Biocarburanti di prima generazione

Pro e contro dei biocarburanti

I biocarburanti sono combustibili liquidi o gassosi prodotti principalmente dalla biomassa e possono essere utilizzati in sostituzione o in aggiunta al diesel, alla benzina o ad altri combustibili fossili per il trasporto, le applicazioni fisse, portatili e di altro tipo. Le colture utilizzate per la produzione di biocarburanti sono generalmente ricche di zuccheri (come canna da zucchero, barbabietola da zucchero e sorgo dolce), amido (come mais e tapioca) o oli (come soia, colza, cocco e girasole).

Il bio-diesel è un carburante diesel alternativo ed ecologico preparato a partire da risorse nazionali rinnovabili, ossia oli vegetali (commestibili o non commestibili) e grassi animali. Questi oli e grassi naturali sono costituiti principalmente da trigliceridi. Questi trigliceridi, se fatti reagire chimicamente con alcoli inferiori in presenza di un catalizzatore, danno origine a esteri di acidi grassi. Questi esteri mostrano una notevole somiglianza con il diesel derivato dal petrolio e sono chiamati "Biodiesel". Poiché l'India è carente di oli commestibili, gli oli non commestibili possono essere scelti per la produzione di biodiesel. Esempi sono Jatropha curcas, Pongamia, Karanja, ecc.

Esempi di biocarburanti

AbstractLe recenti strategie di sicurezza energetica, le opportunità di investimento e le politiche energetiche hanno portato a un aumento del consumo di biocarburanti a scapito delle colture alimentari e dei pascoli. Per valutare gli importanti impatti dei biocarburanti sulla sicurezza alimentare, il nesso cibo-energia deve essere analizzato nel contesto dei suoi legami con l'appropriazione umana complessiva di terra e risorse idriche. In questa sede forniamo una valutazione globale della produzione di colture di biocarburanti, ricostruiamo i modelli globali di commercio di colture/olio di biocarburanti e determiniamo lo spostamento associato dell'uso di acqua e terra. Scopriamo che il bioetanolo è prodotto per lo più con colture nazionali, mentre il 36% del consumo di biodiesel si basa sul commercio internazionale, principalmente dal Sud-est asiatico. Complessivamente, i biocarburanti utilizzano circa il 2-3% dell'acqua e della terra utilizzate a livello globale per l'agricoltura, che potrebbero sfamare circa il 30% della popolazione malnutrita. Valutiamo il tradeoff cibo-energia e l'impatto che una maggiore dipendenza dai biocarburanti avrebbe sul numero di persone che il pianeta può nutrire.

Produzione di biocarburanti

Il biocarburante è un combustibile che viene prodotto in un breve arco di tempo dalla biomassa, anziché dai lentissimi processi naturali coinvolti nella formazione dei combustibili fossili, come il petrolio. I biocarburanti sono utilizzati soprattutto per i trasporti, ma possono essere utilizzati anche per il riscaldamento e l'elettricità.[1] Il termine biocarburante è solitamente riservato ai carburanti liquidi o gassosi, utilizzati per i trasporti.[2]

Il potenziale di mitigazione dei cambiamenti climatici dei biocarburanti varia notevolmente, passando da livelli di emissioni paragonabili a quelli dei combustibili fossili in alcuni scenari a emissioni negative in altri.

I due tipi più comuni di biocarburante sono il bioetanolo e il biodiesel. Gli Stati Uniti sono il maggior produttore di bioetanolo, mentre l'UE è il maggior produttore di biodiesel. Il contenuto energetico della produzione mondiale di bioetanolo e biodiesel è rispettivamente di 2,2 e 1,8 EJ all'anno.[4]

Nel 2021, la produzione mondiale di biocarburanti ha fornito il 4,3% dei carburanti per il trasporto stradale e una quantità molto ridotta di biocarburante per l'aviazione. Entro il 2027 si prevede che la produzione mondiale di biocarburanti fornirà il 5,4% dei carburanti per il trasporto su strada e l'1% del carburante per l'aviazione. L'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) vuole che i biocarburanti costituiscano il 64% della domanda mondiale di carburanti per il trasporto entro il 2050, al fine di ridurre la dipendenza dal petrolio.[6] Tuttavia, la produzione e il consumo di biocarburanti non sono sulla buona strada per soddisfare lo scenario di sviluppo sostenibile dell'AIE.[7] Dal 2020 al 2030 la produzione globale di biocarburanti deve aumentare del 14% ogni anno per raggiungere l'obiettivo dell'AIE.[8]

Biocarburanti di terza generazione

AbstractLe risorse energetiche rinnovabili sono molto richieste per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e per minimizzare le emissioni di gas serra. Da oltre un decennio, l'industria dei biocarburanti, in particolare quella del bioetanolo e del biodiesel, è in forte espansione in concomitanza con la produzione di colture agricole. La produzione di biocarburanti di prima generazione si basa molto sulle colture agricole come mais, canna da zucchero, barbabietole da zucchero, soia e colza. Per questo motivo, la competizione tra alimenti e combustibili è rimasta dibattuta nella società negli ultimi anni. Gli attuali progressi tecnologici nella ricerca e nello sviluppo hanno aperto una strada per la produzione di biocarburanti di nuova generazione da diverse materie prime, come i prodotti di scarto dell'agricoltura, i residui delle colture e la biomassa cellulosica da specie erbacee ad alto rendimento. Questa rassegna illustra lo stato attuale della produzione di biocarburanti di prima generazione e le loro sfide in termini di benefici energetici netti, nonché la concorrenza di materie prime per la produzione di alimenti e carburanti. Questo capitolo si concentra anche sui recenti progressi nella ricerca e nello sviluppo della produzione di biocarburanti di seconda generazione da diverse materie prime. È stata discussa la direzione futura delle industrie agricole ed energetiche per nutrire la popolazione mondiale in continuo aumento e per alimentare il settore più esigente di energia al mondo, quello dei trasporti.Parole chiave