Nell’attuale contesto di crisi climatica e crescente preoccupazione per l’ambiente, le aziende e gli imprenditori sono alla ricerca di soluzioni innovative per ridurre gli impatti ambientali dei loro processi e prodotti.
L’utilizzo dei biocombustibili e dei combustibili sintetici emerge come un’opzione sostenibile e promettente per affrontare queste sfide, offrendo vantaggi significativi in termini di energia rinnovabile, riduzione delle emissioni di gas serra e integrazione nell’economia circolare.
Anche l’impegno profuso verso la sostenibilità ambientale da parte dei legislatori è importante. In ambito comunitario, la Direttiva UE sulle energie rinnovabili 2001/2018 (RED II) definisce le politiche generali per la promozione e l’utilizzo delle energie rinnovabili nell’unione.
In questo articolo, esploreremo in dettaglio i vari tipi di biocombustibili e combustibili sintetici, le tecnologie e i processi di produzione correlati, e le loro implicazioni per la sostenibilità, l’efficienza energetica e la transizione ecologica.
Che cosa sono i combustibili?
I combustibili sono sostanze che, attraverso processi chimici di ossidazione, rilasciano energia sotto forma di calore o lavoro meccanico.
Questa energia può essere utilizzata per alimentare motori, produrre elettricità, riscaldare ambienti o per svariate applicazioni industriali.
I combustibili sono generalmente classificati in tre categorie principali: combustibili fossili, biocombustibili e combustibili sintetici.
- Combustibili fossili: Sono derivati da resti di piante e animali che si sono decomposti e trasformati nel corso di milioni di anni sotto alte pressioni e temperature. I principali combustibili fossili sono il petrolio, il carbone e il gas naturale. Questi combustibili sono la principale fonte di energia a livello globale, ma il loro uso è responsabile di significative emissioni di gas serra e dell’inquinamento ambientale.
- Biocombustibili: Sono prodotti da materie prime rinnovabili di origine biologica, come piante, alghe e rifiuti organici. Il bioetanolo, il biodiesel e il biogas, sono considerati più sostenibili rispetto ai combustibili fossili, in quanto provengono da fonti rinnovabili e possono contribuire alla riduzione delle emissioni di gas serra.
- Combustibili sintetici: Sono prodotti attraverso processi chimici e fisici che convertono materie prime in combustibili liquidi o gassosi, come il gas di sintesi (syngas) o i prodotti del processo Fischer-Tropsch. Possono essere prodotti a partire da una varietà di materie prime, tra cui carbone, gas naturale, biomassa e persino energia elettrica. In base alla loro composizione e alle materie prime utilizzate, i combustibili sintetici possono avere un impatto ambientale variabile.
I combustibili primari includono quelli nucleari, biocarburanti e combustibili fossili. Spesso i combustibili primari vengono trasformati per la produzione di sostanze che hanno una composizione chimica diversa da quelle ottenute da fonti naturali.
Il petrolio greggio, ad esempio, è un importante combustibile che viene frazionato in prodotti più utili per i consumatori.
Circa il 95% dell’energia primaria mondiale proviene da combustibili come petrolio, carbone e gas naturale, mentre solamente la restante percentuale da una compagine idroelettrica, eolica, solare, e geotermica.
In generale, i combustibili sono fondamentali per sostenere l’economia e la vita quotidiana, ma è importante considerare le loro implicazioni ambientali e promuovere lo sviluppo e l’adozione di fonti energetiche più sostenibili e rinnovabili.
Cos’è la bioenergia?
La bioenergia è l’energia derivata dai biocarburanti. Questi prodotti sono combustibili prodotti direttamente o indirettamente da materiali organici (biomasse), che includono materiale vegetale e animale, compreso anche il letame.
Che cosa sono i biocombustibili?
I biocombustibili sono prodotti provenienti da materie prime rinnovabili come le biomasse comprendenti piante, alghe e rifiuti organici.
Tra i più conosciuti troviamo il bioetanolo, prodotto dalla fermentazione di zuccheri contenuti in piante come la canna da zucchero e il mais, e il biodiesel, ottenuto dalla trasformazione di oli vegetali e grassi animali.
Un altro esempio di di questi combustibili è il biogas, una miscela di metano e anidride carbonica prodotta dalla decomposizione anaerobica di materia organica.
Maggiori fonti di produzione:
- Piante ad alto contenuto di zuccheri: Canne da zucchero, barbabietola da zucchero, mais e sorgo dolce sono utilizzati per produrre bioetanolo attraverso la fermentazione degli zuccheri presenti nelle piante.
- Piante oleaginose: Girasole, colza, soia e palma sono alcune delle colture utilizzate per produrre biodiesel attraverso la transesterificazione degli oli vegetali.
- Scarti agricoli e forestali: Residui di coltivazione come paglia, fronds di palma e residui legnosi possono essere utilizzati per produrre biocombustibili di seconda generazione, come bioetanolo cellulitico e biodiesel avanzato.
- Alimenti e scarti di origine animale: Soa, grassi animali, come il sego e l’olio di pesce, possono essere utilizzati per produrre biodiesel.
- Alge: Le micro e macroalge possono essere utilizzate per produrre biocombustibili di terza generazione come biodiesel, bioetanolo e biogas.
- Rifiuti organici e biodegradabili: Rifiuti organici come gli scarti alimentari e i rifiuti solidi urbani possono essere utilizzati per produrre biogas attraverso la digestione anaerobica.
