in questo sito vengono usati i cookies navigandonel sito accetti.

La vera storia delle biomasse

 Biomass intro2

di Patrizia Marani

Per biomassa destinata a fini energetici si intende qualsiasi sostanza di origine organica, vegetale o animale: specie vegetali coltivate appositamente, qualsiasi residuo delle coltivazioni agricole e della forestazione, qualsiasi scarto dell'industria della lavorazione del legno, della carta e dell'industria agroalimentare, i reflui degli allevamenti e tutti i prodotti organici presenti nei rifiuti urbani. Ma quali sono i metodi di estrazione di energia dalle biomasse? E tali metodi producono inquinamento?

Va da sé che un pezzo di legno non rilascia energia a meno che il fuoco non lo bruci producendo calore, ma vi sono altri processi, oltre a quello di combustione, che estraggono energia dalle biomasse: il processo di fermentazione, quello di decomposizione batterica e la conversione in combustibile gassoso o liquido. Vediamoli brevemente, uno per uno.

Biomass plantLa combustione di biomassa
Le biomasse utilizzate sono, fra le altre, legna da ardere, materiali legnosi ottenuti dalla pulizia dei boschi, noccioli della frutta, letame, spazzatura, pannocchie. La legna riscalda l'umanità almeno dai tempi dell'homo erectus, ma non per questo la combustione di legna è un processo innocuo, come certi interessi vorrebbero. La combustione della legna e degli altri materiali organici rilascia inquinanti estremamente nocivi nell'aria, non inferiori a quelli emessi dalla combustione del carbone soprattutto quando a bruciare sono quantità di biocombustibile tali da rendere la centrale produttiva del pari a quelle a carbone. L'interesse scientifico per l'impatto ambientale delle centrali a combustione di biomassa è cresciuto parallelamente alla realizzazione di questi impianti e i risultati degli studi non sono confortanti. 

La decomposizione batterica
Batteri che si nutrono di piante morte e altri materiali organici scompongono la materia, rilasciando un gas inodore, il biometano. Il biometano può essere, inoltre, catturato attraverso pozzi scavati nelle pile di rifiuti in decomposizione. 

"La combustione di un combustibile gassoso come il metano (biometano, cioè di origine non fossile, ndA) , a parità di energia elettrica e calore prodotto, produce molto meno inquinanti primari e secondari, rispetto alle biomasse solide; questo combustibile è esente da ceneri, non necessita di trasporto e quindi non induce inquinamento e possibili incidenti stradali, legati alla movimentazione di veicoli".*
Il metano da fermentazione anaerobica di biomasse di scarto potrebbe permettere un'efficace contenimento delle Biomass plant 2emissioni di gas serra, con un impatto ambientale decisamente minore a quello delle centrali a combustione.
"Molto interessante sarebbe la realizzazione di un impianto di fermentazione anaerobica, progettato secondo le migliori tecnologie disponibili, dimensionato al trattamento degli scarti agricoli e degli allevamenti di bestiame operanti in zona e se necessario anche al trattamento della frazione umida dei rifiuti urbani raccolti con sistemi Porta a Porta."* La produzione energetica di tale impianto potrebbe essere riutilizzata nell'area, nelle aziende agricole stesse che conferiscono i residui dei raccolti e lo sterco, creando un sistema chiuso virtuoso fra scarti, riutilizzazione degli stessi e produzione di energia.

La fermentazione
Aggiungendo lievito – un fungo – ad una biomassa si produce etanolo. Da secoli si è usato questo processo per produrre bevande alcoliche come il vino o la birra. Se si ottiene vino dalla fermetazione dell'uva, dalla fermentazione di altri tipi di raccolto è possibile ottenere etanolo. Ad esempio, dal mais si produce etanolo, attualmente più costoso della benzina, ma mescolandolo ad essa – 90% benzina e 10% etanolo - si ottiene il combustibile detto E-10 che può essere utilizzato con i motori attuali.

La conversione
Si tratta di un processo che trasforma un materiale in qualcosa di diverso. Oggigiorno è possibile convertire una biomassa in combustibili liquidi e gassosi aggiungendo alla stessa calore o sostanze chimiche. I combustibili così ottenuti possono, in seguito, essere bruciati per ottenere calore o elettricità. Alternativamente, possono essere usati come combustibile per automobili. In India, lo sterco delle mucche è convertito in gas metano per produrre calore e luce.

Biomass intro

Combustione di biomasse: energia a 0 emissioni?

