Biocarburanti: sfide e prospettive

Associazione Italiana di Ingegneria Chimica - [Sintesi del convegno del 2006].

La congiuntura energetica mondiale sta condizionando le economie di molti paesi.

Non solo, essa è associata a conseguenze gravi per l'ambiente sia per le emissioni dei carburanti di origine fossile sia per lo sfruttamento intensivo delle riserve di petrolio in via di impoverimento. Per contro, le economie in vertiginosa crescita di paesi come India e Cina in aggiunta al fabbisogno dei paesi industrializzati fanno dell'energia una delle priorità a livello mondiale e, con essa, la ricerca di fonti energetiche alternative, in particolare dei biocarburanti, che oltre a provenire da fonti rinnovabili possono costituire un formidabile strumento di valorizzazione economica del comparto agricoltura.

Ecco quindi molto opportuno e puntuale il convegno che AIDIC, Associazione Italiana di Ingegneria Chimica, in collaborazione con la Camera di Commercio di Milano, GRICU (Gruppo di Ingegneria Chimica dell'Università) e SCI (Società Chimica Italiana) ha organizzato oggi sugli “Aspetti tecnico-economici della produzione di biocarburanti” per fornire una panoramica approfondita sull'argomento a livello nazionale e comunitario. Sul tema, hanno dibattuto esperti qualificati sia italiani che internazionali, che hanno portato una visione europea del problema.

Dopo i saluti di apertura degli Enti promotori del convegno, hanno preso la parola i diversi relatori. Di seguito una breve sintesi dei temi trattati.

Giuliano Grassi, di EUBIA (European Biomass Industry Association, Bruxelles) ha tracciato un'ampia panoramica sulle potenzialità delle energie rinnovabili nell'Unione Europea, in particolare delle biomasse, ritenute di notevole interesse in quanto costituiscono una risorsa alternativa reperibile praticamente ovunque e che sul lungo termine offre un potenziale significativo.

Le biomasse possono fornire energia utile per tutti i settori, industriali e non (climatizzazioni, co-generazione, trasporti nonché chimica di base e commodities). Inoltre, l'utilizzo di biomasse riduce le emissioni di gas nocivi, crea e mantiene posti di lavoro nelle aree rurali, e contribuisce al contenimento della desertificazione. Secondo EUBIA, il potenziale delle biomasse aumenterà ulteriormente nel lungo periodo con la semina di colture ad alta efficienza fotosintetica e con il miglioramento genetico delle colture stesse.

A fronte di riserve di combustibili fossili in diminuzione (il consumo mondiale ha ridotto del 50% quelle di petrolio), le biomasse sono abbondanti e disponibili ovunque .
Nell'industria dei trasporti sarà l'aspetto economico a sostenerne la penetrazione sul mercato, perché la concorrenza con i carburanti attuali si misurerà sui costi industriali del prodotto finito: attualmente, il rapporto con il petrolio al costo di 60$ al barile è di 450 Euro/TOE (valore medio).

Fra i biocarburanti liquidi, il bioetanolo appare il più promettente e concorrenziale. Nell'Unione Europea il quadro in sintesi si presenta come segue:
•  attività industriale: molto modesta

•  a seguito della direttiva comunitaria, molti paesi, Germania in testa, stanno pianificando investimenti significativi

•  il costo di produzione di bioetanolo anidro da colture tradizionali (grano, mais, barbabietole da zucchero) è di circa 500 Euro/t;

•  il costo stimato per la produzione di bioetanolo da colture più promettenti (ad esempio sorgo) è di 250 Euro/t;

•  valori di mercato: Europa 600 Euro/T, tasse import 190 Euro/t; Usa 500 Euro/t.

