Alimentato a nocciolo di oliva? Secondo alcuni ricercatori spagnoli, ora si può. I noccioli delle olive possono infatti essere trasformati in bioetanolo e usati in alternativa al petrolio o al diesel: sono infatti ricchi di polisaccaridi, che, tramite l'aggiunta di alcuni enzimi, possono essere trasformati in zuccheri e quindi fatti fermentare per produrre etanolo. Si tratterebbe oltretutto di una fonte sostenibile per produrre carburanti alternativi, in quanto i noccioli di oliva sono un sottoprodotto dell'industria olearia e della trasformazione delle olive da tavola, e la loro produzione non entrerebbe in conflitto con le colture alimentari.
Dagli Stati Uniti giunge invece la notizia che è possibile usare la patata dolce per produrre bioetanolo: gli scienziati dell'Ars (il servizio di ricerca per l'agricoltura) hanno stimato che le patate dolci coltivate in certe condizioni contengono il doppio o il triplo di carboidrati rispetto al grano coltivato nelle stesse condizioni e potrebbero quindi essere usate per produrre maggiori quantità di biocarburante, richiedendo però meno fertilizzanti e agrofarmaci.
E' italiano, invece, il progetto di utilizzare gli oli residui dalle fritture come combustibile per stufe ad alto potere calorifico e con caratteristiche ecologiche. Un'idea semplice ma originale brevettata dell'Istituto di biometeorologia (Ibimet) del Cnr di Firenze. Tuttavia, non si prevedere per ora la sua applicazione nel campo dei biocarburanti: l'utilizzo degli oli vegetali scartati dall'industria alimentare presenta ancora non pochi problemi come, per esempio, la necessità di eliminare residui di cibi e vapore d'acqua (tramite l'aggiunta di una grande quantità di soda) e di "lavare" con acqua il biodiesel così ottenuto, per eliminare residui pericolosi per il motore (acidi grassi liberi, mono- e di-gliceridi, soda caustica...)
Il mercato dei biocarburanti è dunque in fermento per queste nuove promettenti scoperte, ma non bisogna dimenticare che altre varietà vegetali sono da tempo note e utilizzate come fonti per biocarburanti.
Biodiesel
E' un biocombustibile ottenuto attraverso una reazione di transesterificazione, un processo nel quale un olio vegetale, ricavato industrialmente da piante oleaginose, è fatto reagire in eccesso di alcool metilico, in presenza di un catalizzatore alcalino.
Il prodotto finale può essere contiene ossigeno in quantità elevata (non meno del 10%) e può essere utilizzato come combustibile per autotrazione e riscaldamento, sia miscelato con gasolio che tal quale. La tendenza europea vede il biodiesel affermarsi come combustibile alternativo al gasolio per i motori diesel. In Italia, però, il biodiesel è al contrario commercializzato quasi esclusivamente (95% della quantità prodotta) nel settore del riscaldamento e per il funzionamento delle centrali termiche; solo una minima parte è dedicata all'autotrazione, ed è impiegata prevalentemente da aziende di trasporto pubbliche e private. Questa tendenza è forse dovuta a problemi tecnici riscontrati nei primi esperimento su motori che hanno spinto il mercato verso un utilizzo alternativo alla combustione. Al giorno d'oggi però il biodiesel può essere utilizzato in tutti i motori diesel presenti sul mercato senza alcuna modifica (se miscelato con gasolio fino al 25-3'%) oppure con piccoli accorgimento (se si utilizza puro).
Soia
E' una pianta erbacea appartenente alla famiglia dalle Leguminosae. L'olio estratto dai semi di questa pianta viene per lo più utilizzato nell'industria alimentare sotto varie forme, ma trova applicazione anche come biocarburante (dopo essere stato adeguatamente trasformato tramite il processo sopra descritto). Tuttavia, la resa non elevata (40/50 metri cubi per chilometro quadrato) ne sconsiglia l'utilizzo su vasta scala.
Colza
Appartenente alla famiglia delle Cruciferae, presenta fusto eretto e ramificato alto fino a 1,5 m e fiore giallo brillante. Poco coltivata in Italia, è concentrata nel centro-sud della penisola. Trova applicazione come alimento per animali, fonte di olio vegetale alimentare e come combustibile nel biodiesel. Secondo alcune stime, dalla colza sono ricavabili circa 850 kg di biodiesel per ettaro, con una superficie agricola utile di circa 13 milioni di ettari in Italia: a fronte di circa 34 milioni di veicoli, ognuno dei quali consuma più di una tonnellata di biodiesel all'anno, si stima realisticamente di alimentare col biodiesel derivato dalla colza solo una minima parte del parco macchine italiano.
