Glossario Bioenergie

Veneto Agricoltura 20/01/2009 Uncategorized

Bilancio energetico

La differenza tra l’energia prodotta da un combustibile e l’energia richiesta per ottenerlo con un processo agricolo e industriale.

 

Biocarburanti

Carburanti ottenuti dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri o dalla spremitura di specie oleaginose (quali girasole, colza, soia).

 

Biocombustibile

Combustibile prodotto direttamente o indirettamente da biomassa

 

Biocombustibili di seconda generazione – biocombustibili avanzati

Biocombustibili derivati da biomasse rinnovabili differenti dall’amido delle cariossidi di mais, ivi compresi i biocarburanti derivati dalla cellulosa, emicellulosa, lignina, e da zucchero e amido differente dall’amido di mais. Sono inclusi anche l’etanolo da materiali di scarto (residui di coltivazione, scarti vegetali, animali, alimentari e di cortile); combustibili assimilabili al diesel derivati da biomasse rinnovabili, compresi gli oli vegetali e i grassi animali; biogas; butanolo; e butanolo e altri alcoli prodotti tramite la conversione di sostanza organica da biomasse rinnovabili. Secondo il Security Act statunitense del 2007, questi biocombustibili devono avere un ciclo di vita delle emissioni di gas serra di almeno il 50% inferiore rispetto al ciclo di vita della benzina o del diesel.

 

Biodegradabilità

Proprietà delle sostanze organiche e inorganiche presenti nei reflui di poter essere completamente demolite dai microrganismi.

 

Biodiesel

Un combustibile derivato da fonti organiche e biologiche, che può essere utilizzato in motori diesel al posto, o in miscela, con il gasolio derivato dal petrolio. Esso è formato da esteri metilici, prodotti dalla trans-esterificazione dei trigliceridi presenti negli oli vegetali.

 

Bioenergia

Per bio-energia si intende qualsiasi forma di energia ottenuta
  dalla biomassa ed utilizzata per la produzione di energia termica, energia elettrica o co-generazione di entrambe. La biomassa rappresenta la più consistente tra le fonti di energia rinnovabile anche se esistono molteplici difficoltà di impiego dovute all’ampiezza e all’articolazione delle fasi che costituiscono le singole filiere.

 

Bioetanolo

Alcool (etanolo o alcool etilico) ottenuto mediante un processo di fermentazione alcolica di diversi prodotti agricoli ricchi di carboidrati e zuccheri quali cereali (mais, sorgo, frumento, orzo), colture zuccherine (bietola e canna da zucchero), frutta, patate e vinacce, scarti agricoli e reflui zootecnici. Può essere utilizzato in sostituzione della benzina o convertito in ETBE e impiegato come antidetonante altottanico.

 

Biogas

Miscela di gas ottenuta dalla digestione o fermentazione anaerobica di residui vegetali e liquami di origine animale. Il principale composto presente è il metano che rende quindi la miscela utilizzabile a fini energetici. È costituito essenzialmente da metano (CH4, 50÷75% in volume), anidride carbonica (CO2, 25÷45%) e vapor d’acqua (H2O(g), 2÷7%), nonché da altri gas presenti in concentrazioni minori, tra cui l’acido solfidrico (H2S). Il potere calorifico del biogas è funzione del suo contenuto in CH4. In media può essere considerato pari a 20.000÷24.000 kJ Nm-3.

 

Biomassa

Miscela di gas ottenuta dalla digestione o fermentazione anaerobica di residui vegetali e liquami di origine animale. Il principale composto presente è il metano che rende quindi la miscela utilizzabile a fini energetici.

 

Biometano

Viene ottenuto da una purificazione spinta del biogas e da un asuccessiva compressione sino a raggiungere caratteristiche simili a quelle del gas naturale compresso (CNG), con un contenuto di CH4 pari al 95% , per cui puo’ essere immesso nella rete di distribuzione.

 

Carbonizzazione del legno

Miscela di gas ottenuta dalla digestione o fermentazione anaerobica di residui vegetali e liquami di origine animale. Il principale composto presente è il metano che rende quindi la miscela utilizzabile a fini energetici.

 

Carburanti fossili

Un carburante composto da carbonio o idrocarburi, formatosi nel corso di migliaia di anni nel sottosuolo. Petrolio, metano e carbone sono combustibili fossili.

 

Cippato

Legno ridotto in scaglie con dimensioni variabili da alcuni millimetri ad un paio centimetri.

