Come funziona l’energia elettrica prodotta da biomasse

In cosa consiste l'energia da biomasse, come funziona e quali sono i suoi vantaggi e gli svantaggi

L’energia da biomasse è una delle fonti di energia pulite e rinnovabili che vanno a diminuire l’uso di combustibili fossili. Infatti si tratta dell’energia prodotta da materiali di origine organico-vegetale come piante, alghe marine, rifiuti organici vegetali, legno, ma anche scarti di lavorazione dell’industria agroalimentare, scarti e reflui dell’allevamento da bestiame e residui delle attività agricole o forestali.

I materiali che compongono le biomasse vengono bruciati all’interno di una camera di combustione di una centrale apposita: il calore che si ottiene viene quindi utilizzato per la produzione di energia elettrica oppure come fonte di riscaldamento. Nello specifico, le biomasse usate per produrre energia elettrica sono composte da materiali di scarto che vengono riconvertiti tramite diversi processi termici, chimici o biochimici. Nel momento in cui le biomasse vengono bruciate, infatti, rilasciano calore, emettendo una quantità di anidride carbonica assimilabile a quella emessa in natura nel corso di un normale processo di fotosintesi.

Il calore che viene sprigionato permette l’evaporazione dell’acqua del circuito termodinamico, che viene incanalata nelle tubature sotto forma di vapore. Il vapore fa funzionare le turbine che, a loro volta, producono elettricità da utilizzare negli impianti di casa oppure in quelli industriali.

Biomasse: cosa sono

Ma le biomasse cosa sono? Le biomasse sono di fatto fonti rinnovabili perchè il tempo in cui vengono sfruttate è pressoché analogo a quello di rigenerazione e la loro combustione re-inserisce in atmosfera l’anidride carbonica che era stata precedentemente assorbita dalle biomasse stesse.

La parola biomassa risale al 1931, quando un oceanografo di origini russe Lev Aleksandrovich Zenkevich ne parlò in riferimento alla quantità di sostanza, in ambiente acquatico o terrestre, costituita da organismi viventi per unità di superficie o di volume. Ma se gli antichi uomini sulla terra con l’invenzione del fuoco di fatto scoprirono la biomassa con la combustione accidentale del legno, è con la prima rivoluzione industriale e l’invenzione della macchina a vapore che dalla combustione del legno siamo arrivato ad ottenere energia meccanica.

Attualmente circa il 15% del fabbisogno energetico mondiale è soddisfatto dalle centrali a biomassa e le prospettive future di sviluppo di questa tecnologia sono notevoli, sia in termini di tecnologie (diverse multinazionali stanno investendo in proposito) sia in termini di nuovi posti di lavoro (si stanno creando ruoli specifici per questo tipo di impianti). L’attenzione nei confronti dell’ambiente ha smosso il settore della ricerca per identificare nuove forme di produzione di energia e calore da fonti rinnovabili e questa è una di quelle su cui si investirà sempre di più in futuro.

Come funziona una centrale a biomassa

Come per altre fonti, la produzione di energia dalle biomasse richiede dei luoghi appositi di produzione, che sono le centrali a biomassa. In queste strutture si produce elettricità a partire appunto da una fonte rinnovabile tra quelle descritte in precedenza. In una centrale a biomassa tutti i materiali che possono essere utilizzati come combustibili vengono radunati e, in caso di necessità, trattati con alcuni macchinari utili a ridurne le dimensioni. Ciò che si ottiene si chiama cippato, ovvero un accumulo di piccole scaglie ottenute dal materiale di partenza.

A seguito della prima lavorazione quindi della riduzione degli scarti in cippato, il cumulo di biomasse ottenuto viene trasferito in una camera di combustione, dove il calore fa sì che l’acqua del circuito termodinamico possa evaporare. Il vapore acqueo fa ruotare una turbina che aziona un generatore in grado di produrre elettricità, che un trasformatore provvede ad aumentare di tensione, prima che la corrente venga immessa nel sistema. Alla fine, il vapore acqueo proveniente dalla turbina si trasforma in liquido nel condensatore e da qui è inviato nuovamente al serbatoio di deposito.

Biomasse: vantaggi e svantaggi

Le biomasse hanno vantaggi e svantaggi che vanno valutati quando si considera di passare a questa forma di energia pulita, che è sì ecologica ma può anche essere parecchio costosa in termini di installazione.

Tra i principali vantaggi delle biomasse sicuramente l’ecosostenibilità è la prima cui dobbiamo fare riferimento. Il fatto che si tratti di risorse rinnovabili che riducono la dipendenza dai combustibili fossili è un gran vantaggio soprattutto per l’ambiente. La produzione di energia elettrica da biomasse permette, infatti, il riutilizzo di prodotti di scarto, eliminando il problema del loro stoccaggio o della loro distruzione tramite gli inceneritori. Questo inoltre vuol dire che si va a diminuire il riscaldamento globale e non aumentano i livelli naturali di gas serra.

