Trasformazione della biomassa di scarsa qualità
La bioenergia rappresenta oltre il 61% di tutte le energie rinnovabili consumate in Europa. L’industria della biomassa mira a soddisfare questa elevata domanda facendo un uso migliore di materie prime e rifiuti. Allo stato attuale, questi rifiuti sono scarsamente sfruttati in termini di energia, a causa del loro alto tenore di ceneri, che è attentamente regolato dalla norma ISO 17225, uno standard internazionale. Il progetto BIAR di Orizzonte 2020, finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida sviluppando un processo chimico per la rimozione del contenuto di ceneri dal materiale lignocellulosico ricco di ceneri come la corteccia e la lolla di riso. «Il processo BiAR agisce come una forma di pre-trattamento con una vasta gamma di possibili applicazioni, dividendo i costituenti organici e inorganici della biomassa», afferma il coordinatore del progetto, Gian Claudio Faussone. Sfruttamento di nuove materie prime La biomassa comprende cellulosa, emicellulosa e lignina. Ci sono tre passaggi distinti nel processo. Il primo utilizza un solvente e un catalizzatore a temperatura moderata (200 °C) e pressione, in una reazione nota come solvolisi, per scomporre la biomassa in elementi organici e composti più piccoli. La seconda fase impiega la filtrazione meccanica ad alta pressione per rimuovere i composti inorganici più grossi dalla biomassa disciolta. Nella fase finale, il filtrato viene distillato per recuperare il solvente, che viene riutilizzato nel processo. Il resto del distillato contiene pura materia organica priva di ceneri, che è chimicamente identica al materiale originale della biomassa, meno la cenere. Ad oggi, per la produzione di pellet vengono utilizzate solo materie prime di buona qualità. Tuttavia, secondo Faussone «Con BiAR, le biomasse residue che non sono attualmente sfruttate, come la lolla di riso che contiene il 16% di ceneri, o anche il fango digestato che contiene fino al 40% di ceneri, possono essere utili e sicure». Il fango, per esempio, è contaminato da metalli pesanti, quindi può essere bruciato solo in inceneritori appositi, dotati di sofisticati dispositivi di protezione ambientale. «Con BiAR, i metalli pesanti vengono estratti dai fanghi, che possono quindi essere bruciati in sicurezza in qualsiasi stufa tradizionale», spiega Faussone. Molteplici applicazioni Fornendo nuove fonti di biomassa disponibile, è possibile ridurre il costo specifico dell’energia a base biologica. Inoltre, l’utilizzo di materie prime già disponibili ma attualmente non sfruttate contribuirà a ridurre le emissioni di CO2. Secondo Faussone: «Il nostro segmento di mercato mirato è il business-to-business, come le centrali elettriche a biomassa, il teleriscaldamento, gli impianti di trattamento delle acque reflue e i distributori all’ingrosso di pellet che trarrebbero beneficio dall’applicazione BIAR». L’aspetto più interessante di BiAR è la potenziale applicazione della frazione organica. Le biomasse normalmente residue hanno un tenore di ceneri troppo elevato per l’uso in altre applicazioni; inoltre, la frazione inorganica della cenere è troppo alta, il che le rende inutili. «Attraverso il processo BiAR possiamo ottenere la frazione organica senza ceneri, mentre la frazione inorganica supererà i normali limiti», commenta Faussone. Il processo BiAR ha molte possibili applicazioni dalla produzione di pellet su larga scala al trattamento dei fanghi e dal recupero specifico delle ceneri agli esperimenti di laboratorio per studiare le proprietà della biomassa pura. Faussone conclude: «Le ceneri esenti da sostanze organiche possono avere usi molto interessanti, ad esempio la produzione di batterie elettriche, una potenzialità che studieremo in futuro».
Parole chiave
BIAR, biomassa, cenere, organico, materie prime, fango, inorganico, lolla di riso, pellet, rifiuti, solvolisi