 

Co-combustione (Co-firing)

sostituzione di una porzione di carbone con biomassa da utilizzare nella stessa caldaia dell’ impianto preesistente, ciò può essere fatto miscelando la biomassa con carbone prima che il combustibile venga introdotto nella caldaia o utilizzando alimentazioni separate per la biomassa e il carbone. Si può arrivare a sostituire il 20% di carbone con biomasse, riducendo le emissioni di protossido d’azoto, di anidride solforosa e di anidride carbonica

 

Co-digestione

Utilizzo simultaneo di diverse tipologie di substrato (co-substrati) in diversa proporzione. I co-substrati utilizzabili possono essere liquami zootecnici, fanghi di depurazione, frazione organica RSU, residui agricoli, rifiuti dell’industria agro-alimentare, ecc.

 

Co-generatore

“Motore endotermico accoppiato ad un generatore elettrico in grado di recuperare l’energia termica prodotta durante il funzionamento per utilizzarla a fini civili o industriali.”

 

Co-generazione (CHP)

È la
  produzione contemporanea di forme differenti di energia secondaria (il caso più frequente è dato dalla produzione energia elettrica ed energia termica) partendo da un’unica fonte, di qualsiasi natura, realizzata nell’ambito di un unico sistema.
CHP: Combined Heat and Power production.

 

Colture energetiche

Una coltura coltivata appositamente per il proprio valore energetico. Può essere costituita da specie alimentari, come il mais, o non alimentari, come il pioppo, i canneti ed altre specie vegetali.

 

Contenuto in ceneri

E’ data dalla percentuale in peso sulla sostanza secca. Un elevato contenuto in ceneri crea problemi di gestione e influenza negativamente il contenuto in polveri nei fiumi.

 

Contenuto in polveri

E’ data dalla percentuale in peso della massa pressata e rappresenta la frazione di polveri, inferiori a un dato diametro, che vengono generate dalle trafile durante la produzione di pellet. È un parametro che rivela la qualità del processo produttivo del pellet.

 

Densità apparente

Espressa in kg/m3. Rappresenta la massa dell’unità di volume del biocombustibile. È un parametro importante soprattutto nella commercializzazione della biomassa, influendo sul rendimento dell’impianto.

 

Densità energetica

Il rapporto tra il contenuto energetico della biomassa e il volume in cui è compreso, ovvero il rapporto tra il potere calorifico inferiore del volume solido e del volume apparente. Espresso in MJ/m3 o in kWh/m3.

 

Digestione anaerobica

Processo biologico utilizzato per il trattamento dei reflui organici che si evolve, attraverso una prima fase nella quale la sostanza organica viene trasformata in composti semplici (acidi grassi volatili, aldeidi, alcoli) da batteri anaerobi facoltativi, in una seconda fase nella quale, a partire dagli acidi grassi volatili, grazie all’azione di batteri anaerobi obbligati viene prodotto il biogas. La digestione anaerobica consente la stabilizzazione dei materiali organici trattati. I dispositivi nei quali avviene il processo vengono denominati digestori. Si tratta di un processo alternativo al compostaggio, che è al contrario strettamente aerobico.

 

Digestore

Reattore nel quale avviene il processo di digestione anaerobica

 

Diossido di Carbonio – Anidride carbonica – CO2

Un prodotto della combustione che fa da gas serra una volta liberato nell’atmosfera, intrappolando calore e contribuendo al riscaldamento globale.

 

Distillazione

Una tecnica di separazione di due o più componenti di una miscela liquida, sfruttando le differenze tra le loro due temperature di ebollizione. Nel caso dell’etanolo in soluzione acquosa, porta a una miscela azeotropica (ovvero caratterizzata da una concentrazione di etanolo del 95% in peso e da un contenuto residuo in acqua del 5%). La distillazione frazionata è eseguita aggiungendo alla miscela di partenza il benzene che, avendo una temperatura di ebollizione inferiore sia a quella dell’acqua sia a quella dell’etanolo, consente la completa disidratazione dell’etanolo stesso, arrivando a un contenuto residuo in acqua pari all’1% in peso.

