12.5 BIOMASSE

Dal momento che le riserve di petrolio e gas naturale si stanno esaurendo, l’attenzione mondiale si sta concentrando sulle fonti di energia da biomassa. Queste includono i sottoprodotti dell’industria del legno, di quella dello zucchero, i rifiuti urbani e d’allevamento, le coltivazioni dedicate, i residui dell’agricoltura, della potatura e della manutenzione dei parchi urbani, ognuno dei quali può essere usato per generare elettricità, riscaldare o produrre carburanti per veicoli. Nelle industrie dei prodotti forestali, incluse le segherie e le cartiere, i rifiuti sono stati a lungo usati per generare elettricità. Le compagnie americane bruciano gli scarti del legno sia per produrre calore sia per generare elettricità da vendere alle aziende locali. Negli Usa, la gran parte dei quasi 10.000 megawatt di elettricità di origine vegetale proviene dalla combustione di scarti forestali.⁷⁶

Gli scarti del legno sono anche usati nelle aree urbane per la produzione in cogenerazione di calore ed energia, distribuiti attraverso sistemi di teleriscaldamento. In Svezia, quasi la metà degli edifici residenziali e commerciali è collegata alla rete di riscaldamento distrettuale. Fino al 1980, il petrolio importato forniva più del 90% del calore per questi impianti, ma al 2005 era stato quasi interamente rimpiazzato da trucioli di legno (cippato), rifiuti urbani e lignite.⁷⁷

Negli Stati Uniti, St. Paul, nel Minnesota – una città di circa 300.000 abitanti – ha iniziato a sviluppare il teleriscaldamento più di 20 anni fa. Fu costruito un impianto combinato per energia e calore che utilizzava rifiuti provenienti dagli alberi dei parchi della città, scarti dell’industria del legno e materia legnosa da altre fonti. L’impianto cogenerativo che utilizza 250.000 tonnellate di scarti lignei l’anno, ora fornisce il teleriscaldamento a circa l’80% della periferia, pari a quasi due chilometri quadrati di spazi residenziali e commerciali. Questo passaggio agli scarti lignei ha in gran parte sostituito il carbone, riducendo al contempo le emissioni di anidride carbonica di 76.000 tonnellate l’anno, smaltendo i rifiuti del legno e fornendo una fonte sostenibile di calore ed elettricità.⁷⁸

L’industria dello zucchero ha recentemente iniziato a bruciare i suoi residui per cogenerare calore ed energia. Questa iniziativa ha ricevuto un grosso impulso in Brasile, quando le aziende con distillerie di etanolo a base di canna da zucchero hanno realizzato che bruciare la bagassa, il residuo fibroso della spremitura della canna da zucchero, può contemporaneamente produrre il calore per fermentazione e generare elettricità, che può essere rivenduta alla compagnia elettrica locale. Questo sistema, ben collaudato dall’industria dell’etanolo brasiliana, si sta diffondendo agli zuccherifici degli altri paesi che producono il restante 80% dello zucchero mondiale.⁷⁹

Nelle città, una volta raccolti i materiali riciclabili, i rifiuti possono essere inceneriti per produrre calore ed energia. In Europa, gli inceneritori forniscono calore a 20 milioni di utenti. La Germania – con 65 impianti – e la Francia sono i leader europei. Negli Stati Uniti, una novantina di impianti convertono 20 milioni di tonnellate di rifiuti in energia per 6 milioni di consumatori.⁸⁰

La produzione americana di bestiame e pollame è oggi concentrata in grandi allevamenti, e l’utilizzo degli scarti animali in digestori anaerobici per produrre metano (biogas) sta rapidamente prendendo piede. La AES Corporation, una delle principali compagnie elettriche al mondo, sta investendo nel recupero del metano da rifiuti animali. Utilizzando i biodigestori, la AES si accorda con gli allevatori per trattare i loro rifiuti animali, producendo metano e un rifiuto solido ricco di nutrienti che può essere riutilizzato come fertilizzante. Il metano raccolto in questi generatori può essere bruciato per produrre calore e generare elettricità.⁸¹

