Il progetto Energia

Il progetto Energia

Il progetto Energia Di seguito si presentano i risultati di un progetto condotto nell’ITCG “F.GALIANI” di Chieti in cui gli studenti si sono misurati con il problema del raggiungimento dell’obiettivo fissato dall’Unione Europea per l’immissione di biocarburanti sul medio termine da parte della provincia di Chieti.

La cresciuta sensibilità dell'opinione pubblica verso i problemi ecologici ha contribuito all'individuazione e allo sviluppo di tecnologie innovative e all’evoluzione di quelle già esistenti, con lo scopo di diminuire l'impatto sull'ambiente delle attività umane e in particolare di quelle legate alle emissioni dei motori a scoppio.
La produzione di biocombustibili liquidi, da utilizzare puri o in miscela con quelli di origine fossile, è destinata a un progressivo sviluppo in applicazione del protocollo di Kyoto, che impone all’Italia di ridurre tra il 2008 e il 2012 l’emissione dei gas serra del 6,5% rispetto ai livelli del 1990. Ciò implica che le emissioni medie nel periodo 2008-2012 non potranno superare le 485,7 MtCO2eq/anno.
L’inventario nazionale delle emissioni di gas a effetto serra evidenzia che nel 2004 queste sono aumentate dell’11,8% rispetto ai livelli del 1990. Pertanto la distanza che al 2004 separa il Paese dal raggiungimento dell’obiettivo di Kyoto è pari al 17% delle emissioni attuali.
I biocombustibili su cui scommette l’Europa nel prossimo futuro sono:

  • BIOETANOLO: ricavato dalla biomassa (orzo, mais, barbabietola da zucchero) e dalla frazione biodegradabile dei rifiuti, può essere utilizzato puro o in miscela con i carburanti tradizionali; non è richiesta nessuna modifica al motore per una miscela contenente fino al 15% di bioetanolo.
  • BIOGAS: ricavato per fermentazione anaerobica dalla biomassa e dalla frazione biodegradabile dei rifiuti, può essere utilizzato nei motori a gas dopo essere stato purificato allo scopo di ottenere una qualità analoga a quella del gas naturale.
  • BIOMETANOLO: anche questo prodotto è ricavato dalla biomassa e dalla frazione biodegradabile dei rifiuti. Utilizzato come componente per benzine, riduce la quantità di ossido di carbonio e di idrocarburi incombusti nei gas di scarico.
  • BIODIESEL: ottenuto attraverso l’esterificazione dell’olio ricavato dalla coltivazione di specie oleaginose come girasole, colza, soia.

In Italia l’attenzione si è concentrata sul BIODIESEL.
Il biodiesel è un biocombustibile di origine vegetale ottenuto da prodotti rinnovabili su base annuale (es. colture oleaginose) o poliennale (es. colture forestali); esso proviene, pertanto, da fonti inesauribili che, a differenza del petrolio, possono estendersi di pari passo al diffondersi del consumo.
E’ prodotto attraverso la reazione di transesterificazione, un processo nel quale un olio vegetale è fatto reagire con un eccesso di alcool metilico, in presenza di un catalizzatore alcalino (idrossido di potassio o soda caustica). Durante il processo, il trigliceride è convertito in successivi passaggi a estere metilico e glicerolo. Nonostante l’estere sia il prodotto desiderato, il recupero di glicerolo come sottoprodotto della reazione è fondamentale a causa del suo elevato valore economico. La natura del catalizzatore modifica i parametri della reazione e i rendimenti finali. La catalisi alcalina è quella industrialmente più utilizzata, ma ha lo svantaggio di dover utilizzare oli raffinati, privi di acidi grassi e alcoli per evitare la formazione di saponi.

