Solare termico e gassificazione delle biomasse: accoppiata vincente?

Un nuovo studio della University of Minnesota mostra i vantaggi che si possono ottenere usando il calore prodotto dal solare termico a concentrazione per alimentare la gassificazione da biomasse. Se il calore del processo viene dal sole, in alcuni casi il gas ottenuto da biomasse, come gli scarti agricoli, può competere senza incentivi con il gas naturale.

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La gassificazione delle biomasse potrebbe trovare nel solare termico un valido alleato: se il calore del processo viene dal sole, il gas ottenuto da biomasse, come gli scarti agricoli o la legna, può competere senza incentivi con il gas naturale. Lo mostra un nuovo studio della University of Minnesota in cui si indaga la sostenibilità economica della produzione di gas da biomasse, arrivando alla conclusione che abbinare gassificazione e solare economicamente è un’idea molto interessante.

La gassificazione delle biomasse è il processo termochimico (noto fin dal 1830) con il quale un combustibile solido quale legno, scarti agricoli o rifiuti viene convertito in un gas, detto syngas che, dato il suo contenuto di metano, può essere utilizzato in un motore a combustione interna, ovviamente anche per produrre energia e calore in cogenerazione.

Tra i vantaggi della gassificazione c’è quello che – a differenza della produzione di altri biocarburanti come etanolo o biogas – non richiede biomasse appositamente selezionate (anche se ovviamente alcune hanno resa maggiore). Con le tecniche di gassificazione convenzionali, però, circa il 20-30% della biomassa lavorata viene bruciata nel processo.

E qui che entra in gioco il solare: se il calore per tale processo viene fornito da un impianto solare termico a concentrazione, la biomassa, anziché essere in parte bruciata, può essere totalmente convertita in syngas, con ovvi benefici in termini di efficienza dell’operazione.

Lo studio dello University of Minnesota Institute on the Environment, pubblicato sull’ultimo numero di Biomass and Bioenergy (link in basso), indaga appunto la sostenibilità economica della gassificazione di biomasse abbinata al solare in diverse configurazioni impiantistiche e con diversi prezzi del gas. La conclusione è che la soluzione – a seconda delle configurazioni impiantistiche – è economicamente interessante, senza incentivi, con un prezzo del gas oltre i 4,04-10,90 $/gigajoule.

“Il costo dato dall’aggiunta del solare ad un impianto per la gassificazione può pesare per circa un terzo dei costi di investimento, ma consente di evitare di installare altre componenti e fa salire in maniera consistente la quantità di gas ottenuto per ogni tonnellata di biomassa, una variabile cruciale nei costi di produzione”, spiega il coordinatore della ricerca Tom Nickerson.

“Dato che il prezzo medio del gas negli Usa nel 2014 è stato di 4,80 $/Gj, due delle quattro configurazioni studiate risulatno economicamente competitive”, aggiunge il co-autore Timothy Smith. “Inoltre, utilizzare il solare per aumentare l’energia ottenuta da una data quantità di biomassa migliora l’impatto in termini di uso del suolo”.

Va sottolineato che i confronti fatti dallo studio non tengono conto di eventuali incentivi: in un contesto come quello italiano in cui il gas costa più caro rispetto agli Usa e la cogenerazione da biomasse è incentivata in maniera relativamente generosa, l’accoppiata solare termico-gassificazione sarebbe ancora più conveniente.

Al momento però le tecnologie su cui lo studio si concentra non sono ancora applicate su scala industriale: alla University of Minnesota stanno testando dei prototipi e cercano partner industriali per passare alle fasi successive.

Lo studio: “Economic assessment of solar and conventional biomass gasification technologies: Financial and policy implications under feedstock and product gas price uncertainty”, Thomas A. Nickerson, Brandon J. Hathaway, Timothy M. Smith, Jane H. Davidson

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