Le multinazionali e le aziende stanno anche raccogliendo il metano prodotto nelle discariche ove si decompone il materiale organico dei rifiuti seppelliti, allo scopo di produrre calore per i processi industriali o per generare elettricità e calore in impianti a cogenerazione. Interface – il principale produttore mondiale di moquette industriali – vicino ad Atlanta, in Georgia, ha convinto la città a investire 3 milioni di dollari per catturare il biogas dalla discarica municipale e a costruire una condotta di 15 chilometri fino a una sua fabbrica. Il metano di questa condotta, che costa il 30% in meno rispetto al prezzo di mercato, soddisfa il 20% delle necessità della fabbrica. La discarica è progettata per fornire metano per 40 anni, facendo guadagnare alla città 35 milioni di dollari rispetto ai 3 milioni di investimento iniziale. Per Interface, i costi operativi si riducono e guadagna una compensazione delle sue emissioni di gas serra, rendendo neutro il bilancio della sua fabbrica.⁸²

Anche le coltivazioni possono essere usate per produrre carburanti per veicoli, tra cui l’etanolo e il biodiesel. Nel 2007 sono stati prodotti nel mondo 50 miliardi di litri di bioetanolo e 8,7 miliardi di litri di biodiesel. Metà dell’etanolo è stato prodotto dagli Stati Uniti, un terzo dal Brasile e il rimanente da una dozzina di altri paesi, in testa Cina e Canada. Circa un quarto del biodiesel è stato prodotto in Germania; gli altri maggiori produttori sono stati gli Usa, la Francia e l’Italia.⁸³

Gli Stati Uniti, che hanno superato il Brasile nella produzione di etano-lo nel 2005, si affidano prevalentemente al mais come pianta base. Con il progetto di far quasi raddoppiare la produzione di etanolo tra il 2007 e la fine del 2008, gli Stati Uniti arriveranno a 50 miliardi di litri. Questo potrebbe già superare la quantità di cereali che gli Usa potrebbero convertire in carburante senza far schizzare alle stelle il prezzo dei generi alimentari. Allo stesso modo, aumentare in Brasile la produzione di eta-nolo da canna da zucchero, significa mettere ulteriormente sotto pressione quello che resta della foresta pluviale amazzonica. Il passaggio ad auto ibride plug-in alimentate a energia eolica o solare lo eviterebbe.⁸⁴

Già a metà del 2007 la crescita degli investimenti in etanolo e biodiesel stava perdendo slancio, perché i prezzi dei cereali erano saliti sia per le distillerie di etanolo, sia per le raffinerie di biodiesel e perché il rincaro dei cereali aveva allarmato ovunque i consumatori. In Europa, che ha obiettivi ambiziosi sull’uso del biodiesel e allo stesso tempo ha uno scarso potenziale di incremento della produzione dei semi oleosi, i produttori di biodiesel si stanno convertendo all’olio di palma proveniente dalla Malesia e dall’Indonesia, dove la distruzione della foresta pluviale, per far posto alle piantagioni di palme, sta sollevando preoccupazioni in tutto il mondo.⁸⁵

Si sta cercando di sviluppare tecnologie efficienti per convertire i materiali cellulosici, come sterpaglie, trucioli e paglia in etanolo. Le sterpaglie e i pioppi ibridi produrrebbero una resa relativamente buona di etanolo su terreni marginali, ma ci vorrà probabilmente un altro decennio prima che l’etanolo da cellulosa possa competere con quello da mais.⁸⁶
 
Un’analisi dell’American Solar Energy Society indica che bruciare raccolti di cellulosa per generare direttamente elettricità è molto più efficiente che convertirli a etanolo. La domanda è quanto i materiali vegetali possano contribuire alla fornitura energetica mondiale. L’ASES stima che gli Stati Uniti potrebbero generare 110 gigawatt di elettricità dalla combustione di raccolti di arbusti e alberi a rapida crescita, circa dieci volte il valore attuale. Questa previsione di crescita suppone che l’espansione anticipata dei raccolti cellulosici sia usata principalmente per generare elettricità, piuttosto che per produrre etanolo. Si prevede che l’uso mondiale di biomassa per generare elettricità potrebbe contribuire con 200 gigawatt entro il 2020.⁸⁷