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Biomasse per la produzione di olio vegetale come alternativa al gasolio

L’inquinamento, lo sfruttamento del sottosuolo, i cambiamenti climatici stanno cambiando le strategie di produzione dell’energia, imponendo una cultura energetica sostenibile.

Categorie Ambiente · Fonti fossili · Innovazioni

Una possibile alternativa all’utilizzo delle fonti convenzionali può essere l’olio vegetale da biomasse. L’utilizzo di oli vegetali per scopi energetici sta acquistando sempre maggiore interesse e ciò è dovuto al fatto che rappresenta una fonte rinnovabile. L’olio vegetale può infatti essere impiegato per scopo diversi:

  • la produzione di calore tramite materia prima per i bruciatori;
  • la produzione di energia termica per i motori diesel di automobili, autobus, motori nautici,trattori agricoli…;
  • l’alimentazione di motori diesel statici per la produzione combinata, attraverso impianti di cogenerazione, di energia elettrica e di energia termica.

Le biomasse usate per la produzione di olio vegetale

Biomasse

L’olio vegetale deriva dalle biomasse, sostanze organiche derivanti direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana, tale processo permette di convertire la CO2 atmosferica in materia organica. Esempi di biomasse sono: i residui della coltivazione destinata all’alimentazione umana ed animale, gli scarti dell’industria di trasformazione del legno, le piante coltivate per scopi energetici, la frazione organica dei rifiuti urbani.

Il decreto legislativo del 2003/77/CE, definisce le fonti rinnovabili come le fonti energetiche non fossili (eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, maremotrice, idraulica, biomasse, gas di discarica). Lo stesso decreto per biomasse intende la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali ed urbani.

La biomassa utilizzabile per usi energetici consiste in tutti quei materiali organici che possono essere trasformati in combustibili solidi, liquidi o gassosi. Per utilizzare la biomassa ai fini energetici, occorre che essa sia prima “trasformata”. Le tecnologie utilizzabili per ottenere biomassa sono: termochimice, biologiche ed estrazione di oli.

Tipologie di tecnologie usate per la produzione di olio vegetale

I processi termochimici riguardano la combustione da cui si ricava calore; la gassificazione da cui si ottiene gas combustibile e la pirolisi da cui si ricava bioolio, gas combustibile e carbone. Tra i processi biologici si annoverano la fermentazione alcolica che produce etanolo e la digestione anaerobica da cui si ottiene gas combustibile. Dall’estrazione dell’olio si può ricavare olio vegetale oppure attraverso l’esterificazione, il biodiesel.

Biomasse

La produzione di olio combustibile avviene attraverso l’estrazione dell’olio vegetale da semi di piante oleaginose, come colza e girasole. Caratteristica comune di tutte le piante oleaginose è quella di essere ricche di materie proteiche che, dopo l’estrazione dell’olio sono impiegabili nell’alimentazione animale sotto forma di panelli. I frutti sono possibili fonti energetiche allo stato naturale oppure a seguito della loro raffinazione detta esterificazione. Al termine della spremitura si ricava come sottoprodotto, una farina ad alto contenuto proteico mentre l’olio vegetale deve essere poi sottoposto ad un processo di raffinazione e neutralizzazione.

Le alternative delle fonti primarie per l’estrazione dell’olio vegetale

La resa in olio del processo di estrazione è variabile e ad esempio dalla colza e dal girasole è possibile arrivare fino al 36-38% in peso di olio. È ovviamente una resa media influenzata dalle modalità di estrazione e dalle specie vegetali considerate. È possibile utilizzare il frutto della palma che si presenta come una grossa prugna e si sviluppa in caschi che pesano fino a 20 kg. L’olio di palma è utilizzato come biocombustibile ed è importato prevalentemente dalla Malesia. I costi sono di 600€/tonn. A causa dell’alto valore della viscosità è necessario preriscaldarlo prima di metterlo nel motore.

Un’altra tipologia di pianta utilizzata per l’estrazione di olio vegetale è la Jatropha, che cresce in zone marginali aride e semi-aride, in presenza di scarse precipitazioni, in terreni non utilizzabili per la coltivazione degli alimenti ed il suo rendimento è di circa 1900 l/ha anno. L’olio di Jatropha si ottiene mediante macinazione e spremitura del seme con procedimenti esclusivamente meccanici.

La produzione dell’olio da girasole è effettuata attraverso la macinazione e spremitura a freddo dei semi con lavorazioni esclusivamente di tipo meccanico. Il sottoprodotto della lavorazione è rappresentato da panelli sfruttabili per l’alimentazione degli animali.

