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5     STRATEGIE EU PER I BIOCARBURANTI 31

6     INFORMAZIONI TECNICHE UTILI PER LA DIFFUSIONE DEI BIOCARBURANTI 34

6.1      Confronto tra produzione centralizzata di biocarburanti e  produzione distribuita – L'esperienza della Lettonia.. 34

6.2      Produzione combinata di biodiesel/biogas in azienda agricola nel Regno Unito.. 36

6.3      Produzione di biodiesel su piccola scala in Svezia.. 37

6.4      Accordi contrattuali tra gli attori della catena dei biocarburanti – L'esempio spagnolo.. 37

6.4.1     Contratto per l’acquisto di materie prime per la produzione di biocarburanti 38

6.5      Normazione tecnica dei biocarburanti 42

6.5.1     Norme tecniche per il biodiesel 43

6.5.2     Norme tecniche per il bioetanolo. 43

6.5.3     Norme tecniche per l'olio di colza. 44

6.5.4     Norme tecniche per la glicerina. 44

6.5.5     Comitati Europei di normazione. 45

6.6      Problematiche su salute e sicurezza.. 45

6.6.1     Salute e Sicurezza per la produzione, conservazione e utilizzo del biodiesel 46

6.6.2     Conversione di Biogas in Biometano. 49

6.7      Utilizzo dei sottoprodotti 51

6.7.1     Panello grasso. 52

6.7.2     Glicerina. 53

6.7.3     Conversione dei veicoli da carburanti convenzionali ai biocarburanti 54

6.8      Utilizzo dell’Analisi del Ciclo di Vita (LCA) nelle strategie per i biocarburanti 58

6.8.1     LCA semplificata dal Bio-NETT. 60

6.8.2     Metodologia di calcolo dei gas serra (GHG) 62

6.9      Standard di sostenibilitA' per la Bioenergia

 

5 - STRATEGIE EU PER I BIOCARBURANTI

L'attuale politica comunitaria per l’energia ed il settore dei trasporti si basa su due documenti programmatici: il Libro Bianco (2001) sulla politica europea dei trasporti fino al 2010 e il Libro Verde (2006) sull’Energia (Una strategia europea per un’energia sostenibile, competitiva e sicura). Con il fine di contribuire alla riduzione delle emissioni di carbonio e al miglioramento dell’offerta dei biocarburanti, questi documenti fissano un obiettivo chiave: “il 20% dei combustibili utilizzati per il trasporto devono provenire da fonti alternative a partire dal 2020”. Dal breve al medio periodo queste alternative saranno biocarburanti e gas naturale compresso, mentre a lungo termine si prevede che l’idrogeno ricoprirà un ruolo sempre più importante. Per supportare lo sviluppo dei biocarburanti e  al fine di raggiungere l'obiettivo indicato, nel 2003 è stata emanata la Direttiva 2003/30/EC - Promozione dell'uso dei biocarburanti o di altri carburanti rinnovabili nei trasporti, che fissava l'obiettivo indicativo del 5,75% di biocarburanti in sostituzione dei corrispondenti fossili per il 31 dicembre 2010. L'applicazione più diffusa per questa Direttiva da parte degli Stati Membri è stato l'avvio di una politica incentivante per i biocarburanti e di obblighi per i fornitori di combustibili. Per sostenere l’utilizzo di incentivi la Commissione ha emanato anche la Direttiva 2003/96/EC che ristruttura il quadro comunitario per la tassazione dei prodotti energetici e dell'elettricità, che permette agli Stati Membri di usare differenti politiche fiscali per i biocarburanti, in modo da incoraggiarne la domanda.

Il 10 gennaio 2007 la Commissione ha presentato l’Analisi Strategica Europea sull’Energia. Come parte dell’Analisi, la Road Map sull’Energia Rinnovabile [COM (2006) 848] ha fissato una visione a lungo termine per le fonti di energia rinnovabile nell’Unione Europea proponendo l'obiettivo obbligatorio del 10% di biocarburanti in sostituzione di benzina e gasolio.

Nel 2003 è stato raggiunto un accordo per rivedere la Politica Agricola Comune (PAC), abbandonando di fatto le sovvenzioni basate sul tipo di coltivazioni per passare a contributi alle singole aziende agricole. Questa mossa è stata effettuata per responsabilizzare i coltivatori verso il mercato e per aumentare la diversificazione al fine di rinforzare l’economia rurale. Questo a sua volta consentirebbe di allargare lo sguardo su coltivazioni non strettamente legate all’uso alimentare, come la biomassa per l’utilizzo energetico e come biocombustibile.

Oltre ai contributi per singole aziende agricole, la riforma ha introdotto anche il cosiddetto "Energy Crop Aid" per supportare ulteriormente lo sviluppo del mercato della bioenergia. La Disposizione (EC) 1782/2003 (Capitolo 5, Art. 88-89) ha fissato questo sussidio a €45 ad ettaro, fino ad un massimo di 1,5 milioni di ettari in tutta Europa.

Tuttavia, nella sua proposta per un "Health Check" della PAC, la Commissione ha recentemente suggerito di abolire il sussidio per la coltivazione energetica e la messa a riposo del terreno (Set-Aside). Nello specifico, il 20 maggio 2008, la Commissione ha proposto una Disposizione del Consiglio per modifiche della PAC (COM (2008) 306 final)) nella quale si decide che, per via dei recenti sviluppi nel settore della bioenergia, e in particolare per la forte richiesta di tali prodotti nei mercati internazionali e per l’introduzione di obiettivi per la parte di bioenergia nel totale del combustibile per il 2020, non esiste una ragione sufficiente per garantire aiuti specifici per le coltivazioni energetiche. In altre parole viene proposta l’abolizione della Disposizione (EC) 1782/2003 anche se ad oggi tale disposizione continuerà a poter essere applicata anche nel 2009.

La Direttiva sui Biocarburanti

La Direttiva sui Biocarburanti (2003/30/EC) fissa un obiettivo indicativo, da raggiungere nel 2010, di introduzione di una quota di biocarburanti  pari al 5,75% di tutti i combustibili per il trasporto stradale; aggiunge inoltre un obiettivo intermedio pari al 2% per il 2005.

Uno studio sul Progresso nel raggiungere gli obiettivi prefissati, presentato dalla Commissione Europea nel gennaio 2007 (COM(2006) 845 final) mostra che nel 2005 solo Svezia e Germania hanno fatto i maggiori progressi e dovrebbero raggiungere gli obiettivi. Altri Paesi sono però ancora lontani e alcuni  non raggiungeranno gli obiettivi. In media quindi l’obiettivo del 2% per il 2005 è stato mancato tanto che non è certo il raggiungimento dell’obiettivo del 2010. Per questa ragione la Commissione sta studiando come rinforzare la Direttiva.

Il 23 gennaio 2008, la Commissione ha proposto una nuova bozza di direttiva per la promozione dell’energia da fonti rinnovabili ((COM2008) 19 final). La bozza proposta fissa obiettivi obbligatori per la parte di energia da fonti da fonti rinnovabili nel settore dei trasporti, con il minimo del 10% per il 2020 (Artic.3), e stabilisce criteri per la sostenibilità ambientale per i biocarburanti (Artic.15). Inoltre, prevede l’introduzione di miscele di biodiesel e gasolio del 7% e 10% per la fine del 2010 e 2014 rispettivamente, contro le attuali miscele al 5%, e la promozione di biocarburanti da rifiuti, residui, materiale cellulosico e lignocellulosico (biocarburanti di seconda generazione).

Una strategia europea sui biocarburanti

La “Strategia UE per i biocarburanti” (COM (2006) 34 final) sviluppata dalla Commissione Europea  è finalizzata a fornire supporto allo sviluppo dei mercati dei biocombustibili per il trasporto e comprende 7 principali linee politiche:

1) Stimolare la domanda per i biocarburanti. Oltre alla revisione della Direttiva Biocarburanti sono incoraggiati lo sviluppo di biocarburanti di seconda generazione e la promozione dell'acquisto di veicoli "puliti" ed efficienti da parte delle amministrazioni pubbliche.

2) Ottenere benefici ambientali. I tre punti chiave di questa linea sono: assicurarsi i benefici nei confronti dei gas serra e la sostenibilità della produzione della materia prima; tenere nella dovuta considerazione le emissioni di anidride carbonica causate dal trasporto; rivedere i limiti al contenuto di biocarburanti nelle miscele fissati dagli attuali standard.

3) Sviluppare la produzione e la distribuzione di biocarburanti. Si prevede di focalizzare l'attenzione sull'inserimento di coltivazioni energetiche (anche per biocarburanti) nelle politiche di sviluppo rurale a livello regionale e di scoraggiare le discriminazione verso i biocarburanti da parte dell’industria.

4) Espandere l’offerta di materie prime. L'obiettivo è spingere la coltivazione di colture zuccherine per uso energetico nei terreni posti a set-aside, rivedere gli schemi di aiuti alle colture energetiche, monitorare l’impatto dei biocarburanti sui prezzi delle materie prime e dei sottoprodotti, finanziare una campagna informativa in tema per il settore agricolo e forestale, sviluppare un Piano di Azione per la Silvicoltura e rivedere la legislazione in materia di sottoprodotti e rifiuti genereici ed animali.

5) Migliorare le opportunità di scambio specialmente per il bioetanolo e modificare l'attuale standard per il biodiesel troppo legato al colza come materia prima.

6) Supportare i Paesi in via di sviluppo mediante un pacchetto di assistenza per la diffusione dei biocarburanti e il supporto allo sviluppo di piattaforme nazionali e di piani di azione regionali sui biocombustibili.

7) Supporto alla ricerca e allo sviluppo finalizzato a promuovere le tecnologie di seconda generazione e il concetto di bioraffineria. Per incoraggiare tali azioni è stata incoraggiata la creazione di una Piattaforma Tecnologia Europea sui Biocarburanti.

6 - INFORMAZIONI TECNICHE UTILI PER LA DIFFUSIONE DEI BIOCARBURANTI

Nel presente capitolo sono riportate alcune informazioni tecniche generali utili per promuovere e diffondere l'utilizzo dei biocarburanti.

