La definizione di biomassa e l'energia della biomassa non si applicano minimamente agli organismi viventi. Per fugare ogni dubbio, l'Unione Europea ha emanato una definizione specifica del termine, specificando le fonti energetiche alternative e rinnovabili. Secondo queste linee guida, la biomassa è un componente biodegradabile di prodotti, rifiuti e residui della produzione agricola, forestale e ittica. La biomassa comprende anche i rifiuti domestici e industriali biodegradabili. La produzione di calore ed elettricità in Polonia non è più basata sul carbone, quindi le fonti alternative, inclusa la produzione di biomassa, stanno guadagnando sempre più popolarità.
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La biomassa come fonte di energia rinnovabile, ovvero energia da biomassa
Energia solare immagazzinata nella biomassa
Nel processo di fotosintesi, gli organismi vegetali accumulano energia solare nella biomassa, che viene trasmessa agli animali nella catena alimentare. L'energia della biomassa può essere utilizzata convertendola in altre forme. La combustione della biomassa o dei suoi prodotti di decomposizione genera calore, che a sua volta può essere convertito in elettricità.
Esempi tipici di biomassa per scopi di tecnologia energetica sono:
- Piante coltivate per scopi energetici: colza, mais, salice, miscanto, poligono di Sakhalin, miglio e altri.
- Rifiuti e sottoprodotti di allevamenti agricoli, forestali e ittici.
- Avanzi e scarti della lavorazione industriale del legno.
- Legno vecchio e usato proveniente dal settore forestale, privato o industriale.
- Alghe e piante ottenute durante la cura dei corpi idrici.
- Rifiuti biologici provenienti da abitazioni e impianti industriali.
I combustibili fossili come il gas naturale, il petrolio greggio o la torba non sono risorse biologiche. Sebbene siano stati creati da biomasse morte, il loro sviluppo ha richiesto molto tempo.
Divisione della biomassa in diversi gruppi
Per meglio distinguere tra le diverse materie prime, la biomassa può essere classificata secondo vari criteri. Pertanto, è possibile suddividere la materia prima in biomassa secca e fresca a seconda del contenuto di acqua. Nel secondo caso, sono piante fresche con un alto contenuto di umidità. Un altro criterio è l'origine della biomassa. Può essere biomassa vegetale o animale o derivata da microrganismi e funghi.
La biomassa di varia origine viene utilizzata per produrre biocombustibili solidi, liquidi e gassosi. I combustibili solidi possono essere ricavati da qualsiasi tipo di massa vegetale, utilizzando sia colture energetiche che scarti di legno. I combustibili gassosi sono prodotti dalla fermentazione della biomassa o dalla pirolisi del legno. Bio-oli e bio-alcoli sono prodotti da varie materie prime utilizzando varie tecnologie. I tipi più comuni di biomassa sono:
1. Legno e scarti di legno - il legno, un tempo risorsa energetica di base, svolge ancora oggi un ruolo importante nell'edilizia, nell'arredamento e in altri settori dell'economia. Di solito ha la forma:
- segatura - un sottoprodotto del taglio del legno nelle segherie, rappresenta circa il 10% della materia prima;
- trucioli - rifiuti derivanti dalla tornitura, fresatura e altre forme di lavorazione del legno;
- cippato - legna sminuzzata di piccola pezzatura ottenuta durante i tagli di manutenzione (pulizia tardiva) e da cime e altri residui su radure e diradamenti di classi di età più avanzate;
- corteccia - un rifiuto energeticamente prezioso, parzialmente lavorato durante la lavorazione del legno in segatura;
- bricchette - segatura pressata, trucioli di legno o trucioli senza l'aggiunta di leganti;
- pellet - granuli di segatura e trucioli pressati ad alta pressione senza aggiunta di sostanze leganti.
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2. Piante a crescita rapida - le colture energetiche possono essere utilizzate per la produzione di bricchetti e pellet, sono coltivate su terreni a bassa produttività o degradati, non creando concorrenza per l'agricoltura.
3. Rifiuti e prodotti agricoli - le eccedenze e gli scarti agricoli possono essere utilizzati a fini energetici.
- paglia - per scopi energetici, viene utilizzata l'eccedenza di paglia di tutti i tipi di cereali, così come la paglia di colza, girasole e fagioli che non sono utili in agricoltura.
