Bioenergia, Bioraffineria e Chimica Verde

Le biomasse sono una fonte energetica programmabile, con previsioni di sviluppo importanti in termini assoluti e relativi, e il loro utilizzo a fini energetici è nel nostro Paese una realtà diffusa e consolidata.

Le attività dell’ENEA nel settore rispondono all’esigenza di supportare l’industria nazionale nel fornire risposte adeguate alla necessità di innovazione tecnologica e di sistema nel campo della produzione di elettricità e calore in impianti di piccola taglia (filiere agroenergetiche locali) e, in prospettiva, dei biocarburanti di seconda generazione.

Relativamente alla prima tematica, le iniziative attualmente in corso presso il Centro Ricerche Casaccia e il Centro Ricerche Trisaia riguardano l’uso ottimale delle risorse di biomassa a livello territoriale e lo sviluppo, dimostrazione e qualificazione di processi, tecnologie e componenti innovativi per la produzione combinata di elettricità, calore e/o biocombustibili a livello locale.

Nello specifico, le iniziative in corso hanno per oggetto:

  • la produzione di biogas, da destinare alla generazione elettrica o alla immissione in rete come biocombustibile gassoso (biometano), da codigestione di FORSU, rifiuti agricoli e/o e colture energetiche ricche di zuccheri;
  • la valorizzazione energetica del digestato, in alternativa alla più tradizionale utilizzazione come ammendante in agricoltura, mediante essiccazione e pirogassificazione, anche previa miscelazione con biomasse lignocellulosiche;
  • lo sviluppo e la dimostrazione di nuove tecnologie per l’utilizzazione finale del biogas prodotto, come la produzione di elettricità mediante abbinamento con celle a combustibile, con un significativo miglioramento delle rese finali di conversione energetica e del bilancio dei gas serra.

Le attività di ricerca e sviluppo tecnologico sulla produzione di biocarburanti di seconda generazione riguardano sia i possibili processi di conversione termochimici e biochimici di materiali lignocellulosici quali, rispettivamente, la gassificazione in idrogeno e ossido di carbonio e la fermentazione dei carboidrati a etanolo, sia la produzione di idrogeno per via fermentativa da biomasse umide e di biocombustibili e biocarburanti da colture di microalghe.

Le attività relative allo sviluppo e alla dimostrazione dei processi di conversione delle biomasse lignocellulosiche in vettori gassosi o liquidi sono svolte presso il Centro Ricerche della Trisaia (MT), dove sono stati costruiti diversi impianti pilota che vengono utilizzati nell’ambito di progetti di ricerca o di supporto all’industria del settore. Nel dettaglio, vengono svolte attività di ricerca sui seguenti argomenti:

  • sperimentazione di filiere innovative per la produzione di etanolo da biomasse agroforestali e colture da biomassa legnose ed erbacee poliennali;
  • pretrattamento delle biomasse mediante vapore d’acqua saturo a moderata temperatura (ca 200 °C) per separare le sue componenti principali (cellulosa, emicellulosa, lignina) come primo stadio per la valorizzazione ottimale in prodotti energetici o chimici per l’industria alimentare e dei materiali;
  • sviluppo di processi di seconda generazione per la produzione di etanolo da utilizzare nei trasporti, basati su pretrattamenti ad alta efficienza e compatibilità ambientale, idrolisi enzimatica, fermentazione, separazione dell’alcol;
  • gassificazione della biomassa mediante diverse tipologie di reattori e agenti gasificanti, con sperimentazione di impianti pilota basati su gassificatori a letto fisso, bollente, ricircolante fino a 1 MW di potenza termica;
  • studi e analisi di fattibilità tecnica per la sintesi di idrocarburi liquidi analoghi al gasolio mediante conversione catalitica del syngas ottenuto nelle diverse configurazioni impiantistiche disponibili.

Le attività di ricerca e sviluppo tecnologico relative alla produzione di energia e biocombustibili da colture di microalghe e altri microrganismi fotosintetici sono condotte presso il Laboratorio tecnologie delle microalghe del Centro Ricerche Casaccia e comprendono attività di studio, progettazione, realizzazione e gestione sperimentale di sistemi e impianti pilota, nella prospettiva della realizzazione di colture massive su larga scala, con particolare attenzione alla valorizzazione energetica e non, di tutti i possibili prodotti e sottoprodotti.

Laboratori e impianti

Riferimenti

Divisione Bioenergia, Bioraffineria e Chimica Verde

Ing. Giacobbe Braccio
Responsabile