Biocombustibili
Che cosa sono i biocombustibili?
I biocombustibili, o biocarburanti (indicati a volte anche come agrocarburanti per fare riferimento ai biocarburanti provenienti dall'agricoltura e dalla silvicoltura) possono essere ampiamente definiti come qualsiasi tipo di combustibile prodotto da materia organica, ovvero combustibili la cui energia si ottiene attraverso il processo di fissazione biologica del carbonio.
Più in dettaglio, secondo la definizione data dall'Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico, un biocombustibile è "combustibile liquido, solido o gassoso prodotto .... dalla decomposizione anaerobica dei rifiuti" (OECD, 2002).
Classificazione dei biocombustibili
I biocombustibili non sono una scoperta recente. La transesterificazione degli oli vegetali è ampiamente conosciuta e utilizzata fin dal XIX secolo e i biocarburanti liquidi per i trasporti sono stati utilizzati sin dai primi giorni di vita dell'industria automobilistica. Comprendono una varietà di materie prime, tecnologie di conversione e utilizzi e sono utilizzati principalmente per i trasporti e la produzione di elettricità.
I biocarburanti più comuni sono il biodiesel e i bioalcoli, tra cui il bioetanolo e il biobutanolo (chiamati anche biobenzine) e possono essere classificati come biocarburanti di prima, seconda e terza generazione, a seconda della materia prima e della tecnologia di produzione.
La classificazione dei biocarburanti in base alla loro origine è riportata in Tabella 1.
| Biocarburante | Biomassa | Processo di produzione | |
| 1) Biocarburante di prima generazione | Biobutanolo | Colture da zucchero | Fermentazione e saccarificazione |
| Biodiesel | Colture oleaginose | Transesterificazione | |
| Bioetanolo | Zucchero e colture | Fermentazione | |
| Bioetanolo | Materiali lignocellulosici | Idrolisi enzimatica avanzata e fermentazione | |
| 2) Biocarburanti di seconda generazione | Biometanolo | Materiali lignocellulosici | Gassificazione, sintesi e cracking catalitico |
| Dimetil etere | Materiali lignocellulosici | Gassificazione, sintesi e cracking catalitico | |
| Diesel Fischer- Tropsch | Materiali lignocellulosici | Gassificazione, sintesi e cracking catalitico | |
| Biogas | Materiali lignocellulosici | Sintesi e digestione anaerobica | |
| Bioidrogeno | Materiali lignocellulosici | Sintesi, gassificazione, fermentazione | |
| 3) Biocarburanti di terza generazione | Olio vegetale, biodiesel | Alghe | Transesterificazione |
Tabella 1 Classificazione dei biocarburanti in base alla loro origine.
A livello di ricerca di base è già comparsa la quarta generazione di biocarburanti, che utilizza un efficiente percorso di produzione che sfrutta l'energia solare e l'attività di alghe e cianobatteri.
I biocarburanti sono quindi classificati nelle seguenti quattro categorie:
- Biocarburanti di prima generazione. I biocarburanti di prima generazione si riferiscono a combustibili derivati da fonti come amido, zucchero, grassi animali e olio vegetale. L'olio è ottenuto utilizzando tecniche di produzione convenzionali. Alcuni dei tipi più popolari di biocarburanti di prima generazione sono etanolo, biodiesel, altri bioalcoli, diesel verde, benzina per biocarburanti, olio vegetale, bioeteri, biogas, syngas (gas di sintesi) e biocarburanti solidi.
- Biocarburanti di seconda generazione. I biocarburanti di seconda generazione, noti anche come biocarburanti avanzati, sono carburanti che possono essere ricavati da vari tipi di biomasse, sia di origine vegetale che animale. La materia prima si riferisce alla biomassa non alimentare, a differenza dei biocarburanti di prima generazione. Alcuni dei più diffusi prodotti di questo tipo sono l'olio vegetale idrotrattato (HVO), il bio-olio, l'olio FT (gasolio sintetico da biomassa), l'etanolo lignocellulosico, il butanolo e gli alcoli misti.
- Biocarburanti di terza generazione. Nei biocarburanti di terza generazione il carbonio deriva da organismi acquatici autotrofi (es. alghe): luce, anidride carbonica e sostanze nutritive vengono utilizzate per produrre la materia prima.
- Biocarburanti di quarta generazione. Nei sistemi di produzione di quarta generazione, le colture da biomassa sono viste come componenti efficienti di "cattura del carbonio" che estraggono la CO2 dall'atmosfera e la imprigionano. I microrganismi fotosintetici vengono utilizzati per la produzione diretta di combustibili e sostanze chimiche dalla fotosintesi, consentendo una conversione più efficiente dell'energia solare e dell'anidride carbonica. I biocarburanti di quarta generazione sono bioidrogeno, biometano e biocarburanti sintetici.
Sostenibilità ambientale dei biocombustibili
Per quanto riguarda la sostenibilità ambientale dei biocombustibili, gli studi esistenti suggeriscono che, se non è coinvolto alcun cambiamento di destinazione del suolo (LUC), i biocarburanti di prima generazione possono, in media, avere emissioni di gas serra inferiori rispetto ai combustibili fossili, ma per la maggior parte delle materie prime le differenze non sono sufficienti per raggiungere le soglie di riduzione delle emissioni di gas serra richieste dalla Direttiva Energie Rinnovabili dell'Unione Europea.
I biocarburanti di seconda generazione hanno, in generale, un maggiore potenziale di riduzione delle emissioni, a condizione che non vi sia LUC.
I biocarburanti di terza generazione invece non rappresentano allo stato attuale dello sviluppo un'opzione percorribile in quanto le loro emissioni di gas serra sono superiori a quelle dei combustibili fossili.
I motivi principali delle emissioni più elevate includono una minore resa algale e un elevato consumo di energia nelle fasi di coltivazione, raccolta ed essiccazione.
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