Il biodiesel può essere utilizzato puro per i veicoli appena immessi sul mercato senza alcun danno per il motore, oppure miscelato con gasolio per i veicoli più vecchi. I prezzi del carburante ottenuto dalla colza sono ancora molto alti. Tuttavia, in Europa quello di colza è l'olio più usato per la produzione di biodiesel, ed è considerato tra gli oli vegetali più promettenti in quanto la colza produce più olio per unità di terreno rispetto ad altre colture come la soia.
Girasole
Il girasole è una pianta erbacea annuale, caratterizzata da un notevole sviluppo (il fusto delle varietà coltivate in Italia più raggiungere un'altezza di 2 metri). Dai suoi semi si ricava un olio comunemente usato per le fritture. Per essere utilizzato come combustibile per autotrazione, l'olio di semi di girasole deve essere prima raffinato. Il girasole presenta alcune qualità che lo rendono un'ottima fonte di biocarburante: cresce in ambienti a medio e basso input agronomico (disponibilità idrica limitata), e produce una quantità elevata di olio per ettaro; in più, la rapidità di crescita le conferisce un'alta capacità di produzione di biomassa. Tuttavia la concorrenza con l'industria alimentare causa un alto prezzo di questo prodotto, rendendone impossibile l'utilizzo come combustibile su larga scala.
Palma
L'olio di palma è estratto dai frutti di questa pianta ed è l'olio vegetale più utilizzato al mondo per scopi alimentari e non, sorpassando anche quello di soia. L'elevata quantità di olio ottenuto dalle palme le renderebbero molto promettente per l'utilizzo come carburante, ma è noto da tempo il grande impatto negativo che questa coltivazione ha sull'ambiente. Alcuni studi, tutt'ora in corso, stanno esaminando la possibilità di utilizzare tutta la pianta, e non solo i frutti, per produrre biomasse utilizzabili come fonte di energia.
Jatropha
Varietà di piante originarie del centro America, si caratterizza per la facilità di coltivazione, anche su suoli aridi e sabbiosi, e le rese di olio elevate: due caratteristiche che la rendono una dei migliori candidati per la produzione di biodiesel del futuro. Tuttavia, nessuna delle specie di Jatropha risulta addomesticata al momento, e la produttività rimane molto variabile (da 100 kg a 10 tonnellate per ettaro, a seconda della specie, del terreno e del clima); inoltre, l'impatto a lungo termine del suo utilizzo su larga scala è ancora sconosciuto.
Il biodiesel derivato dall'olio di Jatropha è di alta qualità, e può essere usato in macchine a diesel. Al momento è utilizzato nelle Filippine, in India e in altri Paesi in via di sviluppo.
Alghe
Il nuovo potenziale per i biocarburanti sembra provenire dagli oceani: alcune varietà di alghe producono infatti un olio utilizzabile come biocarburante. Questi oli sono estratti da varietà coltivare appositamente per la produzione di biocarburanti, che non entra quindi in competizione con l'alimentazione umana. In più, queste coltivazioni non hanno nessun impatto sulle risorse di acqua dolce, e crescono più rapidamente di specie terrestri per il biodiesel come soia e palma. La coltivazione di alghe per estrarre oli per biodiesel non è ancora stata intrapresa a livello commerciale, ma negli Stati Uniti e in altri Paesi sono in corso programmi di ricerca pubblici e privati per sviluppare apposite varietà di alghe con alto contenuto lipidico e a crescita rapida per produrre biodiesel di buona qualità.
Bioetanolo
Conosciuto anche come alcool etilico, il bioetanolo è un liquido limpido e incolore che può essere prodotto virtualmente da qualsiasi materia prima contenente zucchero o amido attraverso un processo fermentativo. Anche la biomassa cellulosica (proveniente per esempio dalle colture erbacee, dalle colture legnose e dai rifiuti organici) può essere utilizzata per produrre bioetanolo, attraverso tecniche di produzione tecnologicamente più complesse (nella foto, un impianto per la produzione di bioetanolo).
Le piante contenenti zucchero vengono frantumate e setacciate per separare le componenti zuccherine, che vengono poi fatte fermentare tramite l'aggiunta di lievito di birra, producendo così alcool e anidride carbonica. La frazione liquida è quindi distillata per produrre etanolo alla concentrazione richiesta dal mercato.