6.1      Confronto tra produzione centralizzata di biocarburanti e  produzione distribuita – L'esperienza della Lettonia

Per pianificare lo sviluppo di un sistema regionale/locale o per intraprendere un’attività relativa alla produzione di biocarburanti una delle prime scelte che si deve effettuare è quella relativa alla localizzazione degli impianti; questo significa decidere se realizzare più impianti di piccola taglia distribuiti sul territorio o impianti centralizzati di grande taglia. Generalmente la produzione di biodiesel è considerata economicamente sostenibile sia su piccola che su grande scala, mentre la produzione di bioetanolo è generalmente possibile solo su scala industriale. Tuttavia sono possibili anche combinazioni di sistemi centralizzati e decentralizzati, come nel caso di produzione decentralizzata di oli vegetali convogliati successivamente in un impianto centrale per la produzione di biodiesel.

La produzione decentralizzata di biocarburanti contribuisce alla diversificazione dell’economia agricola locale e quindi alla multifunzionalità delle imprese agricole. Inoltre, fornisce a soggetti singoli o consorziati (coltivatori, comunità locali) o ad aziende ed enti (pubblica amministrazione, compagnie di trasporto e di raccolta rifiuti, ecc.) l'opportunità di venire incontro a specifiche esigenze producendo in proprio il combustibile per i propri mezzi.

Di seguito viene confrontata la produzione centralizzata con la produzione distribuita di biocarburanti  proponendo come esempio un caso applicativo proveniente dalla Lettonia. Tuttavia, i risultati di questo studio possono essere applicati agli altri Stati dell’Unione Europea.

Un’analisi degli attuali investimenti sui biocarburanti e delle soluzioni tecniche utilizzate in Lettonia conferma che la produzione di biodiesel è economicamente sostenibile sia in piccoli impianti decentralizzati che in grandi impianti, mentre la produzione di bioetanolo è consigliabile solamente in grandi impianti a produzione centralizzata.

La maggioranza degli imprenditori considera gli impianti decentralizzati su piccola scala come opportunità per allargare il campo di azione e per incrementare la propria redditività. Spinte da queste considerazioni molte imprese che producono colza hanno iniziato a rifornire i loro mezzi (trattori o altri mezzi di lavoro e trasporto) con olio di colza autoprodotto. Inoltre, parecchie aziende produttrici di olio, anche alimentare hanno iniziato a considerare la possibilità di utilizzare in proprio per fini energetici i sottoprodotti della lavorazione delle materie prime (residui solidi quali borlande, DDGS, e altri sottoprodotti vegetali).

In Lettonia si sta seguendo la strada della produzione decentralizzata di biodiesel che si è dimostrata essere economicamente sostenibile anche se è in vista un cambiamento di rotta o per lo meno si prevede la costituzione di un sistema integrato. Ad oggi le aziende agricole, singole o contigue in un territorio ben definito e consorziate tra loro, producono semi oleaginosi che vengono successivamente conferiti in un impianto locale dove vengono trasformati in olio e successivamente in biodiesel. Allo stesso modo vengono gestiti i sottoprodotti del processo di produzione dell'olio e del biodiesel. Il panello grasso (sottoprodotto della spremitura meccanica dei semi oleosi) è utilizzato come mangime per il bestiame  mentre invece la glicerina è venduta ad impianti di conversione energetica (generalmente impianti di cogenerazione per la produzione combinata di energia elettrica e termica). In questo modo si sono venuti a costituire dei cicli produttivi chiusi con minimo impatto ambientale che consentono una buona redditività.

I principali svantaggi legati alla produzione decentralizzata di biodiesel e/o olio sono:

I principali vantaggi legati alla produzione decentralizzata di biodiesel e/o olio sono:

Come anticipato, nei prossimi anni in Lettonia si prevede la costruzione di impianti molto grandi per il trattamento del colza e per la produzione sia di olio che di biodiesel. La cooperazione tra impianti di produzione centralizzati e decentralizzati rappresenterà comunque un’interessante prospettiva. Gli impianti decentralizzati potranno vendere i loro prodotti (oli grezzi o raffinati) alle industrie centralizzate che, con economie di scala migliori, possono produrre biodiesel e proporsi come controparte forte sul mercato degli utilizzatori finali. Il sistema potrebbe anche evolvere verso una collaborazione extrafrontaliera con gli Stati confinanti dove potrebbero essere esportate le produzioni decentralizzate locali.

6.2      Produzione combinata di biodiesel/biogas in azienda agricola nel Regno Unito

Lo “Studio sul potenziale di sistemi di energia rinnovabile basati su biodiesel e biogas nell'ambito delle aziende agricole”, prodotto dalla Green Fuels Ltd (http://www.greenfuels.co.uk/) identifica nuove opportunità per i coltivatori grazie alla produzione combinata di biodiesel/biogas a livello di singola azienda agricola, alla produzione di energia in loco, allo sviluppo di coltivazioni in grado di fornire energia e residui per un più efficiente sistema integrato. Il motivo principale dell’utilizzo della combinazione di queste due tecnologie risiede nel fatto che l’utilizzo della glicerina, sottoprodotto del processo di produzione del biodiesel, nella produzione di biogas fornisce un significativo (fino al 100%) incremento nella produzione di gas per la successiva generazione di energia elettrica. Questa combinazione è utilizzata frequentemente in Germania.

biodiesel production, fuel, vegetable oilL’opportunità sta nell’identificare quanti più processi di produzione e consumo a circolo chiuso possibili. La vicinanza alla fonte di materia prima è un dei punti più critici. Per esempio nel caso di uno studio focalizzato su Gloucester, in Inghilterra, a causa degli elevati quantitativi di refluo disponibile è stato necessario che la localizzazione dell'impianto di digestione anaerobica fosse prevista più vicina possibile alla fonte di materia prima per evitare elevati costi di trasporto, nonostante l'impianto sarà in grado di trattare anche altri materiali provenienti da fornitori più distanti. Per quanto riguarda l'impianto di produzione di biodiesel, non è necessario che sia collocato nei pressi dell'impianto di biogas, dato che l'unico apporto al sistema è dato dal conferimento della glicerina e di una eventuale quota di biocarburante nel caso venga utilizzato un cogeneratore dual fuel. In questo caso è molto più importante che l’impianto per la produzione di biodiesel sia dislocato il più centralmente possibile rispetto al territorio dove viene coltivato l’olio, di colza nel caso specifico. In ogni caso nella situazione specifica di Gloucester, la distanza prevista tra i due impianti è inferiore ai 2 chilometri. Uno dei principali benefici "derivati" da questo sistema è la vicinanza dei terreni su cui si può spandere l'effluente (digestato) prodotto dall'impianto di digestione anaerobica.

Lo studio ha confermato che la sostenibilità economica di tale sistema integrato in un ben definito territorio rurale, con gli attuali prezzi dei carburanti, è evidente per impianti di taglia media mentre è marginale, anche se sempre positiva, per sistemi di piccola taglia.

6.3      Produzione di biodiesel su piccola scala in Svezia

Le attuali tecnologie permettono la produzione di biodiesel su piccola scala. Queste tecnologie sono indicate per gruppi o compagnie che desiderano ridurre il costo dei consumi di combustibile o, avendo a disposizione la materia prima, diversificare le loro attività producendo in proprio il biodiesel. Per esempio imprenditori agricoli singoli o consorziati, piccole comunità o società di trasporto locale, ecc.

Interessante è l'esempio di AGERATEC, una società svedese che ha sviluppato un sistema per la produzione di biodiesel su piccola scala. I sistemi della AGERATEC possono produrre biodiesel utilizzando una grande varietà di materie prime passando facilmente da un materiale ad un altro e hanno una capacità produttiva tra i 1.000 e 66.000 litri di biodiesel al giorno (circa1-66 tonnellate/giorno).

L’impianto di trattamento degli oli è assemblato su container e quindi è possibile installarlo direttamente in loco collegandolo ai serbatoi di stoccaggio del prodotto finito e all'impianto elettrico. Questi sistemi, come tutti gli impianti di biodiesel, non producono rifiuti e non consumano acqua, mentre l’unico sottoprodotto è la glicerina; inoltre hanno un’alta buona efficienza energetica, consumando 55 Watt per litro di biodiesel. Il costo totale della produzione di biodiesel è circa 0,15-0,20 €/litro per un sistema di piccola taglia, e 0,10-0,13 €/litro per un impianto medio. Per ulteriori informazioni: http://www.ageratec.com/index.asp?page=&lang=EN

6.4      Accordi contrattuali tra gli attori della catena dei biocarburanti – L'esempio spagnolo

La qualità degli accordi contrattuali tra le diverse parti della catena è essenziale per assicurare sia la sostenibilità economica sia la redistribuzione dei costi e dei benefici economici lungo la catena stessa.

A questo si aggiunge che gli accordi contrattuali sono spesso utilizzati come strumenti legislativi per incoraggiare la coltivazione locale di coltivazioni energetiche e l’utilizzo di materie prime locali nella produzione di biocarburanti. Per esempio la Disposizione del Consiglio EU n. 1782/2008 (Articolo 90) pone come requisito per la garanzia dell’Energy Crop Aid, pari a 45€ all’ettaro, l’esistenza di accordi contrattuali tra il coltivatore e l’industria di lavorazione.

La produzione e la distribuzione dei biocarburanti è un nuovo settore industriale/commerciale che sempre più spesso unisce tra loro attori che non hanno mai avuto relazioni economiche; è il caso del settore agricolo che fornisce direttamente carburanti per il settore terziario o per la pubblica amministrazione. In questo contesto quindi dei modelli di accordi contrattuali possono aiutare a gestire e organizzare meglio la filiera. In tal senso, di seguito, sono elencate le problematiche principali da considerare quando si deve stipulare un contratto tra coltivatori e industria di lavorazione o tra aziende di trasporto e fornitori di biocarburanti. 