Infatti, anche se le centrali a biomasse sfruttano la combustione e, quindi, liberano nell’aria sostanze inquinanti come l’anidride carbonica, quest’ultima è la stessa che, durante il ciclo produttivo, la pianta ha assorbito dall’atmosfera mediante la fotosintesi. Va da sé che non si incrementano i livelli naturali di gas serra, poiché le biomasse fanno già parte del normale ciclo del carbonio. Al contrario ciò non avviene con la combustione delle fonti fossili, invece, che provoca il rilascio di nuove sostanze inquinanti prima imprigionate nel sottosuolo.

Inoltre bisogna considerare la biomassa è ampiamente disponibile in natura: i rifiuti organici sotto forma di foglie morte, erba e alberi, ma anche carcasse di animali e i loro escrementi sono ampiamente disponibili e possono essere utilizzati per la produzione di energia. Quindi, anziché finire in discarica, finiscono in energia elettrica. Ogni giorno creiamo enormi quantità di rifiuti solidi, che possono essere classificati come rifiuti biodegradabili, rifiuti riciclabili, ma anche rifiuti tossici pericolosi. Fino a quando la materia organica che deriva da piante e animali esisterà, l’energia da biomassa non finirà.

Ma quindi quali sono gli svantaggi delle biomasse? Dobbiamo accennare ai costi legati al trattamento cui devono essere sottoposte le biomasse prima dell’avvio alla combustione per ridurre l’umidità residua. Inoltre le spese di trasporto e di raccolta delle risorse sono alte. Quando si confronta il processo di produzione di elettricità da biomassa con quello derivante dai combustibili fossili, spesso si scopre che il costo dei primi è in realtà molto più alto.

Inoltre, l’utilizzo delle biomasse può nascondere l’insidia della deforestazione. Diventa indispensabile una gestione sostenibile delle risorse forestali, in maniera tale che procurarsi biomassa legnosa non provochi l’irrimediabile alterazione degli equilibri degli ecosistemi. Infatti, come è immaginabile, per ottenere grandi quantità di energia è necessaria una grande quantità di materiale. Non possiamo certo togliere troppi spazi alla coltivazione per uso alimentare, ma la cultura della valorizzazione dello scarto agricolo può, anche se solo in parte, sopperire a questa mancanza.

I costi dell’energia elettrica dalle biomasse

Gli impianti che sfruttano le biomasse certo comportano un risparmio in bolletta, ma l’installazione hai dei costi abbastanza alti. Inoltre bisogna verificare le caratteristiche della casa, soprattutto in un’ottica di efficienza termica passiva. Se un immobile disperde troppo calore, vuol dire che c’è un problema alla base ed è praticamente inutile spendere tempo e denaro per installare un impianto evoluto come quello a biomassa.

I costi dell’energia elettrica da biomasse dipendono dalla tipologia di impianti a biomassa e dalle utenze servite. La produzione di energia elettrica passa comunque da quella termica e gli impianti che si possono realizzare sono tre:

  • impianti a biomassa generatori di calore: in questo caso la biomassa serve per produrre calore direttamente e ne fanno parte le stufe e i termocamini;
  • impianti a biomassa termoconvettori: qui la biomassa viene utilizzata per riscaldare un fluido, il quale a sua volta ottimizza la creazione di calore e ne fanno parte le caldaie a biomassa;
  • impianti a biomassa con sistema radiante, il cosiddetto pavimento radiante.

I costi di questi impianti sono abbastanza alti, ma ogni anno è possibile accedere alle agevolazioni fiscali per detrarre solitamente in dieci periodi di imposta un percentuale superiore al 50% delle spese sostenute per la riqualificazione energetica degli immobili, una categoria di cui anche l’installazione di impianti a biomassa fanno parte.

Installazione impianti a biomasse: a chi rivolgersi?

Prima ancora di installarlo, l’impianto a biomassa, ovvero impianti di riscaldamento (o produzione di energia) con caldaie alimentate a biomassa appunto, che scaldano acqua per il riscaldamento, va a acquistato. Stufe a pellet e a legna possono essere acquistate in autonomia, mentre per le caldaie la questione si fa più complessa, dal momento che la biomassa non è la fonte di energia maggiormente presa in considerazione. Bisogna quindi rivolgersi a rivenditori specializzati o direttamente ai produttori. L’installazione viene eseguita da imprese di impiantistica specializzate nelle energie rinnovabili.

Giusto per dare qualche cifra sui costi di installazione di una caldaia a biomassa, l’installazione media può costare intorno ai 12.000€ per una caldaia alimentata automaticamente. Una caldaia alimentata a mano avrà un costo inferiore e potrebbe far risparmiare circa 5.000€. Le caldaie a biomassa possono costare da 14.000€ a 19.000€ per una caldaia a pellet alimentata automaticamente, un costo che include l’installazione di una canna fumaria, un deposito di carburante e l’IVA.

Il suggerimento in questi casi è sempre quello di richiedere preventivi a ditte diverse così da valutare costi ma anche tempistiche e servizi accessori garantiti affinché sia eseguito un buon lavoro. Si tratta di interventi che richiedono esperienza e competenza nel campo delle energie rinnovabili, quindi o si chiede ad aziende multinazionali che investono in questo tipo di fonte rinnovabile oppure a realtà più piccole ma nate con questo servizio come core business principale.

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