Biodiesel: cos’è, la produzione e il suo utilizzo

BIODIESEL
UN’ENERGIA PULITA

a cura del dr. ing. Massimo Grotti

Il Biodiesel è un prodotto naturale utilizzabile come carburante in autotrazione e come combustibile nel riscaldamento. La produzione del biodiesel e le caratteristiche finali che deve rispettare sono oggi normate dalle norme UNI 10946 ed UNI 10947.
• è rinnovabile, in quanto ottenuto dalla coltivazione di piante oleaginose di ampia diffusione;
• è biodegradabile, cioè se disperso nell’ambiente si dissolve nell’arco di pochi giorni (massimo un mese), al contrario dei consueti carburanti che permangono molto molto a lungo creando ingenti danni alla vita;
• garantisce un rendimento energetico pari a quello dei carburanti e dei combustibili minerali ed un’ottima affidabilità nelle prestazioni dei veicoli e degli impianti di riscaldamento.

Come si produce?

La produzione del biodiesel si ottiene dalla spremitura di semi oleaginosi di colza, soia, girasole e da una reazione detta di transesterificazione che determina la sostituzione dei componenti alcolici d’origine ( glicerolo ) con alcool metilico ( metanolo ).

Le materie prime

Il Biodiesel è una fonte energetica rinnovabile e come tale comporta anche un ciclo produttivo che interessa altri settori e principalmente l’agricoltura.
Nella produzione è bene che le materie prime siano disponibili vicino ai centri di trasformazione ma parte dell’olio da trasformare può essere fornito da paesi del Centro-est Europa (paesi UE ed extra UE), che dispongono di immense superfici scarsamente utilizzate. Se destinate a queste produzioni non genererebbero ulteriori eccedenze in ambito Comunitario.

Per le zone povere del nostro territorio, (terreni marginali) in passato adibite a coltivazione ed attualmente abbandonate, potrebbero fin da subito specializzarsi nella produzione di semi di colza, soia e girasole, dando così nuove opportunità al mercato del lavoro locale.
Il biodiesel può inoltre essere ottenuto da olii vegetali usati, il cui recupero è stato disciplinato dal DLgs 5 febbraio 1997, n° 22.
Questo consente di sottrarre definitivamente gli olii vegetali usati dal circuito dell’alimentazione zootecnica o da utilizzi ancora più pericolosi per la salute umana.

La Produzione del biodiesel

Il processo di produzione del biodiesel è del tutto ecologica, poiché non presuppone la generazione di residui, o scarti di lavorazione.

La reazione di transesterificazione prevede la generazione di glicerina quale “sottoprodotto” nobile dall’elevato valore aggiunto, della quale sono noti oltre 800 diversi utilizzi.

E’ possibile produrre biodiesel anche con metodi casalinghi. Vi sono in commercio sia dei reattori pronti all’uso che kit con cui realizzare a basso costo, il vostro reattore casalingo. Con un pò di attenzione e pratica è possibile ottenere un prodotto di buona qualità e utilizzabile nei veicoli senza problemi.

Per chi fosse interessato ad approfondire vi è la sezione dedicata sul forum EnergeticAmbiente: https://www.energeticambiente.it/forum/fonti-di-energia-rinnovabile/bio-carburanti/biodiesel-fai-da-te

Impieghi del biodiesel

Il Biodiesel è utilizzabile direttamente poiché non richiede alcun tipo d’intervento sui sistemi che lo utilizzano (motori e bruciatori).
• Nell’autotrazione (motori diesel) può essere adoperato sia puro che miscelato con il normale gasolio. Nel libretto della vostra auto è segnalato il quantitativo di biodiesel che potete utilizzare senza alcun dannpo al motore.
• Nel riscaldamento.

Nel riscaldamento il Biodiesel può essere utilizzato direttamente sugli impianti esistenti, sia puro (al 100%) che in miscela con gasolio in qualsiasi proporzione.

Il biodiesel in autotrazione

Il funzionamento, l’usura dei motori e prestazioni sono del tutto assimilabili a quelle ottenute con gasolio tradizionale in termini di resa ed affidabilità.

• puro al 100% od in miscela con gasolio in qualunque proporzione, in tutti i mezzi di trasporto dotati di motore diesel di recente concezione, i quali possono usufruirne senza accorgimenti tecnici (verificate comunque sul libretto del veicolo);
• puro al 100% in tutti i mezzi di trasporto dotati di motore diesel di produzione antecedente, con lievi modifiche da eseguire in officina (sostituzione di guarnizioni e condotti il gomma, eventuali semplici modifiche al circuito di iniezione);
• in miscela con gasolio fino al 30-40% su tutti i mezzi di trasporto dotati di motore diesel, di qualunque età, senza la necessità di accorgimenti tecnici.