6.4.1    Contratto per l’acquisto di materie prime per la produzione di biocarburanti

Di seguito sono elencati, non in ordine di importanza, i punti essenziali che dovrebbero essere inseriti in un accordo contrattuale tra agricoltore e industria di lavorazione:

        durata del contratto, solitamente coincide con la durata della stagione di coltivazione, ma sarebbe preferibile avere un contratto articolato su più anni per garantire entrambe le parti;

        tipo di coltura (p.e. Colza, Brassica Carinata, Girasole, Girasole alto oleico, ecc) e area (ettari) ad essa destinata, caratteristiche della materia prima (semi, olio grezzo, ecc.) che verrà conferita all'azienda di trasformazione;

        impegno del produttore ad applicare ogni tecnica necessaria per assicurare la produzione di materiale di alta qualità (buone pratiche agricole);

        impegno del produttore a conferire e vendere l'intera produzione all'industria di lavorazione;

        le modalità di conferimento del prodotto (quantità - t/ha e ha - e tempistica - mese) basandosi sulla produttività media delle varietà coltivate e sulle epoche di raccolta indicative per l'area geografica interessata dal contratto;

        impegno dell’industria di lavorazione a ritirare ed acquistare l'intera produzione definita nel contratto e ad utilizzarla per specifici prodotti energetici;

        definizione della tipologia di prodotti energetici finali (p. es. olio, biodiesel, bioetanolo);

        definizione degli standard di qualità per la materia prima da conferire (per es. umidità (%), impurità (%), contenuto di oli (%), acidità (%));

        modalità e scadenze di pagamento;

        modalità legali di risoluzione delle controversie in caso di non soddisfacimento dell’accordo da parte di una delle parti contrattuali;

        definizione del prezzo di acquisto della materia prima; il prezzo di acquisto può essere fisso, cioè definito in anticipo concordemente tra le parti e scritto nel contratto, oppure calcolato con un algoritmo ugualmente concordato e basato su parametri specifici. In Spagna, per esempio, sono utilizzate le seguenti metodologie:

Calcolo del prezzo di acquisto del colza:

Dove:

α e b sono parametri da definire nel contratto (α+b>0)

PrF: Prezzo finale del prodotto conferito/ritirato.

PrB: Prezzo di base. E' il prezzo della quotazione Platts da GO 0,2 NWE CIF (€/t) preso come valore di riferimento e definita nell’accordo contrattuale.

PrP: Prezzo di periodo. E' il prezzo medio della quotazione Platts da GO 0,2 NWE CIF (€/t), in un determinato periodo di tempo definito nell’accordo contrattuale.

PrA: Prezzo di Amburgo è il prezzo (€/t) di quotazione del CIF della colza sul mercato di Amburgo, in un determinato periodo di tempo definito nell’accordo contrattuale.

Calcolo del prezzo di acquisto di girasole:

Dove:

α e b sono parametri da definire nel contratto (α+b>0)

PrF: Prezzo finale del prodotto conferito/ritirato.

PrB: Prezzo di base. E' il prezzo della quotazione Platts da GO 0,2 NWE CIF (€/t) preso come valore di riferimento e definita nell’accordo contrattuale.

PrP: Prezzo di periodo. E' il prezzo medio della quotazione Platts da GO 0,2 NWE CIF (€/tn), in un determinato periodo di tempo definito nell’accordo contrattuale.

PrA: Prezzo Spagnolo. E' il prezzo (€/tn) della quotazione CIF di girasole sul mercato Spagnolo, in un determinato periodo di tempo definito nell’accordo contrattuale.

I prezzi calcolati in accordo con i metodi descritti sopra sono ulteriormente modificati in base alla qualità del prodotto conferito sulla base di tabelle ufficiali per la correzione dei prezzi, di cui se ne riporta un esempio nei prospetti seguenti (Spagna ORDEN APA/779/2007 del 6 Marzo 2007):

Tabella di correzione dei prezzi in base a umidità, impurità e acidità

 

Tabella di correzione dei prezzi in base al contenuto di olio

Umidità (%)

Correzione del prezzo

 

Contenuto di oli

Correzione del prezzo

6,00 - 7,00

3,00

 

38,00

-3,00

8,01 - 8,99

2,00

 

38,70

-1,95

9,01 - 10,00

-1,50

 

39,60

-0,60

10,01 - 11,00

-3,00

 

40,00

-

La modifica del prezzo per  impurità< 2% è proporzionalmente lineare (1:1), mentre per l’acidità diminuisce in proporzione 2:1, con il 2% di base

 

40,60

0,90

41,40

2,10

42,20

3,30

43,00

4,50

Aspetti essenziali da considerare per la stesura di contratti e capitolati di fornitura di biocarburanti (biodiesel e olio vegetale)

Di seguito vengono elencati, non in ordine di importanza, i principali punti che si ritiene debbano essere affrontati durante la stesura di un contratto o di un capitolato per la fornitura di biocarburanti per flotte di veicoli. Le considerazioni esposte sono relative all'olio vegetale e al biodiesel, ma si sottolinea come ad oggi in Italia, l'impiego di olio vegetale puro per autotrazione sia vietato.

1. Compatibilità dei veicoli all'uso di Biodiesel e Olio Vegetale

Olio - Per essere alimentati con olio vegetale i veicoli necessitano di un kit di conversione in grado di gestire la maggiore viscosità del biocarburante e di evitare problemi di accensione a basse temperature dovuta alla solidificazione dell'olio.

Biodiesel - La maggior parte dei nuovi motori a ciclo diesel non richiede particolari modifiche per utilizzare biodiesel, dato che la sua viscosità è abbastanza simile a quella del gasolio minerale. Il biodiesel però a causa del suo elevato potere solvente non dovrebbe essere utilizzato puro (al 100%) nei motori con guarnizioni e componenti plastici a base di gomme che potrebbero venire intaccati e deteriorati. Il problema non si manifesta invece per miscele di biodiesel inferiori al 25%. Indicativamente comunque i motori fabbricati dopo il 1995 non dovrebbero presentare tale problematica anche se è sempre meglio assicurarsi che i loro componenti siano compatibili contattando direttamente la casa costruttrice.

2. Garanzie assicurative

Olio – Attualmente nessuna industria automobilistica fornisce una garanzia che copra i danni al veicolo conseguenti all'impiego di olio vegetale. Attualmente però i veicoli che vengono convertiti all'utilizzo di olio sono quelli con un elevato numero di chilometri alle spalle e quindi hanno già superato i termini per la copertura. E' importante però sottolineare che generalmente i fornitori di kit di conversione per passare da gasolio a olio, offrono una garanzia per qualsiasi problema causato dal kit stesso.

Biodiesel – Le comuni garanzie sui veicoli coprono l'utilizzo di miscele fino al 5% di biodiesel in quanto tale percentuale è ammessa come additivazione del gasolio. Alcune industrie automobilistiche estendono la garanzia ai veicoli anche nel caso di utilizzo di miscele con un maggior contenuto di biodiesel (fino al 30% in alcuni casi). E' comunque buona norma accertarsi dell'effettiva estensione della garanzia per l'utilizzo di miscele con titolo in biodiesel superiore al 5% prima di utilizzare il biocarburante. Si sottolinea infatti che utilizzare miscele non autorizzate dal costruttore annulla tutte le garanzie.

 3. Prezzo del carburante

Così come nella fornitura di combustibili minerali, il prezzo del biocarburante dovrebbe essere trasparente ed essere diviso in costi di trasporto e costi di stoccaggio, soprattutto se quest'ultimo è gestito dal fornitore e non dall'utente.

Poiché i prezzi dell'olio vegetale e del biodiesel variano anche in funzione della disponibilità di materia prima, come i semi di colza, si ritiene importante, sia per chi vende che per chi acquista, fissare un contratto a prezzo fisso per un periodo di almeno 2 mesi. Inoltre è necessario assicurarsi che il fornitore di biocarburanti abbia assolto tutti gli obblighi fiscali relativi allo specifico prodotto onde evitare problemi o contenziosi successivi.

4. Qualità del carburante

La qualità del biocarburante è un aspetto fondamentale per consentire forniture esenti da possibili inconvenienti tecnici ed evitare problemi con le garanzie dei veicoli e dei loro componenti. Da questo punto di vista un grande aiuto viene fornito dalle norme tecniche.

a) Olio Vegetale Puro. Attualmente l'unica norma ufficiale è la tedesca DIN 51605 che  viene considerata come riferimento per il mercato anche in altri paesi EU; spesso viene chiesto al fornitore un Certificato di Conformità alle specifiche definite dalla DIN 51605.

b) Biodiesel. Il biodiesel deve essere conforme allo standard europeo EN 14214. LA versione italiana e la UNI EN 14214; anche in questo caso il fornitore deve assicurare la conformità alla norma di riferimento.

5. Consegna del carburante

Le modalità di consegna del combustibile sono un altro punto importante da prendere in considerazione. E' consigliabile infatti definire in che modo e in quali quantità verrà consegnato il combustibile, assicurarsi che i costi di consegna siano specificati e inclusi nell'offerta e nel contratto, definire in anticipo quale metodologia e mezzi di consegna verranno utilizzati in modo da predisporre adeguati sistemi di stoccaggio.

6. Deposito del carburante

Il deposito dei biocarburanti deve essere realizzato in modo tale da garantire la miglior conservazione possibile del prodotto. Questo significa evitare il contatto con aria e l'esposizione ai raggi ultravioletti che provocherebbero una prematura ossidazione del biocarburante e con acqua (piovana o sottoforma di vapore e condensa) che potrebbe provocarne la degradazione e creare successivi problemi durante l'utilizzo. In generale gli oli vegetali sono più sensibili, rispetto al biodiesel, a questi fattori, ma è comunque importante non sottovalutarli anche nel secondo caso.

Il biodiesel è facilmente stoccabile nelle stesse strutture e con le stesse procedure utilizzate per il gasolio minerale; deve essere conservato in ambiente pulito, asciutto e al buio. I principali materiali utilizzati per i serbatoi di stoccaggio sono: alluminio, acciaio, polietilene fluorurato e teflon. Rame, ottone, piombo, latta e zinco dovrebbero invece essere evitati per via della natura corrosiva del biodiesel.

7. Durata del prodotto

L'olio vegetale è altamente biodegradabile ed ha una durata limitata nel tempo, quindi non dovrebbe essere conservato per più di 6 mesi al massimo, meglio 3, passati i quali l'ossidazione e la degradazione naturale a cui va incontro lo renderebbero poco idoneo all'utilizzo. 

Anche il biodiesel è altamente biodegradabile ma ha una durata superiore all'olio vegetale puro, in quanto può venir additivato con prodotti specifici che prevengono fenomeni ossidativi e degradativi; in ogni caso è opportuno evitare lunghi periodi di stoccaggio, superiori ai 6 mesi.

Sulla base delle considerazioni sopra esposte è consigliabile pianificare in modo opportuno le consegne di prodotto e gli stoccaggi  in modo da rispettare i  tempi di conservazione.

6.5      Normazione tecnica dei biocarburanti

Per assicurare in tutto il territorio europeo la più ampia diffusione e utilizzabilità dei biocarburanti, la qualità di questi ultimi dovrebbe essere identica in ogni Paese. Inoltre il biocombustibile dovrebbe avere caratteristiche tali da soddisfare sia requisiti richiesti dai produttori di veicoli e che i requisiti di emissione in atmosfera fissati dalla CE, sempre più stringenti. Per questa ragione il Comitato Europeo per la Standardizzazione (CEN) ha pubblicato delle norme tecniche che fissano le caratteristiche chimico-fisiche per il biodiesel da autotrazione (EN 14214), per il bioetanolo in miscela all'85% - E85 (CWA 15293) e per il bioetanolo in miscela al 5% - E5 (EN 15376). Recentemente tali documenti sono stati posti in revisione per adattarli allo sviluppo tecnologico e all'ingresso sul mercato di nuove materie prime.

