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Biocarburanti

Cosa sono i biocombustibili e come funzionano

    I biocombustibili rappresentano l’alternativa più promettente ai prodotti petroliferi, che ad oggi coprono il 92% degli utilizzi finali di energia nel settore dei trasporti.

    Essi derivano dal materiale organico che costituisce la biomassa, una forma di risorsa rinnovabile che può essere convertita direttamente in combustibile.

    Secondo l’IEA, le materie prime di origine agricola o, più in generale biologica (la cosiddetta bioenergia), utilizzate sia a scopi di generazione elettrica che nel settore dei trasporti, hanno la potenzialità di soddisfare il 50% della domanda mondiale di energia nel prossimo secolo, contribuendo allo stesso tempo a raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di CO2.

    I biocarburanti utilizzati a scopi di autotrazione possono dare un contributo importante al problema della dipendenza energetica dalle fonti fossili. Questo settore, infatti, è responsabile del consumo del 30% di energia e del 20% circa delle emissioni di gas serra nell’Unione Europea.

    Allo stato attuale, gli unici biocarburanti prodotti e utilizzati su larga scala sono:

    Biodiesel

    Il biodiesel è un biocombustibile ottenuto dal trattamento chimico (trans esterificazione) di oli vegetali quali colza, girasole, palma, noce di cocco, soia, … ed anche di grassi animali provenienti dall’industria della carne. Esso può essere utilizzato, puro o in miscela (5-20%), come sostituto del gasolio nel settore dei trasporti e del riscaldamento senza modificare motori e caldaie, consentendo una riduzione significativa di emissioni rispetto al gasolio minerale.

    La transesterificazione è un processo chimico in cui si rompono le molecole degli acidi grassi degli oli vegetali, responsabili della sua elevata viscosità; il processo avviene utilizzando un reagente alcolico (metanolo o etanolo) e, in aggiunta, soda caustica. L\’alcol, reagendo con gli acidi grassi, produce da un lato biodiesel e dall\’altro glicerolo (o glicerina), che trova spazio nell’industria alimentare e farmaceutica.

    I vantaggi ambientali offerti dal biodiesel sono:

    • Emissioni nulle di CO2 considerando l’intero ciclo di vita perché essendo di origine vegetale la quantità di anidride carbonica immessa in atmosfera è pari a quella immagazzinata dalla pianta, quindi il bilancio è complessivamente pari a zero. L’European Biodiesel Board stima che l’utilizzo di 1 kg di biodiesel comporta la riduzione di 3 kg di CO2 in atmosfera. Rispetto al diesel tradizionale la riduzione delle emissioni di CO2 in fase di combustione può arrivare al 90%;
    • Minori emissioni di CO (- 30/50%);
    • Minore produzione di idrocarburi incombusti (-20%);
    • Migliore combustione dovuta a una maggiore presenza di ossigeno nella molecola;
    • Assenza di zolfo quindi emissioni nulle di SO2;
    • Minore produzione di particolato fine (-30/40 %);
    • Biodegradabilità;
    • Punto di infiammabilità più alto rispetto al diesel e quindi limitato pericolo di autocombustione durante il trasporto e lo stoccaggio;
    • Accensione del motore più rapida.

    Il biodiesel, essendo un prodotto ossigenato, migliora la combustione nei motori e riduce le emissioni proporzionalmente alla sua concentrazione in miscela fino a circa il 20%.

    Se utilizzato puro, però, può ridurre le prestazioni nei motori fino al 15% rispetto al diesel tradizionale a causa delle diverse caratteristiche. Alle basse temperature, per esempio, può succedere che il biodiesel provochi problemi in fase di alimentazione a causa delle maggiore difficoltà a scorrere (viscosità). Oppure potrebbe rovinare le guarnizioni e le tenute con conseguenti perdite di combustibile.

    L’utilizzo di miscele contenenti biodiesel in proporzione superiori al 20% richiede, dunque, una maggiore attenzione alla movimentazione del carburante, una manutenzione più accurata del veicolo e, in alcuni casi, un adeguamento del veicolo per questo tipo di miscele.

    Bioetanolo

    L’uso di carburanti di origine vegetale per autotrazione – in particolare di etanolo – risale ai primi del ‘900 quando Henry Ford ne promosse l’utilizzo, tanto che nel 1938 gli impianti del Kansas producevano già 18 milioni di galloni/anno di etanolo (circa 54.000 t/anno).

