Bioraffineria e raffineria a confronto per uno sviluppo sostenibile

L’aumento della popolazione mondiale e lo sviluppo economico degli ultimi anni hanno comportato un conseguente aumento della domanda energetica. Nella prima parte di questo elaborato verranno descritte le diverse tipologie di fonti energetiche, nonché i trattati europei che regolamentano la tutela dell’ambiente e la produzione e l’utilizzo di biocarburanti. Le fonti non rinnovabili e le raffinerie petrolchimiche sono state la fonte principale per la produzione di energia e di carburanti ma, a causa del loro vasto uso e della loro limitata disponibilità, diventa necessario trovare fonti alternative per arginare il problema dell’esaurimento delle materie prime di origine fossile. Si stima infatti che le forniture petrolifere mondiali siano estinte entro il 2050. Inoltre, la combustione delle fonti energetiche fossili determina l’emissione di gas serra e polveri, e il deterioramento ambientale. In questo contesto si sviluppa, sempre maggiormente, l’uso delle fonti rinnovabili quali le biomasse, che non contribuiscono all’incremento delle emissioni di CO2 e di conseguenza hanno un ruolo importante nel loro abbattimento. Per questi motivi e per l’abbondanza in natura, le biomasse sono diventate la quarta più importante fonte di energia dopo il carbone, il petrolio e il gas naturale. La biomasse lignocellulosiche, in particolare, sono una fonte potenzialmente sostenibile, in quanto ricavata da diverse risorse tra cui i rifiuti, le foreste e le colture energetiche e possono essere convertite nelle bioraffinerie principalmente in energia elettrica o termica, carburante e materie prime per prodotti chimici. In questa tesi verranno confrontate le raffinerie e le bioraffinerie, analizzando i relativi impianti e il loro interfacciamento per comprendere meglio il funzionamento, gli svantaggi ed i vantaggi. Le bioraffinerie possono essere classificate secondo diversi criteri: energy driven e product driven, in base alla biomassa utilizzata, e al tipo di processo produttivo, che può essere biochimico o termochimico. Verrà descritto l’interfacciamento tra una bioraffineria e una raffineria, il quale permette di abbassare la quantità di CO2 rilasciata in atmosfera, di utilizzare gli scarti di produzione e di abbattere i costi di mantenimento dell’impianto, utilizzando parti in comune. Infine, verrà analizzato il caso specifico relativo alla produzione di etanolo, da fonti fossili , e del bioetanolo da fonti rinnovabili. La biomassa usata per produrre il bioetanolo può essere di prima, seconda o terza generazione. Le biomasse ottenute dalle colture alimentari, quelle di prima generazione, si pongono in competizione con il settore legato alla nutrizione, incrementando dunque il prezzo del cibo, in modo eticamente discutibile. Per far fronte a questo problema, e nell’ottica di valorizzazione degli scarti alimentari, in continuo aumento, verrà anche descritto un esempio di utilizzo di biscotti scaduti per la produzione di bioetanolo.