Considerando le scadenze previste per lo switch alle fonti alternative (2020) si stimano i seguenti investimenti in Euro nei singoli mercati:

•  stabilizzazione di biomasse umide: ~26 miliardi

•  riscaldamento/condizionamento: ~50 miliardi

•  generazione: ~63 miliardi

•  trasporti: ~35 miliardi

Il tasso di penetrazione della bioenergia dipenderà molto dalle politiche che l'EU metterà a punto, dalle agevolazioni ed incentivazioni offerte, dagli investimenti a supporto di misure per la creazione di nuovi posti di lavoro (in sostituzione dell'import di energia convenzionale): è stato calcolato che in Europa l'utilizzo annuo di ~0.5 miliardi/t di biomasse/anno corrisponda al rilevante numero di circa 1 milione di nuovi posti di lavoro (solo per la produzione e il recupero di biomassa).

Sull'energia eolica e fotovoltaica, ecco i dati:
•  fotovoltaico totale installato
Europa: 1.650 MWp, tasso annuo di crescita 41%
Mondo: 3.696 MWp, tasso annuo di crescita 29%

•  eolico totale installato (dati 2005)
•  Europa: 40.500 MWe (4-18% del totale energetico)
•  Mondo: 59.200 MWe.

In conclusione, il potenziale di energie rinnovabili è notevole sia in Europa che nel mondo. Le biomasse rappresentano il segmento più importante, in grado di penetrare su tutti i mercati.

Vittorio Bartolelli, di ITABIA-Italian Biomass Association, ha portato il focus sull'Italia. Nei primi primi anni '80, la sovrapproduzione di cereali e l'impatto dell'agricoltura europea rischiava di mettere in crisi l'intero comparto produttivo. Profonda crisi anche in Brasile, con il crollo del prezzo mondiale dello zucchero e della sua principale attività economica, la canna da zucchero. Da queste esperienze si concretizzò l'ipotesi di utilizzare queste materie prime – come accadeva negli Stati Uniti con il mais - per una produzione su larga scala di bioetanolo da utilizzare direttamente nella benzina come additivo altoottanico, anche in considerazione della necessità di dover procedere in tempi rapidi all'eliminazione degli additivi a base di piombo. Alcuni anni dopo si affacciarono alla ribalta il biodiesel, o comunque gli oli vegetali e relativi derivati: gli studi e le esperienze dell'epoca misero in evidenza, da un lato, la fattibilità tecnica della produzione e impiego su larga scala del bioetanolo e del biodiesel, dall'altro, la necessità di intervenire con adeguate misure di incentivazione per rendere economicamente sostenibile tale impiego. In Italia, il biodiesel iniziò ad inserirsi sul mercato grazie ad alcune incentivazioni fiscali: oggi, la produzione si aggira su 200-220.000 t/anno.

Il venir meno dell' “emergenza eccedenze”, anche in seguito all'introduzione massiccia della messa a riposo obbligatoria dei terreni agricoli, fece scemare l'interesse con la conseguenza che il biodiesel si “rintanò” nella sua nicchia e l'impiego delle miscele benzina/etanolo si limitò ad alcune, anche se significative, prove di flotta ma non divenne mai oggetto di iniziative industriali.

La situazione attuale è sostanzialmente diversa in quanto oggi esiste, a livello europeo e nazionale, una certa volontà politica di sostenere la crescita di un mercato dei biocarburanti, mossa da un complesso di motivazioni:
•  la dipendenza energetica dall'estero;
•  le emissioni di gas serra;
•  l'inquinamento nelle aree urbane e sensibili;
•  l'abbandono delle aree agricole.

In questo contesto il Trattato di Kyoto del 1997 ha dato una forte spinta, nonostante la precarietà degli obiettivi e degli strumenti messi in campo. E' del 2003 la Direttiva delle Commissione Europea n. 30 che stabilisce una serie di obiettivi, sia pure non strettamente obbligatori, sinteticamente riportati qui di seguito:

• Obiettivo al 2010: sostituzione del 5,75% dei carburanti di origine fossile consumati nell'intera UE
• Biocarburanti da produrre: 24 milioni di t in sostituzione di 18,6 milioni di t di benzina e gasolio
• Superficie agricola richiesta: 15 - 18 milioni di ha, su una superficie coltivabile totale (UE 25) di 103.6 milioni di ha.

