 % di energia e del 20 % circa delle emissioni di gas serra nell’Unione Europea.

Allo stato attuale, gli unici biocarburanti prodotti e utilizzati su larga scala sono:

  • BiodieselBiodiesel
    Biocombustibile derivato da un processo chimico applicato agli oli vegetali (colza, girasole, palma, noce di cocco, soia, ...) ma anche ai grassi animali provenienti dall'industria della carne. Esso può essere utilizzato, puro o in miscela (5-20%), come sostituto del gasolio nel settore dei trasporti e del riscaldamento senza modificare motori e caldaie, consentendo una riduzione significativa di emissioni rispetto al gasolio minerale.
    – in sostituzione del gasoliogasolio
    Prodotto derivante dalla distillazione del petrolio greggio. Viene utilizzato soprattutto per alimentare motori Diesel oppure negli impianti di riscaldamento civile. Nei motori Diesel, detti anche ad accensione spontanea, il gasolio viene iniettato nel cilindro dove trova aria molto compressa (anche 40 volte la pressione ambiante). Per poter essere impiegato nei motori il gasolio deve avere determinate caratteristiche, per esempio una buona capacità di accensione (soprattutto alla basse temperature) e un opportuno potere lubrificante.
    nei motori diesel
  • BioetanoloBioetanolo
    Biocombustibile prodotto mediante un processo di fermentazione alcolica di prodotti agricoli ricchi di zucchero o amido (per esempio la canna da zucchero, la barbabietola da zucchero, il mais, l'orzo, il grano, le patate, ecc..) o da residui ricchi di cellulosa. Il bioetanolo presenta caratteristiche fisico-chimiche simili alla benzina e questo permette un suo utilizzo nelle miscele in percentuali fino al 20%.
    – in sostituzione della benzina

Essi utilizzano tecnologie mature ed affidabili dal punto di vista industriale.

BIODIESEL

Div/1 EN/4 RISP/MOBILITA'_COMB ALT_Div2_barili Biodiesel.jpgIl biodiesel è un biocombustibile ottenuto dal trattamento chimico (trans esterificazioneesterificazione
Reazione chimica che avviene tra un acido (di natura organica o inorganica) ed un alcol. Questo processo viene anche applicato per la sintesi di biodiesel.
) di oli vegetalioli vegetali
Oli ricavati dai semi delle piante oleaginose generalmente utilizzati nelle industrie alimentari, ma che possono trovare impiego anche per scopi di generazione elettrica o calore (previo ulteriore trattamento). Esempio di oli vegetali sono l'olio di palma, di colza, di girasole o di soia.
quali colza, girasole, palma, noce di cocco, soia, … ed anche di grassi animali provenienti dall’industria della carne. Esso può essere utilizzato, puro o in miscela (5-20%), come sostituto del gasolio nel settore dei trasporti e del riscaldamento senza modificare motori e caldaie, consentendo una riduzione significativa di emissioni rispetto al gasolio minerale.

La transesterificazione è un processo chimico in cui si rompono le molecole degli acidi grassiacidi grassi
Sono componenti dei lipidi, formati da carbonio, idrogeno ed ossigeno comunemente reperibili negli alimenti di origine animale e vegetale. A seconda dei legami tra carbonio e idrogeno (semplici o doppi), gli acidi grassi possono avere diverse proprietà chimiche e fisiche.
degli oli vegetali, responsabili della sua elevata viscosità.

Esso avviene utilizzando un reagente alcolico (metanolometanolo
Composto chimico di formula CH3 -OH, volatile, incolore, facilmente infiammabile e tossico per inalazione, ingestione e contatto con la pelle. Il metanolo può essere impiegato come combustibile, come componente nella formulazione delle benzine o come prodotto intermedio nell'industria chimica.
o etanoloetanolo
Termine che indica l'alcol. Esso viene prodotto a partire dalla fermentazione di zuccheri.
) e, in aggiunta, soda causticasoda caustica
Forma solida dell'idrossido di sodio (NaOH), una sostanza chimica molto utilizzata dall'industria per esempio nella produzione di detergenti, coloranti e nella fabbricazione della carta.
. L'alcol, reagendo con gli acidi grassi, produce da un lato biodiesel e dall'altro glicerolo (o glicerina), che trova spazio nell’industria alimentare e farmaceutica.

