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Il contributo delle biomasse - Francesco Asdrubali -
Nella Tabella, sono riportati per ciascuna delle specie indagate: i costi di coltivazione ( /ha), la tipologia ed il quantitativo di concime per ettaro, la produzione espressa sia in termini di seme che di prodotto lavorato (olio o BIOETANOLO) e la superficie coltivata (espressa in ettari) necessaria per ottenere con un motore a combustione interna la potenza elettrica di 1 MW.
| TABELLA 1 - Dati energetici di sintesi delle principali biomasse | ||||||||
| Specie | Investimento | Concimazione | Costi | Produzione | PLV(2) | Produz. | Produz. | Ettaro/pot. |
| (piante/m2) | (kg/ha) | colturali(1) | seme (t/ha) | olio | BIOETANOLO | installata(9) | ||
| (€/ha anno) | (€/ha anno) | (€/ha anno) | (t/ha) | (t/ha) | (ha/MW) | |||
| Girasole | 5-7 | N(3) 80-100; P2O5(4) 70; K2O(5) 135 | 550-650 | 2,5-3,2 | 550-705 | 0,76 | - | 2.199 |
| Colza | 80-100 | N 80-100; P2O5 70-80; K2O 60-70 | 450-540 | 1,5-2,5 | 300-500 | 0,79 | - | 2.115 |
| Soia | 35-45 | N 50-60; P2O5 80-100; K2O 140-150 | 700-800 | 3-3,5 | 720-840 | 0,5-0,9 | - | 2.387 |
| Barbabietola | 7-13 | N 60-140; P2O5 90-150; K2O 60-70 | 1.400 | 50-60 | 1.315-1.580(7) | - | 3,06-5,97 | 371 |
| Sorgo | 11-12 | N 80-100; P2O5 70-80; K2O 60-70 | 800-1.000 | 60-70 | 1.380-1.610 | - | 0,72-3,05 | 928 |
| Mais irrigato | 8-11 | N 100-150 ; P2O5 50-100; K2O 70-80 | 1.150 | 8-10 | 1.080-1.350(8) | - | 2,74 | 610 |
| Mais non irrigato | 8-11 | N 100-150; P2O5 50-100; K2O 70-80 | - | 4-5 | - | - | 1,37 | 1.220 |
| Frumento | 350-450 | N 120-150; P2O5 70-80; K2O 50-100 | 600 | 6-7 | 810-945(8) | - | 0,48-2,33 | 1.194 |
| Orzo | 550 | 4-5 | 540-675(8) | - | 0,42-2,17 | 1.285 | ||
| (1)Fonte: Agrimodena; INEA, CCIAA, UNIMA - (2)Produzione Lorda Vendibile di seme - (3)Azoto - (4)Anidride fosforica | ||||||||
| (5)Solfato potassico - (6)Olio - (7)Prezzo della barbabietola da etanolo 26,3 /t - (8)Borsa Merci di Milano all’11/4/2006 | ||||||||
| (9)Per il calcolo della potenza installata è stato ipotizzato un funzionamento per il motore di 6.500 ore/anno. | ||||||||
Da tale punto di vista i dati mostrano che la specie più conveniente ai fini dell’impiego per la generazione elettrica risulta la barbabietola nonostante i maggiori costi colturali.
La barbabietola è la specie con la produzione per ettaro più elevata sia di prodotto GREZZO che di prodotto lavorato (BIOETANOLO).
Per quanto riguarda invece l’olio (BIODIESEL), la specie più conveniente in termini di impiego per la generazione elettrica, risulta la colza, seguita dal girasole e dalla soia.
Il calcolo della resa di conversione dell’energia solare mostra per tutte le specie analizzate valori dell’efficienza estremamente ridotti, variabili tra lo 0,004% della soia e lo 0,025% della barbabietola.
La resa è stata calcolata come il rapporto tra l’energia termica ottenibile in un anno da un ettaro di terreno pianeggiante coltivato con le singole specie e l’energia solare captata, sempre in un anno, dalla medesima estensione di terreno.
Per l’Italia è stata considerata un’energia captata media dell’ordine di 1.700 kWh/m2 all’anno (riferita ad una potenza media incidente di 0,19 kW/m2).
Ripetendo il calcolo della resa di conversione in termini di energia elettrica prodotta per ettaro, i risultati mostrano valori mediamente più alti dei precedenti, variabili tra lo 0,036% della soia e lo 0,23% della barbabietola.
