Biocarburanti: cosa sono e cosa sapere

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I biocarburanti sono dei combustibili ottenuti in modo indiretto dalle biomasse, ovvero da fonti rinnovabili come grano, mais, bietola, canna da zucchero ecc. Nati per ovviare ai problemi legati all’esauribilità dei carburanti fossili, all’emergenza ambientale e alla necessità politica dell’Occidente di aumentare la propria autonomia energetica, i biocarburanti sono al momento la risposta più concreta per ridurre le emissioni di CO2 derivanti dal settore trasporti.

Cosa sono i biocarburanti

I biocarburanti sono una categoria di combustibili derivati da biomassa, ovvero materiale organico di origine vegetale o animale. Sono considerati una fonte energetica rinnovabile e una potenziale alternativa ai combustibili fossili, come petrolio e gas naturale, nella ricerca di soluzioni per ridurre l’emissione di gas serra e combattere il cambiamento climatico.

I biocarburanti sono quindi una soluzione promettente nel contesto della transizione energetica globale, un processo che mira a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e a combattere il cambiamento climatico. Tra i principali vantaggi offerti dai biocarburanti, si annoverano: 

  • riduzione delle emissioni di gas serra, in quanto comportano una riduzione significativa delle emissioni di gas serra rispetto ai combustibili fossili. Questo perché le piante utilizzate nella produzione di biocarburanti assorbono anidride carbonica (CO2) durante il loro ciclo di crescita. Quando i biocarburanti sono bruciati, il carbonio rilasciato è approssimativamente uguale a quello assorbito dalle piante, creando un ciclo chiuso che può portare a una “bilancia neutra” del carbonio, a condizione che le pratiche agricole e di produzione siano gestite in modo sostenibile; 
  • maggiore sicurezza energetica, l’uso dei biocarburanti può contribuire alla sicurezza energetica di un paese riducendo la sua dipendenza dalle importazioni di petrolio e gas naturale. La produzione di biocarburanti da risorse locali permette a ogni nazione di sfruttare le proprie risorse naturali e agricole, diversificando così le fonti energetiche e riducendo la vulnerabilità agli shock dei prezzi del petrolio o a interruzioni dell’approvvigionamento; 
  • sviluppo economico delle comunità rurali, offrono nuove opportunità economiche nelle aree rurali, dove possono essere coltivate le materie prime necessarie. Questo può sostenere lo sviluppo economico, creare posti di lavoro in agricoltura, raccolta, produzione e distribuzione dei biocarburanti. Di conseguenza, contribuisce a ridurre l’emigrazione dalle campagne verso le città e a migliorare le condizioni di vita nelle comunità rurali.

Infine, i biocarburanti possono essere prodotti utilizzando scarti agricoli o forestali e altri residui organici come nel caso di biodisel di alghe e biocarburanti di vino. Questo non solo aiuta a ridurre i rifiuti, ma incoraggia anche una gestione più efficiente delle risorse naturali, promuovendo pratiche agricole sostenibili e l’uso di terre marginali o degradate che non sono adatte per la coltivazione di colture alimentari.

Come si producono

La produzione di biocarburanti è un processo industriale che trasforma materiale organico in combustibili utilizzabili per il trasporto e altri usi energetici. La produzione inizia con la selezione e la raccolta della biomassa, che può essere costituita da colture agricole, scarti vegetali, o residui forestali. Questa biomassa viene poi trattata per estrarre gli elementi utili come zuccheri, oli o grassi, a seconda del tipo di biocarburante desiderato.

La fase successiva varia in base al biocarburante specifico. Nel caso del biodiesel, ad esempio, il processo prevede l’estrazione di oli da colture come la soia o la colza. Gli oli vengono quindi sottoposti a transesterificazione, un processo chimico in cui gli oli reagiscono con un alcol (tipicamente metanolo) in presenza di un catalizzatore, producendo biodiesel e glicerina, quest’ultima utilizzabile in altri settori industriali.

Un altro metodo impiegato nella produzione di biocarburanti coinvolge l’uso di processi termochimici come la gassificazione, che trasforma la biomassa solida in un gas sintetico (syngas). Questo syngas può essere successivamente processato per produrre combustibili liquidi attraverso tecniche di sintesi chimica.

La ricerca continua e l’innovazione tecnologica sono essenziali per migliorare l’efficienza di questi processi e ridurre i costi di produzione, rendendo i biocarburanti sempre più competitivi rispetto ai combustibili fossili tradizionali. L’adozione di pratiche sostenibili nell’intero ciclo di produzione è fondamentale per massimizzare i benefici ambientali dei biocarburanti e per promuovere un’energia realmente rinnovabile e a basso impatto ambientale.

Le generazioni del biocarburante

La classificazione dei biocarburanti in generazioni riflette l’evoluzione tecnologica e le risposte agli impatti socio-economici e ambientali della loro produzione. Questo schema aiuta a comprendere il progresso dal semplice utilizzo delle colture agricole fino all’innovazione biotecnologica avanzata.