A questi dati della Commissione Europea, DG Agricoltura – 2006, si aggiunge quello relativo alla superficie utilizzata per colture energetiche, che nel 2005 è stata di 1.8 milioni di ha.

Una volta stabilito che i prodotti di origine vegetale debbano essere comunque incorporati in qualche misura nei carburanti convenzionali, la competizione economica sarà fra le diverse materie prime da utilizzare per la loro produzione.

Oggi il principale ostacolo che si frappone alla realizzazione di una filiera produttiva completa dei biocarburanti nel nostro Paese sono le materie prime di importazione, che le industrie trovano più convenienti rispetto al prodotto agricolo nazionale. Allo stato attuale della tecnologia, i costi di produzione della materia prima in Italia sono ancora troppo elevati rispetto a quelli di analoghe produzioni di provenienza estera, per due motivi: il primo, l'Italia soffre di una minore competitività su materie prime agricole coltivate ad ampia scala derivante, soprattutto, dal diverso costo della manodopera; il secondo, è che di fatto, non sono mai state portate a scala reale le sperimentazioni di quelle coltivazioni dedicate (p.e. sorgo zuccherino, girasole ad alto tenore di acido oleico, ricino, brassicacee diverse dal colza per biodiesel) che potrebbero garantire una migliore adattabilità al territorio ed una maggiore produttività anche con tecniche agronomiche di basso impatto ambientale.

In ogni caso, ad un processo di ricerca e sperimentazione articolato deve accompagnarsi una politica di sostegno adeguata che agevoli gli investimenti nel settore. L'Italia in questo presenta alcune difficoltà:

• il recepimento della citata direttiva 2003/30 è avvenuto con un ritardo di due anni, oggi oggetto di procedura di infrazione da parte della Commissione Europea;
• anche se di piccola entità, esiste un contributo per le energy crops, stabilito dalla Commissione Europea come riconoscimento del credito di carbonio corrispondente al minore consumo di fonti fossili, ma l'Italia è rimasta al palo con solo 285 ettari coltivati nel nostro paese, contro superfici 100 volte maggiori negli altri principali Paesi europei;
• Sulla carta l'Italia ha introdotto da alcuni anni sistemi di incentivazione sui biocombustibili, ma in 13 anni la normativa è cambiata 10 volte! Ciò genera incertezza nel mondo imprenditoriale agricolo ed industriale ed ostacola investimenti nel settore; quella sul bioetanolo è più recente, essendo stata introdotta nel 2001, ma mai attuata per mancanza dei necessari decreti attuativi.

Ma quanta materia prima occorrerebbe per soddisfare la prevedibile richiesta di biocarburanti in Italia nel prossimo futuro? La risposta a questa domanda dipende da molti fattori, ma i quantitativi in gioco sono decisamente rilevanti, dell'ordine delle centinaia di migliaia, e probabilmente superiori al milione di tonnellate/anno. Questo si traduce, ovviamente, nella necessità di destinare centinaia di migliaia (e, in prospettiva, milioni di ettari) alla produzione di colture dedicate.

Negli ultimi anni, le superfici coltivate a oleaginose per la produzione di biodiesel non hanno mai superato (sul finire degli anni '90) i 60.000 ha/anno e sono state caratterizzate da rese medie in olio - e, quindi, in biodiesel - inferiori ad 1 t/ha. Più recentemente, si è parlato diffusamente di un milione di ettari potenzialmente destinabili alla produzione di biocarburanti in sostituzione di colture alimentari non più remunerative.

Alcuni dati sulla capacità produttivo attuale e stimata in Europa di bioetanolo (fonte: elaborazione su dati Eurobserver e CR-DE agri) indicano in 1.758 la capacità kt/anno dell'Europa (Italia: 33 kt/anno, uno scarso 2%) con un forte incremento stimato, per il 2008, in 6.367 kt/anno (dato Italia non stimato).

