Le biomasse possono essere utilizzate per alimentare impianti che generano solo calore, solo energia elettrica, o entrambe le forme di energia contemporaneamente. Quest’ultimo uso, detto cogenerazione, qualora possibile, è quello più efficiente.
A seconda della tecnologia e degli usi finali dell’energia prodotta (termici e/o elettrici), è possibile scegliere tra una pluralità di soluzioni impiantistiche. Esse comprendono impianti alimentati da biomasse solide (come legna da ardere, pellet o cippato), liquide (come il biodiesel) o gassose (come il biogas prodotto ad esempio dai reflui zootecnici).
Le biomasse, se utilizzate all’interno di un ciclo locale di produzione-utilizzazione nel rispetto del patrimonio forestale e della biodiversità, rappresentano una preziosa risorsa energetica rinnovabile.
Le biomasse possono presentarsi in una vastissima gamma di tipologie, vergini o residuali di lavorazioni agricole e industriali, in diversi stati fisici, con un ampio spettro di poteri calorifici.
A volte, anziché utilizzare direttamente il termine biomassa, si usa il termine “biocombustibili” per indicare i combustibili ricavati dalla biomassa.
Possiamo avere biomasse solide (biocombustibili solidi), come ad esempio quelle legnose (alberi, tronchi, residui di potatura, ma anche sottoprodotti o residui dell’industria di lavorazione del legno, vergine o trattato) o quelle erbacee (prodotti o residui agricoli). I rifiuti urbani stessi contengono una frazione di biomassa (frazione biogenica o biodegradabile).
I più comuni biocombustibili liquidi (detti anche bioliquidi) sono gli oli vegetali, il biodiesel, il bioetanolo.
Con il termine biogas si indica il gas, composto principalmente da metano e anidride carbonica, prodotto dalla fermentazione anaerobica di sostanze organiche, come ad esempio i prodotti e residui agricoli, le deiezioni animali, i fanghi di depurazione delle acque reflue (si parla in tal caso di gas di depurazione), la frazione organica dei rifiuti urbani (FORSU). Il biogas che si origina dalle discariche dei rifiuti urbani viene anche chiamato gas di discarica.
Al di là di una fase preliminare di trattamento della biomassa, gli impianti a biomasse sono abbastanza simili a quelli alimentati da combustibili tradizionali.
Le centrali termoelettriche alimentate da biomasse solide o liquide effettuano la conversione dell’energia termica, contenuta nella biomassa, in energia meccanica e successivamente in energia elettrica.
Le taglie degli impianti possono variare dalle decine di MW delle grandi centrali termoelettriche alimentate da legna, sino alle centinaia di kW dei piccoli gruppi elettrogeni alimentati da bioliquidi o biogas.
Un uso particolarmente virtuoso delle biomasse prevede, oltre alla produzione di elettricità, il recupero del calore per riscaldare ambienti o per fornire calore utile a industrie (cogenerazione).
Le tipologie impiantistiche più diffuse sono:
- impianti tradizionali con forno di combustione della biomassa solida, caldaia che alimenta una turbina a vapore accoppiata ad un generatore;
- impianti con turbina a gas alimentata dal syngas da biomasse in ciclo semplice o combinato con turbina a vapore;
- impianti termoelettrici ibridi, che utilizzano bionasse e fonti convenzionali (il caso più frequente è la co-combustione della biomassa e della fonte convenzionale nella stessa fornace);
- impianti alimentati da biomasse liquide (oli vegetali, biodiesel), costituiti da motori accoppiati a generatori (gruppi elettrogeni).