I biocarburanti di prima generazione sono prodotti principalmente da materie prime agricole come mais, canna da zucchero, soia e olio di palma: sono relativamente facili da produrre e possono essere integrati nelle infrastrutture esistenti per la distribuzione e l’uso nei motori a combustione. Tuttavia, poiché utilizzano colture che potrebbero essere destinate al consumo alimentare, la loro produzione su larga scala può creare competizione per il suolo e l’acqua, influenzando così i prezzi degli alimenti e contribuendo a tensioni nel mercato agricolo.

I biocarburanti di seconda generazione cercano di superare le limitazioni della prima generazione utilizzando come materie prime i residui non alimentari, come i residui agricoli (paglia, scarti di legno) e altri materiali cellulosici. Riducono la competizione con le colture alimentari e offrono il vantaggio di utilizzare risorse che altrimenti sarebbero considerate scarti. La tecnologia per convertire efficacemente la biomassa lignocellulosica in combustibili liquidi è più complessa e costosa, ma presenta un impatto ambientale generalmente inferiore.

La terza generazione di biocarburanti impiega organismi come le micro-alghe, che hanno tassi di crescita rapidi e sono capaci di accumulare grandi quantità di lipidi utilizzabili per la produzione di biocarburanti. Le alghe possono essere coltivate in bioreattori o in acqua salata, riducendo ulteriormente la competizione per le terre agricole. Inoltre, le alghe assorbono significative quantità di CO2, contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra.

La ricerca sui biocarburanti di quarta generazione esplora le frontiere della biotecnologia, inclusa la modifica genetica di microrganismi per produrre biocarburanti direttamente da acqua, zucchero e anidride carbonica. Questa tecnologia promette di eliminare completamente la necessità di biomassa vegetale, potenzialmente rivoluzionando il campo dei biocarburanti riducendo ulteriormente l’impatto ambientale e migliorando l’efficienza della produzione.

Ma quali sono i biocarburanti disponibili ad oggi sul mercato? Tra i biocarburanti più apprezzati e di ultima generazione c’è il carburante HVO (acronimo di Hydrotreated Vegetable Oil) che si contraddistingue per le sue potenzialità in quanto può sostituire del tutto il tradizionale diesel senza dover penalizzare le prestazioni e assicurando una riduzione delle emissioni di CO2 a vita intera del 90%. 

I biocarburanti sono dei combustibili ottenuti in modo indiretto dalle biomasse, ovvero da fonti rinnovabili come grano, mais, bietola, canna da zucchero ecc.

Nati per ovviare ai problemi legati all’esauribilità dei carburanti fossili, all’emergenza ambientale e alla necessità politica dell’Occidente di aumentare la propria autonomia energetica, i biocarburanti sono al momento la risposta più concreta per ridurre le emissioni di CO2 derivanti dal settore trasporti.

Cosa sono i biocarburanti

I biocarburanti sono una categoria di combustibili derivati da biomassa, ovvero materiale organico di origine vegetale o animale. Sono considerati una fonte energetica rinnovabile e una potenziale alternativa ai combustibili fossili, come petrolio e gas naturale, nella ricerca di soluzioni per ridurre l’emissione di gas serra e combattere il cambiamento climatico.

I biocarburanti sono quindi una soluzione promettente nel contesto della transizione energetica globale, un processo che mira a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e a combattere il cambiamento climatico. Tra i principali vantaggi offerti dai biocarburanti, si annoverano: 

  • riduzione delle emissioni di gas serra, in quanto comportano una riduzione significativa delle emissioni di gas serra rispetto ai combustibili fossili. Questo perché le piante utilizzate nella produzione di biocarburanti assorbono anidride carbonica (CO2) durante il loro ciclo di crescita. Quando i biocarburanti sono bruciati, il carbonio rilasciato è approssimativamente uguale a quello assorbito dalle piante, creando un ciclo chiuso che può portare a una “bilancia neutra” del carbonio, a condizione che le pratiche agricole e di produzione siano gestite in modo sostenibile; 
  • maggiore sicurezza energetica, l’uso dei biocarburanti può contribuire alla sicurezza energetica di un paese riducendo la sua dipendenza dalle importazioni di petrolio e gas naturale. La produzione di biocarburanti da risorse locali permette a ogni nazione di sfruttare le proprie risorse naturali e agricole, diversificando così le fonti energetiche e riducendo la vulnerabilità agli shock dei prezzi del petrolio o a interruzioni dell’approvvigionamento; 
  • sviluppo economico delle comunità rurali, offrono nuove opportunità economiche nelle aree rurali, dove possono essere coltivate le materie prime necessarie. Questo può sostenere lo sviluppo economico, creare posti di lavoro in agricoltura, raccolta, produzione e distribuzione dei biocarburanti. Di conseguenza, contribuisce a ridurre l’emigrazione dalle campagne verso le città e a migliorare le condizioni di vita nelle comunità rurali.

