Migliorare la logistica delle colture bioenergetiche europee
Spesso l’energia rinnovabile viene associata alle turbine eoliche o ai pannelli solari, ma in realtà la biomassa rappresenta oltre il 60 % dell’energia rinnovabile prodotta in Europa. I materiali vegetali (o biomassa lignocellulosica) rappresentano la materia prima disponibile in modo più abbondante in assoluto, utilizzata diffusamente per produrre calore ed elettricità. Tuttavia, Benoit Gabrielle, professore di biofisica ambientale presso l’Università di Paris-Saclay e coordinatore del progetto LOGISTEC, finanziato dall’UE, osserva che “se la catena logistica relativa alla biomassa lignocellulosica non viene gestita in modo sostenibile sotto il profilo economico, sociale e ambientale, l’Europa non sarà in grado di raggiungere i suoi ambiziosi obiettivi in materia di energie rinnovabili.” La produzione di bioenergia comporta una filiera di attività che spaziano dalla crescita delle piante alla finale conversione in energia. “L’ottimizzazione dei vari passeggi della catena, dalla selezione e gestione della materia prima fino alla forma di trasporto, passando attraverso il raccolto, il pretrattamento e lo stoccaggio, presenta potenzialità in termini di riduzione dei costi e miglioramento della sostenibilità della fornitura di biomassa,” spiega Gabrielle. Ogni passaggio può porre sfide diverse e LOGISTEC ha puntato a individuare tecnologie migliorative per ognuno di loro. “Ha anche mirato a sviluppare una quadro olistico per ottimizzare la logistica da un punto di vista economico e per valutare la sostenibilità delle catene logistiche da una prospettiva ambientale e sociale” aggiunge Gabrielle. Parametri di riferimento delle tecnologie attuali LOGISTEC ha esaminato tutti i tipi di colture coltivate specificamente per funzioni di biomassa, servendosi di specifiche meta-analisi, esami di laboratorio, sperimentazioni sul campo e modellizzazione di ecosistemi per osservare gli impatti ambientali. Ha prodotto una serie di parametri di riferimento in relazione alle tecnologie commerciali. “Il progetto ha puntato su quelle più efficienti, ne ha migliorato alcune (per i metodi di raccolta) o ha esaminato la fattibilità del loro utilizzo per l’ampia varietà di raccolti energetici testati nel progetto,” spiega Gabrielle. I partner di progetto hanno costituito un database di portata mondiale contenenti colture energetiche, secondo le loro potenzialità produttive di biomassa; hanno utilizzato una meta-analisi per classificare le rese di colture energetiche candidate in base alle condizioni locali. “È la prima volta che viene messo insieme un database del genere e che viene svolta una meta-analisi. Ne è derivata la conferma che il miscanto possiede il maggior potenziale di resa in assoluto, rispetto ad altre specie candidate per la produzione di biomassa,” dice Gabrielle. I modelli matematici sviluppati dal team sono riusciti anche a orientare la scelta verso le migliori combinazioni di tecnologie nell’ambito della catena logistica per ogni tipo di materia prima o zona climatica, nonché a favorire la progettazione di future catene logistiche, processi di conversione e prodotti inerenti alla biomassa.” I test sulle nuove tecnologie Un’area studiata dal consorzio ha riguardato le potenzialità di un processo di pretrattamento termico finalizzato a rendere “più densa” la biomassa e facilitarne il trasporto. Il processo, denominato Torwash (torrefazione umida), determina anche la formazione di residui liquidi eventualmente utilizzabili come fertilizzanti. “Questo processo produce un residuo solido con una densità energetica quadrupla rispetto alla biomassa sfusa, accanto a ottime proprietà di combustione; purtroppo l’effluente ricco di sostanze abbatte la resa della coltura,” spiega Gabrielle. Lo studioso aggiunge che il residuo può anche destinato alla digestione anaerobica, per produrre invece fertilizzante. Gabrielle conclude che LOGISTEC ha dimostrato la migliorabilità di tutti i componenti della catena logistica e l’utilità ottenibile dalla sua ottimizzazione. “Lo stoccaggio si è evidenziato come la strozzatura principale nell’efficienza complessiva delle catene. Nuove opzioni di coltivazione (ad esempio la miscelatura di leguminose e specie lignocellulosiche) sono apparse molto promettenti in termini di risparmio di risorse e riduzione degli impatti ambientali,” dice. Anche le tecnologie di densificazione come Torwash sembrano promettenti in relazione ad applicazioni su larga scala. Alcune innovazioni sviluppate attraverso LOGISTEC sono già state commercializzate tramite le aziende partecipanti al progetto, ad esempio migliori metodi di raccolta, la densificazione tramite bricchettatura o il monitoraggio in tempo reale dei flussi e dei depositi di biomassa. Tra gli sviluppi che richiedono più tempo figura la predisposizione di un software di ottimizzazione della logistica, per favorire il processo decisionale nella gestione della produzione di biomassa, per ogni luogo o coltura.
Parole chiave
LOGISTEC, colture energetiche, biomassa, Miscanthus x giganteus, gestione della catena logistica, rendimento del raccolto, bioenergia, bioeconomia, bioraffineria.