Ma la reale praticabilità di simili proposte è tutta da verificare in quanto, anche se questi terreni fossero realmente disponibili, la produzione di materia prima da convertire in bioetanolo e/o biodiesel richiede la sottoscrizione di contratti di fornitura pluriennali con l'industria di trasformazione, ed è difficile pensare che un gran numero di coltivatori siano interessati ad impegnarsi in tal senso in mancanza di accordi chiari e di ampio respiro e di un quadro legislativo certo e stabile che assicuri un'equa ripartizione di costi e benefici fra tutti i soggetti interessati allo sviluppo della filiera produttiva.

In ogni caso, la previsione a livello europeo è dell'ordine dei 15-18 milioni di ettari da destinare ad energy crops, corrispondenti ad un 15-16 % dei terreni agricoli; considerando i circa 8 milioni di ettari di terreni a seminativi in Italia, una percentuale analoga porterebbe ad impegnare, come minimo, proprio un milione di ettari: una prospettiva, quindi, significativa ma per nulla sconvolgente.

Da un punto di vista industriale, affrontando il tema della trasformazione dei prodotti agricoli, discrete sono le capacità del settore in Europa ed ancora più ampie sono le prospettive di investimento, anche se l'Italia non è in una buona posizione:

Italia Totale UE
Kt/anno kt/anno

- capacità produttiva 2005 827 4.228
- produzione 396 3.184
- capacità produttiva 2006 857 6.070

In definitiva, essendo già alle porte i biocombustibili di nuova generazione, su cui la Commissione Europea sta già investendo soldi e risorse, la posizione italiana è certamente debole.

Eppure le potenzialità sono forti non solo in termini quantitativi ma soprattutto in termini qualitativi se si applicano i medesimi concetti che hanno reso possibile la creazione di quell'agricoltura di altissimo livello (vino, olio, frutta, formaggi, ecc.) che è e deve continuare ad essere un pilastro del nostro settore primario. La qualità nell'agroenergia dove si trova? Nella creazione di distretti agro-territoriali energetici, che massimizzino le ricadute dirette ed indirette verso i produttori e la popolazione locale.

Della situazione attuale e delle prospettive del consumo di biocarburanti in Europa ed in Italia ha parlato Fabrizio Bezzo, del DIPIC – Università degli Studi di Padova.

Il settore trasporti utilizza circa il 30% dell'energia consumata nell'Unione Europea. Il 98% dipende da fonti fossili, soprattutto di importazione. È prevedibile che il 90% dell'aumento delle emissioni di CO 2 nella UE tra il 1990 e 2010 sarà attribuito al trasporto. I motori a combustione interna continueranno a dominare la tecnologia per il trasporto per lungo tempo ancora, utilizzando principalmente carburanti liquidi. Alcuni studi recenti prospettano che all'interno dell'Unione Europea il trasporto su gomma di merci e persone continuerà a crescere almeno sino al 2030.

In ottemperanza alla Direttiva UE 2003/30, i produttori di carburanti diesel e di benzina sono obbligati ad immettere al consumo biocarburanti di origine agricola (con un quota crescente che raggiungerà il 5% nel 2010).

Le attuali tecnologie consentono la produzione di bioetanolo da colture cerealicole e di biodiesel attraverso un processo di esterificazione di oli vegetali ( colza, girasole, soia) e metanolo. Tuttavia è certo che solo dallo sviluppo di processi di nuova generazione potrà nascere una capacità di produzione di carburanti da biomassa che sia, se non alternativa, almeno complementare a quella di derivazione da fonti fossili.

Ancora numerose sono le sfide che devono essere vinte. Queste riguardano sia lo sviluppo e la coltivazione di piante ad alta resa energetica, sia l'identificazione di processi di trasformazione più affidabili e convenienti Allo stesso tempo, non può essere abbandonata la produzione di biodiesel, soprattutto in un mercato come quello europeo dove è molto elevata (in diversi paesi addirittura maggioritaria) la quota di autoveicoli che usa il diesel anziché la benzina.