- fieno - piante erbacee essiccate, soprattutto con molti fusti legnosi (basso valore agricolo).
4. Rifiuti agricoli - liquame, il letame viene utilizzato per produrre biogas.
5. Rifiuti da impianti di lavorazione agricola-alimentare - produzione di biogas da rifiuti provenienti, tra l'altro, da provenienti da zuccherifici, birrifici, macelli, impianti di produzione di mangimi, impianti di lavorazione del pesce, ecc., consente lo smaltimento simultaneo dei rifiuti. O forse ti interesserà anche tu questo articolo sulle caldaie a biomassa?
Dai rifiuti organici all'energia da biomasse termiche ed elettriche
Biomasse - fonti energetiche rinnovabili
L'immagazzinamento dell'energia solare delle piante nei loro tessuti consente di recuperarla in vari modi. Da un lato, la biomassa può essere bruciata in centrali termiche e centrali elettriche, e l'energia termica ottenuta può essere convertita in calore negli appartamenti o elettricità in rete. Esistono invece tecnologie per la trasformazione della massa organica in biocarburante per l'azionamento dei motori a combustione interna.
L'immagazzinamento dell'elettricità generata dal vento o dalla radiazione solare è un problema serio. È anche difficile prevedere e pianificare con precisione la potenza di una centrale elettrica che dipende dai capricci della natura: le piogge prolungate riducono l'efficienza dei pannelli fotovoltaici e il vento debole immobilizza i parchi eolici. Ciò non si applica alla produzione di energia dalla biomassa, che se accumulata in quantità adeguate garantisce una produzione regolare e stabile.
L'olio vegetale e il bioetanolo sostituiscono il diesel e la benzina tradizionali. Le materie prime per la loro produzione sono biomasse di piante energetiche e cereali. Il biogas prodotto dalla biomassa può essere un sostituto nei veicoli con motore a gas.
Redditività dell'utilizzo della biomassa a fini energetici
La biomassa è potenzialmente la più grande fonte di energia. Su un ettaro di terreno agricolo è possibile raccogliere circa 10 tonnellate di biomassa, il cui valore energetico supera l'equivalente di 10 tonnellate di carbone. A differenza del carbon fossile e di altri combustibili fossili, la biomassa non emette grandi quantità di composti solforati.
In Polonia, la paglia di scarto, i fanghi di depurazione e gli scarti di legno svolgono un ruolo significativo nella biomassa utilizzata a fini energetici. Il principale sottoprodotto dell'attività agricola è la paglia. Una parte della paglia viene utilizzata per foraggio e lettiera e anche come fertilizzante organico. Il resto viene trasformato in bricchette e pellet.
Il limite per l'energia basata sull'utilizzo della biomassa nel nostro Paese è la difficoltà della sua disponibilità. Per poter utilizzare rifiuti e biomasse agricole, devono essere adeguatamente preparati e lavorati. L'automazione del processo di combustione richiede la trasformazione della materia prima nel granulato appropriato. La redditività dell'acquisto di materia prima-biomassa e della trasformazione in calore ed elettricità da parte dei produttori polacchi dipende, tuttavia, da una politica adeguata a tutti i livelli: locale, nazionale e internazionale.
Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di energia da biomassa
Un serio vantaggio della biomassa sono le sue varie possibilità di applicazione: elettricità, energia termica, riscaldamento dell'acqua sanitaria e anche come biocarburante. L'uso dell'energia da biomassa dipende dalle esigenze effettive e quindi determina la domanda. Si tratta di fonti energetiche rinnovabili che garantiscono una disponibilità costante con un utilizzo sostenibile. Inoltre, le materie prime biologiche crescono in tempi relativamente brevi, in modo che la loro produzione nel mondo possa raggiungere un livello elevato. La coltivazione e la raccolta di piante a crescita rapida ha un effetto positivo sul bilancio dell'anidride carbonica. Le piante lo legano e meno di questo gas viene rilasciato nell'atmosfera.
L'elettricità generata in Polonia dalla biomassa può contribuire a un cluster energetico. Il cluster energetico è una soluzione a supporto dell'indipendenza energetica di aree territorialmente delimitate del Paese. Lo svantaggio delle materie prime biologiche è la loro produzione in un'area limitata del mondo. In determinate condizioni, può competere con la produzione alimentare.