L’etanolo è uno dei combustibili alternativi per veicoli a motore più diffusi al mondo, grazie soprattutto alla sua popolarità nelle Americhe: in Brasile infatti molte automobili funzionano a bioetanolo da canna da zucchero, sia sotto forma di alcool puro che miscelato alla benzina. Il bioetanolo ha un un alto numero di ottano e quindi consente rapporti di compressione elevati, migliorando l’efficienza e la performance del motore. Rispetto alla benzina, però, l’etanolo ha una bassa densità energetica (in volume) che si riflette in un maggiore consumo di combustibile per km (circa del 50%). Può essere utilizzato in forma pura o “idrata” (4% di acqua sul volume) in veicoli dedicati, o come miscela composta da bioetanolo e benzina.
Mais
Pianta fogliosa, molto sviluppata, in grado di assicurare elevate produzioni di biomassa da cui trarre bioetanolo tanto da essere la principale coltura per questo settore. I motivi che rendono il mais la "coltura energetica" numero 1 sono vari: le produzioni elevate, unitamente alle buone rese unitarie di gas, consentono di raggiungere alte rese per ettaro. Il mais ha inoltre un'ottima predisposizione all'insilamento e alla fermentazione, caratteristiche che permettono di produrre a costi vantaggiosi. Alcuni ibridi sono stati selezionati in base a caratteristiche specifiche: forte capacità di produrre biomassa, elevato stay green e lenta perdita di umidità della spiga (slow drydown).
Sorgo zuccherino
Nelle sue varietà tropicali, è stato tradizionalmente destinato alla produzione di zucchero, pur presentando vari problemi di conservazione (lo zucchero estratto dal sorgo, a differenza del saccarosio della bietola e della canna, non cristallizza ed è quindi più difficile da conservate). Contenendo un'elevata quantità di saccarosio si può dunque utilizzare come fonte di bioetanolo soprattutto nei Paesi tropicali, dove sono possibili diversi raccolti all'anno e quindi una maggiore produzione di biocarburante. Tra i suoi punti di forza, esigenze nutrizionali e colturali modeste, inferiori a quelle del frumento e del mais.
Frumento e orzo
La maggior parte del bioetanolo prodotto in Europa deriva da queste due colture (frumento 50%, orzo 20%), grazie all'ampia disponibilità e alla sicurezza delle tecniche colturali e di trasformazione. Non sono tuttavia tra le colture più convenienti, in quanto il frumento rende circa 2-5 tonnellate di zucchero per ettaro, contro i 6-9 del mais e i 7-10 della canna da zucchero.
Bietola
La sua applicazione al campo del bioetanolo rimane ancora in fase di sperimentazione, ma appare promettente grazie all'elevato contenuto di sostanze zuccherine. Al momento non conviene produrre bioetanolo dalla bietola a causa di motivi energetici: al momento il costi di produzione nell'Unione Europea sono stimati di 500-600 euro a tonnellata, contro i 250 del Brasile (canna da zucchero).
Canna da zucchero
Realtà affermata in Brasile da tempo, il bioetanolo è un sottoprodotto della produzione dello zucchero. Le tecniche di raffinazione sono altamente progredite, tanto che questo bioetanolo può essere considerato un'ottima alternativa al gasolio ed è largamente utilizzato in Brasile, anche grazie agli ampi areali di coltivazione e ai costi di produzione relativamente bassi (circa 250 euro a tonnellata). In Europa, dove le superfici di coltivazione sono più limitate, la canna da zucchero è ancora seconda alla barbabietola e al mais, nonostante produca più zucchero a tonnellata.
Anche se è tra le colture più conosciute e più sfruttate, la sperimentazione sulla canna da zucchero non si ferma. Recentemente sono state sviluppate dagli scienziati americani 3 nuove varietà adattate alle condizioni delle regioni costiere che si affacciano sul Golfo del Messico. Queste nuove varietà hanno un maggiore contenuti di zuccheri e fibre, che porterebbe a un aumento del bioetanolo prodotto.
Si ringrazia per la collaborazione:
Comitato Termotecnico Italiano - CTI Energia e Ambiente. Ente federato all'UNI (Ente nazionale di Unificazione) con lo scopo di svolgere attività normativa nei vari settori della termotecnica.
Ulteriori fonti:
• ScienceDaily
• Usda - United States department for agriculture
• Bayer CropScience
• Kws
• Cnr - Consiglio nazionale delle ricerche
• www.green-car-guide.com (foto impianto bioetanolo)