 

Effetto serra

Riscaldamento progressivo e graduale della temperatura atmosferica della terra, causato dall’effetto isolante dell’anidride carbonica e di altri gas serra che sono aumentati, nel corso dell’ultimo secolo, in atmosfera. L’effetto serra disturba il modo con cui il clima terrestre si mantiene in equilibrio fra energia in entrata e quella in uscita, permettendo che la radiazione ad onde corte proveniente dal sole penetri per scaldare la terra, ma impedendo la risultante radiazione ad
  onda lunga di fuoriuscire nuovamente verso l’atmosfera. L’energia termica allora è bloccata dall’atmosfera.

 

Energia

Misurata in Joule (J), ma anche in calorie (cal) e in Wattora (Wh). 1Wh=3600J; 1cal=4186J ; 1Wh=860 cal

 

ETBE (etil – t- butil-etere)

“Composto organico derivante dagli alcoli etilico e isobutilico, con caratteristiche

molto simili al MTBE. Può essere utilizzato per aumentare il numero di ottani in

alcune benzine.”

 

Fermentazione alcolica

La fermentazione alcolica ha come risultato la trasformazione degli zuccheri in alcol etilico e anidride carbonica. Questa fermentazione, realizzata partendo da sottoprodotti produzioni agricole, viene utilizzata anche per la produzione del bioetanolo. Si tratta di un processo anaerobico, ovvero che avviene in assenza di ossigeno.

 

Flashpoint

E’ una misura dell’infiammabilità di un carburante, poiché esprime la temperatura più bassa alla quale può formarsi una miscela infiammabile con aria. A tale temperatura il vapore cessa di bruciare nel momento in cui la sorgente infiammabile è rimossa. L’unità di misura utilizzata è il grado centigrado.

 

Fotosintesi

La fotosintesi clorofilliana è l’insieme delle reazioni durante le quali le piante verdi producono sostanze organiche a partire da CO2 e dall’acqua, in presenza di luce. Mediante la clorofilla, l’energia solare, sotto forma di luce, viene trasformata in una forma di energia chimica utilizzabile dagli organismi vegetali per la propria sussistenza. Tali organismi si dicono autotrofi. Grazie al processo fotosintetico, gli organismi vegetali prelevano CO2 dall’atmosfera, incamerandola nelle proprie cellule.

 

Gas serra

Sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera (anidride carbonica, protossido di azoto, metano, ozono e i clorofluorocarburi o CFC) che tendono a bloccare l’emissione di calore dalla superficie terrestre. La loro concentrazione crescente nell’atmosfera produce un effetto di riscaldamento della superficie terrestre e della parte più bassa dell’atmosfera. Qualora l’accumulazione progressiva e accelerante di questi gas continui incontrollata, secondo molti scienziati è probabile che si determini una tendenza al surriscaldamento della superficie terrestre e alla modificazione del clima. Tuttavia, permangono incertezze sull’entità di tali effetti e sulla loro configurazione geografica e stagionale.

 

Gassificazione

Processo che consiste nella conversione di un materiale solido o liquido in un gas combustibile (anidride carbonica, metano, monossido di carbonio, idrogeno e miscele di essi) ottenuta tramite ossidazione parziale condotta sotto l’azione
  del calore. Si discosta dalla pirolisi per una minima presenza di ossigeno, assente nel processo di pirolisi. Viene utilizzato sia per smaltire rifiuti, sia per convertire biomasse in biogas.

 

Gassificatore

I gassificatori sfruttano la dissociazione molecolare, definita pirolisi, usata per convertire direttamente i materiali organici in gas, appunto, mediante riscaldamento in presenza di ridotte quantità di ossigeno. I gassificatori possono considerarsi come una tecnologia intermedia tra l’incenerimento e la pirolisi propriamente detta. Le applicazioni più diffuse e collaudate riguardano specifiche tipologie di rifiuti, quali ad esempio scarti di cartiera, pneumatici, plastiche, biomasse (scarti vegetali, legno, sansa di olive ecc.)

 

Idrolisi

Reazione per cui un legame chimico viene scisso per intervento dell’acqua. In chimica organica si hanno diverse reazioni che possono essere classificate di idrolisi, per esempio le grosse molecole proteiche si scindono per idrolisi in molecole meno complesse fino a semplici amminoacidi. Queste reazioni possono avvenire o con mezzi chimici o per via enzimatica, mediante fermenti di solito altamente specifici.

 

Letame

“Effluente di allevamento in forma palabile, costituito da una miscela di deiezioni,

materiali di lettiera, residui alimentari.”

 

Lettiera

Strato di paglia o altro materiale con funzione di giaciglio per gli animali.