Bilancio di massa della reazione

Gli aspetti ambientali che rendono il biodiesel una risorsa appetibile su cui investire riguardano il suo comportamento in termini di emissioni. L’emissione di CO2 dal tubo di scarico di un motore alimentato a biodiesel è pressoché uguale a quella di un motore alimentato a gasolio: la differenza è la sua rinnovabilità. Mentre, nel caso del biodiesel, possiamo immaginare che tutta la CO2 emessa sia destinata in tempi brevi ad essere riassorbita dalla coltura, per il petrolio il riassorbimento ha dei tempi stimati nell’ordine dei millenni. I risultati degli studi indicano una riduzione del 70% per chilogrammo di gasolio sostituito.
La produzione di monossido di carbonio (CO), il principale indicatore di combustione incompleta, è inferiore del 50% rispetto al gasolio, perché l’ossigeno contenuto nel biocombustibile favorisce la combustione e ne diminuisce le emissioni. Gli idrocarburi incombusti, prodotti potenzialmente cancerogeni, sono rilasciati in quantità inferiore del 15-20% rispetto a quanto avviene con il gasolio. Si rileva, inoltre, una consistente riduzione (30%) del particolato (PM), e la totale assenza dei biossidi di zolfo (SO2), che sono alla base dei complessi fenomeni d’inquinamento alla base delle piogge acide. Per contro, l’utilizzo del biodiesel provoca un leggero aumento dell’emissione di ossidi di azoto.

Altri vantaggi

Altro elemento a favore del biodiesel è l’elevata percentuale di biodegradabilità: dopo solo 28 giorni l’85-89% di biodiesel risulta trasformato in CO2, contro il 18% del gasolio. Il biodiesel non è tossico e il suo punto di infiammabilità (temperatura alla quale i costituenti volatili di un combustibile si liberano in quantità tali da formare una miscela che, se innescata, è in grado di bruciare) è più alto rispetto a quello del gasolio (120°C contro 65°C): questa caratteristica è importante per la sicurezza del trasporto e dello stoccaggio.
Nel corso degli anni, il biodiesel è stato sperimentato su veicoli di ogni specie: dai mezzi agricoli, agli autocarri pesanti e alle autovetture.
In Italia, per favorire la produzione e la diffusione del biodiesel è stato istituito un programma fiscale agevolato della durata di sei anni che, a decorrere dal gennaio 2005 fino a tutto il 2010, esenta i produttori dal pagamento dell’accisa nei limiti di un contingente annuo di 200.000 tonnellate. In Abruzzo è stato condotto uno studio per la sua introduzione nel territorio della Provincia di Chieti. Sulla base di valutazioni economico/legislative, l’impiego ottimale di questo biocombustibile è, in miscela al 25% nel gasolio minerale, compatibile con tutte le motorizzazioni diesel esistenti, e quindi totalmente intercambiabile con il gasolio minerale. Nella provincia esistono già uno stabilimento per la produzione, un deposito costiero per l’approvvigionamento e ventiquattro depositi commerciali ben distribuiti sul territorio. Per quanto riguarda la rete di distribuzione, si contano 277 impianti ben posizionati. Facendo riferimento ai consumi del 2000, potrebbero essere immessi sul mercato della Provincia 56.141 m3/anno per una miscela al 25%. La fase di distribuzione alla rete è quella più problematica a causa della mancanza di una normativa che disciplini la materia, mentre tecnicamente non presenta particolari difficoltà, poiché tutte le stazioni di servizio possono erogare un terzo prodotto. Le stazioni da abilitare dovrebbero essere un quarto di quelle esistenti nei sei comuni più densamente popolati: Chieti, Lanciano, Vasto, Francavilla Al Mare, Ortona e San Salvo. L’introduzione sul mercato del biodiesel comporta dei costi legati all’adeguamento degli impianti di stoccaggio e di distribuzione e un incremento dei costi di gestione pari a 0.20 €/m3, ma consentirebbe alla Provincia di Chieti di raggiungere l’obiettivo fissato dall’Unione Europea per l’immissione di biocarburanti sul medio termine (entro il 2010). Sotto l’aspetto ambientale si otterrebbe una riduzione di emissioni di CO2 di 2,1 per kg di biodiesel utilizzato, che per l’intera provincia corrisponderebbe ad un abbattimento totale di 26.000 Tonn/ anno.

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