Mario Vito Marchionna, di ENI S.p.A., ha posto l'accento sull'evoluzione dei prodotti e delle tecnologie per la produzione di biocarburanti.

Nessuna delle fonti energetiche disponibili (fonti fossili, gas naturale, carbone, fonti rinnovabili, materiali fissili) è capace di soddisfare, tal quale, le necessità della società, espresse dai principali mercati corrispondenti, ad esempio quello della fornitura di calore e quello della mobilità e dei trasporti. È quindi necessario introdurre forme di energia che possano garantire un miglior collegamento tra la disponibilità di fonti energetiche e la particolare utilizzazione richiesta: è proprio in questo ambito che i vettori energetici giocano il loro ruolo peculiare.

Il vettore energetico è una forma di energia secondaria che si presta a essere trasportata fino al luogo di utilizzazione: è costituito da una sostanza trasportabile che possa facilmente rilasciare l'energia in essa contenuta o anche dall'elettricità.

E' innegabile che vettori liquidi innovativi come i biocarburanti (etanolo e bio-diesel) presentano caratteristiche quasi ideali come vettori energetici. Inoltre, tali biocarburanti rispondono a molte delle attese per trasformare fonti rinnovabili alternative al petrolio in carburanti per autotrazione.

E' stata poi affrontata l'evoluzione dei prodotti e delle tecnologie per la loro produzione e tracciato quali possono essere le nuove frontiere. Tra i più interessanti appaiono i processi che utilizzano l'intera biomassa, e sono in grado di abbattere significativamente i costi di produzione, con una notevole riduzione delle emissioni di gas serra.

Ipotizzando infine biofuel di terza generazione, si è fatto cenno ad un altro filone di ricerca innovativo: le alghe che, coltivate in vasche riscaldate situate in zone caratterizzate da clima di tipo desertico, sono caratterizzate da un'elevata resa energetica (significativamente maggiore rispetto alle altre materie prime utilizzate).

Non sono ancora noti né i costi di produzione, né i potenziali contraccolpi di una coltivazione di alghe su larga scala. Tuttavia esse costituiscono un filone interessante di ricerca, soprattutto in quanto alcuni tipi di alghe consentono raccolti multipli nel corso di un anno e inoltre hanno un elevato potere di assorbimento di anidride carbonica.

I biocarburanti liquidi costituiscono quindi un ottimo vettore energetico e rappresentano l'unica possibilità realmente applicabile per trasformare fonti rinnovabili in carburanti per l'autotrazione, anche se non possono rappresentare una risposta strutturale alle grandi sfide energetiche dell'umanità. Tutto ciò rappresenta una sfida da superare con investimenti in ricerca e sperimentazione a medio-lungo termine che potrebbero rivelarsi “ break-through”; solo da tali sforzi potrà originarsi l'individuazione di decisive discontinuità tecnologiche in grado di garantire soluzioni maggiormente “sostenibili” .

Manuela Audone, di GEA, Process Engineering, divisione GEA WIEGAND, ha illustrato gli aspetti tecnico-economici della produzione di bioetanolo.
La domanda di bio-fuels ed in particolare di bioetanolo è in continuo aumento. In Europa l'intenzione è di arrivare al 5.72% entro il 2010 e 8% nel 2015. Anche negli USA la domanda di etanolo è in continuo aumento, oltre il 20% delle miscele è ottenuto da bio-combustibili ottenuti da fonti rinnovabili così come con la crescita economica di realtà come l'India e la Cina , la vendita totale di benzine andrà oltre gli 800 mil tn/anno, con una miscela del 10% - 20% di etanolo. Questi dati danno un'idea dell'alto potenziale per gli impianti di produzione di bio-etanolo nei prossimi anni.