Che cosa sono i combustibili sintetici
I combustibili sintetici sono prodotti da processi chimici e fisici che convertono materie prime in combustibili liquidi o gassosi.
Tra questi, il gas di sintesi (syngas) è un mix di monossido di carbonio e idrogeno ottenuto dalla gassificazione di carbone, biomassa o rifiuti.
Il processo Fischer-Tropsch trasforma il syngas in idrocarburi liquidi come il diesel sintetico. Infine, gli elettrocombustibili sono prodotti dalla conversione diretta di energia elettrica in combustibili liquidi o gassosi, utilizzando reazioni chimiche guidate da catalizzatori.
Fonti di produzione dei carburanti sintetici:
- Carbone: Il carbone può essere trasformato in gas di sintesi (syngas) attraverso il processo di gassificazione e successivamente convertito in carburanti sintetici come il metanolo o il diesel sintetico tramite il processo Fischer-Tropsch.
- Gas naturale: Il gas naturale può essere convertito in syngas attraverso il processo di reforming con vapore, che può essere ulteriormente trasformato in metanolo, diesel sintetico o altri idrocarburi tramite il processo Fischer-Tropsch.
- Biomassa e rifiuti: La biomassa (inclusi i rifiuti agricoli e forestali) e i rifiuti solidi urbani possono essere trasformati in syngas attraverso la gassificazione e successivamente convertiti in carburanti sintetici tramite il processo Fischer-Tropsch.
- Energia elettrica: L’energia elettrica, in particolare da fonti rinnovabili come solare e eolico, può essere utilizzata per produrre carburanti sintetici come l’idrogeno tramite elettrolisi o elettro combustibili come il metanolo attraverso processi elettrochimici.
Vantaggi dei biocombustibili e combustibili sintetici per la sostenibilità e l’ambiente
L’uso di biocombustibili e combustibili sintetici può contribuire a ridurre le emissioni di gas serra, poiché la CO2 emessa durante la loro combustione è in parte compensata dall’assorbimento delle materie prime utilizzate nella loro produzione.
Inoltre, questi combustibili possono essere prodotti localmente, riducendo la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili e aumentando la sicurezza energetica. Infine, l’integrazione di biocombustibili e combustibili sintetici nell’economia circolare permette di valorizzare scarti e rifiuti organici, trasformandoli in risorse utili per la produzione energetica.
Bioetanolo e Biogas: Tecnologie e processi di produzione
Il bioetanolo è prodotto principalmente attraverso la fermentazione di zuccheri derivati da colture ricche di carboidrati come la canna da zucchero e il mais.
Il biodiesel, invece, è ottenuto attraverso un processo chiamato transesterificazione, che converte oli vegetali e grassi animali in esteri metilici o etilici di acidi grassi, che possono essere utilizzati come carburante.
Produzione di syngas e combustibili Fischer-Tropsch
Il syngas può essere prodotto tramite gassificazione, un processo che coinvolge l’esposizione di materie prime a temperature elevate e a una quantità limitata di ossigeno, generando una miscela di gas composta principalmente da monossido di carbonio e idrogeno.
Il processo Fischer-Tropsch, successivamente, converte il syngas in idrocarburi liquidi utilizzabili come carburante.
Biocombustibili, combustibili sintetici e transizione energetica
L’introduzione di biocombustibili e combustibili sintetici nel mix energetico può contribuire alla transizione verso un sistema energetico più sostenibile, diversificato e resiliente.
Integrando queste fonti alternative di energia con tecnologie come le cellule a combustibile e sistemi di accumulo energetico, è possibile creare soluzioni energetiche flessibili e adattabili a diverse applicazioni e settori.
Per assicurarsi che i biocombustibili e i combustibili sintetici siano prodotti in modo sostenibile e responsabile, è possibile ricorrere a sistemi di certificazione come l’ISCC (International Sustainability and Carbon Certification), che abbiamo trattato in questo articolo.
Questo standard garantisce la conformità a criteri ambientali e sociali, come la riduzione delle emissioni di gas serra, la tracciabilità dei materiali, la conservazione della biodiversità e il rispetto dei diritti dei lavoratori.
Biocombustibili: il mercato delle auto green
L’utilizzo di biocombustibili e combustibili sintetici rappresenta un’opzione promettente per gli imprenditori che cercano di ridurre l’impatto ambientale dei loro processi e prodotti.
Integrando queste soluzioni energetiche sostenibili e rinnovabili nelle loro attività, le aziende possono contribuire alla transizione ecologica e all’economia circolare, migliorando al contempo la loro efficienza energetica e riducendo le emissioni di gas serra.
L’utilizzo di questa tipologia di tecnologie sarà importante anche per il mercato delle auto green. Il passaggio tra motori termici, alla mobilità elettrica, potrebbe generare forti impatti ambientali dovuti al costo di produzione e smaltimento delle batterie, oltre che a quello di alimentazione elettrica.
Impatti che nel nostro paese inciderebbero anche sull’occupazione lavorativa vista l’importanza che l’industria dell’auto rappresenta.
La transizione del mercato dell’auto con il passaggio dai combustibili classici ai biocombustibili, potrebbe essere una soluzione importante su larga scala.
Ci sono dei però. Sebbene i biocarburanti rappresentino una importante alternativa utile per raggiungere gli obiettivi di riduzione dei gas ad effetto serra, deve essere fatta attenzione a quelle realtà che utilizzano queste attività come cambiamento indiretto della destinazione del suolo a scopo produttivo di biocarburanti.