L’olio di colza, ottenuto mediante la spremitura meccanica, dei semi di colza.  Il costo dell’olio di colza è circa 65 cEuro/lt. Vi è un grosso interesse di questo prodotto sui motori automobilistici, anche se usare olio vegetale puro come carburante in Italia è illegale se non vengono corrisposte le accise, pari a 0,564 euro/l per il gasolio. Gli oli vegetali raffinati sono quindi utilizzabili nei motori Diesel rivisitati. La valutazione di questi combustibili è svolta effettuando un confronto con altri tipi di combustibili comunemente utilizzati, quali gasolio o olio combustibile.

Differenze e proprietà tra combustibili fossili ed oli vegetali

Biomasse

Alcune importanti proprietà che differenziano gli oli vegetali dai combustibili fossili sono:

  • basso contenuto di zolfo;
  • potere calorifico inferiore più basso del 10%;
  • bassa viscosità che richiede un pre-riscaldamento del biocombustibile prima dell’utilizzo.

L’uso diretto dell’olio vegetale come combustibile è la maniera più economica, efficiente e diretta di utilizzazione di questo tipo di biomassa. Affinché un motore Diesel possa essere alimentato con olio vegetale, occorre sostituire gli iniettori o parte di essi con altri, in grado di migliorare la polverizzazione dell’olio; usare un olio lubrificante adatto o compatibile con il carburante usato; sostituire con maggiore frequenza l’olio di lubrificazione ed il relativo filtro; additivare l’olio vegetale in modo che sia meno viscoso con solventi o preriscaldarlo prima di alimentare il motore.

Biomasse: il mercato dell’energia rinnovabile e gli incentivi emessi

Il sistema di incentivazione della produzione di energia da fonti rinnovabili, è basato sul mercato dei Certificati Verdi (CV), titoli emessi dal Gestore dei Servizi Elettrici, GSE, che attestano la produzione di energia da fonti rinnovabili. La taglia del certificato verde è pari a 50MWh. Nel mercato dei certificati verdi, la domanda è costituita dall’obbligo per produttori che immettono in rete più di 100GWh/anno di immettere annualmente una quota di energia prodotta da fonti rinnovabili pari ad una percentuale di quanto prodotto da fonti convenzionali nell’anno precedente.

L’offerta è rappresentata dai Certificati Verdi emessi a favore degli operatori con impianti che hanno ottenuto la qualificazione IAFR dal Gestore dei Servizi Elettrici. Gli impianti a fonte rinnovabile ricevono per 12 anni CV pari al prodotto della produzione netta di energia elettrica da fonti rinnovabili. Il prezzo di riferimento individuato dal GSE per i certificati verdi per l’anno 2007 è pari a 137 euro/MWh (al netto dell’IVA del 20%).

La finanziaria del 2008, prevede che gli impianti a fonte rinnovabile entrati in esercizio dal 2008 a seguito di nuova costruzione, rifacimento o potenziamento, riceveranno per 15 anni CV pari al prodotto della produzione netta di energia elettrica da fonti rinnovabili moltiplicata per un coefficiente, riferito alla tipologia della fonte. I soli impianti di potenza fino a 1MWe, su richiesta del produttore possono accedere, in alternativa ai CV, a una tariffa fissa omnicomprensiva per ogni kWhe prodotto.

Come è svolta la valutazione dei vantaggi dell’utilizzo della produzione di energia da fonte rinnovabile?

Biomasse
Produzione di elettricità e calore in cogenerazione. Credits: Rinnovabili.it

I vantaggi connessi all’utilizzo dell’olio vegetale sono sia energetici grazie alle alte rese di trasformazione energetica dell’impianto alternativo rispetto alla produzione convenzionale con impianti di tipo centralizzato che economici. È infatti, possibile ottenere i certificati verdi grazie all’energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile. Sono inoltre ambientali comparando l’emissione di CO2 equivalente tra la produzione di energia da olio vegetale e combustibili fossili.

L’utilizzo di impianti di cogenerazione di piccola taglia è auspicabile per favorire la produzione energetica distribuita sfruttando anche la possibilità di realizzare reti di teleriscaldamento a servizio di utenze nel settore residenziale e commerciale. L’energia primaria (olio vegetale) è utilizzata per alimentare l’impianto di cogenerazione e da esso si ricava energia elettrica per il 40%, energia termica per un altro 40% e le perdite per il 20%.

In conclusione, l’olio vegetale si ottiene dalla spremitura meccanica dei semi ottenuti da colture oleaginose. Attraverso l’impianto di cogenerazione con motore a ciclo diesel, si ottiene sia energia elettrica che termica.

A cura di Rossella Miele

FONTI VERIFICATE

  • GSE – Sito ufficiale
  • Fonti energetiche rinnovabili – Ingegneria Energetica Unisannio

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