Schema Biodisiel

I vantaggi ambientali offerti dal biodiesel sono:

  • Emissioni nulle di CO2 considerando l’intero ciclo di vita perché essendo di origine vegetale la quantità di anidride carbonica anidride carbonica
    (CO2)

    Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosferaatmosfera
    Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
    , fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).
    immessa in atmosfera è pari a quella immagazzinata dalla pianta, quindi il bilancio è complessivamente pari a zero. L’European Biodiesel Board stima che l’utilizzo di 1 kg di biodiesel comporta la riduzione di 3 kg di CO2 in atmosfera. Rispetto al diesel tradizionale la riduzione delle emissioni di CO2 in fase di combustionecombustione
    Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
    può arrivare al 90%
  • Minori emissioni di CO (- 30/50%)
  • Minore produzione di idrocarburiidrocarburi
    Composti chimici formati da carbonio e idrogeno che costituiscono il petrolio e il gas naturale. Esistono diverse classificazioni degli idrocarburi a seconda dei legami chimici presenti nelle molecole.
    incombusti (- 20%)
  • Migliore combustione dovuta a una maggiore presenza di ossigeno nella molecola
  • Assenza di zolfo quindi emissioni nulle di SO2
  • Minore produzione di particolatoparticolato
    Insieme delle sostanze sospese in aria, composto da tutte quelle particelle solide e liquide che si disperdono in atmosfera a causa di fattori naturali (pollini, erosione di rocce, polvere cosmica, ecc..) e di fattori antropici (traffico urbano, emissioni da riscaldamento domestico, fumo di tabacco, centrali termoelettriche, ecc..).
    fine (- 30/40 %)
  • Biodegradabilità
  • Punto di infiammabilità più alto rispetto al diesel e quindi limitato pericolo di autocombustione durante il trasporto e lo stoccaggiostoccaggio
    Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa. 
  • Accensione del motore più rapida

Il biodiesel, essendo un prodotto ossigenato, migliora la combustione nei motori e riduce le emissioni proporzionalmente alla sua concentrazione in miscela fino a circa il 20%.

Se utilizzato puro, però, può ridurre le prestazioni nei motori fino al 15 % rispetto al diesel tradizionale a causa delle diverse caratteristiche. Alle basse temperature, per esempio, può succedere che il biodiesel provochi problemi in fase di alimentazione a causa delle maggiore difficoltà a scorrere (viscosità). Div/1 EN/4 RISP/MOBILITA'_COMB ALT_Div3_tab biodiesel.jpgOppure potrebbe rovinare le guarnizioni e le tenute con conseguenti perdite di combustibile.

L’utilizzo di miscele contenenti biodiesel in proporzione superiori al 20 % richiede, dunque, una maggiore attenzione alla movimentazione del carburante, una manutenzione più accurata del veicolo e, in alcuni casi, un adeguamento del veicolo per questo tipo di miscele.

L’interesse crescente verso il biodiesel è mostrato nel seguente grafico, che riporta la produzione di biodiesel nell’UE a partire dal 2002.

BIOETANOLO

Div/1 EN/4 RISP/MOBILITA'_COMB ALT_Div4_Bioetanolo.JPGL’uso di carburanticarburanti
Sostanze solide, liquide o gassose, di origine naturale o derivanti da processi industriali, contenenti carbonio e idrogeno, che, se bruciate, sviluppano calore in base al loro "contenuto energetico" (potere calorifico).
di origine vegetale per autotrazione – in particolare di etanolo – risale ai primi del ‘900 quando Henry Ford ne promosse l’utilizzo, tanto che nel 1938 gli impianti del Kansas producevano già 18 milioni di galloni/anno di etanolo (circa 54.000 t/anno).

L’interesse americano per l’etanolo scemò dopo la seconda guerra mondiale in conseguenza dell’enorme disponibilità di olio e gas, ma negli anni ’70, a seguito della prima crisi di petrolio, si ricominciò a parlare di etanolo e, alla fine del decennio, diverse compagnie petrolifere misero in commercio benzina contenente il 10% di etanolo, il cosiddetto gasohol, avvantaggiandosi del cospicuo sussidio fiscale concesso all’etanolo.

Oggi il bioetanolo è ritornato al centro dell’interesse della politica mondiale come biocombustibile utile per ridurre le emissioni di CO2, essendo di origine vegetale.

Il bioetanolo è prodotto mediante un processo di fermentazionefermentazione
Insieme di processi chimici che consistono nella trasformazione dello zucchero contenuto nelle biomasse in etanolo, ad opera di particolari microrganismi.
alcolica di prodotti agricoli ricchi di zucchero o amido (per esempio la canna da zucchero, la barbabietola da zucchero, il mais, l’orzo, il grano, le patate, ecc..) o da residui ricchi di cellulosa.

Quotidianamente abbiamo a che fare con la fermentazione alcolica, perché questo è il processo che sta alla base della produzione del vino. Sulla buccia degli acini d'uva, infatti, si trovano dei lieviti responsabili di questa reazione, Che avviene in un lasso di tempo che va dai 6 agli 8 giorni. Altro esempio comune e' la birra ,ottenuta aggiungendo al malto d'orzo o di altri cereali luppolo e particolari lieviti (saccaromiceti).