    L’interesse americano per l’etanolo scemò dopo la seconda guerra mondiale in conseguenza dell’enorme disponibilità di olio e gas, ma negli anni ’70, a seguito della prima crisi di petrolio, si ricominciò a parlare di etanolo e, alla fine del decennio, diverse compagnie petrolifere misero in commercio benzina contenente il 10% di etanolo, il cosiddetto gasohol, avvantaggiandosi del cospicuo sussidio fiscale concesso all’etanolo.

    Oggi il bioetanolo è ritornato al centro dell’interesse della politica mondiale come biocombustibile utile per ridurre le emissioni di CO2, essendo di origine vegetale.

    Il bioetanolo è prodotto mediante un processo di fermentazione alcolica di prodotti agricoli ricchi di zucchero o amido (per esempio la canna da zucchero, la barbabietola da zucchero, il mais, l’orzo, il grano, le patate, ecc..) o da residui ricchi di cellulosa.

    Quotidianamente abbiamo a che fare con la fermentazione alcolica, perché questo è il processo che sta alla base della produzione del vino. Sulla buccia degli acini d’uva, infatti, si trovano dei lieviti responsabili di questa reazione, Che avviene in un lasso di tempo che va dai 6 agli 8 giorni. Altro esempio comune è la birra ,ottenuta aggiungendo al malto d’orzo o di altri cereali luppolo e particolari lieviti (saccaromiceti).

    Il bioetanolo presenta caratteristiche fisico-chimiche simili alla benzina e questo permette un suo utilizzo nelle miscele in percentuali fino al 20% (senza modificare il motore) o anche un utilizzo puro nel caso di motori Flex come succede in Brasile, grazie anche all’impegno dell’azienda italiana Magneti Marelli che ha sviluppato la tecnologia Flexible Fuel Vehicles.

    La canna da zucchero è la materia prima principalmente utilizzata per la produzione di questo combustibile grazie a:

    • Una resa per ettaro di gran lunga superiore rispetto a quello di altre colture;
    • Un elevato contenuto di zucchero;
    • Minore richiesta di energia per la coltivazione e un ridotto uso di fertilizzanti;
    • Gli steli, le foglie e il residuo della lavorazione (bagasse) hanno un elevato contenuto energetico da sfruttare per scopi cogenerativi.

    Il processo di produzione del bioetanolo genera, a seconda della materia prima agricola utilizzata, diversi sottoprodotti con valenza economica destinabili alla produzione di mangimi o alla cogenerazione.

    Il bioetanolo oggi rappresenta il biocarburante di maggiore interesse, essendo la sua produzione mondiale stimabile tra 11 e 11,5 milioni di t/anno (di cui la stragrande maggioranza negli USA e in Brasile).

    Tuttavia il suo impiego pone problematiche di natura etica sul reale vantaggio di destinare i terreni agricoli alla produzione di “prodotti energetici” rispetto alla produzione di “prodotti alimentari”. Il rincaro dei prezzi delle materie prime agroalimentari ha accentuato il divario tra Paesi ricchi e Paesi tanto che il direttore della FAO Jacques Diouf ha affermato che le politiche agroenergetiche mondiali hanno cannibalizzato circa 100 milioni di tonnellate di cereali, togliendole al consumo umano.

    Per questo motivo alcune ricerche in questo campo si stanno orientando verso la produzione di “biofuel di seconda generazioneche non derivano da materie prime agroalimentari (materiali ligneocellulosici, oli e grassi non commestibili .. ). Questa tipologia di biocarburanti, nati dall’esigenza di non entrare in conflitto con le produzioni alimentari, presenta bilanci energetici ed ambientali molto più vantaggiosi rispetto ai biocombustibili di prima generazione perché è possibile sfruttare una frazione maggiore della biomassa prodotta e in certi casi tutta la pianta.

     

    Il consumo di biocarburanti in Italia

    Nel 2018 nel nostro paese sono state consumate oltre 1,4 mln di tonnellate di biocarburanti, di natura quasi esclusivamente biosostenibile (99,9%). Il biodiesel la fa da padrone rappresentano il 97% dei consumi di biocarburanti, mentre la quota di bio-ETBE (bio-Etil T Butil Etere, è un composto organico utilizzato principalmente per aumentare il numero di ottano in alcuni carburanti) è pari al 2,6%, percentuali molto basse per bioetanolo e biometano.

