BIOCARBURANTI

 BIOCARBURANTI

Con biocarburante si intende un carburante liquido o gassoso utilizzato nei trasporti,

ottenuto generalmente da biomasse; peraltro, esistono anche altri carburanti, diversi

dai biocarburanti, originati da fonti energetiche rinnovabili differenti dalle biomasse.

I biocarburanti, nell‟intero ciclo di vita, ovvero dalla raccolta della materia prima, la

biomassa, fino al consumo nei veicoli, consentono di avere una ridotta emissione di anidride

carbonica (CO

2) rispetto ai carburanti di origine fossile; un ulteriore vantaggio

dell‟uso dei biocarburanti è legato alle loro migliori proprietà ambientali di biodegrad

abilità

e bassa tossicità. Nella scelta tra tutti i biocarburanti definiti tali a livello europeo,

in Italia si propende principalmente, attraverso precise disposizioni normative, ad impiegare

il bioetanolo, il biodiesel, il bio-ETBE e il bioidrogeno; questi vengono analizzati

specificatamente di seguito.

Il bioetanolo è un alcool (etilico) ottenuto mediante un processo di fermentazione di

diversi prodotti agricoli ricchi di carboidrati e zuccheri quali i cereali (mais, sorgo, frumento,

orzo), le colture zuccherine (bietola e canna da zucchero), frutta, patata e vinacce

o in alternativa ottenuto da biomasse di tipo cellulosico, cioè dalla gran parte dei

prodotti o sottoprodotti delle coltivazioni (in questo caso viene definito bioetanolo di

seconda generazione).

Il processo di produzione del bioetanolo genera, a seconda della materia prima agricola

utilizzata, diversi sottoprodotti con valenza economica, destinabili a seconda dei casi

alla mangimistica, alla cogenerazione, o riutilizzati all‟interno del processo stesso. In

Italia le colture utilizzabili per la produzione in massa di bio-etanolo sono il mais, la

barbabietola da zucchero e il frumento; a tali prodotti corrisponde un numero ampio di

catene produttive, che si diversificano nella fase successiva di raffinazione della bio

massa

sia per l‟utilizzo del calore di processo in impianti convenzionali o combinati, sia

soprattutto per l‟impiego dei sottoprodotti in differenti settori di uso finale. La catena

produttiva da canna da zucchero, molto diffusa in Brasile, sarebbe da preferire alle altre,

ma non è praticabile alle nostre latitudini.

L‟etanolo ha un potere calorifico inferiore (PCI) di 27 MJ/kg (valore di riferimento ind

icato

nell‟Allegato III “Contenuto energetico dei carburanti per autotrazione” della D

irettiva

2009/28/CE) rispetto ai 43 MJ/kg circa della benzina, e una densità di 794

kg/m

3 contro i circa 750 kg/m3 della benzina. I consumi volumetrici sono più alti in relazione

al minor contenuto energetico, anche se tale effetto è parzialmente attenuato

da una migliore combustione del carburante biologico, conseguente al suo maggior

numero ottanico. Le miscele vengono indicate con una E seguita da un numero che indica

la percentuale in volume del biocarburante.

L‟ETBE (etil

-ter-butil-etere) è ottenuto dalla reazione degli alcoli etilico (etanolo) e isobutilico

e viene utilizzato come additivo antidetonante nei motori a benzina; l‟isobutano

può provenire dai processi di cracking petrolifero o dal gas butano o naturale, di cui

l‟Italia ha già una certa disponibilità; ino

ltre gli impianti di produzione e distribuzione

dell‟ETBE necessitano solamente di lievi modifiche nel convertire quelli già esistenti per

l‟MTBE, l‟analogo prodotto con metanolo di origine fossile, finora maggiormente utili

zzato.

L‟ETBE possiede un elevat

o numero di ottano, ha un potere calorifico inferiore più

alto rispetto all‟etanolo, pari a 36 MJ/kg, e una densità di 750 kg/m

3 come la benzina.

Il biodiesel è un biocombustibile prodotto attraverso processi chimici in cui un olio vegetale

è fatto reagire in alcool metilico o etilico: la reazione è detta esterificazione.

Gli oli vegetali sono ottenibili da piante oleaginose di diversa natura e provenienza:

per le regioni a clima più temperato che caratterizzano l‟Europa e l‟Italia, i

prodotti agricoli più interessanti sono la colza, il girasole e la soia (proteoleaginosa coltivata

per le proteine e, con il residuo, olio per biodiesel).

Nella filiera di produzione si hanno parecchi sottoprodotti derivati, i più importanti costituiti

dal residuo della spremitura (detto panello) e dalla glicerina prodotta durante il

processo di esterificazione: il panello è un alimento ricco di proteine e viene usato come

foraggio; la glicerina potrebbe in principio essere bruciata per fornire energia al

processo, ma viene impiegata come prodotto chimico per il maggior valore. Nel futuro

la glicerina potrebbe essere anche usata come un sostituto per l‟alcool ed i glicoli nella

fabbricazione per esempio di vernici, resine e anticongelanti.

Il biodiesel ha un PCI di 37 MJ/kg, inferiore a quello del gasolio che invece è pari a circa

43,1 MJ/kg; i valori delle densità sono invece leggermente più alti per il biodiesel,

890 kg/m3, mentre per il gasolio di origine fossile tali valori sono di 833 kg/m3.

Osservando l‟istogramma analogo in figura 3 su cicli FTW per alcune tipologie di processi

di produzione del biodiesel, si nota in generale la quantità minore di energia spesa

rispetto ai processi convenzionali per la produzione di etanolo, sia totale che fossile,

che comporta minori emissioni di gas ad effetto serra, come visibile in figura 4.

I benefici ambientali effettivi derivanti dall‟uso dei biocarburanti, in un‟analisi del ciclo

FTW delle filiere convenzionali oggi più praticabili, sembrano essere quindi maggiori

con il biodiesel o ETBE piuttosto che con il bioetanolo. Le quattro figure riportate includono

anche i valori per alcune produzioni innovative di bioetanolo e di bioidrogeno.

L‟opzione di utilizzare i prodotti provenienti dall‟agricoltura per convertirli in bioidrogeno

ed utilizzare quindi questo vettore energetico nei veicoli è al momento in una fase

ancora di studio, ma potrebbe divenire molto interessante qualora l‟idrogeno dovesse

diventare uno dei combustibili più utilizzati nei trasporti.

La composizione chimico-fisica dei biocarburanti deve soddisfare requisiti rigidamente

fissati da normative tecniche europee e nazionali. L‟utilizzo dei biocarburanti nel settore

dell‟autotrazione interessa una vasta gamma di soluzioni praticabili che prevedono

la miscelazione con i carburanti fossili, a basse concentrazioni nei motori tradizionali, a

medie concentrazioni con lievi modifiche degli stessi, fino ad arrivare all‟impiego di biocarburante

puro per alcune categorie di veicoli appositamente progettati.

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