Il processo produttivo da utilizzare è influenzato da molteplici fattori, dalla scelta della materia e dall'impatto economico di investimenti e consumi energetici. La scelta della materia prima influisce notevolmente sul tipo di processo da adottare per ottimizzare rese e consumi. Audone ha offerto una panoramica puntuale ed aggiornata sui costi di investimento, approvvigionamento e gestione degli impianti di produzione.

Vito Pignatelli, del Dipartimento Biotecnologie ENEA, rappresentante italiano nel Comitato Esecutivo di IEA, ha presentato il punto di vista di IEA per i biocarburanti.
La bioenergia, intesa come l'insieme delle tecnologie energetiche basate sull'utilizzazione delle biomasse copre oggi il 14% circa del fabbisogno mondiale di energia, ma, secondo alcune stime, potrebbe arrivare a coprire nel prossimo secolo fino al 50% della richiesta, in modo sostenibile sia dal punto di vista economico che ambientale, e fornendo un contributo determinante al contenimento delle emissioni di gas serra derivanti dall'uso dei combustibili fossili nei settori dei trasporti e della generazione di energia elettrica e calore per usi civili e industriali.
Il Bioenergy Implementing Agreement dell'IEA (IEA Bioenergy) nasce nel 1978 nell'ambito dell'Agenzia Internazionale dell'Energia con l'obiettivo di promuovere la cooperazione e lo scambio di informazioni fra i paesi dotati di programmi nazionali di ricerca, sviluppo tecnologico e promozione di iniziative a carattere dimostrativo e/o industriale nel campo della bioenergia.
Le attività dell'IEA, alla quale aderiscono attualmente 26 stati membri più la Commissione Europea , vengono svolte nell'ambito di specifici Implementing Agreements, fra cui quello relativo alla Bioenergia, che conta 22 paesi partecipanti.

All'interno dell'IEA Bioenergy, l'Italia è rappresentata dall'ENEA (Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente).
La bioenergia può costituire una risposta effettiva alla crescente richiesta di “energia pulita”, coniugando le esigenze dell'ambiente con quelle dello sviluppo economico e sociale, ma il raggiungimento di obiettivi così ambiziosi richiede uno sforzo notevole e prolungato nella direzione dello sviluppo di nuove tecnologie energetiche. A tale riguardo, la cooperazione internazionale costituisce l'unico modo efficace per affrontare la sfida globale dello sviluppo sostenibile in un mondo nel quale le iniziative a livello di singolo paese non sono più sufficienti.

Le attività all'interno dell'IEA Bioenergy vengono svolte attraverso una serie di Tasks, ciascuna con un proprio settore di competenza ed un programma di lavoro ben definito, in modo da coprire tutti i principali aspetti della bioenergia.
Nel panorama più generale, il tema della produzione e impiego dei biocarburanti riveste un'importanza particolare ed è affrontato in diverse Tasks (dalle tecnologie di gassificazione, alle emissioni di gas serra da parte dei sistemi bioenergetici, al mercato internazionale della bioenergia, alle bioraffinerie). La Task 39 “Liquid Biofuels from Biomass” vede la partecipazione di 12 paesi, fra cui l'Italia, e si pone i seguenti obiettivi prioritari:

• ▪ identificare ed eliminare le barriere non tecniche, di natura ambientale e/o istituzionale, che ostacolano o impediscono l'uso dei biocarburanti nel settore dei trasporti;
• ▪ creare un “Advisory Board” di operatori industriali del settore dei biocarburanti
• ▪ identificare le restanti barriere tecnologiche per lo sviluppo dei biocarburanti e raccomandare strategie di R&ST per superare tali barriere;
• ▪ focalizzare gli sforzi ed elaborare una specifica strategia per lo sviluppo della filiera “etanolo da cellulosa”.

