Biocombustibili: un aiuto per la tutela dell’ambiente

Ridurre il consumo di combustibili fossili e abbassare così la produzione di anidride carbonica è necessario per diminuire i drammatici effetti che questi hanno sull'ambiente: dal cambiamento climatico all’inquinamento atmosferico, fino al danno indiretto agli ecosistemi. Non a caso a prevederlo è anche “Fit for 55” - il pacchetto di riforme e regolamenti economici e sociali promulgate dall’Unione europea e incentrate sulla lotta al cambiamento climatico - che impone una riduzione delle emissioni di gas serra di almeno il 55% entro il 2030.

Per raggiungere questo scopo è fondamentale trasformare in maniera significativa i sistemi energetici, e un ruolo fondamentale può giocare il ricorso ai biocombustibili, sostanze bruciate per produrre energia ottenuta tramite il trattamento di residui organici di natura vegetale o animale. I loro effetti positivi sull’ambiente sono rapidi ed evidenti, come spiega Paola Giudicianni dell’Istituto di scienze e tecnologie per l’energia e la mobilità sostenibili (Stems) del Cnr: “Grazie alla loro piena compatibilità con le infrastrutture esistenti, i biocombustibili permettono di ridurre subito le emissioni, senza attendere la completa trasformazione del sistema energetico. Offrono un’energia stoccabile, disponibile quando serve, e rappresentano un ponte fondamentale verso l’elettrificazione. Insieme agli e-fuel (carburanti sintetici prodotti con l’ausilio di energia elettrica rinnovabile), garantiscono soluzioni efficaci per quei settori dove l’elettrico non è ancora praticabile, come aviazione, trasporto marittimo e parte del trasporto pesante su strada. Non solo, i biocombustibili contribuiscono a rafforzare la sicurezza energetica, riducendo la dipendenza da materie prime critiche legate alle tecnologie elettriche e favorendo la decentralizzazione della produzione energetica, un elemento chiave in un contesto geopolitico sempre più instabile”.

Si tratta insomma di un intervento importante, che può svolgere un ruolo rilevante nell’ambito della transizione energetica europea per raggiungere gli obiettivi climatici nei tempi previsti. È necessario però considerare attentamente i benefici dei biocombustibili, specie quelli di prima generazione. “I biocombustibili di prima generazione, così come l’uso di suoli agricoli per colture energetiche dedicate, rischiano di entrare in competizione diretta con le filiere alimentari e agricole. A questo si sommano effetti collaterali rilevanti: un forte consumo di acqua per garantire alte rese di biomassa e il rischio di un aumento delle emissioni di CO₂ legato al cambiamento di uso del suolo. In particolare, la conversione di ecosistemi naturali o di terreni ad alto contenuto di carbonio può ridurre, o addirittura ribaltare, i benefici climatici attesi. Per questo, lo sviluppo dei biocombustibili deve puntare con decisione su filiere realmente sostenibili, basate su residui, scarti e biomasse non alimentari”, sottolinea la ricercatrice.

In questo quadro, centrale per lo sviluppo sostenibile dei biocombustibili è lo sfruttamento della flessibilità dei processi produttivi in relazione alle diverse materie prime. “Le biomasse non sono tutte uguali: cambiano in base alla pianta, al territorio e al tipo di scarto. Finora questa variabilità è stata vista come un problema per l’industria, perché rende più difficile avere processi e prodotti sempre identici. Ma oggi la sfida è capovolgere questa logica: trasformare la diversità delle biomasse in un punto di forza, usando ogni residuo nel modo più efficiente possibile per ridurre sprechi, costi e impatto ambientale delle filiere energetiche. Occorre puntare a quelli che vengono definiti ‘biocombustibili avanzati’ e cioè combustibili ottenuti da scarti di altri processi produttivi - residui agricoli, residui legnosi da manutenzione forestale o da processi industriali - o da biomasse coltivate su suoli marginali. La grande varietà di biomasse residuali disponibili e dei processi per trasformarle spinge verso lo sviluppo di schemi integrati, capaci di utilizzare di volta in volta le biomasse più adatte a ciascun processo oppure di combinarle in miscele ottimizzate, in modo da rendere la loro conversione più efficiente ed economicamente sostenibile. Non solo, l’integrazione di più processi consente di orientare la produzione non solo in funzione della disponibilità della materia prima, ma anche del contesto economico e sociale e del quadro normativo, riducendo al contempo i rischi associati alla variabilità e alla stagionalità delle biomasse”, continua l’esperta.

Dal punto di vista tecnologico, molte filiere di biocombustibili avanzati hanno raggiunto buoni livelli, solo poche però sono entrate nel mercato europeo ricorda Giudicianni: “Tra quelle utilizzate rientrano il biodiesel prodotto da oli alimentari esausti e grassi animali e il biometano ottenuto da scarti vegetali e rifiuti organici. Le filiere basate su biomasse lignocellulosiche - come i residui agricoli e forestali - sono considerate tra le opzioni più sostenibili per la produzione di biocombustibili. Un impulso rilevante allo sviluppo di queste filiere può derivare dall’integrazione di processi termochimici (ad esempio pirolisi, gassificazione e sintesi Fischer–Tropsch), che consentono di produrre carburanti drop-in (pronti all’uso e che si adattano a ogni tipologia di motore esistente) e, allo stesso tempo, di valorizzare i sottoprodotti solidi come il biochar (materiale carbonioso ottenuto per degradazione termica). Quest’ultimo, grazie alla sua elevata stabilità, può infatti agire come forma di stoccaggio del carbonio a lungo termine, contribuendo con effetti compensativi alla riduzione complessiva delle emissioni di CO₂”.

I biocombustibili rappresentano quindi un elemento essenziale per la transizione energetica. Per poter sfruttare a pieno il loro potenziale sono necessari però ancora alcuni passi, come sottolinea la ricercatrice del Cnr-Stem che conclude: “Il loro pieno potenziale potrà essere raggiunto solo attraverso sistemi produttivi integrati, capaci di utilizzare più tipologie di materie prime e orientati alla riduzione degli scarti, in grado di coniugare sicurezza dell’approvvigionamento energetico, tutela dell’ambiente e competitività del sistema industriale lungo il percorso verso la neutralità climatica entro il 2050”.

Fonte: Paola Giudicianni, Istituto di scienze e tecnologie per l’energia e la mobilità sostenibili, paola.giudicianni@cnr.it