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Dipartimento di Energia 2 BIOMASSE Si definisce biomassa qualunque sostanza organica di origine animale ma soprattutto vegetale derivante direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana. Il termine biomasse indica quindi un insieme di sostanze organiche molto diversificato in termini di contenuto di umidità, di zuccheri o lipidi, di sostanze azotate, di lignina o cellulosa. In base a queste differenze anche i processi di conversione energetica più idonei per sfruttare le diverse biomasse sono estremamente differenziati e potenzialmente molto numerosi. Nel presente rapporto tratteremo solo tre tipologie di processi di conversione che si ritengono, anche se in misura diversa, i più significativi nel contesto italiano: - la produzione di bio gas con generazione elettrica per il tramite di motori alternativi; - l’utilizzo di bio combustibili in generatori elettrici con motori alternativi; - la combustione di biomasse a bassa umidità in caldaie e la generazione elettrica con cicli a vapore. 2.1 Biogas Il biogas è prodotto della demolizione della sostanza organica operata dai batteri in assenza di ossigeno, in tutti gli ambienti naturali. Al processo partecipano diversi gruppi di microrganismi anaerobici acetogenici e metanigeni. I primi trasformano la sostanza organica in composti intermedi più semplici (acido acetico, anidride carbonica, idrogeno), i secondi agiscono sui composti organici intermedi producendo, al termine di una complessa sequenza metabolica, il metano. Essendo gassoso, il metano si separa facilmente dalla massa di reazione, accumulandosi nelle parti più alte dell’area di digestione da dove è possibile estrarlo. Gran parte dell’energia contenuta nella materia organica digerita può essere convertita in metano (sino all’80-90%) poiché i batteri ne utilizzano per il loro sviluppo solo una piccola frazione. Il gas prodotto dalla digestione anaerobica dei batteri è quindi costituito sostanzialmente da una miscela di metano e anidride carbonica, con una modesta presenza di ossigeno, azoto e alcune impurezze quali ammoniaca, solfuri, fluoruri, silicati, vapor d’acqua che possono variare significativamente in funzione del substrato trattato. La presenza d’inquinanti gassosi, tra cui l’acido solfidrico, rende spesso necessario un trattamento di purificazione del gas prima dell’utilizzo. 2.1.1 Biogas da fermentatori anaerobici Quando il biogas viene prodotto tramite impianti di fermentazione anaerobica i substrati più comunemente utilizzati sono: • fanghi e reflui generati da deiezioni animali; • fanghi e reflui provenienti dal trattamento delle acque fognarie urbane; • rifiuti agro-alimentari (residui di colture e dell’industria alimentare), • frazione umida (organica) della raccolta differenziata dei rifiuti urbani (FORSU); • colture dedicate quali mais e triticale. L’utilizzo del gas prodotto da digestione anaerobica può comportare alcuni problemi operativi che rendono spesso necessaria un’accurata manutenzione periodica. 8PDF Image | Costi di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili
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