 

Liquame

Effluente di allevamento in forma liquida o pastosa costituita da una miscela di deiezioni, materiali di lettiera (se impiegata), acqua di lavaggio, perdite di abbeveratoi, residui di mangime.

 

Massa sterica

E’ impiegata per gli ammassi dei combustibili lignocellulosici tal quali (legna da ardere, cippato, pellet) che presentano al loro interno degli spazi vuoti, più o meno grandi. Si esprime in kg/ unità di volume sterico.

 

Massa volumica

Si riferisce al peso e al volume del corpo legnoso o al singolo pezzo di combustibile densificato (pellet). Si esprime in kg/m3.

 

Miscela azeotropica

Una miscela di due o più liquidi che non variano la propria composizione per semplice distillazione

 

Monossido di carbonio

Un gas tossico e letale prodotto dalla combustione incompleta di combustibili contenenti carbonio. Inodore, incolore, insapore.

 

MTBE (metil-t-butil-etere)

“Composto organico di sintesi derivante dal metanolo (o alcool metilico) e dal

2-metil-2-propanolo (o alcol iso-butilico) che viene impiegato come additivo per

la benzina per il suo elevato numero di ottani, in sostituzione del piombo tetraetile

e del benzene.”

 

Numero di cetano

E’ un parametro che esprime la qualità dell’infiammabilità di un carburante, posta a confronto con il comportamento di un idrocarburo ritenuto ideale, quale il cetano (C16), a cui è attribuito un numero di cetano pari a 100. Esso si riflette nel comportamento all’accensione e, quindi, influenza l’avviamento a freddo, la combustione e la rumorosità del motore. Più alto è il suo valore, maggiore è la prontezza del combustibile all’accensione. E’ espresso come numero puro.

 

Numero di ottano

Grandezza che misura la capacità di un carburante di resistere alla detonazione. Il numero di ottano
  si misura con appositi motori a rapporto di compressione variabile e numero di giri costante e forniti di sistemi di rivelazione acustica e di detonazione. Mediante questo motore
  si confronta il comportamento del carburante in esame con quello di un carburante di riferimento, costituito da una miscela di due idrocarburi a cui si riferisce un numero di ottano convenzionale (n-eptano con un numero di ottano pari a zero, isottano con un numero di ottano 100). Si dice che una benzina ha un numero di ottano pari a 95 quando il suo comportamento alla detonazione nel suddetto motore standard equivale a quello di una miscela che contiene il 95% di isoottano e il 5% di n-eptano.

 

Olio vegetale puro – VPO

Olio ottenuto per estrazione meccanica e successiva filtrazione da semi di girasole, colza, soia, appositamente coltivati. Esso è composto in gran parte da trigliceridi. Gli oli vegetali sono a tutti gli effetti dei combustibili. Tuttavia, la loro elevata viscosità non permette che essi siano utilizzati tal quali nell’autotrazione. Per questo, attraverso un processo di trans-esterificazione, possono venire trasformati in biodiesel.

 

Ossidi di Azoto (NOx)

La sigla NOx identifica in modo collettivo gli ossidi di azoto che si producono come inevitabili sottoprodotti durante una combustione che avvenga utilizzando aria (dal camino a legna, al motore delle automobili, alle centrali termoelettriche).La quantità e la qualità della miscela di NOx dipende dalla sostanza combusta e dalle condizioni in cui la combustione avviene.Gli ossidi di azoto sono considerati sostanze inquinanti dell’atmosfera e si ritiene che aggravino le condizioni dei malati di asma.

 

Particolato

Particolato, particolato sospeso, pulviscolo atmosferico, polveri sottili, polveri totali sospese (PTS), sono termini che identificano comunemente l’insieme delle sostanze sospese in aria (fibre, particelle carboniose, metalli, silice, inquinanti liquidi o solidi).

Il particolato è l’inquinante che oggi è considerato di maggiore impatto nelle aree urbane, ed è composto da tutte quelle particelle solide e liquide disperse nell’atmosfera, con un diametro che va da pochi nanometri fino ai 500 micron e oltre (cioè da miliardesimi di metro a mezzo millimetro).”

 

Pellet

Combustibile ricavato da residui lignino-cellosici finemente sminuzzati (segatura), essiccati e pressati in forma di
  piccoli cilindri.