Le norme tecniche sono documenti ad adozione volontaria e quindi non cogenti e sono ufficialmente disponibili per tutti gli interessati. Infatti le norme tecniche sviluppate dal CEN sono formalmente adottate dagli Enti Nazionali di Standardizzazione (per l'Italia l'UNI).

Oltre alle norme citate sopra, sviluppate a livello europeo, gli Enti di Standardizzazione Nazionali possono adottare proprie norme tecniche quando su uno specifico prodotto manca un riferimento europeo e quindi per venire incontro a esigenze locali (leggi o decreti nazionali). Per esempio in Germania è stato adottato uno standard sull’olio combustibile vegetale di colza (DIN V 51605), e in Italia è disponibile una norma (UNI/TS 11163, attualmente in revisione) sui sottoprodotti provenienti dalla produzione di oli vegetali combustibili e di biodiesel, come il glicerolo, per il loro utilizzo come carburanti ai fini della produzione di energia termica e/o elettrica.

Come anticipato, numerose sono le norme tecniche che definiscono le caratteristiche chimico-fisiche dei biocarburanti.

6.5.1    Norme tecniche per il biodiesel

EN 14214:2008

Titolo Combustibili per autotrazione – Esteri metilici di acidi grassi (FAME) per motori diesel – Requisiti e metodi di prova

Copyright: UNI – Ente Nazionale Italiano di Unificazione – www.uni.com

Questa  norma tecnica definisce i requisiti e i metodi di prova per il biodiesel, definito come estere metilico di acidi grassi (FAME), commercializzato e distribuito per essere utilizzato sia alla concentrazione del 100% che in miscela con il gasolio per la produzione di combustibile per motori diesel in conformità ai requisiti della norma UNI EN 590.

La UNI EN 14214 è attualmente in fase di recepimento a livello nazionale come UNI EN 14214 che si ritiene possa essere disponibile per il mercato locale entro i primi mesi del 2009. Per questa ragione attualmente in Italia è in vigore la versione precedente UNI EN 14214:2004

Si segnala inoltre l'esistenza della UNI EN 14214:2003 Combustibili per riscaldamento - Esteri metilici di acidi grassi (FAME) - Requisiti e metodi di prova.

6.5.2    Norme tecniche per il bioetanolo

UNI EN 15376:2008

Titolo Combustibili per autotrazione – Etanolo come componente della benzina – Requisiti e metodi di prova

Copyright: UNI – Ente Nazionale Italiano di Unificazione – www.uni.com

La norma specifica i requisiti e metodi di prova per l'etanolo commercializzato e distribuito da utilizzare come componente, in percentuale massima del 5%, del combustibile per veicoli con motore a benzina in conformità con i requisiti della norma UNI EN 228. Una nuova versione della norma è tuttora in uno stadio iniziale di revisione per ampliare lo scopo a tutti i gradi di miscela.

CWA 15293: 2005

Title Combustibili per autotrazione – Etanolo E85 – Requisiti e metodi di prova

Copyright: CEN – Comitato Europeo per la Standardizzazione – Enti Nazionali di Standardizzazione

Questo CEN Workshop Agreement non è una norma tecnica come le precedenti anche se è stato elaborato nello stesso ambito. Il suo valore normativo è quindi inferiore. Il CWA specifica i requisiti e i metodi di prova per l’Etanolo E85 commercializzato e distribuito nel territorio della UE. È applicabile all’Etanolo E85 per l’utilizzo nei veicoli con motore ad accensione per scintilla progettati per operare con questo tipo di etanolo. L’Etanolo E85 è una miscela di etanolo all’85% ed benzina. Questo CWA è in fase di revisione per essere convertito in una norma EN.

6.5.3    Norme tecniche per l'olio di colza

In Germania è stato adottato uno standard per permettere l’utilizzo di olio di colza come carburante per motori. Lo standard è stato proposto dall’Istituto Nazionale Bavarese per l’Ingegneria Agricola e dall’Università Tecnica di Monaco (Weihenstephan), ed è ora disponibile come DIN V 51605.

Per motivi di copyright in tabella viene illustrata solo un estratto dello Standard.

Proprietà/Contenuti

Unità

Valore limitante

Min.

Max.

Proprietà caratteristiche dell’olio di colza

Densità (15OC)

Kg/m3

900

930

Valore calorifico

KJ/kg

35000

 

Contenuto di zolfo

Mg/kg

 

20

Contenuto d’acqua

Massa %

 

0.075

6.5.4    Norme tecniche per la glicerina

UNI TS 11163

Titolo Oli e grassi vegetali e loro sottoprodotti e derivati utilizzati come combustibili er la produzione di energia – Specifiche e classificazione

Copyright: UNI – Ente Nazionale Italiano di Unificazione – www.uni.com

Questa specifica tecnica definisce la classificazione e le specifiche degli oli vegetali e dei loro principali sottoprodotti e derivati ai fini del loro utilizzo quali combustibili per impianti con rendimento nominale di energia termica superiore a 3 MW.

La norma è protetta da copyright, tuttavia, per fini divulgativi, si ritiene utile citare alcuni dati relativi alle caratteristiche della glicerina, quale sottoprodotto della lavorazione del biodiesel. Si segnala inoltre che questa norma sta per essere sostituita da una versione più completa che include anche i prodotti di origine animale e che verrà pubblicata entro l'estate del 2009.

Proprietà

Unità

Valore limitante

Min.

Max.

Glicerolo

%  (ml  m)

50

 

Temperatura di infiammabilità

°C

60

 

Valore calorifico netto

MJ/kg

10

 

Contenuto di zolfo

%  (ml  m)

 

0,1

Contenuto d’acqua

%  (ml  m)

 

50

6.5.5    Comitati Europei di Normazione

Le norme tecniche europee possono essere acquistate presso le sedi e i siti web degli enti di normazione nazionale, membri del CEN, unici autorizzati alla loro vendita. L'elenco aggiornato degli enti nazionali di normazione, consultabile on line al seguente link: http://www.cen.eu/catweb/cwen.htm, è riportato nella tabella seguente. In una ulteriore tabella sono riportati gli enti nazionali di normazione e i codici delle rispettive norme tecniche, recepimento nazionale delle EN 14214, CWA 15293, EN 15376.

CEN - Comitato Europeo per la Standardizzazione

http://www.cen.eu/

AENORAssociazione Spagnola per la Standardizzazione e la Certificazione               

http://www.aenor.es/

BDS - Istituto Bulgaro per la Standardizzazione

http://www.bds-bg.org/

BSI – Ente di Standardizzazione Britannico

http://www.bsigroup.com/

ELOT Organismo Ellenico per la Standardizzazione  

http://www.elot.gr/

LVS Istituto di Standardizzazione Lettone

http://www.lvs.lv/

NSAI - Autorità Nazionale di Standardizzazione Irlandese

http://www.nsai.ie/

PKNComitato Polacco per la Standardizzazione

http://www.pkn.pl/

SISIstituto Svedese per gli Standard

http://www.sis.se/

UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione

http://www.uni.com/

6.6      Problematiche su salute e sicurezza

La Direttiva 2001/58/CE “Direttiva 2001/58/CE della Commissione del 27 luglio 2001 che modifica per la seconda volta la direttiva 91/155/CEE che definisce e fissa le modalità del sistema di informazione specifica concernente i preparati pericolosi ai sensi dell'articolo 14 della direttiva 1999/45/CE del Parlamento europeo e del Consiglio nonché quelle relative alle sostanze pericolose conformemente all'articolo 27 della direttiva 67/548/CEE del Consiglio (Schede Dati di Sicurezza)”  definisce il contenuto delle Schede Dati di Sicurezza per ogni preparato pericoloso. Qualsiasi produttore di materiale pericoloso deve compilare le schede specifiche in accordo con la Direttiva.

Una copia della Direttiva può essere scaricata dal sito internet della EUR-Lex:

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2001:212:0024:0033:EN:PDF

Un interessante studio in materia è il descritto ne Report Concawe 5/02 “Amended safety data sheet directive (2001/58/EC)”, scaricabile dal sito www.concawe.org

La produzione, la conservazione e l’utilizzo di biocarburanti implicano il trattamento di prodotti potenzialmente pericolosi, quindi la loro gestione rientra nel campo di applicazione della Direttiva 2001/58/CE.

Altri interessanti esempi di Schede Dati sulla Sicurezza per Biodiesel e Bioetanolo si possono scaricare nei seguenti siti:

http://www.biodieselgear.com/documentation/. La scheda Biodiesel reperibile a questo link non è conforme alla Direttiva 2001/58/CE, ma costituisce comunque un utile esempio.

Un altro esempio sul biodiesel è scaricabile al seguente link:

http://ptcl.chem.ox.ac.uk/~hmc/hsci/chemicals/biodiesel.html

Altre interessanti schede sulla Sicurezza possono essere scaricate da  http://www.distill.com/materialsafety/ , il sito di riferimento per distillerie ed impianti per l’etanolo.

Un esempio interessante relativo all'etanolo è disponibile su un sito degli Stati Uniti: http://www.biodieselgear.com/documentation/ethanol.html.

Nell’ambito del Progetto BioNETT, un opuscolo su salute e sicurezza per la produzione, stoccaggio e utilizzo del biodiesel è stato elaborato dal NELEEAC-North East London Energy Efficiency Advice Centre. Un breve riassunto è riportato nel capitolo seguente.

L’opuscolo completo può essere scaricato dal sito del progetto BioNETT: http://www.bio-nett.org/ o può essere richiesto contattando direttamente la NELEEAC: http://www.lessenergy.co.uk/NELEEAC_business.htm

6.6.1    Salute e Sicurezza per la produzione, conservazione e utilizzo del biodiesel

Uso e conservazione del metanolo (infiammabile e tossico)

Le principali precauzioni da osservare sono a carico dei sistemi di stoccaggio: si deve evitare il riempimento eccessivo dei serbatoi e si deve controllare che le valvole del serbatoio da cui è prelevato il prodotto siano chiuse quando non in funzionen. Inoltre, per evitare scariche elettrostatiche, non devono essere effettuate verifiche manuali o campionamenti durante le operazioni di riempimento o entro i successivi 30 minuti.