Aspetti Ambientali

In confronto con il gasolio, il Biodiesel determina numerosi effetti positivi per l’ambiente:
• non contribuisce all’«effetto serra» poiché restituisce all’aria solo la quantità di anidride carbonica utilizzata da colza, soia e girasole durante la loro crescita;
• riduce le emissioni di monossido di carbonio (- 35%) e di idrocarburi incombusti (- 20%) emessi nell’atmosfera;
• non contenendo zolfo, il Biodiesel non produce una sostanza altamente inquinante come il biossido di zolfo e consente maggiore efficienza alle marmitte catalitiche;
• diminuisce, rispetto al gasolio, la fumosità dei gas di scarico emessi dai motori diesel e dagli impianti di riscaldamento (- 70%);

• non contiene sostanze pericolosissime per la salute quali gli idrocarburi aromatici (benzene, toluene ed omologhi) o policiclici aromatici;
• giova al motore grazie ad un superiore potere detergente che previene le incrostazioni;
• non presenta pericoli, come l’autocombustione, durante la fase di trasporto e di stoccaggio;
• la sua diffusione determina l’attivazione di un circuito virtuoso che promuove lo sviluppo di produzioni agricole non destinate alla alimentazione (non food), e di pari passo diminuisce l’utilizzo dei combustibili fossili (di cui ne prende il posto.

Le Emissioni del Ciclo di Vita

Confronto dei centri di costo in termini energetici per la produzione di biodiesel e diesel:

Approssimativamente è possibile stabilire che l’estrazione/ coltivazione dell’olio di semi richiede circa il 41% dell’energia dell’intero processo, la raffinazione ne richiede il 23% mentre la transesterificazione ne richiede il 5% ed il restante 31% rappresenta il contenuto energetico del metanolo.

Il bilancio energetico per la produzione di Biodiesel è riportato nella tabella seguente basandosi sul confronto di 26 studi disponibili in letteratura ( Sharmer Sharmer & & Gosse Gosse , 1996).

Bilancio energetico del Biodiesel [GJ/ ha] ed EROEI

Le variabilità dei valori dipende dalla raffinatezza del processo produttivo adottato.
Trattandosi di una fonte energetica rinnovabile il bilancio risulta essere sempre più che positivo.
Importantissimo inoltre il contributo ai fini energetici dei “sottoprodotti” che già da soli renderebbero il processo vantaggioso.
Nel caso di impiego di olii usati, i vantaggi sono ulteriormente amplificati.

Emissioni di Gas (effetto serra)

In uno dei più completi studi sulle fonti energetiche, realizzato da Sheehan e colleghi (1998) sono emersi molti aspetti vantaggiosi nella valutazione del Biodiesel come valida fonte di energia rinnovabile:
• Il bilancio energetico nel life-cicle è di soli 0.31 unità di energia fossile per produrre 1 unità di Biodiesel.
• Le emissioni di CO2 nel suo ciclo di vita sono particolarmente basse ( una riduzione del 78% rispetto al gasolio fossile), suggerendone un utilizzo urbano.
• Le emissioni di particolato risultano essere complessivamente il 32% di quelle del gasolio (il particolato sotto ai 10 µm -altamente nocivo- inferiore del 68%).
• Il monossido di carbonio CO è il 35% rispetto al gasolio.
• Gli ossidi di zolfo SOx non superano mai l’8% rispetto al gasolio.
• La quasi totale assenza di zolfo e le sue proprietà chimico-fisiche suggeriscono l’impiego del Biodiesel come additivo al gasolio fino a specifiche ULS (Ultra Low Sulfur).

Conclusioni

La produzione del biodiesel e il suo utilizzo al posto del gasolio fossile è certamente auspicabile sotto molti punti di vista.

• Da tutti gli studi ed i dati emerge quanto sia vantaggioso e quindi da sostenere l’utilizzo di fonti energetiche PULITE e RINNOVABILI come il Biodiesel;
• Il Biodiesel oltre ad essere pulito ed economicamente conveniente, rappresenta una valida via per la differenziazione delle fonti energetiche;
• In ultimo, ma non per importanza, è bene porre l’attenzione sul valore dei “sottoprodotti” dell’intero processo di produzione che, anzichè imbarazzanti e scomodi scarti di lavorazione, costituiscono co-prodotti nobili dall’alto valore aggiunto, sia in termini energetici che economici.