La strategia di intervento nel contesto europeo riguarda principalmente:
▪ l'ampliamento della gamma delle colture oleaginose potenzialmente utilizzabili per la produzione di biodiesel,
▪ lo sviluppo di nuovi processi in grado di produrre biodiesel di buona qualità e con alte rese di conversione a partire da materie prime non convenzionali
▪ lo sviluppo e l'industrializzazione di motori e componenti specificamente concepiti per l'impiego di oli vegetali puri, da montare su trattori ed altre macchine agricole.

Un altro importante elemento che contribuirà nel prossimo futuro ad aumentare la richiesta di bioetanolo è la diffusione dei veicoli cosiddetti “flexifuel”, in grado di utilizzare miscele etanolo-benzina ad altissimo tenore di etanolo. Il mercato di questi veicoli è in costante crescita, in particolar modo in quei paesi dove è già disponibile una rete di distribuzione del biocarburante sufficientemente estesa: in Svezia, le immatricolazioni rappresentano attualmente il 94% delle nuove Ford Focus.

Un ultimo punto da prendere in considerazione riguarda infine la sostenibilità complessiva dei biocarburanti. Infatti, per valutare appieno i benefici ambientali connessi al loro impiego, bisogna tener conto di tutte le fasi del ciclo di produzione/trasporto/utilizzazione, a partire dalla coltivazione della materia prima agricola, e comparare i risultati ottenuti con quelli relativi ai corrispondenti prodotti da fonte fossile (gasolio, benzina ed MTBE) da sostituire. relativa filiera produttiva.

In conclusione, il punto di vista dell'IEA Bioenergy Agreement sui biocarburanti è che il loro pieno sviluppo richiede sia innovazione tecnologica che iniziative di tipo politico, in particolare per quel che riguarda la necessità di ulteriori ricerche su alcuni stadi critici del processo di produzione, la stima attendibile della disponibilità di specifiche materie prime per una valutazione dei reali quantitativi di biocarburanti producibili, il miglioramento dell'economia generale dei processi, la definizione di standards e di politiche comuni di promozione dell'uso dei biocarburanti, con l'obiettivo di incrementare gli scambi e far crescere un mercato globale.

Nel corso della tavola rotonda finale, l'intervento di Ferruccio Trifirò, del Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali dell' Università di Bologna ha fatto il punto sui gas di sintesi da conversione termica di biomasse.

Il gas di sintesi , ovvero una miscela di CO e H 2 , è un'importante materia prima per l'industria chimica.. Tuttavia, può venire usata in alternativa la biomassa lignocellulosica: infatti i vantaggi nell'utilizzo di questi materiali sono diversi. Innanzitutto, la biomassa è una fonte di energia rinnovabile. Secondo, la quantità di CO 2 emessa durante la combustione viene poi interamente assorbita per fotosintesi durante la crescita della nuova biomassa, non contribuendo perciò al cosiddetto effetto serra, come invece succede per i combustibili fossili. Terzo, la biomassa ha un contenuto minore di zolfo rispetto ai combustibili fossili, dando perciò un minor contributo al cosiddetto fenomeno delle pioggie acide legate alla combustione di composti solforati.

L'utilizzo di biomassa da residui organici industriali e domestici riduce il problema del loro smaltimento. Infine, la produzione di colture no food specifiche per la produzione di energia e/o gas di sintesi evita l' abbandono di zone rurali non più destinate alla produzione di cibo. Tuttavia, i costi di trasporto sono notevoli e pertanto la conversione della biomassa è economicamente conveniente in un raggio limitato (50- 100 km ). La chiave per superare quest'importante ostacolo consiste nel localizzare il processo di conversione vicino ad una fonte concentrata di biomassa (ad esempio, una cartiera, che produce molti residui) oppure trasformare la biomassa in bio-olio, ed infine trasportarlo in un'unità di conversione di grandi dimensioni, ad esempio un gassificatore o un reformer, potendo così sfruttare dei vantaggi di un'economia di scala.