Conservazione e trasporto del biodiesel

Il biodiesel è un prodotto non-tossico, biodegradabile e meno irritante per la pelle rispetto al gasolio comune. Tuttavia, le stesse regole di sicurezza riguardanti il gasolio minerale devono essere applicate anche alla conservazione, al trasporto e all'utilizzo di biodiesel, con particolare riferimento alle seguenti:

Trasporto del biodiesel

Il biodiesel, per via del suo alto punto di infiammabilità, è considerato prodotto non infiammabile anche se è classificato come combustibile/carburante al pari dell’olio vegetale da cui deriva. Per questo, il suo trasporto, nel caso di miscele ad alto tenore di biodiesel, può essere gestito come per l’olio vegetale. Infatti le miscele a basso contenuto, come per esempio il B20, devono essere gestite come il gasolio comune.

Conservazione del biodiesel - Serbatoi

I serbatoi per la conservazione del biodiesel possono essere realizzati principalmente in acciaio dolce, acciaio inossidabile, polietilene fluorurato, polipropilene fluorinato e Teflon. Al contrario, metalli non ferrosi come l’alluminio tendono a reagire con il biodiesel (per via dell’azione corrosiva di quest'ultimo). Per la stessa ragione alcune tipologie di gomme non possono essere utilizzate se non con miscele a basso (<20%) contenuto di biodiesel.

Come per il metanolo, i serbatoi per il biodiesel devono essere ben sigillati e le valvole chiuse quando non sono utilizzate per evitare esalazioni dei vapori del prodotto.

Deve essere garantita la tenuta del serbatoio e dei suoi componenti contro infiltrazioni di acqua che possono provocare la degradazione del prodotto, la crescita di alghe o la corrosione delle pareti metalliche.

La fluidità del prodotto a basse temperature, importante per le linee di alimentazione e per il dimensionamento delle tubazioni, è generalmente garantita dal fornitore se vi è un riferimento alla normativa di prodotto ed è ottenuta grazie all'impiego di specifici additivi, ma è bene informarsi prima di sottoscrivere i contratti di fornitura. 

Devono essere adottati specifici accorgimenti in fase di riempimento dei serbatoi; per evitare di provocare scariche statiche, pericolose in presenza di vapori infiammabili, nel corso di queste operazioni la velocità di riempimento non deve superare 1 m/s fino a quando il punto di immissione non sia completamente sommerso; successivamente la velocità di riempimento deve essere tale da non causare turbolenze.

Le miscele di biodiesel e gasolio dovrebbero essere prodotte quando le temperature dei carburanti sono superiori ai 4,4°C. Inoltre se viene effettuato lo splash blending (miscelazione per caduta diretta nel serbatoio), il biodiesel deve essere immesso solo dopo il gasolio altrimenti la minor densità di quest'ultimo non consentirebbe una buona miscelazione.

Conservazione del Biodiesel - Edifici

Come per il gasolio minerale, il biodiesel deve essere conservato in ambiente pulito, privo di umidità e al buio.

Per questa ragione gli edifici all'interno dei quali si produce e si conserva il biodiesel devono essere adeguatamente ventilati (naturalmente o mediante impianti di ventilazione forzata) e devono preferibilmente essere costruiti sopra il livello del terreno se non è presente una ventilazione sufficiente a prevenire l’accumulo di vapore tossico o infiammabile.

Le aree dove sono gestiti e conservati prodotti infiammabili o combustibili sono considerate aree pericolose per i rischi di incendio ed esplosione e per questo sono sottoposte a specifica regolamentazione (Direttiva 94/9/CE concernente il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative agli apparecchi e sistemi di protezione destinati a essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva – Direttiva ATEX). In linea generale per provocare un’esplosione devono essere presenti contemporaneamente le seguenti condizioni: un gas o vapore infiammabile miscelato ad aria nelle proporzioni stechiometriche ottimali per produrre la miscela aria-gas infiammabile o esplosiva e un mezzo di ignizione, generalmente una fonte di scariche elettriche o scintille. È possibile determinare fino a che punto un’area può essere a rischio in funzione della quantità di prodotto infiammabile o del flusso dello stesso, delle condizioni del fluido (p.e. liquido o gassoso, temperatura e caratteristiche fisiche del prodotto) della temperatura ambiente del locale e del grado di ventilazione.

Utilizzando questi criteri, le aree a rischio possono essere differenziate in aree a rischio elevato, nelle quali una miscela esplosiva gas/vapore-aria può essere presente in modo continuo in uno spazio chiuso e dove deve essere evitata qualsiasi fonte di ignizione,  e in aree non rischiose, dove le restrizioni di cui sopra non sono applicate in quanto ad esempio la buona ventilazione non consente il formarsi della miscela esplosiva.

In generale, gli edifici dove sono conservati e gestiti metanolo e biodiesel non devono essere riscaldati. Se il riscaldamento è necessario è opportuno che vengano utilizzati impianti che non costituiscono una fonte di ignizione.

I materiali utilizzati negli impianti di produzione e conservazione devono essere resistenti al fuoco e i materiali per la costruzione di apparecchiature devono essere non-combustibili. I pavimenti possono essere piastrellati o ricoperti di cemento ma nelle zone di stoccaggio o dove sono possibili sversamenti è necessario ricorrere a bacini di contenimento e pavimentazioni in acciaio o in altri materiali aventi le stesse caratteristiche.

Un aspetto molto importante da considerare, infatti, è quello delle possibili fuoriuscite di prodotto dai serbatoi di stoccaggio, dalle tubazioni o dagli impianti. In caso di emergenza per bloccare il flusso delle fuoriuscite è possibile utilizzare terra, sabbia o materiali assorbenti specifici. In ogni caso è necessario che il materiale utilizzato e gli eventuali mezzi e strumenti necessari per la sua gestione siano facilmente accessibili. Ulteriore avvertenza è quella di non utilizzare mai detergenti o tensioattivi per disperdere sversamenti di prodotto.

In generale si consiglia di definire ed adottare delle procedure specifiche per far fronte a tutte le emergenze citate.

Come ultima nota si evidenzia che le misure di sicurezza descritte per il biodiesel sono applicabili anche al metanolo, specialmente per quanto riguarda i rischi di incendio ed esplosione.

6.6.2    Conversione di Biogas in Biometano

Il biogas prodotto dal trattamento anaerobico dei fanghi provenienti dalla depurazione di acque di scarico e dei reflui zootecnici rappresenta una valida fonte di energia sostenibile. Tuttavia, per poter utilizzare il biogas come combustibile per i veicoli è necessario purificare e concentrare il biogas “grezzo” in biometano. Il biogas convertito ha le stesse caratteristiche del gas naturale e quindi, allo stesso modo, può essere utilizzato come carburante per autotrazione o come combustibile da immettere nella rete distribuzione del gas naturale.

Le fasi principali del processo di purificazione del biogas sono le seguenti:

·        Rimozione dei composti solforati (H2S)

·        Rimozione dell'anidride carbonica (CO2)

·        Compressione e rimozione dell'umidità

·        Odorizzazione

Informazioni tecniche utili su come convertire il biogas “grezzo” in biometano possono essere reperite nel sito internet della Läckeby Water Group: www.lackebywatergroup.com, http://www.lackebywater.se/inc/pdf/en_purac_cooab.pdf.

Solitamente le varie sezioni di un impianto di raffinazione (conversione) del biogas in biometano sono costruite separatamente e in seguito assemblate presso il sito del committente. La società Malberg Water AB ha sviluppato un impianto di conversione compatto e prefabbricato, assemblato in loco in un edificio apposito, isolato, ventilato e rivestito in acciaio. Questo edificio ha tre stanze distinte – per il trattamento, il pompaggio e l’approvvigionamento di energia. Le stazioni di rifornimento sono installate in costruzioni prefabbricate o integrate nell’impianto di purificazione del gas.

Il rifornimento è consentito da un distributore automatico oppure da un sistema di rifornimento lento; esistono anche soluzioni basate su stazioni di rifornimento mobili.

Per ulteriori informazioni si consiglia di visitare i seguenti siti:

www.malmberg.se e

http://www.malmberg.se/module/file/file.asp?XModuleId=6793&FileId=12379

Di seguito sono descritti tre casi studio realizzati in Svezia focalizzati sulla conversione da biogas a biometano per l’utilizzo come biocarburante nei veicoli.

Raffinazione di biogas nell’impianto di trattamento delle acque di scarico di Henriksdal WWTP - Svezia

La Stockholm Water Ltd ha realizzato un impianto per la digestione dei fanghi da depurazione delle acque di scarico dell'impianto di Henriksdal integrandolo con un sistema di raffinazione, basato su tecniche di "scrubbing" mediante acqua, e compressione del biogas prodotto in biometano per l'alimentazione di veicoli. Il sistema è in grado di trattare 800 Nm3/h di gas e il biometano finale è compresso a 350 bar. La produzione annua si aggira attorno ai 7,7 milioni di Nm3 di biometano corrispondenti a circa 8 milioni di litri di benzina. Il biometano è usato dagli autobus di Stoccolma con lo scopo principale di migliorare le condizioni ambientali della città.

Questo impianto è uno dei più grandi impianti di raffinazione del gas in Svezia, e pone Stoccolma in una posizione dominante per quanto riguarda gli investimenti sui combustibili non inquinanti per veicoli.

Per ulteriori informazioni visitare il seguente sito:

http://www.malmberg.se/module/file/file.asp?XModuleId=6793&FileId=8719

Raffinazione di biogas a Jönköping - Svezia

Il Comune di Jönköping, in Svezia, utilizza il gas ottenuto dalla digestione dei fanghi residuali dall’impianto di trattamento delle acque di scarico di Simsholmen WWTP. La sezione di raffinazione è situata all'interno dell'impianto di digestione anaerobica e comprende gli impianti per la compressione ad alta pressione e la stazione rifornimento.

 

 

La sezione di raffinazione include i seguenti elementi:

L’impianto può produrre circa 850.000 Nm3 di biometano raffinato ogni anno, corrispondente a circa 850.000 litri di benzina.

In sintesi i dati d'impianto sono i seguenti:

Capacità di raffinazione: 150 Nm3/h

Qualità finale del gas: >97% metano

Punto di rugiada: -30°C a 250 bar

Immagazzinamento ad alta pressione: 10 m3, pressione 250 bar

Sistema di rifornimento a doppio dispenser.

