Il nuovo biodiesel. Dalle alghe

Non è una novità assoluta, ma è ancora poco noto. E’ l’Algamoil, un combustibile ricavato dalle alghe. In pratica una miscela di gasolio e olio estratto dalle alghe. Non quelle che siamo abituati a considerare, che sono dette macroalghe, ma da un gruppo piuttosto eterogeneo di microrganismi riconosciuti come microalghe, che grazie alla fotosintesi crescono velocemente e con efficienza in varie condizioni ambientali. Si tratta di parecchie migliaia di specie, classificabili in procariote (Cyanobacteria), eucariote (Chlorophyta) e diatomee (Bacillariopyta), caratterizzate da contenuto in lipidi che varia dal 20 fino ad un incredibile 90% (ottenuto in particolari condizioni di crescita). Le microalghe sono microrganismi presenti in tutti gli ecosistemi della terra, in grado di adattarsi a diverse condizioni ambientali. Grazie alla presenza di clorofilla, tramite la radiazione solare, la CO2 dall’aria e i nutrienti dagli habitat acquatici le microalghe producono lipidi, proteine e carboidrati, da cui è possibile ottenere alimenti, mangimi, prodotti farmaceutici, bio-plastiche e, appunto, biocombustibili. A parità di superficie coltivata, la resa in olio delle microalghe è molto più elevata rispetto ad altre colture oleaginose: fino a 120 volte in più della colza! Ci sono altri due vantaggi sensibili: la produzione di microalghe sottrarrebbe molto meno suolo alle coltivazioni a fini alimentari (sono ottime quindi per lo sfruttamento dei terreni marginali) e, come del resto il biodiesel tradizionale, dalla biomassa residuale (costituita da proteine e zuccheri) si potrebbero ricavare altri prodotti, come etanolo o biogas, oppure mangimi. Uno degli aspetti che a confronto con altre soluzioni simili sorprende molto è che in condizioni climatiche e nutrizionali favorevoli, le microalghe riescono a raddoppiare la propria biomassa in 24 h, per cui hanno un ciclo di produzione brevissimo. La coltivazione avviene in vasche aperte oppure ambienti confinati, i fotobioreattori, dove la crescita è più efficiente, perché maggiormente controllabile.

fig01 Fig. 1 – La coltivazione delle microalghe nei fotobioreattori (sopra) è più efficiente rispetto a quella nelle vasche (sotto) perché si possono controllare meglio le condizioni ambientali di crescita.

La raccolta precede la separazione del prodotto dall’acqua tramite sedimentazione, filtrazione, ma soprattutto centrifugazione, più o meno spinta. Segue poi l’estrazione dell’olio dalla biomassa ottenuta, generalmente con metodi meccanici, che è ricco di acidi grassi polinsaturi (da preservare contro l’ossidazione prima della conversione in biodiesel), che avviene tramite la nota reazione di transesterificazione grazie ai reagenti metanolo e NaOH. Densità, viscosità, punto di solidificazione, numero di cetano e soprattutto potere calorifico inferiore sono del tutto paragonabili a quello del biodiesel ricavato dall’olio di colza.

 

fig02Fig. 2 – Processo di produzione del biodiesel a partire dalle microalghe.

 

L’ambiente e… il portafoglio

Anche se i pareri non sono del tutto concordi, rispetto alle specie oleaginose da cui si ricava biodiesel, la produzione delle microalghe è generalmente anche più rispettosa dell’ambiente, sia perché comporta una minore emissione di CO2 in atmosfera, ma anche per l’acqua consumata e il minore impegno di superficie coltivata. Peraltro, al momento i costi di produzione del biodiesel da microalghe sono da 2 a 8 volte superiori a quelli del gasolio, a causa della fase ancora pionieristica del processo, anche se la produzione su scala commerciale potrebbe far calare il costo ben oltre la soglia di convenienza, fino a solo il 40% di quello attuale del combustibile tradizionale.

 

Algamoil e gli altri

Nato a Miami nel 2013, Algamoil ha oggi società associate in Brasile, Spagna, Bulgaria e Italia, la Teregroup con sede a Modena. Algamoil si propone di produrre biodiesel dalle microalghe in foto-bioreattori, da collocare anche in regioni calde e desertiche. Recenti sperimentazioni a livello universitario hanno dimostrato che l’Algamoil miscelato in concentrazione al 20% con il gasolio tradizionale consente di far funzionare un motore diesel di serie senza riduzione in termini prestazionali (coppia e potenza), ma con un’emissione di particolato ridotta di quasi il 50%.

 

fig03Fig. 3 – Il biodiesel prodotto con le alghe miscelato al 20% con il gasolio non causa alcun calo di prestazioni dei motori diesel delle automobili di serie.

 

Teregruop ha recentemente inaugurato una nuova raffineria verde per la trasformazione dell’olio da alghe in biodiesel, jet fuel e materie eco-plastiche, con una potenzialità produttiva di 200.000 t/anno. Ma non c’è solo Teregroup e Algamoil; negli Stati Uniti ad esempio un colosso come Chevron in collaborazione con Solazyme sta pianificando una produzione su larga scala, così come altre aziende quali Greenfuel, Solix Fuel e LiveFuel Alliance. Insomma, c’è un gran fermento (nel vero senso della parola…) per rendere concretamente praticabile la possibilità di produrre combustibile, auspicabilmente a basso costo e con il minimo impatto ambientale, a partire da materie prime innovative. Anche perché l’Unione Europea ha emanato una Direttiva che impegna gli Stati Membri ad aumentare progressivamente nel tempo la quota minima di miscelazione dei biocombustibili (bioetanolo e biodiesel) nei combustibili di tipo tradizionale, sino ad arrivare ad un massimo del 10% in pochissimo tempo. In particolare, a livello nazionale la scansione temporale è stata stabilita esattamente un anno fa dal D.M. 10.10.14 del Ministero dello Sviluppo Economico, intitolato “Aggiornamento delle condizioni, dei criteri e delle modalità di attuazione dell’obbligo di immissione in consumo di biocarburanti compresi quelli avanzati”, che stabilisce le quote d’obbligo di biocombustibili (inclusi biometano e biopropano), al 5% delle immissioni in consumo di benzina e diesel nel 2015, al 5,5% nel 2016, al 6,5% nel 2017, al 7,5% nel 2018, al 9% nel 2019 e fino al 10% tra il 2020 e il 2022. In più, dal 2018 una parte di questo obbligo dovrà essere soddisfatta con biocombustibili ottenuti espressamente da materie prime di scarto o comunque non alimentari. Tale quota sarà dell’1,2% nel 2018 e 2019, dell’1,6% nel 2020 e 2021, per aumentare al 2% nel 2022. Ciò renderà ancor più competitivo il biodiesel prodotto dalle alghe, che si “nutrono” proprio di sottoprodotti di vari processi e non consumano materie prime specificamente coltivate (come ad esempio la colza, il girasole e il mais per il biodiesel che ormai ben conosciamo).

Articolo di Domenico Pessina

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