 

Pirolisi

Un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di ossigeno. La pirolisi, utilizzando temperature comprese tra 400 e 800°C, converte il materiale dallo stato solido in prodotti
  solidi (carbone), liquidi (cosiddetto tar o olio di pirolisi) e/o gassosi (syngas), utilizzabili quali combustibili o quali materie prime destinate a successivi processi chimici. La pirolisi diretta viene generalmente attuata in apparecchiature (caldaie) in cui avviene anche lo scambio di calore tra i gas di combustione ed i fluidi di processo (acqua, olio diatermico, ecc.). La combustione di prodotti e residui agricoli si attua con buoni rendimenti, se si utilizzano come combustibili sostanze ricche di glucidi strutturati (cellulosa e lignina) e con contenuti di acqua inferiori al 35%

 

Potere calorifico

La quantità di calore sviluppata nella combustione completa di una quantità unitaria di combustibile, in determinate condizioni di pressione e temperatura. Si distinguono un potere calorifico inferiore (p.c.i.) e un potere calorifico superiore (p.c.s.), a seconda che l’acqua, formata per combustione dell’idrogeno eventualmente presente nel combustibile, si consideri allo stato di vapore o liquido. La differenza corrisponde appunto al calore di vaporizzazione dell’acqua formatasi nella combustione. Nella pratica, interessa sempre il potere calorifico inferiore, perché i fumi vengono sempre scaricati in condizione di temperatura per cui l’acqua è presente sotto forma di vapore. Si misura in Joule per chilogrammo (J/kg). Nella pratica, si misura in MJ/kg t.q. e anche, per comodità, in kcal/kg t.q.

 

Risorse rinnovabili

Le risorse rinnovabili, sia di materia sia di energia, sono risorse che, per caratteristiche naturali o per effetto della coltivazione dell’uomo, si rinnovano nel tempo e risultano, quindi, disponibili per la sopravvivenza umana pressoché indefinitamente. Per quanto attiene alle risorse “coltivabili” – quali foreste, pascoli e, generalmente, suolo agricolo – il mantenimento delle caratteristiche di rinnovabilità dipende dall’abilità e dall’attenzione del coltivatore. Per quanto riguarda l’energia, si considerano risorse (più propriamente, fonti) rinnovabili: l’irraggiamento solare (per produrre energia termica e elettrica), il vento (fonte eolica d’elettricità), le maree e le correnti marine in genere, i salti d’acqua (fonte idroelettrica),ma anche le biomasse (combustione per generazione termica e co-generazione di calore e elettricità).

 

Saponificazione

Reazione chimica che avviene tra i trigliceridi e l’idrossido di sodio o di potassio. Nella filiera del biodiesel, è utilizzata per ridurre l’acidità degli oli prima di sottoporli alla trasformazione a biodiesel, nella fase detta di neutralizzazione

 

SynGas

Una miscela di gas, essenzialmente monossido di carbonio CO e idrogeno H2, con la presenza in quantità variabile anche di metano CH4 e anidride carbonica CO2, che può essere ottenuta in vari modi. Uno di questi la gassificazione del carbone. Tale gas può essere utilizzato come combustibile, oltre che per generare energia elettrica attraverso l’uso di una comune turbina a gas, motore a ciclo diesel, o in modo diretto tramite le pile a combustibile (Fuel-cells).

 

Teleriscaldamento

Tecnica per distribuire, attraverso una rete di tubazioni acqua calda, acqua surriscaldata o vapore e provvedere così al riscaldamento di edifici posti anche ad una certa distanza (fino a qualche km) dalla centrale di produzione.

 

tep – tonnellate equivalenti di petrolio

Unità di misura che indica le tonnellate di petrolio equivalenti, per quantità di calore liberato nella combustione, di un certo quantitativo di combustibile. È convenzionalmente usata nei bilanci energetici per esprimere in una unità di misura comune differenti quantità di diverse fonti energetiche. Viene spesso utilizzata in alternativa la dicitura inglese: toe . 1 toe è pari a 4,1868 x 10Exp10 J ovvero a 11.400 kWh.

 

Transesterificazione

Il processo chimico in cui un alcol reagisce con i trigliceridi presenti negli oli vegetali o nei grassi animali, e producendo glicerina biodiesel.

 

Trigliceridi

Un estere composto da glicerolo e tre acidi grassi.

 

Vettoriamento

Attività di trasporto o distribuzione di energia elettrica o di gas effettuata sulla rete di trasmissione per conto di fornitori terzi o di utenti finali