Infine, i biocarburanti possono essere prodotti utilizzando scarti agricoli o forestali e altri residui organici come nel caso di biodisel di alghe e biocarburanti di vino. Questo non solo aiuta a ridurre i rifiuti, ma incoraggia anche una gestione più efficiente delle risorse naturali, promuovendo pratiche agricole sostenibili e l’uso di terre marginali o degradate che non sono adatte per la coltivazione di colture alimentari.

Come si producono

La produzione di biocarburanti è un processo industriale che trasforma materiale organico in combustibili utilizzabili per il trasporto e altri usi energetici. La produzione inizia con la selezione e la raccolta della biomassa, che può essere costituita da colture agricole, scarti vegetali, o residui forestali. Questa biomassa viene poi trattata per estrarre gli elementi utili come zuccheri, oli o grassi, a seconda del tipo di biocarburante desiderato.

La fase successiva varia in base al biocarburante specifico. Nel caso del biodiesel, ad esempio, il processo prevede l’estrazione di oli da colture come la soia o la colza. Gli oli vengono quindi sottoposti a transesterificazione, un processo chimico in cui gli oli reagiscono con un alcol (tipicamente metanolo) in presenza di un catalizzatore, producendo biodiesel e glicerina, quest’ultima utilizzabile in altri settori industriali.

Un altro metodo impiegato nella produzione di biocarburanti coinvolge l’uso di processi termochimici come la gassificazione, che trasforma la biomassa solida in un gas sintetico (syngas). Questo syngas può essere successivamente processato per produrre combustibili liquidi attraverso tecniche di sintesi chimica.

La ricerca continua e l’innovazione tecnologica sono essenziali per migliorare l’efficienza di questi processi e ridurre i costi di produzione, rendendo i biocarburanti sempre più competitivi rispetto ai combustibili fossili tradizionali. L’adozione di pratiche sostenibili nell’intero ciclo di produzione è fondamentale per massimizzare i benefici ambientali dei biocarburanti e per promuovere un’energia realmente rinnovabile e a basso impatto ambientale.

Le generazioni del biocarburante

La classificazione dei biocarburanti in generazioni riflette l’evoluzione tecnologica e le risposte agli impatti socio-economici e ambientali della loro produzione. Questo schema aiuta a comprendere il progresso dal semplice utilizzo delle colture agricole fino all’innovazione biotecnologica avanzata.

I biocarburanti di prima generazione sono prodotti principalmente da materie prime agricole come mais, canna da zucchero, soia e olio di palma: sono relativamente facili da produrre e possono essere integrati nelle infrastrutture esistenti per la distribuzione e l’uso nei motori a combustione. Tuttavia, poiché utilizzano colture che potrebbero essere destinate al consumo alimentare, la loro produzione su larga scala può creare competizione per il suolo e l’acqua, influenzando così i prezzi degli alimenti e contribuendo a tensioni nel mercato agricolo.

I biocarburanti di seconda generazione cercano di superare le limitazioni della prima generazione utilizzando come materie prime i residui non alimentari, come i residui agricoli (paglia, scarti di legno) e altri materiali cellulosici. Riducono la competizione con le colture alimentari e offrono il vantaggio di utilizzare risorse che altrimenti sarebbero considerate scarti. La tecnologia per convertire efficacemente la biomassa lignocellulosica in combustibili liquidi è più complessa e costosa, ma presenta un impatto ambientale generalmente inferiore.

La terza generazione di biocarburanti impiega organismi come le micro-alghe, che hanno tassi di crescita rapidi e sono capaci di accumulare grandi quantità di lipidi utilizzabili per la produzione di biocarburanti. Le alghe possono essere coltivate in bioreattori o in acqua salata, riducendo ulteriormente la competizione per le terre agricole. Inoltre, le alghe assorbono significative quantità di CO2, contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra.

La ricerca sui biocarburanti di quarta generazione esplora le frontiere della biotecnologia, inclusa la modifica genetica di microrganismi per produrre biocarburanti direttamente da acqua, zucchero e anidride carbonica. Questa tecnologia promette di eliminare completamente la necessità di biomassa vegetale, potenzialmente rivoluzionando il campo dei biocarburanti riducendo ulteriormente l’impatto ambientale e migliorando l’efficienza della produzione.

Ma quali sono i biocarburanti disponibili ad oggi sul mercato? Tra i biocarburanti più apprezzati e di ultima generazione c’è il carburante HVO (acronimo di Hydrotreated Vegetable Oil) che si contraddistingue per le sue potenzialità in quanto può sostituire del tutto il tradizionale diesel senza dover penalizzare le prestazioni e assicurando una riduzione delle emissioni di CO2 a vita intera del 90%. 

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