Con il termine biomasse si identifica in generale la materia organica, ovvero la materia che viene prodotta da un’attività biologica. Fanno parte della biomassa:

• i prodotti delle coltivazioni agricole e della forestazione;
• le alghe;
• i residui di lavorazioni agricole;
• gli scarti dell’industria alimentare;
• la componente organica dei rifiuti solidi delle nostre città;
• tutti i prodotti organici che derivano da attività biologiche di animali.             

Nell’ambito del contesto europeo una particolare branca della biologia la bioeconomia, ovvero l’insieme di tutti i settori che trattano materie prime rinnovabili di origine biologica, sta rivestendo particolare interesse. In tal senso gli obiettivi dell’Unione Europea rispetto alle fonti rinnovabili (direttiva del Parlamento Europeo e del consiglio RED II) sono ambiziosi sia per quanto riguarda gli usi energetici che per l’uso nei trasporti.   

Il comparto dei trasporti

In particolare per il comparto del trasporto, nel 2030 dovrà essere prodotto da fonti rinnovabili il 14% della quota di carburanti utilizzati (il 3,5% come biocarburanti avanzati). Tra questi il biometano che riduce le emissioni complessive di gas serra rispetto a quelle dei carburanti fossili e può, quindi, contribuire in modo significativo al raggiungimento degli obiettivi europei.

La filiera biogas/biometano è molto presente in Europa con 17.783 impianti di biogas, per 10.532 MWel installati, e 540 impianti di biometano, per una produzione annua di circa 1,9 miliardi di m3 di biometano (Fonte European Biogas Association, 2018).          

La biomassa è una fonte di energia rinnovabile e per incentivarne lo sfruttamento la Commissione Europea ha approvato già nel 2005 un Piano di Azione ad hoc. Biomasse con differenti caratteristiche e proprietà sono destinate a processi diversificati, che vanno dalla produzione di calore in impianti termici, alla produzione di biogas e successiva trasformazione in energia elettrica e termica.

Fondazione Edmund Mach

All’interno della Fondazione Edmund Mach la tematica delle biomasse è affrontata e sviluppata da una unità dedicata, l’Unità Biomasse ed energie rinnovabili. Si tratta di un gruppo di lavoro interdisciplinare con competenze biologiche, agronomiche, ingegneristiche e tecniche, impegnato nello svolgimento di attività sperimentale, in particolare l’impianto di compostaggio e l’impianto pilota di digestione anaerobica. La loro missione prevede inoltre azioni di supporto tecnico ed analitico a favore di aziende private, enti di controllo, amministrazioni locali.

La frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) è una biomassa valorizzabile dal punto di vista energetico, per lo più attraverso processi di tipo biologico come la digestione anaerobica. La digestione anaerobica della frazione umida dei rifiuti (urbani e non) sta assumendo sempre più importanza, sia in Italia che all’estero, per i suoi benefici energetici ed ambientali. Il prodotto principale della digestione anaerobica è il biogas, cioè una miscela gassosa.

L’impiego del biogas può ridurre di molto le emissioni di gas serra, soprattutto se utilizzato come biocarburante per i mezzi di trasporto o se immesso direttamente nella rete di distribuzione del gas. Il processo di digestione anaerobica, dà luogo a un sottoprodotto principale, il digestato, che può essere sottoposto a un successivo processo di compostaggio e utilizzato a fini analoghi come compost, migliorando il recupero complessivo di risorse dai rifiuti.

Il digestato prodotto dal processo anaerobico può essere direttamente applicato in agricoltura in maniera controllata, secondo i dettami della normativa che disciplina l’applicazione dei fanghi in agricoltura (D.Lgs. 99/92 e successive modifiche e integrazioni).

Ai tempi d’oggi

In tempi recenti ha grande importanza la digestione anaerobica a secco, in cui la matrice organica viene impiegata, tramite una riduzione dei volumi di trattamento necessari e dei percolati prodotti. L’efficacia di questa tecnica va verificata in ordine alle rese quantitative e qualitative di biogas sotto differenti aspetti. FEM si è dotata di un impianto pilota di digestione a secco con l’obiettivo studiare e ottimizzarne alcuni aspetti, come quantità e qualità degli inoculi, gestione del percolato, rendimento di biogas. Ad oggi biogas è utilizzato per la produzione combinata di energia elettrica e calore (cogenerazione), ma tecniche innovative consentono di passare dal biogas al biometano. Quest’ultimo è un gas con le stesse qualità del gas naturale e quindi potenzialmente adatto sia all’immissione diretta nella rete sia per autotrazione come biocarburante.

La Valorizzazione Energetica di bio-Gas da digestione Anaerobica

Il progetto VEGA – Valorizzazione Energetica di bio-Gas da digestione Anaerobica– in cui la fondazione dà supporto specialistico ad una azienda trentina, la SOFCPower. Identificando nella possibilità di purificare e filtrare il biogas per sfruttarla in celle a combustibile di tipo SOFC (solid oxid fuel cell) un’opportunità per realizzare la generazione distribuita.

Esso vuole integrare due tecnologie legate al mondo delle energie rinnovabili: da una parte il trattamento biologico della FORSU in impianti di trasformazione dedicati, dall’altra l’utilizzo efficiente e sostenibile del biogas.

La collaborazione con il Centro Ricerche Fiat inoltre permette di estendere l’interesse di ricerca e sviluppo verso il biometano. Anche il mondo agricolo produce grosse quantità di biomasse (reflui zootecnici, residui colturali, scarti di trasformazione), che possono trovare utilizzo come risorsa energetica.

Il progetto ZOOTANOLO

Il progetto ZOOTANOLO in tal senso si occupa della produzione del bioetanolo come valorizzazione energetica innovativa dei reflui zootecnici ed è finanziato dal Ministero dell’Agricoltura e sviluppato in collaborazione con il C.E.T.A (centro ecologia teorica ed applicata) di Gorizia e con un istituto del CRA (cassa rurale artigiana) di Gorizia. Il progetto si propone di sfruttare la frazione ottenuta dalle fibre indigerite degli animali e dalla lettiera (paglia) per ottenere un biocarburante, il bioetanolo, attraverso un processo di fermentazione alcolica. La valorizzazione di tale frazione nei processi biologici, grazie alla messa a punto di tecniche fisico-chimiche di pretrattamento delle biomasse, permette di ottimizzare il recupero energetico della sostanza organica con alte rese di trasformazione. 

Grazie alla realizzazione di un laboratorio dedicato, fornito di reattori di piccola taglia (10 litri) per la conduzione di test anaerobici, si è in grado di approfondire le conoscenze sul processo biologico. Prestando attenzione alla formulazione di miscele adeguate per fornire risposte alle aziende e agli impianti. L’attività di supporto si concretizza anche nella elaborazione di studi di fattibilità, con estrema attenzione sul concetto di sostenibilità energetica, ambientale ed economica delle soluzioni indagate.