Per ulteriori informazioni visitare:

http://www.malmberg.se/module/file/file.asp?XModuleId=6793&FileId=3660

Raffineria di biogas e stazione di rifornimento a Kristianstad - Svezia

Per venire incontro alla grande richiesta di bio metano per veicoli, il Comune di Kristianstad nel 2006 ha investito in un nuovo impianto di raffinazione del biogas, con una capacità di 600 Nm3/h in ingresso, corrispondente a circa 10.000 litri di gasolio ogni 24 ore. Recentemente è iniziato un ampliamento che porterà la capacità totale a 800 Nm3/h. Si tratta di uno degli impianti di raffinazione più grandi in Svezia.

I principali dati d'impianto sono i seguenti:

·        Processo di assorbimento della CO2 basato su scrubbers ad acqua

·        Capacità: 600 Nm3/h (gas “grezzo”)

·        Circa: 400 Nm3/h di gas raffinato

·        Qualità finale del gas: >97% metano

·        Punto di rugiada: - 80o C a 4 bar

Per ulteriori informazioni visitare il seguente sito:

http://www.malmberg.se/module/file/file.asp?XModuleId=6793&FileId=8718

6.7      Utilizzo dei sottoprodotti

L’utilizzo dei sottoprodotti ottenibili dai processi di produzione dei biocarburanti è una questione chiave per la sostenibilità economica dell'intera filiera produttiva del biocombustibile stesso. Normalmente invece il valore addizionale dei sottoprodotti e il loro potenziale economico non sono presi in dovuta considerazione o vengono sottostimati. Nei paragrafi successivi vengono fornite informazioni utili sull’uso dei due principali sottoprodotti della produzione di biodiesel, il panello grasso e il glicerolo (glicerina).

6.7.1    Panello grasso

Il panello grasso è il primo sottoprodotto del processo di spremitura dei semi oleosi. La tavoletta ricca di oli è anche una valida fonte di proteine e può essere utilizzata ampiamente in zootecnica come mangime per animali. Il panello ottenuto dai  semi pressati con tecniche di spremitura a freddo contiene una quantità maggiore di oli residui e ha perciò un valore superiore come alimento per gli animali rispetto a quella ottenibile dalla spremitura a caldo o dalla produzione di oli con le tecniche più diffuse basate sull'utilizzo di solventi.

Utilizzi alternativi sono la combustione  diretta, la produzione di biogas o l'impiego come fertilizzante, anche se l'impiego più sostenibile è quello mangimistico.

 

Mangime per gli animali

Produzione di fertilizzante

Combustione

Digestione anaerobica

Scopo

Fonte di elementi ad alto potere nutritivo e ad elevato contenuto energetico

Fonte di materia organica

Fonte di energia rinnovabile CO2 Neutrale

Fonte di energia rinnovabile CO2 Neutrale

Prodotti principali

Razioni singole e prodotti concentrati

Fertilizzante

Energia termica, ceneri con elementi fertilizzanti (P,K)

Energia termica ed elettrica, effluneti ad elevato potere ammendante (N, P, K)

Colture

Colza, Lino, Girasole, Cartamo

Varietà non utilizzabili per alimentazione (per es. crambe, abyssinica, camelina sativa)

Fonte: Karl Strähle GmbH & Co. KG. Strähle Plant Oil Presses-Energy for life (Information leaflet), http://www.straehle-maschinenbau.de/English/PDF/Prospekt%20englisch.pdf

L’utilizzo dei sottoprodotti della spremitura dei semi oleosi può rappresentare un passo in avanti verso l’auto-approvvigionamento, l’autoconsumo e l'integrazione al reddito. La “Kilkenny Cereals Ltd” in Irlanda e la “Astra Bioplant Ltd” in Bulgaria sono due società che hanno compreso il valore aggiuntivo di tali sottoprodotti ne stanno ricavando adeguati profitti.

Cereals Ltd

La Kilkenny Cereals è una compagnia privata costituita a kilkenny (Irlanda) nel dicembre 2003. Utilizza come materie prime i semi di colza e produce olio di colza mediante un processo di spremitura a freddo. Il principale sottoprodotto di questo processo è un panello di semi pressati sottoforma di pellet. Questo sottoprodotto costituisce un componente economicamente  importante del processo di produzione  dato che viene venduto come foraggio, contribuendo alla sostenibilità economica del sistema.

Maggiori informazioni sul sito: http://kilkennycereals.killure.ie/cake.htm

Astra Bioplant Ltd

La “Astra Bioplant Ltd” si trova nel comune di Slivo Pole, nella regione Rousse della Bulgaria. È operativa dal luglio 2008 e utilizza come materiale grezzo semi di girasole e di colza. Ha una capacità di lavorazione di 500 tonnellate di materiale al giorno e una capacità di produzione di 200 tonnellate di oli vegetali al giorno.

La Astra Bioplant utilizza i sottoprodotti del processo di spremitura come mangime per gli animali e per la produzione di  vapore. In modo più specifico:

§   I residui interni del seme di girasole e colza sono venduti come mangime per gli animali

§   Il guscio esterno dei semi di girasole è utilizzato direttamente come combustibile per la produzione di vapore in caldaia.

L’utilizzo dei sottoprodotti in una sorta di circolo chiuso rende i processi maggiormente sostenibili e consente di raggiungere profitti più elevati.

6.7.2    Glicerina

Il glicerolo (glicerina) è un sottoprodotto del processo di transesterificazione del biodiesel. Solitamente è utilizzato come materiale di base nelle industrie farmaceutica e cosmetica. Un uso alternativo è quello della produzione di energia mediante combustione diretta o attraverso la produzione di biogas.

Produzione di biogas utilizzando glicerolo, il sottoprodotto del biodiesel, come fonte di carbonio

Con l'incremento di popolarità del biodiesel si è verificato un aumento della produzione di glicerolo grezzo come suo sottoprodotto. Una delle maggiori conseguenze di tale fenomeno è stato un abbassamento del prezzo del sottoprodotto. Nei 3 anni passati, il prezzo del glicerolo è precipitato del 40% circa. Si è reso quindi necessario identificare nuovi utilizzi del glicerolo. Una possibilità in fase di studio alla Mississippi State University riguarda il suo impiego in un processo di digestione anaerobica per la produzione di biogas, sfruttando microorganismi mesofili. Il biogas ottenuto, se venisse impiegato in impianti di combustione, diventerebbe quindi un ulteriore fonte di reddito e/o energia di processo (termica ed elettrica).

Lo studio ha esaminato l’effetto di quattro differenti concentrazioni di glicerolo aggiunti come additivi nutrienti al processo di digestione anaerobica. I risultati preliminari indicano che i campioni con una bassa concentrazione di glicerolo producono metano in quantità superiore (il 10% e il 50% della quantità di additivi consigliati ha determinato una produzione di 0.000125 e 0.000168 moli di CH4 al giorno) rispetto ai campioni con concentrazioni di nutrienti maggiori (2 volte la concentrazione consigliata ha determinato la produzione di 0.0000486 moli di CH4 al giorno).

Tutto ciò indica che i batteri metanigeni responsabili del consumo di glicerolo prediligono condizioni oligotrofiche, quindi con basse concentrazioni di substrato nutriente. Questo studio fornisce inoltre un confronto tra glicerolo puro e glicerolo grezzo come substrato alimentare per i microorganismi, nonché un'analisi dell'influenza del pH e della domanda chimica di ossigeno (COD).

Fonte: Benjamin P. Hartenbower, Dr. William T. French, Rafael Hernandez, Dr. Margarita Licha, and Tracy J. Benson. (2006). Biogas Production Using Glycerol, the Biodiesel by-Product, as the Carbon Source. Mississippi State University, Chemical Engineering Department. Starkville, MS 39759. Link:

http://aiche.confex.com/aiche/2006/techprogram/P64103.HTM

Informazioni utili sull’utilizzo di glicerina

Ulteriori fonti di informazioni sugli utilizzi potenziali della glicerina possono essere trovati al seguente link: http://journeytoforever.org/biodiesel_glycerin.html

Esportazione di tecnologia sul biogas

Un’interessante presentazione di  Jörgen Ejlertsson, Manager di Ricerca e Sviluppo della Scandinavian Biogas Fuels AB, sullo sfruttamento della glicerina per il biogas, è scaricabile al link:

http://www.businessregiongoteborg.com/download/18.1f0060a0112d6e27725800035/Scandinavian+biogas+J%C3%B6rgen+Ejlertsson+21+May+London.pdf

6.7.3    Conversione dei veicoli da carburanti convenzionali ai biocarburanti

Per passare dai combustibili convenzionali ai biocarburanti sono richieste alcune modiche al motore per evitare potenziali problemi tecnici e di compatibilità.

Conversione da gasolio a biodiesel

Dato che buona parte del gasolio convenzionale è già in miscela con un 5% di biodiesel (B5), molti veicoli utilizzano il FAME senza rendersene conto.

Per concentrazioni superiori (generalmente dalle miscele B20 in su) sono da segnalare  invece problemi pratici. Poiché molte miscele B20 sono più viscose del gasolio minerale, il carburante può solidificarsi a basse temperature con ovvi problemi di avviamento e di alimentazione del motore. Anche la scarsa qualità del biocombustibile può intasare le tubazioni di alimentazione e i filtri del carburante o formare un’emulsione nella tubazione di ritorno del carburante dagli iniettori al serbatoio.

Un problema più serio, come citato in altri punti del manuale, è rappresentato dall’incompatibilità del biodiesel con alcuni tipi di elastomeri e rivestimenti in gomma naturale. Si evidenzia inoltre che il biodiesel ha una densità energetica per unità di volume leggermente inferiore a quella del gasolio fossile; ciò determina una maggiore richiesta, che può raggiungere anche il 10%, di biocarburante per chilometro percorso.

A causa dei potenziali problemi elencati sopra, la maggior parte delle garanzie sui veicoli o sui componenti degli stessi sono valide solo per miscele di biodiesel fino al 5%. Indicativamente comunque si può affermare quanto segue.

Indicazioni di massima per l’utilizzo efficiente del biodiesel

1.      L’utilizzo delle miscele B5, B20 e B35 non richiede la sostituzione degli elastomeri a contatto con il biocarburante, mentre l'impiego di biodiesel puro (B100) richiede la loro sostituzione con soluzioni alternative in teflon o nailon.

2.      Per quanto riguarda i motori non modificati per l’utilizzo con biodiesel o qualora non sia possibile avere informazioni esatte se i veicoli possono utilizzare biodiesel, dovrebbe essere utilizzato unicamente B5.