    I consumi fisici di biocarburanti hanno registrato un notevole aumento rispetto al 2017 con una crescita del +17,7%; per i carburanti double counting (biocarburanti ottenuti da rifiuti, residui, materie
    cellulosiche di origine non alimentare e materie ligneo-cellulosiche, che presentano un contenuto energetico pari al doppio delle materie prime da cui vengono ricavati) la crescita è ancora maggiore con il +64,8%.

    Per quanto riguarda i biocarburanti sostenibili, oltre la metà dei biocarburanti immessi in consumo (53,2%) è di tipo single counting; di questa tipologia il 73% viene prodotto partendo da derivati della lavorazione degli oli vegetali. Il 46,8% è invece rappresentato da biocarburanti double counting.

    Tab. 1: Biocarburanti sostenibili immessi in consumo in Italia nel 2018 per tipologia di materia prima. Fonte: “Energia nel settore dei trasporti in Italia”, GSE.

    I biocarburanti prodotti dalla palma hanno registrato una consistente riduzione, passando dai 487 ktep del 2015 ai 102 ktep del 2018; in crescita invece i biocarburanti prodotti dai derivati della lavorazione degli oli vegetali, i quali sono passati dai 152 ktep del 2015 ai 488 ktep del 2018. Importante anche la variazione positiva registrata dai biocarburanti prodotti da oli e grassi animali (+40%).

    Tab. 1: Biocarburanti sostenibili immessi in consumo in Italia per tipologia di materia prima 2015-2018. Fonte: “Energia nel settore dei trasporti in Italia”, GSE.

     

    Paesi produttori e di origine delle materie prime

    Il 32,8% dei biocarburanti sostenibili immessi in consumo in Italia nel 2018 è stato prodotto nel nostro paese; il principale paese da cui sono stati importati i biocarburanti nel 2018 è la Spagna con una quota del 16,3%, in diminuzione rispetto al 2017 anno in cui la quota era del 27,5%. Gli altri principali paesi d’importazione sono: Indonesia (9,7%), Austria (7,3%) e Francia (5,3%).

    Fonte: “Energia nel settore dei trasporti in Italia”, GSE.

    Una percentuale pari al 9% dei biocarburanti sostenibili immessi in consumo in Italia è stata prodotta con materie prime nazionali; il principale paese di questa graduatoria è l’Indonesia con il 35,5%, seguita da Spagna (8,7%) e Francia (5,9%)

    Fonte: “Energia nel settore dei trasporti in Italia”, GSE.

     

    Incentivi

    Con l’entrata in vigore del decreto interministeriale 2 Marzo 2018 è stato promosso l’uso del biometano e degli altri biocarburanti avanzati nel settore dei trasporti; questo provvedimento è di natura strategica in quanto finalizzato a favorire l’utilizzo delle rinnovabili nel settore dei trasporti.

    I principali obiettivi del decreto sono:

    • Promozione dell’utilizzo di biometano nel settore trasporti;
    • Favorire le riconversioni degli impianti a biogas;
    • Promuovere l’incentivazione degli impianti di produzione di altri biocarburanti avanzati che non siano metano.

    Per i produttori di biometano immesso in consumo nel settore trasporti, attraverso impianti distributivi (stradali, autostradali o privati) è previsto il rilascio dei CIC, ovvero dei Certificati di Immissione in Consumo calcolati secondo le procedure GSE.

    Per i produttori di biometano avanzato sono previsti i seguenti incentivi:

    • il riconoscimento di un valore pari a 375€ per ogni CIC riconosciuto, considerando anche le eventuali maggiorazioni previste nella quantificazione dei titoli spettanti. Tale incentivazione ha durata massima di 10 anni; successivamente si ha diritto al solo rilascio dei CIC ( che possono essere venduti ad altri operatori);
    • il ritiro, da parte del GSE, anche per un quantitativo parziale, del biometano avanzato ad un prezzo pari al 95% del prezzo medio mensile registrato sul Mercato a Pronti del gas naturale o, in alternativa, la vendita effettuata autonomamente.

    Per quanto riguarda gli incentivi per il biometano avanzato il GSE fornisce (entro 15 giorni a partire dalla data ultima per la presentazione delle autodichiarazioni dei soggetti obbligati) una stima della quantità massima annua ritirabile espressa in CIC, che per il 2019 è pari a 388.128 CIC.

    Il GSE inoltre determina anche il valore della quantità massima annua ritirabile per l’anno precedente, che per il 2018 è pari a 294.860 CIC.

    Per ulteriori informazioni su procedure, presentazione e modalità di presentazione consigliamo di consultare l’apposita sezione sul sito del GSE.

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