Una prospettiva fitoenergetica che non sottrae territorio all’agricoltura
Secondo i dati del Comitato Intergovernativo sul Mutamento Climatico (intergovernamental Panel on Climate Change – Ipcc) la temperatura media del pianeta, nel corso del XX secolo è aumentata di 0,6°C, in Europa lincremento è di 0,9°C. Le prolezioni per il futuro sono particolarmente allarmanti, visto che gli effetti sono già percepibili (un chiaro esempio è offerto dalle compagnie di assicurazione, che aumentano i premi relativamente al disastri naturali). Sulla causa gran parte della comunità scientifica internazionale concorda: l”effetto serra” è prodotto dall’incremento del gas climalteranti nell’atmosfera, ovvero tutti i gas CO, equivalenti.
E quindi abbastanza ovvio che una riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO,) e, ancora meglio, una diminuzione della sua concentrazione atmosferica, potrebbe rallentare il fenomeno, forse arrestarlo e gradualmente anche ridurlo.
Quali biomasse per un’energia davvero “pulita”?
Poiché le piante terrestri, quelle marine, le alghe e il fitoplancton sono assorbitori del principale gas serra con la fotosintesi clorofilliana, in particolare, e comunque in tutti i bioprocessi che portano ad un aumento della biomassa verde vivente, per la trasformazione di CO, in vari e complessi prodotti organici, è ovvio che un incremento quantitativo di tale biomassa dovrebbe condurre a un assorbimento di CO,, Se viene combusta la biomassa verde per produrre energia si ritiene che il bilancio fra CO, catturata nella fotosintesi e quella sviluppata direttamente nella combustione, dovrebbe portare a un bilancio zero del gas serra in atmosfera. Una strada indiretta, che permette di recuperare altre forme di energia oltre a quella termica, è quella di trasformare la biomassa vegetale in biocarburanti, da utilizzare al posto dei derivati dal petrolio.
Un bilancio ambientale ed energetico di tali processi dovrebbe essere svolto su ogni tipo di filiera agroenergetica, per avere un quadro preciso degli impatti, non solo locali ma nel contesto globale, poiché spesso si dedicano allo sfruttamento energetico piante che sono invece utilizzabili a scopo alimentare. L’agroenergia è invece un interessante settore di ricerca e sviluppo e di realizzazione nell’ambito delle risorse rinnovabili quando si utilizzano gli scarti agricoli, i residui forestali, lumido organico, i depositi macroalgali etc. per la produzione di biogas e di biocarburanti.
L’utilizzo delle microalghe
Un settore innovativo (fitoenergia di terza generazione) è la coltivazione in bioreattori di ceppi di microalghe (fitoplancton marino o di acqua dolce, dimensioni di 10-40 micron). I bioreattori possono essere di vario tipo: il più interessante per il basso consumo di suolo è costituito da cilindri verticali del diametro di 30 cm (non sono utili diametri maggiori per favorire la penetrazione della luce nella sospensione acquosa della biomassa) alti 6-8 m. All’interno viene insufflata anidride carbonica.
I cilindri sono ovviamente trasparenti, per permettere la fotosintesi (‘illuminazione può essere naturale con collettori solari, o artificiale, nel qual caso nel bilancio energetico va conteggiato questo apporto) e la crescita della biomassa algale: la CO, diventa materia organica vivente (0,4 kg per kg di CO,). A seconda del ceppo utilizzato si ha una diversa velocità di generazione, ma grosso modo la biomassa raddoppia in 24 ore. I fotobioreattori sono operativi a 20-30°C e possono funzione In batch (a stadi), ovvero quando la crescita della biomassa sta entrando in fase stazionaria, i bioreattori vengono svuotati e il ciclo produttivo ricomincia. Un’alternativa è la produzione in continuo del tipo CSTR (continuous stirred tank reactor), in reattori mescolati, in cui a un flusso d’entrata corrisponde un flusso d’uscita. Entrano CO, e nutrienti che permettono l’alimentazione delle microalghe ed esce la biomassa insieme all’ossigeno strippato, prodotto dalla fotosintesi.
La biomassa recuperata va essiccata e sottoposta a spremitura per recuperare i lipidi contenuti. Successivi cicli di lavorazione possono permettere il recupero di altre sostanze utili, addirittura silicio per le nanotecnologie e omega-3. I ceppi vengono selezionati per l’elevato contenuto di trigliceridi (fino al 70-80% sul peso secco, il che corrisponde da oltre 30 fino a 100 volte la produttività della piante oleaginose impiegate nell’agroenergia di prima generazione come il mais, la soia, il girasole, la palma: se si misura la produttività per ettaro di territorio occupato, le microalghe battono le piante oleaginose per 5.000 ad 1!). Normalmente i lipidi trigliceridi ottenuti sono sottoposti alla transesterificazione, sostituendo la glicerina con alcool metilico od etilico, ed eventualmente all’idrogenazione, migliorando le caratteristiche tecniche del biocarburante. L’alcool può essere ricavato, in ciclo locale, dalla fermentazione della biomassa residua, dalla cui digestione anaerobica è possibile ottenere anche biogas con elevato contenuto di metano. Come nutrienti si possono utilizzare i reflui degli impianti di depurazione ricchi di azoto e fosforo, necessari per la crescita della biomassa microalgale. La CO, può essere fornita da un vicino impianto in cui sono attivi processi termici (cosa normale in gran parte degli stabilimenti industriali). I biocarburanti possono essere impiegati per far funzionare una centrale termoelettrica, e così l’anidride carbonica prodotta chiude un ciclo locale di flussi in entrata e in uscita con impatto praticamente nullo sul global warming. Vi sono altri aspetti interessanti. Il biodiesel comporta emissioni più basse del combustibili di origine fossile: il contenuto di polveri fini è la metà e quello di idrocarburi policiclici meno del 20%, perché nel biodiesel sono assenti molecole di idrocarburi aromatici; sono leggermente più alti gli ossidi di azoto, che possono però essere controllati facilmente (conversione catalitica), inoltre il biodiesel è facilmente bio degradabile (98% in poche settimane).
Impianti a microalghe crescono
La tecnologia delle microalghe vede un impianto pilota frutto della joinventure fra Autorità portuale di Venezia e Enalg (una nuova società italiana che sfrutta un brevetto della spagnola Biofuel System) a Venezia sull’isola di Pellestrina, che produrrà energia elettrica (fino a 50 MW) in ambito portuale, da fornire alle navi in sosta presso i moli in modo da ridurre l’inquinamento dei motori navali. Sono coinvolte in attività di studio e sperimentazione anche l’Enitecnologie in collaborazione con il Dipartimento dell’energia degli USA (presso l’Università del New Hampshire è da tempo attivo un gruppo di lavoro sul biodiesel), l’Enea e multinazionali energetiche come la Shell, la Exxon, la Chevron, la Texano, la E.On. Stanno nascendo nuove società come la Shamash francese e la Petro Sun Biofuels Refing americana.
Un esempio di Green Economy e di Green Jobs applicabile forse anche a Trieste? Meditate gente, meditate.
Lino Santoro
Tratto da Konrad n. 165 di aprile 2011