Il bioetanolo presenta caratteristiche fisico-chimiche simili alla benzina e questo permette un suo utilizzo nelle miscele in percentuali fino al 20% (senza modificare il motore) o anche un utilizzo puro nel caso di motori Flex come succede in Brasile, grazie anche all’impegno dell’azienda italiana Magneti Marelli che ha sviluppato la tecnologia Flexible Fuel Vehicles.

La canna da zucchero è la materia prima principalmente utilizzata per la produzione di questo combustibile grazie a:

  • una resa per ettaro di gran lunga superiore rispetto a quello di altre colture
  • un elevato contenuto di zucchero
  • minore richiesta di energia per la coltivazionecoltivazione
    Insieme delle attività che consentono l'estrazione di idrocarburi (petrolio o gas naturale) dai giacimenti.
    e un ridotto uso di fertilizzanti
  • gli steli, le foglie e il residuo della lavorazione (bagasse) hanno un elevato contenuto energetico da sfruttare per scopi cogenerativi

Il processo di produzione del bioetanolo genera, a seconda della materia prima agricola utilizzata, diversi sottoprodotti con valenza economica destinabili alla produzione di mangimi o alla cogenerazionecogenerazione
Processo di produzione congiunta di energia elettrica e calore utile, in cascata, che può essere impiegato per scopi industriali (calore di processo) o per il teleriscaldamento. La cogenerazione comporta un sensibile risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata di elettricità a calore.
.

Il bioetanolo oggi rappresenta il biocarburante di maggiore interesse, essendo la sua produzione mondiale stimabile tra 11 e 11,5 milioni di t/anno (di cui la stragrande maggioranza negli USA e in Brasile).

Tuttavia il suo impiego pone problematiche di natura etica sul reale vantaggio di destinare i terreni agricoli alla produzione di “prodotti energetici” rispetto alla produzione di “prodotti alimentari”. Il rincaro dei prezzi delle materie prime agroalimentari ha accentuato il divario tra Paesi ricchi e Paesi tanto che il direttore della FAO Jacques Diouf ha affermato che le politiche agroenergetiche mondiali hanno cannibalizzato circa 100 milioni di tonnellate di cereali, togliendole al consumo umano.

Per questo motivo alcune ricerche in questo campo si stanno orientando verso la produzione di “biofuel di seconda generazione” che non derivano da materie prime agroalimentari (materiali ligneocellulosici, oli e grassi non commestibili .. ). Questa tipologia di biocarburanti, nati dall’esigenza di non entrare in conflitto con le produzioni alimentari, presenta bilanci energetici ed ambientali molto più vantaggiosi rispetto ai biocombustibili di prima generazione perché è possibile sfruttare una frazione maggiore della biomassa prodotta e in certi casi tutta la pianta.

Ti potrebbe interessare anche...

"L'e-mobility: Mercati e policies per un'evoluzione silenziosa""L'e-mobility: Mercati e policies per un'evoluzione silenziosa"

Il ruolo della e-mobility quale una delle componenti in grado di modificare il binomio trasporti- inquinamento è sempre più chiaro, tenendo conto del crescente ruolo delle fonti rinnovabili nella produzione di...

Scopri tutte le letture consigliate

Biomassa: Uno stimolo per la bioeconomia europea13/04/2017
Biomassa: Uno stimolo per la bioeconomia europea

L’UE promuove fortemente la crescita e lo sviluppo di una bioeconomia europea sostenibile, che ha tra i suoi aspetti principali una più ampia...Leggi tutto

Mobilità: i test commissionati da Altroconsumo smentiscono i risultati della VW12/04/2017
Mobilità: i test commissionati da Altroconsumo smentiscono i risultati della VW

Continua la campagna #PretendiGiustizia per sostenere le class action in Europa.

Sono tre le auto del Gruppo Volkswagen vendute in tutta Europa...

Leggi tuttoArchivio

Mobilita' elettrica: La visione del mercato di Repower01/06/2016
Mobilita' elettrica: La visione del mercato di Repower

Per avere una visione completa sugli orizzonti della mobilità elettrica abbiamo scelto di aprire una finestra sul mondo degli operatori del...

Leggi tuttoArchivio

Quanto ne sai su
Emissioni inquinanti e trasporti?
esplora le nostre pagine educational
Energipedia

Sitemap
    
Home | Orizzontenergia in due parole | I nostri convegni | Chi siamo | Note legali | Privacy | Contatti