Verso la produzione di idrogeno da biomasse

Negli ultimi anni si sta assistendo all’intensificarsi della ricerca scientifica internazionale nel settore delle tecniche innovative miranti alla produzione di idrogeno da varie tipologie di biomasse. Nel presente studio si esamina il quadro della situazione attuale e le prospettive del bioidrogeno, ottenuto attraverso i processi di conversione termochimica e biotecnologica. Ciò potrà consentire di disporre di un vettore energetico adeguato ad alcuni indicatori dello sviluppo sostenibile in quanto generato da materie rinnovabili, disponibili sul territorio e neutrali rispetto al ciclo della CO2. A questo si aggiunge che una produzione condotta in condizioni controllate (affiancata da idonee tecnologie di cattura e stoccaggio della CO2) permetterebbe una ulteriore riduzione delle suddette emissioni nell’atmosfera, rendendo il bilancio addirittura “a credito”. Tuttavia tali processi, ancora in fase di sperimentazione, non incideranno per i prossimi anni sulla disponibilità mondiale di idrogeno a causa sia del suo basso tenore nelle biomasse di partenza (6-6,5%), sia dei problemi tecnici che lo rendono economicamente non competitivo. In generale i maggiori limiti delle metodologie di conversione energetica della biomassa riguardano la capacità di approvvigionamento della stessa e l’elevata richiesta di territorio per unità di massa di combustibile prodotto. Inoltre, sebbene si tratti di una fonte rinnovabile, quantità notevoli sono presenti in pochi paesi nel mondo, determinando elevati costi di trasporto. A tal fine potrebbe risultare conveniente impiegare scarti di lavorazione dell’industria, residui forestali o agro-zootecnici, oppure, in generale, combustibili di rifiuto. La filiera produttiva del bioidrogeno utilizza biomassa residuale, animale e vegetale, trasformata in particolare attraverso i processi di gassificazione, pirolisi e fermentazione, per i quali, negli anni recenti, si è registrata una diffusione consistente di studi scientifici, tutti finalizzati all’incremento delle produzioni e delle rese produttive. Alcune delle tecniche applicate hanno permesso, infatti, un rilevante aumento delle stesse, al punto in cui i tassi di produzione con substrati veri (residui e/o rifiuti) si stanno avvicinando ai livelli reali. Abstract In the last years we have been observing an increasing of the international scientific research in the field of innovative processes aiming at the production of hydrogen from different kinds of biomass. The present study examines the current situation as well as the prospects for production of biohydrogen using thermo-chemical and biological conversion techniques. The aim is to have an energy carrier suitable to some indicators of the sustainable development, as generated from renewable materials available on territory and CO2 neutral. Moreover, production carried out in controlled conditions, integrating such systems with CO2 sequestration and storage, would allow a further reduction of its emissions in the atmosphere and a “carbon credit” balance. However, these processes, still being tested, will not affect for the coming years world hydrogen production due to its minimum content in the starting raw material (6 to 6.5%) and the technical issues that make these procedures economically not competitive. In general, the major limitations of biomass energy conversion processes relate to the supply capacity of the same and the high area demand per unit mass of fuel produced. Furthermore, although it is a renewable source, there are significant supply in a few countries in the world, leading to high transport costs. To this end it may be convenient to use waste processing industry, forest or agro-zootechnical residues, or in general fuel from waste. The biohydrogen production chain uses vegetable and/or animal residual biomass, in particular through the gasification, pyrolysis and fermentative processes, for which, in recent years, there has been a consistent spread of scientific studies, all aimed to increase its productions and yields. Some of the techniques applied allowed to obtain good results, at the point where production rates with real substrates (residues and/or waste) are closer to actual levels.