3.      Per miscelare correttamente il biodiesel con il gasolio convenzionale nel serbatoio è opportuno versare prima il gasolio e successivamente il biodiesel, dato che il gasolio ha minore peso specifico; ciò aiuta la miscelazione.

4.      Nel primo periodo di utilizzo di biodiesel si può osservare una diminuzione di  potenza del motore, se paragonato al motore a gasolio. Tuttavia, dopo un certo periodo questo calo diventa meno evidente dato che il biodiesel è un solvente leggero in grado di pulire la camera di combustione dalle impurità e migliorare la combustione.

5.      Per evitare la diminuzione di potenza del motore, si raccomanda di iniziare con miscele B20 o B35, e solo in seguito passare a B100.

6.      É possibile ridurre le emissioni di alcuni gas esausti (prevalentemente ossidi di azoto) utilizzando un catalizzatore ossidativo.

7.      Durante i primi tempi, nel caso di passaggio da gasolio a B100, si fanno più frequenti le sostituzioni dei filtri che trattengono le impurità sciolte dal biodiesel. Successivamente, quando tutto l'impianto di alimentazione è stato pulito, i filtri hanno la stessa durata osservabile nei motori a gasolio.

Una possibile soluzione è quella di utilizzare vecchi filtri nelle prime fasi della migrazione al B100 e solo in seguito passare ai filtri nuovi.

8.      Il tempo di ignizione, in relazione alle caratteristiche chimico-fisiche del biodiesel, è più lungo a meno di non utilizzare specifici additivi comunemente aggiunti al biocarburante in commercio.

9.      Un altro problema è rappresentato dalle infiltrazioni di biodiesel nell'olio lubrificante che causano una modifica di quest'ultimo nel tempo. Per tale ragione è consigliabile controllare periodicamente l'olio. Tali condensazioni si osservano maggiormente durante i brevi quando il motore non riesce a scaldarsi in modo omogeneo.

Conversione da benzina a bioetanolo

Miscele a basse percentuali di bioetanolo (per es. al 5%, miscela nota come “E5”) possono essere utilizzate senza problemi dai motori a benzina tradizionali, che in tal modo possono persino migliorare leggermente la loro prestazione.

Per convertire un normale motore ad accensione per scintilla all’utilizzo di bioetanolo puro è necessario, invece, effettuare delle regolazioni sui tempi di accensione e sui sistemi di controllo elettronici; è inoltre opportuno installare un serbatoio di maggiori dimensioni a causa della bassa densità energetica del prodotto che provoca una riduzione della percorrenza media. Come per il biodiesel, dato che il bioetanolo può corrodere alcuni elastomeri e metalli, devono essere sostituiti alcuni componenti del motore. A causa delle sue caratteristiche fisico-chimiche il bioetanolo può creare problemi di accensione a basse temperature soprattutto in caso di miscele E95 e E100. Per questa ragione la miscela più correntemente utilizzata è la E85.

 

Uno dei più recenti e significativi progressi è lo sviluppo dei cosiddetti Veicoli Flexy Fuel (FFV) che sono in grado di essere alimentati con diverse miscele, fino alla E85. Il sistema di gestione del motore rileva automaticamente quale miscela è utilizzata e si regola di conseguenza.

È possibile convertire un auto a benzina tradizionale in un FFV che può operare con etanolo, a costi ragionevoli. Per esempio, il Sistema di Regolazione PPC ®, sviluppato dalla BSR Svenska AB, può essere applicato a vari tipi di veicoli semplicemente caricando il software della BSR nell’unità di controllo elettronico; alcuni veicoli richiedono però anche una modifica agli iniettori del carburante. La BSR ha inoltre sviluppato un sofisticato sistema di controllo, MFV (sistema di controllo per veicoli a carburante misto), applicabile ad altre tipologie di veicolo. La BSR sta sviluppando dei kit di conversione per varie marche di automobili, principalmente per veicoli fabbricati a partire dal 2000. I kit di Conversione disponibili, per i veicoli che utilizzano E85, sono elencati nel seguente sito: http://en.bsr.se/e85/kits/

Per maggiori informazioni su questo sistema, i siti internet di riferimento sono: http://en.bsr.se/e85/ e www.bsr.se

Conversione da gasolio a olio vegetale puro

Per utilizzare un veicolo diesel con olio vegetale puro, il mezzo deve essere attrezzato con un kit di conversione. Sotto sono elencati e descritti due esempi di kit di conversione sviluppati dalla Elsbett GmbH Company e dalla Global Oil GmbH Company.

Informazioni utili su come convertire un veicolo all’utilizzo di olio vegetale puro si possono trovare sul sito http://www.vegoilmotoring.com/eng/. Il sito tratta tutti gli aspetti importanti della conversione di un veicolo, incluse le questioni legali come tasse e standard minimi di sicurezza, la disputa olio vegetale vs biodiesel e, soprattutto, una sezione sulle modalità di passaggio all’utilizzo di olio. Si sottolinea però che al momento della pubblicazione del presente manuale l'impiego di olio vegetale per uso autotrazione è vietato in Italia.

Kit di conversione SVO della società Elsbett GmbH

Il kit di conversione è basato su un sistema di riscaldamento dell'olio che ne diminuisce la viscosità rendendola simile a quella del gasolio. Questo permette all’olio di essere iniettato nei cilindri con più facilità migliorando di fatto la combustione.

I kit di conversione che consentono ai veicoli di operare unicamente con olio vegetale sono noti come kit a “un serbatoio”. Non tutti i veicoli possono operare con questi sistemi – per esempio veicoli con pompe a rotazione o ad iniezione diretta common rail hanno bisogno di un sistema a due serbatoi, dato che hanno bisogno di gasolio nelle fasi di avviamento.

Il sito della Elsbett (http://www.elsbett.de/forms/ekit) consente all’utente di ricercare una particolare tipologia di veicolo in base al modello, al motore, all’anno, ecc., per verificare la sua rispondenza al biocombustibile e, se disponibile, acquistare direttamente il kit di conversione. Il veicolo modificato può operare con diversi biocarburanti. Quindi, nel caso l'olio non sia disponibile, può utilizzare gasolio o miscele dei due combustibili.

Un kit di conversione costa circa €1.500, inclusa l’installazione.

 

Kit per olio vegetale della società Global Oil GmbH

La società Global Oil produce dei "Trasformatori a olio vegetale" (diffusi come POT). Il POT è un dispositivo da installare nei motori a gasolio che consente di utilizzare biocarburanti come l’olio vegetale puro. Il POT è costituito da un sistema di controllo elettronico e da un sistema meccanico che modifica l’olio vegetale puro per essere utilizzato dal motore senza cambiarne la sua struttura chimica.

Il POT è situato tra il filtro del carburante e la pompa, non tocca nessuna altra parte del motore e viene installato in poco più di un’ora. Funziona con differenti tipi di olio vegetale e può consentire di utilizzare ancora il gasolio se l'olio non è disponibile.

Ulteriori informazioni su questa strumentazione sono disponibili sul sito www.global-oil.eu

 

6.8      Utilizzo dell’Analisi del Ciclo di Vita (LCA) nelle strategie per i biocarburanti

Le politiche di incentivazione dell'uso dei biocarburanti nel settore dei trasporti richiedono, tra l'altro, l’analisi dell’impatto ambientale dei combustibili e biocarburanti nell’intero loro ciclo di vita. L’analisi del ciclo di vita (LCA) applicato alle emissioni dei mezzi di trasporto è chiamata, traducendo letteralmente dall'inglese “dal pozzo alle ruote” (WTW) ed è divisa in due fasi:

L’analisi WTW è uno studio complesso e richiede una notevole mole di dati per ogni fase del processo produttivo e di utilizzo in quanto per ogni fase vengono calcolati bilanci di massa e di energia.

Per i combustibili tradizionali le fasi principali che vengono considerate sono l’estrazione di petrolio, il trasporto, la raffinazione e il trasporto finale del combustible gasolio o benzina che sia fino all'utente finale.

Per i biocarburanti l'analisi è più complessa e dipende dal tipo di impianto, dalle specifiche tecniche agronomiche e dal processo di conversione adottato. Per esempio, per il biodiesel prodotto dalla colza, il percorso include la coltivazione del colza, il trasporto e la spremitura del seme, il trasporto dell’olio di colza, la produzione di biodiesel e il suo trasporto al'utente finale.

Schema di processo della produzione di biodiesel da semi di colza

Schema di processo della produzione di etanolo dal frumento

Considerazioni simili devono essere fatte per l'analisi del ciclo di vita del bioetanolo da frumento.

In bibliografia sono disponibili molti studi e rapporti sui risultati delle analisi del ciclo di vita dei combustibili e dei biocarburanti per le diverse fonti di materia prima, i diversi schemi produttivi e le varie tecnologie.

In particolare si segnalano uno studio sul bioetanolo e uno sul biodiesel da olio esausto effettuati dal CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) spagnolo.

Lo studio sull'etanolo ha considerato tutte le fasi principali del processo produttivo: coltivazione, produzione di bioetanolo, estrazione e trasporto degli oli fossili, produzione di benzina dagli oli fossili, distribuzione di miscele bioetanolo – benzina, utilizzo finale nei veicoli. I risultati dello studio sono illustrati nel grafico. Lo studio ha concluso che i benefici dell’utilizzo di bioetanolo nei veicoli sono di minore entità rispetto a quelli dall’utilizzo di biodiesel.

Fonte: Lechón Y., Cabal, H.,Lago, C., de la Rúa, C., Sáez, R. Ma, Fernández.(2005). Life Cycle Analysis of alternative fuels for transport-Phase I. Comparative Life Cycle Analysis of Bioethanol from cereals and Gasoline – Energy and Climate Change. Centre of Publications of General Technical Secretariat of Ministry of Environment. (In Spagnolo)

Lo studio sul biodiesel ha considerato tutte le fasi principali del processo produttivo: coltivazione, trasporto e spremitura dei semi, trasporto dell’olio vegetale, produzione del biodiesel, raccolta e trattamento dell’olio da cucina usato, trasporto dello stesso, estrazione.

Dall'altro lato è stato considerato il trasporto dell'olio fossile, la produzione di gasolio convenzionale, la distribuzione delle miscele biodiesel-diesel, l'utilizzo finale nei veicoli. I risultati dello studio sono illustrati nel grafico precedente.