A questo punto l'interrogativo è: quali prospettive? La tecnologia di produzione di gas di sintesi da fonti pulite e rinnovabili è tuttora in fase di investigazione. Tuttavia, molti paesi europei, specialmente quelli nord occidentali, che possono disporre di notevoli quantità di legname e scarti della lavorazione del legno, stanno investendo in questa area innovativa, anche agevolati dai vari finanziamenti della CEE e da aziende locali.

Infine il tema dell'approccio al bilancio ambientale dei biocarburanti è stato affrontato da Francesco Strassoldo, ENI, Divisione Refining & Marketing.

Oltre a bioetanolo e biodiesel, sono considerati biocarburanti anche quelli ottenuti per combinazione chimica di molecole di origine biologica con molecole di origine fossile. L'esempio principale è costituito dall'ETBE, etere etilterbutilico, ottenuto per reazione di bioetanolo e isobutene.

Dopo una carrellata sui biofuels di prima generazione, sono stati illustrati i prodotti di seconda generazione, dove le attuali prospettive per le tecnologie di conversione di biomasse a biofuels sono molto promettenti in termini di efficienza energetica ed ambientale del processo. Restano tuttavia ancora aperte le problematiche relative all'economicità dei processi e degli impianti, alla disponibilità e trasportabilità della biomassa da processare.

Sulla normativa per i biofuels, dopo la Direttiva UE 2003/30, dall'ottobre 2003 è entrata in vigore la Direttiva 2003/96, che ristruttura il quadro comunitario per la tassazione dei prodotti energetici e l'elettricità, fissando degli obiettivi indicativi per l'impiego dei biocarburanti e predisponendo un inquadramento giuridico per i provvedimenti nazionali destinati a favorirne l'impiego.
Se la Direttiva 2003/30/CE ha definito un programma di sei anni, dal 2005 al 2010, per lo sviluppo dei biocarburanti, il recente rapporto del Biofuel Research Advisory Council UE (Biofuels in the European Union – A vision for 2030 and beyond) traguarda il prossimo futuro e ritiene conseguibile un target di sostituzione dei carburanti fossili con biofuels intorno al 25% entro l'anno 2030.

In relazione all'impatto energetico-ambientale del biofuel, il bilancio energetico ed ambientale (emissioni di gas serra) dei biocarburanti è fortemente influenzato dalle tecniche agricole, dalle rese di coltivazione della materia prima, dai trattamenti cui la materia prima è sottoposta e dai processi tecnologici di trasformazione. Da non dimenticare peraltro che i biofuel producono generalmente minori emissioni allo scarico rispetto ai combustibili convenzionali. Per contro le benzine contenenti bioetanolo presentano maggiori emissioni evaporative di composti organici volatili.

Per arrivare al bilancio ambientale, si fa ricorso all'analisi del ciclo di vita (LCA), una metodologia per valutare su scala globale l'impatto ambientale di attività antropiche confrontando prodotti e processi produttivi. Da qui si deriva un ecobilancio ottenuto seguendo procedure rigorose e standardizzate a livello internazionale. Gli obiettivi tipici degli studi di LCA relativi ai biocarburanti consistono nel confronto degli impatti ambientali che derivano dalla produzione e l'utilizzo per autotrazione di questo tipo di carburante con quelli similari di origine fossile.

Guardando al futuro, gli obiettivi della ricerca nel campo biofuels mirano all'evoluzione di processi più efficienti dal punto di vista energetico ed economico. Spesso infatti l'integrazione dei cicli di produzione e riciclo energetico a livello del singolo impianto possono portare a dei risparmi notevoli nel quadro energetico complessivo del processo.

Le prossime normative Europee, rendendo probabilmente obbligatorio l'impiego in miscela dei biofuels, dovranno discriminare fra le diverse categorie dei componenti autotrazione di origine biologica, al fine di promuovere le attività di ricerca verso le soluzioni più coerenti con gli obiettivi comunitari. La nuova dimensione produttiva, insieme alle caratteristiche migliorate dei biofuels potranno probabilmente favorire l'appetibilità di tali prodotti non solo per le valenze energetiche ed ambientali, ma anche economiche.

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