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La trasformazione dei rifiuti in biocarburante è un alternativa possibile al petrolio e al gas naturale, dato che i rifiuti solidi di origine organica costituiscono una potenziale biomassa, ricca di atomi di carbonio [1] che può essere utilizzata per la produzione di energia rinnovabile.

L'Istituto ENI Donegani possiede uno dei principali laboratori al mondo per la ricerca sulla trasformazione dei rifiuti in biocarburante.

CRENC BioOlioDaRifiuti

Schema di conversione di rifiuti organici in Bio olio

TipologieModifica

A questa categoria si possono associare principalmente 4 tipi di rifiuti:

  • la frazione umida derivanti dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani;
  • le potature derivanti dalla manutenzione del verde pubblico (sfalcio);
  • i fanghi prodotti dagli impianti di depurazione delle acque urbane;
  • i rifiuti dell’industria agroalimentare o gli scarti della grande distribuzione.

Per esempio, in Italia ogni anno vengono prodotti e raccolti più di 32 milioni di tonnellate di rifiuti urbani. Di questi, circa 3,8 milioni di tonnellate sono umido raccolto in maniera differenziata dai vari comuni. Questa percentuale di umido dovrebbe progressivamente aumentare per via dell’implementazione e aumento della raccolta differenziata dei rifiuti urbani.

La caratteristica principale dei rifiuti solidi organici è l’elevato contenuto di acqua, ad esempio, i fanghi e la frazione umida hanno un contenuto di umidità variabile dal 60 al 70 %. Attualmente la maggior parte di questi materiali viene smaltita in discarica o, nei casi più virtuosi, inviata ad impianti di digestione anaerobica, compostaggio, o termovalorizzazione previo essiccamento.

In alternativa, i rifiuti potrebbero essere utilizzati come materia prima in un processo di liquefazione per la produzione di liquidi da impiegare direttamente come olio combustibile o per la produzione di bio-carburanti per autotrazione. I i biocarburanti sono prodotti di origine biologica (vegetale e/o animale) sostitutivi e/o integrativi della benzina e del gasolio, utilizzati per l’autotrazione, nella navigazione e nella aviazione. La sostituzione progressiva dei carburanti tradizionali (cioè quelli derivanti da petrolio fossile) con biocarburanti è prevista e favorita da impegni internazionali (protocollo di Kyoto, Direttive della Comunità Europea come RED 2009/28/CE, 2009/30/CE, FQD, ecc.) e decreti nazionali (es. Decreto legislativo 28/2011, 55/2011, ecc.). Ad oggi, l’obiettivo europeo è la sostituzione del 10 % dei carburanti di origine fossile con i biocarburanti nella misura del 10 % nel 2020.

La liquefazione è la conversione termochimica di una biomassa in presenza di una fase liquida (generalmente l’H2O costitutiva). Ha come scopo la produzione di una fase organica (bio-olio) in cui viene concentrato il contenuto di carbonio presente nella biomassa di partenza.

Centro Ricerche per le Energie non ConvenzionaliModifica

E’ in corso presso il Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali - Istituto eni Donegani di Novara un’attività di ricerca con l’obiettivo di definire una tecnologia che permetta di produrre vettori energetici rinnovabili dai rifiuti [2]. In tale ambito è stato identificato su scala di laboratorio un processo di liquefazione di rifiuti abbinato sia ad una crescita di lieviti sulle acque prodotte sia ad uno stadio di raffinazione del bio-olio prodotto. Si prevede di realizzare un impianto pilota nel 2012 e di progettare un impianto dimostrativo da allestire dopo il 2013.

Nel processo in fase di sviluppo, i rifiuti vengono omogeneizzati e alimentati ad un reattore di liquefazione (250-310 °C per 1-2 ore). Dopo purificazione dei prodotti, il bio-olio, avente un elevato contenuto in carbonio (circa 70-75% in peso), viene valorizzato come olio combustibile o viene inviato ad una sezione di trasformazione in componenti liquide per autotrazione (benzina e diesel). L’obiettivo principale di questo processo di trattamento del bio-olio per produrre biocarburanti (chiamato raffinazione o upgrading) è la preparazione di un prodotto che abbia le caratteristiche adatte ad essere messo nei serbatoi delle auto sia dal punto delle prestazioni motoristiche che quelle di emissioni conforme alle normative in vigore.

La fase acquosa ottenuta dalla liquefazione contiene ancora una quota di sostanze organiche non facilmente gestibile in un normale trattamento delle acque. Questa fase viene pertanto valorizzata attraverso un passaggio di fermentazione con lieviti oleaginosi. In questo modo si ottiene contemporaneamente la diminuzione del contenuto di organico disciolto nelle acque, con minor problemi nel trattamento acque a valle, e la produzione di una nuova quota di biomassa da riciclare nella sezione di liquefazione con conseguente aumento delle rese del processo.

RiassuntoModifica

Riassumendo, i principali vantaggi del processo in fase di sviluppo sono i seguenti:

  • usa una materia prima per la quale esiste già una filiera di raccolta e offre una soluzione alternativa e virtuosa alla gestione dei rifiuti/fanghi delle aree urbane;
  • proprio perché usa rifiuti e scarti, la tecnologia non è in competizione con il ciclo alimentare umano. In realtà ne completa il ciclo offrendo una via sostenibile alla gestione degli scarti di lavorazione;
  • tratta la biomassa umida tal quale evitando i costi di un essiccamento;
  • usa delle condizioni più blande rispetto ad altri processi di conversione quali la gassificazione (800-1000 °C) o la pirolisi (400-500 °C);
  • porta a produrre un bio-olio con elevato contenuto di carbonio ed elevato potere calorifico (circa 35 MJ/kg da paragonare al potere calorifico di un olio fossile di circa 40 MJ/kg);
  • presenta una resa energetica superiore rispetto alla valorizzazione dei rifiuti a biogas (circa 70-80 % rispetto a circa 40 sulla base dei PCI);
  • per il rispetto degli obblighi nazionali per le energie rinnovabili imposte agli operatori, porta alla produzione di biofuel con valore doppio rispetto ad altri biocarburanti.

Nel 2011 alla tecnologia in fase di sviluppo presso il Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali - Istituto eni Donegani sono stati assegnati il premio eni-Award [3] e il Premio Nazionale per l'Innovazione [4] "per un'innovativa soluzione tecnologica volta alla valorizzazione energetica dei rifiuti di natura organica, con produzione di bio-olio utilizzabile come combustibile o per produrre biocarburante di seconda generazione".

Note Modifica

  1. http://www.energoclub.it/doceboCms/page/49/Bio_energia.html
  2. http://www.daonline.info/archivio/22/pagine/art8_riqua.php
  3. http://www.eni.com/eni-award/ita/riconoscimenti-2011.shtml
  4. http://www.convegnonazionaleinnovazione.it/il-premio/i-premiati/

Collegamenti interni Modifica

Collegamenti esterni Modifica

Fonti Modifica



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