Fonte: Lechón, Y., Cabal, H., de la Rúa, C ,Lago, C., Izquierdo, L., Sáez, R. Ma, Montserrat F.S.M.(2006).Life Cycle Analysis of alternative fuels for transport-Phase II. Comparative Life Cycle Analysis of Bioediesel and Diesel– Energy and Climate Change. Centre of Publications of General Technical Secretariat of Ministry of Environment. (In Spagnolo)

Si segnalano inoltre i risultati dello studio svolto da EUCAR, CONCAWE e JRC sui consumi energetici e sulle emissioni di gas serra (GHG) del cilco di vita di un’ampia gamma di potenziali biocombustibili. I risultati dello studio (maggio 2006) sono disponibili sul sito http://ies.jrc.ec.europa.eu/wtw.html.

I principali risultati conseguiti sono:

§       Lo studio sull’analisi “dal pozzo alle ruote” (WTW) fornisce un’analisi integrata dei processi completi in termini di energia, emissione dei gas serra, costi e potenziale disponibilità.

§       Lo studio “dal pozzo al serbatoio” (WTT) riporta i dettagli di questa parte della filiera produttiva, incluse le stime di costi e disponibilità.

§       Lo studio “dal serbatoio alle ruote” descrive le configurazioni e la prestazione del veicolo e affronta gli aspetti connessi con il costo dei veicoli e del loro adattamento all'uso dei biocarburanti.

6.8.1    LCA semplificata dal Bio-NETT

Nel corso delle attività Bio-NETT è stato sviluppato un modello semplificato, basato su informazioni bibliografiche, da utilizzarsi ai fini di informazione e formazione, per dimostrare la riduzione di emissioni di GHG nei processi produttivi dei principali biocarburanti. Si è infatti notato che i decisori a livello locale mettono al primo posto del loro processo decisionale proprio gli aspetti di sostenibilità ambientale. Di seguito si riportano alcuni utili grafici prodotti dal modello Bio-NETT.

Confronto tra biodiesel e gasolio e tra etanolo e benzina

 

Confronto tra gasolio e biodiesel dal pozzo al serbatoio - grammi di CO2/km

Confronto tra benzina e etanolo dal pozzo al serbatoio – grammi di CO2/km

6.8.2    Metodologia di calcolo dei gas serra (GHG)

Anche la proposta per una nuova Direttiva “sulla promozione dell’uso di energia da fonti rinnovabili” pubblicata dalla Commissione Europea nel gennaio 2008 (COM (2008) 19 final) presenta una metodologia per il calcolo delle emissioni di gas serra dalla produzione all'utilizzo di combustibili, biocarburanti e altri bioliquidi per il trasporto. La proposta indica come requisito un risparmio minimo del 35% di emissioni di gas serra a seguito dell’utilizzo di biocarburanti e fissa le regole per calcolare il valore di tale impatto (Annex VII della Direttiva).

A solo titolo informativo si riporta la formula principale di tale metodologia, rimandando però al testo originale per maggiori dettagli.

E = eec + el + ep + etd + eu eccs - eccr eee,

dove:

E = emissioni totali provocate dall’utilizzo del combustibile

eec = emissioni dovute all’estrazione o alla coltivazione della materia prima

el = emissioni su base annua provocate dalle variazioni del contenuto di carbonio nel suolo a causa delle modifiche nell’uso del territorio

ep = emissioni dovute ai processi di conversione/raffinazione

etd = emissioni dovute al trasporto e alla distribuzione

eu = emissioni dovute all'impiego diretto del combustibile

eccs = risparmi nelle emissioni grazie al recupero e al sequestro di carbonio

eccr = risparmi nelle emissioni grazie al recupero e alla sostituzione di carbonio

eee = risparmi nelle emissioni dovute alla maggiore efficienza del sistema in caso di utilizzo di impianti cogenerativi

Le emissioni dovute alla costruzione di macchine, impianti e apparecchiature non sono prese in considerazione. Maggiori dettagli e per l'applicazione di questa metodologia sono elencate nell’Annex VII della proposta di Direttiva citata.

6.9      Standard di sostenibilità per la Bioenergia

Uno dei principali temi di discussione e di interesse comune è quello della sostenibilità della bioenergia. Molti studi affrontano tale argomento evidenziando di volta in volta aspetti positivi (emissioni GHG evitate) o negativi (uso estensivo del territorio, dell'acqua e di altre risorse) legati alla produzione e all'uso della bioenergia. Nonostante la biomassa sia ampiamente riconosciuta come una fonte di energia rinnovabile, la sostenibilità della sua produzione a lungo termine e le azioni necessarie per mantenerla, specialmente per la biomassa destinata alla produzione di biocarburanti importata da Paesi extra UE, sono ancora sotto osservazione.

Un interessante studio - Sourcing palm oil from sustainable sources - su questo argomento è stato presentato dalla EcoFYS - http://www.ecofys.com/ nell’aprile 2007. Altri studi interessanti e autorevoli sono stati condotti dall'IEA Bioenergy - TASK 40, che mette a disposizione alcuni rapporti sul sito www.ieabioenergy.com

Biocarburanti e sostenibilità – Il punto di vista dellla Piattaforma Tecnologia Europea dei Biocarburanti

La Piattaforma Tecnologica Europea dei Biocarburanti riporta nel proprio sito (www.biofuelstp.eu/sustainability.html) una sintesi condivisa del punto di vista di varie organizzazioni e enti di ricerca circa gli impatti connessi con l’uso estensivo del territorio, dell'acqua e delle altre risorse per produrre biomassa e biocarburanti. Nonostante infatti la biomassa sia ampiamente riconosciuta come una fonte di energia rinnovabile, recentemente sono state poste all'attenzione di tutti gli attori alcune domande sulla sostenibilità a lungo termine e su quali azioni devono essere proposte  per mantenere nel tempo tale sostenibilità.

Impatto ambientale

Alcuni metodi di coltivazione intensiva (monocoltura) ideati per aumentare le rese delle colture destinate all'alimentazione umana provocano effetti negativi sull’ambiente, come per esempio l’erosione del suolo, un eccessivo uso dell'acqua, l’inquinamento da fitofarmaci e il ricorso ad un uso eccessivo di fertilizzanti con connessi problemi di eutrofizzazione. Un'altra evidente conseguenza di tali tecniche è la diminuzione di diversità provocata dalla sostituzione degli ecosistemi naturali con monocolture, che siano per coltivazioni annuali come colza, barbabietola da zucchero o cereali, o coltivazioni poliannuali come la Short Rotation Forestry (coltivazione arborea a ciclo breve – 5 anni).

Disponibilità di terreno

La bassa densità energetica della biomassa, rispetto ai combustibili fossili, fa si che milioni di tonnellate di materia prima siano richieste per sostituire significativi quantitativi di combustibili fossili soprattutto nel settore dei trasporti. Ne deriva che la resa per superficie coltivata delle colture energetiche è uno dei punti nodali della questione.

Rese elevate consentono infatti di diminuire la superficie di terreno agricolo necessario. L’efficienza nell’uso del suolo può essere migliorata agendo sulla selezione genetica, ma una più attenta selezione delle materie prime potrebbe portare a risultati analoghi o addirittura migliori. Per esempio la maggior parte delle colture oleaginose ha una resa annuale di poche tonnellate per ettaro, spesso poco più di una; le colture amidacee e zuccherine possono arrivare a rese di un ordine di grandezza superiore, mentre rese ancora più elevate si raggiungono con la coltivazione di specie legnose o quando si considera non solo la granella (come nel caso del frumento) ma tutta la pianta, paglia compresa. Tutto questo però sarà possibile sono quando saranno disponibili sul mercato tecnologie per la produzione di biocarburanti di seconda generazione. In ogni caso sarà comunque necessario programmare l'utilizzo del suolo pensando ad esempio alla creazione di bacini produttivi laddove se ne migliorano le rese e la sostenibilità è garantita.

Cibo vs combustibile

La popolazione mondiale continua a crescere a livelli allarmanti. Questo significa che la produzione di cibo dovrebbe essere aumentata; al contempo sempre più energia sarà necessaria per assicurare un buon standard di vita a tutti. Questo aspetto è il fulcro della discussione “cibo vs combustibile”; quale superficie di suolo agricolo e quali le risorse naturali da utilizzare? Come dovrebbero essere utilizzate e quali sono le priorità?

Biocarburanti e sostenibilità – Il punto di vista del WWF tedesco

Un altro studio interessante sulla Bionergia Sostenibile è stato prodotto dal WWF tedesco ed è intitolato “Standard di sostenibilità per la bioenergia”. Questo studio può essere scaricato dal sito della Piattaforma Tecnologica dei Biocarburanti:

http://www.biofuelstp.eu/downloads/WWF_Sustainable_Bioenergy_final_version.pdf

(Copyright: WWF Germany, Frankfurt am Main - Fritsche, U.R., Hünecke, K., Hermann, A., Schulze, F., Wiegmann, K. (2006). Sustainability Standards for Bioenergy. WWF Germany. Frankfurt am Main con contributi da Michel Adolphe, Öko-Institut e.V., Darmstadt

Gli standard di sostenibilità per la bioenergia sono un problema chiave dal punto di vista della protezione dell’ambiente e della natura; per questa ragione il WWF tedesco si sta muovendo in tale direzione ed ha commissionato uno studio al Öko-Institut (Istituto di Ecologia Applicata). Lo studio fornisce una visione di insieme degli impatti chiave ecologici e sociali della bioenergia e sviluppa alcuni standard di riferimento che potrebbero garantire la sostenibilità delle risorse bioenergetiche future. Questo studio inizia con un’introduzione alle problematiche chiave della bioenergia, riassumendo gli elementi essenziali che governano tale settore, il potenziale globale, le problematiche chiave della sostenibilità e il concetto di standard di riferimento. In un secondo step viene fornita una breve descrizione dei problemi potenziali e dei conflitti più importanti sollevati dall'aumentata richiesta di bioenergia, e vengono impostati gli standard di sostenibilità per ogni singolo problema. Gli standard sono stati sviluppati basandosi su precedenti studi relativi all'etichettatura e certificazione di  prodotti a biologici o di origine biogenica. Si pone particolare attenzione anche all'impiego dei sottoprodotti e dei residui dei processi produttivi dei biocombustibili. Un altro aspetto analizzato nello studio WWF è quello del background legislativo necessario per poter adottare gli standard proposti; in particolare vengono presi in considerazione i regolamenti internazionali, la legislazione della UE e alcune leggi tedesche. Nell'ultima parte dello studio sono presentati i differenti approcci utilizzabili per implementare gli standard e vengono tratte le conclusioni e fornite adeguate raccomandazioni soprattutto sulla necessità di iniziare ad introdurre quanto prima gli standard proposti.

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