Biomass processing smallMentre la combustione di fossili reintroduce in atmosfera anidride carbonica seppellita nel corso delle passate ere geologiche, producendo di conseguenza variazioni nell'atmosfera odierna, l'estrazione di energia dalle biomasse è, apparentemente, "a zero emissioni di CO2". Tanta anidride carbonica emessa durante la combustione, tanta tolta precedentemente dall'atmosfera.
Essendo le biomasse, nella loro accezione generale, il prodotto finale della fotosintesi, poiché si formano fissando anidride carbonica dall'atmosfera, il bruciarle non farebbe altro che reimmettere in atmosfera l'anidride carbonica che era stata dalle stesse precedentemente assorbita, recita, infatti, il ritornello ripetuto dagli assertori dell'energia da biomasse. Ma cio è vero solo se si tratta di una biomassa da scarto forestale, frutto della pulizia tradizionale di boschi e foreste che contribuisce alla maggiore prosperità degli stessi. Il principio è altresì applicabile se si tratta di una biomassa di alberi d'allevamento a veloce crescita, come può essere il salice.

Ma purtroppo in varie parti della terra è in atto una deforestazione massiccia per produrre biomassa da energia. Non si può pensare che la funzione di un albero che ha impiegato decenni a formarsi possa essere rimpiazzata da un albero giovanissimo a costo 0 per l'ambiente. La legna di un tale albero non può certo essere considerata una risorsa abbondante e gratuita. Si tratta di materiale vivente prezioso, limitato e d'enorme valore bio-ecologico, fra le altre cose per la funzione disinquinante e d'immissione di ossigeno nell'atmosfera esercitata dall'albero. Da questo potere dipende la vita sulla terra e il patrimonio forestale dovrebbe essere trasmesso non solo intatto alle generazioni future, ma reincrementato, dato che la quantità disponibile di foreste per abitante è crollata nell'arco dell'ultimo secolo.

Il trasporto delle biomasse alle centrali che le usano come combustibile crea ulteriore CO2 nonché quello del trasporto su mezzi pesanti delle ceneri per lo smaltimento. Pertanto, l'operazione è a "0 emissioni" solo se la centrale usa biomasse locali, ad una distanza massima di 15-20 km.

Tutti i problemi dell'energia da combustione di biomasse

Se cercassimo, con le attuali tecnologie, di risolvere i nostri problemi energetici affidandoci ai biocombustibili, non solo non risolveremmo il problema di un'energia sostenibile, ma metteremmo in pericolo il pianeta per diversi motivi.

La biomassa è a bassa densità energetica   Per far fronte ad un consumo atteso di energia mondiale dell'ammontare di 20 TW, bisognerebbe coltivare a biomassa un'area corrispondente a quasi tre volte tutta la terra coltivata usata per l'agricoltura a livello globale. L'uso di piante a grande resa energetica non cambierebbe di molto tale dato.

Biomass corn 1 smallLa produzione agricola di biomasse – canna da zucchero, mais, soya – sottrae terreni alla produzione alimentare per le persone: le terre sfruttate per coltivare raccolti destinati alla produzione di energia sono strappate alla produzione di calorie, di "energia umana", in un mondo in cui la fame e la denutrizione non sono stati ancora vinti.

Per di più, le foreste che coprono la terra sono parte essenziale di un metabolismo terrestre insostituibile. Per sfamare sette miliardi di persone, abbiamo già destinato più della metà della superficie produttiva del pianeta all'agricoltura, togliendola al polmone verde delle foreste. Che ne sarà dell'immenso processo metabolico di Gaia, se ci prendiamo il resto delle terre per la produzione di combustibile?

In Asia, la produzione di olio di palma come fonte di energia ha causato un'estensiva deforestazione e in Indonesia la deforestazione sta avanzando ad un ritmo tale che, nel 2022, si prevede avrà divorato il 98% della foresta pluviale.

I raccolti da cui mietere energia sono ottenuti, del pari alle grandi monocolture alimentari, rovesciando ulteriori piogge di fertilizzanti, pesticidi ed erbicidi sull'ambiente in modo diretto e, in quanto petrolderivati, soffiando in atmosfera tonnellate di gas serra.

A differenza della canna da zucchero che usa la bagassa, per ricavare bioetanolo dal mais è necessario utilizzare una fonte di energia esterna che, negli USA, è il carbone...

La colonizzazione della terra da parte delle monocolture agricole ha già decimato la varietà delle specie terrestri. La coltivazione delle biomasse non fa che rendere più acuto il problema di erosione della biodiversità.

Ma se si calcola l'EROI (energia ottenuta rispetto a quella investita per produrli) dei biocombustibili, il risultato è in attivo?