L’efficienza di conversione in energia elettrica è stata calcolata come il rapporto tra l’energia elettrica ottenibile con un motore (rendimento del 40%) alimentato con la produzione annua di combustibile di un ettaro di terreno pianeggiante coltivato con le singole specie e l’energia elettrica ottenibile dall’installazione di pannelli fotovoltaici sulla medesima estensione di terreno.
È noto che le biomasse sono considerate una fonte rinnovabile di energia perchè l’ANIDRIDE CARBONICA che liberano durante la combustione è la stessa che è stata assorbita dall’ambiente durante la fase di crescita della pianta, formando un ciclo a emissioni nulle.
Un’analisi ambientale approfondita mostra tuttavia che sono presenti aliquote supplementari di CO2eq dovute alle fasi di coltivazione, raccolta e lavorazione delle biomasse stesse.
Prendendo in esame ad esempio il girasole, la cui coltivazione trova larga diffusione in Italia, le fasi di coltivazione producono ogni anno 834.597 gCO2eq/ha mentre le fasi di trasformazione del seme in BIODIESEL (estrazione dell’olio dal seme, raffinazione e transesterificazione) producono 176.059 gCO2eq/ha.
Considerando che l’energia elettrica ottenibile da un ettaro di terreno coltivato a girasole è pari circa a 2.955 kWh, le emissioni in termini di CO2eq risultano uguali a 342 gCO2eq/kWh, valore molto vicino a quello di una centrale turbogas a CICLO COMBINATO (447 gCO2eq/kWh).
Sia la Unione Europea che la IEA puntano molto sulle biomasse, assegnando ad esse un ruolo fondamentale negli scenari energetici futuri.
Sembra tuttavia corretto ricordare che alcuni scienziati statunitensi ritengono che, ove si voglia prendere in esame il Life Cycle Costing delle culture sopra ricordate (mais, soia,girasole ecc) ai fini della produzione di bio-combustibili,il BILANCIO ENERGETICO risulta sicuramente sfavorevole a tale produzione; si veda ad esempio l’articolo di David Pimentel e Tod Patzek, pubblicato nel vol.14-1 (pp.65-76) di Natural Research Resources, che cerca di dimostrare come l’energia impegnata per produrre bio-carburanti negli Stati Uniti (compresa mano d’opera, fertilizzanti, trasporti, acqua ecc.) sia decisamente maggiore di quella ricavabile.
La maggior parte del mondo scientifico, tuttavia, è di opinione decisamente contraria, come dimostrano ad esempio la rassegna riportata nel lavoro di Gnansounou del 2005 relativamente al BIODIESEL o gli studi di Lagioia e Pignatelli su BIOETANOLO.
D’altro canto le numerose ricerche in corso lasciano ben sperare che nel prossimo futuro i rendimenti di conversione sopra riportati saranno notevolmente migliorati, favorendo cosìl’uso di biocombustibili in luogo di combustibili fossili (benzina, gasolio, METANO), che come detto, sono destinati ad esaurirsi.
Ci si può augurare solamente che questo contributo si inserisca con tutti gli altri, meritoriamente pubblicati sull’argomento da La Termotecnica, per tenere desta l’attenzione su un problema tanto importante per la sopravvivenza del pianeta.
Qualunque siano le ragioni dei climatologi, qualunque siano i tempi previsti per un "non ritorno", è certo che l’uomo sembra finalmente avere capito che sostenibilità del pianeta significa soprattutto rispetto per il proprio simile (tutti gli uomini di qualunque colore e nazionalità) e per l’ambiente.
Il problema così posto è di ordine planetario, perché coinvolge i Governi di tutti i Paesi ed il venir meno di uno solo dei Paesi potrebbe compromettere qualsiasi programma di sviluppo corretto.
Recentemente, su un quotidiano nazionale, è comparsa la dichiarazione di un noto uomo politico europeo che avrebbe detto che secondo lui ogni Paese continuerà a fare i propri interessi, curandosi ben poco di quelli degli altri.
Possiamo solo augurarci che la notizia sia falsa o mal riportata, e che invece prevalga il buon senso di una collettività, che però va preparata ed educata con una informazione corretta.
La sfida inizia ora, ma non dimentichiamo che i risultati coinvolgeranno i nostri figli.
da G. Moncada Lo Giudice, F. Asdrubali, F. Rossi: "Energia e cambiamenti
climatici. La sfida del XXI secolo", La Termotecnica, ottobre-novembre 2007