Biomasse, Geotermica e Moto Ondoso

BIOMASSE

Con il termine biomassa viene indicata la materia organica, prevalentemente vegetale,  sia spontanea che coltivata dall’uomo, prodotta per effetto del processo di fotosintesi clorofilliana con l’apporto dell’energia della radiazione solare, di acqua e di sostanze nutritive. Le biomasse sono anche di origine animale e non hanno subito alcun processo di fossilizzazione; quindi il petrolio, il carbone e gli altri combustibili fossili, pur essendo di origine organica, non possono essere definiti biomassa. 

Sono quindi biomasse:

• tutti i prodotti delle coltivazioni agricole e delle forestazione;
• residui delle lavorazioni agricole e scarti dell’industria alimentare;
• le alghe.

Tutti i prodotti organici derivanti dall’attività biologica animale.

Il termine biomassa è spesso utilizzato per parlare di fonti di impianti a biomassa per la produzione di energia. Il contenuto energetico dei diversi materiali può, infatti, essere sfruttato per produrre energia, costituendo un valido sostituto ai combustibili fossili, ottenendo emissioni di anidride carbonica molto inferiori e ambientalmente sostenibili. Alcuni materiali possono essere utilizzati quasi tali e quali (es. lega), altri hanno bisogno di trattamenti più o meno complessi.

ENERGIA GEOTERMICA

L’energia geotermica è l’energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e può essere considerata una forma di energia rinnovabile, se valutata in tempi brevi. Si basa sulla produzione di calore naturale della Terra (geotermia) alimentata dall’energia termica rilasciata in processi di decadimento nucleare di elemnti radioattivi quali l’uranio, il torio, il potassio, contenuti naturalmente all’interno della terra. Per estrarre ed usare il calore imprigionato nella terra, è necessario individuare le zone dove questo si è concentrato: il serbatio o giacimento geotermico. Esistono diversi sistemi geotermici, ma attualmente vengono sfruttati a livello industriale solo i sistemi idrotermali, costituiti da formazioni rocciose permeabili in cui l’acqua piovana e dei fiumi, si infiltra e viene scaldata da strati di rocce ad alta temperatura. Le temperature raggiunte variano dai 50 ai 60°C fino ad alcune centinaia di gradi. Rivolto solamente ad una produzione di energia termica, è il sistema geotermico a bassa entalpia (è una funzione di stato che esprime la quantità di energia che, in un sistema termodinamico, può scambiare con l’ambiente), che sfruttando il naturale calore del terreno, con l’ausilio di una pompa di calore, riesce a produrre energia termica per l’acqua calda sanitaria e per il riscaldamento degli edifici. In alcune particolari zone si possono presentare condizioni in cui la temperatura del sottosuolo è più alta della media, un fenomeno causato dai fenomeni vulcanici o tettonici. In queste zone “calde”, l’energia può essere facilmente recuperata grazie alla geotermia. La geotermia consiste nel convogliare i vapori provenienti dalle sorgenti d’acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica e riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento urbano, le coltivazioni in serra e il termalismo. La geotermia resta comunque una fonte energetica marginale da utilizzare solo in limitati contesti territoriali. Resta, in ogni caso, una potenzialità energetica da sfruttare, laddove possibile, anche sfruttando le potenzialità del riscaldamento geotermico. L’energia geotermica è naturalmente legata a quei territori dove vi sono fenomeni geotermici (in Italia si evidenziano come "zone calde" la Toscana, il Lazio, la Sardegna, la Sicilia e alcune zone del Veneto, dell'Emilia Romagna e della Lombardia) dove il calore che si propaga fino alle rocce prossime alla superficie può essere sfruttato per produrre energia elettrica attraverso una turbina a vapore, oppure utilizzato per il riscaldamento per gli usi residenziali ed industriali. In Italia lo sfruttamento della risorsa geotermica è per il momento limitato alla Toscana ed all'alto Lazio con una capacità totale installata a fine 2007 di 723 MW, ed una produzione di elettricità di 5.248 GWh pari all'1,74% della produzione elettrica nazionale.

ENERGIA TERMICA DEL MARE 

E’ possibile utilizzare l’energia termica del mare sfruttando la differenza di temperatura esistente fra due zone delle acque marine. Nelle regioni tropicali il sole riscalda le acque in superficie in quantità notevolmente diversa rispetto alle zone polari: ciò provoca un movimento degli strati superficiali oceanici dall’Equatore verso il Polo mentre al contrario si forma una corrente fredda sottomarina dai Poli verso l’Equatore. In conseguenza, nei mari delle regioni tropicali esiste sempre una differenza di temperatura oscillante fra 20 e 30°C fra le acque profonde e quelle di superficie. In una centrale elettrica che sfrutta l’energia termica del mare, il calore delle acque superficiali viene utilizzato per far evaporare dell’ammoniaca che in forma di vapore sotto pressione viene immesso in una turbina collegata ad un generatore elettrico. Le acque fredde di profondità servono a condensare nuovamente il vapore in ammoniaca in modo che il ciclo possa ricominciare. Impianti sperimentali di questo tipo sono stati realizzati a Cuba ed in Costa d’Avorio ma entrambi hanno fornito prestazioni non soddisfacenti.

MOTO ONDOSO 

L'energia del moto ondoso è una fonte di recente sperimentazione in vari progetti europei di ricerca nel campo energetico.

Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso. Un esempio noto è quello delle turbine Pelamis (sperimentate in Portogallo), costituite da strutture tubolari galleggianti ancorate al fondo marino. All'interno delle strutture vi sono delle turbine messe in moto dall'acqua che entra ed esce dalle strutture al ritmo del moto ondoso in cui il generatore si trova. Tali generatori generano energia con costanza,ma mostrano un ingombro non indifferente. Un altro tipo di impianto è quello a colonna d'acqua oscillante, anch'esso raccoglie l'acqua che entra grazie al moto ondoso per mettere in moto una turbina. Un generatore di tipo differente in fase di sperimentazione consiste in una turbina (simile a quelle eoliche) sottomarina messa in moto dalle correnti marine. In questo caso, non si tratta propriamente di energia dalle onde, ma comunque da correnti che contribuiscono alla formazione delle onde stesse.

 MAREE 

Le maree sono movimenti alterni e periodici di grandi masse d’acqua causati dai fenomeni di attrazione della Luna e del Sole. È possibile utilizzare questo salto d’acqua per produrre energia elettrica. In Giappone esistono già alcune stazioni sperimentali che sfruttano il fenomeno. Intorno alla centrale, ancorati sul fondo marino, sono posti dei galleggianti liberi di muoversi in superficie per seguire l’andamento del moto ondoso. Il moto alternativo che ne deriva serve a comprimere dell’aria in speciali camere: l’aria compressa fornisce movimento alle turbine collegate a generatori elettrici. In tal modo l’energia meccanica delle onde viene trasformata in energia elettrica.

Di Simone Cardinale, Sonia Corbetta, Elisabetta De Angelis e Alessio Tacconi