I risultati sono controversi. Se alcuni studi evidenziano che l'etanolo americano ottenuto dal mais o dai cereali fornisce il 25% in Biomass smallpiù dell'energia usata per produrlo, altri studiosi ritengono che il guadagno energetico non sia superiore all'1%. Il biodiesel ottenuto dai semi di soia rende, invece, il 93% in più dell'energia usata per produrlo. Il bioetanolo brasiliano da canna da zucchero risulta ampiamente competitivo con la benzina senza alcun sussidio statale, mentre i costi di produzione di etanolo dal mais negli USA e dal grano e dalla canna da zucchero in Europa sono due e quattro volte più elevati rispettivamente e diventano competitivi solo perché sono pesantemente sussidiati.

La voce sussidi apre, inoltre, un altro capitolo ad alto potere corruttivo: somme enormi di denaro destinate alla produzione di energia generata da biomasse può comportare – e sta comportando - un'adozione indiscriminata della tecnologia senza una valutazione attenta dei costi ambientali. Per di più la tecnologia che sarebbe più pulita, quella da fermentazione anaerobica di biomasse di scarto non è affatto incentivata.

I problemi per la salute umana

La messe di studi scientifici realizzati nell'onda della maggiore popolarità della tecnologia ha evidenziato che l'utilizzo di legna per il riscaldamento domestico espone a zinco, rame, piombo, manganese, benzene, 1-3 butadiene, benzo(a)pirene e altri idrocarburi policiclici aromatici. L'impatto per la salute umana di tali emissioni consiste in un aumento dell'asma e  di una compromissione della funzionalità respiratoria, nonché un significativo aumento del tumore ai polmoni.
Nel caso degli impianti a biomassa, l'impatto inquinante sarà ridotto da una previa depurazione dei fumi prodotti. Malgrado ciò, è inevitabile "l'immissione nell'ambiente di quantità non trascurabili di numerosi macro e micro inquinanti (polveri sottili, ed ultra sottili, ossidi di azoto, idrocarburi policiclici aromatici, diossine..) con effetti potenzialmente pericolosi per la salute della popolazione esposta".*

In conclusione, i biocombustibili, lungi dall'essere una fonte di energia sostenibile, possono aggravare i malanni che affliggono il nostro pianeta se non si tiene conto sia delle conseguenze della coltivazione sia dell'EROI di ciascuno di essi. Questi possono tutt'al più apportare un piccolo contributo nello sforzo di sostituzione dei fossili, a meno che le biotecnologie non riescano ad aumentare notevolmente l'efficienza della produzione di biomasse, minimizzando l'input di fertilizzanti, acqua e pesticidi.

Biomass corn 2 smallSecondo il WWF, "Gli impianti a biomasse legnose e i biodigestori per essere sostenibili ambientalmente ed economicamente devono essere:
– piccoli (fino a qualche centinaia di KW),
– progettati con recupero del calore,
– alimentati dagli scarti vegetali (residui di filiera agroalimentare o gestione forestale) e, nelcaso dei biodigestori, anche dai liquami animali, con il vincolo che la filiera di provenienza delle biomasse sia locale (un raggio massimo di 15-20 km).
Quando non vengono rispettati questi parametri i costi superano i ricavi, senza contare i gravosi costi indiretti (su salute e ambiente) mai conteggiati.."

Le uniche biomasse non rischiose per la terra sono quelle provenienti da territori marginali e non utilizzabili per la piantumazione di alberi, dato che quest'ultimi sono molto più redditizi dal punto di vista dell'assimilazione di CO2 atmosferica delle biomasse. Sono biomasse utili, inoltre, quelle non competitive con la catena alimentare o le foreste - come quella marina, gli scarti prodotti dalle attività agroforestali e di lavorazioni industriali (carta e legno), i rifiuti organici o le coltivazioni praticate su terreni marginali e semidesertici e possono, pertanto, solo essere una voce minore di un ventaglio di fonti di energia a disposizione dell'umanità. 

 

FONTI
World Energy Council:
http://www.worldenergy.org/publications/

European Union:
http://www.energy.eu/

European Environment Agency:
http://www.eea.europa.eu/themes/energy/

PFPI  http://www.pfpi.net/air-pollution-2 the Partnership for Policy Integrity (PFPI) uses science, policy analysis and strategic communications to promote sound energy policy.

WWFhttp://www.comune.galliera.bo.it/upload/galliera_ecm8/gestionedocumentale/comunicato%20WWF%20Emilia%20Romagna%20su%20biomasse%20e%20biodigestori-2_784_2993.pdf

*Problematiche ambientali e sanitarie derivanti dall'uso di biomasse quali fonti di energia, Prof. Federico Valerio

BIOGRAFIA
Energy for a Sustainable World, Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani

Crediti fotografici Creative Commons License

Foto intro di faul

Foto 1 e 2 di Green Ron

Foto 4 di Alternative Heat

Foto 3, 5 e 6 di Idaho National Laboratory