La gassificazione delle biomasse è un processo chimico col quale le biomasse vengono trasformate in una miscela di gas detto syngas o gas di sintesi. Chiariamo innanzi tutto cosa sono le biomasse. Le biomasse sono una gran quantità di sostanze organiche (vegetali o animali) di natura estremamente eterogenea tra loro. Appartengono alle biomasse:
- Colture dedicate sia arboricole (pioppi e robinie)che erbacee (canne, miscanto, paglia etc.).
- Scarti agricoli, scarti dell'industria agroalimentare, scarti dell'industria della lavorazione del legno.
- Residui della pulizia di boschi e foreste.
Per loro natura le biomasse costituiscono una fonte di energia rinnovabile. Infatti se correttamente gestite si rinnovano in tempi confrontabili con quelli della vita umana e non con le ere geologiche come per i combustibili fossili. Le biomasse durante la loro crescita assorbono una quantità di CO2 dall'atmosfera pari a quella che cedono bruciando pertanto hanno un bilancio di emissioni di CO2 nullo e quindi non contribuiscono all'effetto serra. Le biomasse possono essere bruciate direttamente per la produzione di energia ma la gassificazione offre una serie di innegabili vantaggi che sono così riassumibili:
- Un buon rendimento per la produzione di energia elettrica anche in impianti di piccole dimensioni.
- La possibilità di poter costruire l'impianto sul tipo di combustibile reperibile in loco.
- Emissioni di inquinanti più contenute rispetto alla combustione diretta.
La miscela di gas che si ottiene dal processo di gassificazione delle biomasse varia al variare del combustibile ma generalmente è costituita da un 50% circa di idrogeno, 35% circa di monossido di carbonio e dal restante 15% circa da metano ed anidride carbonica. Detta miscela può essere utilizzata per alimentare turbine a gas per ottenere energia elettrica o grossi motori a combustione interna. Altra possibilità di utilizzo del syngas è di ricavarne idrogeno per alimentare pile a combustibile per produrre energia elettrica. Il processo di gassificazione avviene in diversi stadi ad una temperatura prossima ai 1000°C. Inizialmente si riscaldano le biomasse in assenza di ossigeno ed in tali condizioni avviene la pirolisi durante la quale si formano idrogeno e metano e le biomasse perdono circa il 70% del peso subendo la carbonificazione.Successivamente si introduce ossigeno in quantità controllate (sotto stechiometrica:inferiore alla quantità necessaria per la completa ossidazione ). I prodotti volatili e una piccola parte del carbonio bruciano si produce calore e si avviano le reazioni di gassificazione vere e proprie. Il carbonio reagisce con la anidride carbonica e forma monossido di carbonio ed ancora il carbonio reagisce col vapor d'acqua e forma monossido di carbonio ed idrogeno.
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