La gassificazione è un processo di conversione termochimica nel quale un materiale carbonioso è parzialmente ossidato a elevata temperatura. A differenza della pirolisi, che avviene in completa assenza di ossigeno e richiede una fonte esterna di calore per raggiungere la temperatura di esercizio, la gassificazione ammette ossigeno (o aria) allo scopo di generare il calore necessario ai processi endotermici di devolatilizzazione della biomassa attraverso una parziale combustione. Il prodotto della gassificazione è una miscela di gas di sintesi (syngas), costituita da gas combustibili quali il monossido di carbonio (CO), l’idrogeno (H2) e il metano (CH4) e gas inerti come azoto (N2) e anidride carbonica (CO2), oltre a carbone vegetale puro e altri prodotti generalmente non utili quali catrami e polveri, questi ultimi riportati al reattore di gassificazione nei sistemi più evoluti. La produzione del syngas avviene per reazione di vapore acqueo e anidride carbonica mediante passaggio attraverso uno strato di carbone rovente, pertanto è fondamentale nel disegno di un gassificatore creare le condizioni ottimali per la riduzione del materiale carbonioso in carbone e la sua conversione in CO, H2 e CH4 a elevata temperatura.

Il syngas è in genere utilizzato per alimentare motori a combustione interna per la produzione di energia elettrica e calore, o in misura assai minore quale combustibile per applicazioni dirette. La produzione di syngas da materiale organica è un processo conosciuto da almeno due secoli: la cosiddetta “distillazione secca” o “pirolisi” fu ufficialmente applicata per la prima volta su scala industriale nel 1812 a Londra da parte dell’azienda cittadina di fornitura del gas. Il primo gassificatore commerciale per combustibili solidi fu installato nel 1839, cui seguì fino ai successivi anni venti un lungo periodo di sviluppo di applicazioni soprattutto industriali, fin tanto che i sistemi a petrolio non presero il sopravvento su quelli a gas. Tra il 1920 e il 1940 furono sviluppati sistemi di gassificazione per autotrazione e nel corso della seconda guerra mondiale migliaia di veicoli furono equipaggiati con dispositivi gasogeni.

Il definitivo affermarsi del petrolio a basso costo causò l’abbandono di tali sistemi fino agli anni 70’ quando i primi segnali della crisi petrolifera causarono un rinnovato interesse nei confronti della gassificazione, per cui nei successivi anni 80’ si assistette a specifici programmi di ricerca e sviluppo con l’installazione di alcuni impianti pilota in Europa e in alcuni paesi del sud est asiatico (India). Oggi l’attività è orientata verso l’industrializzazione e la commercializzazione d’impianti di piccola-media taglia (al di sotto di 1 MW di potenza elettrica) per la produzione di energia elettrica e calore su scala locale, anche in relazione alla possibilità di sfruttare i meccanismi incentivanti legati alle rinnovabili.

 Il processo di gassificazione produce carbone vegetale puro a fine granulometria ed elevata porosità in qualità di coprodotto. Nel corso degli ultimi anni è maturata la possibilità di usare biochar (così definito il carbone vegetale in ragione dell’impiego) con finalità agricole in qualità di ammendante, prendendo spunto da un’antica pratica agricola delle popolazioni amazzoniche. L’impiego di biochar nel suolo è oggi globalmente considerato come una delle più promettenti strategie in grado di associare la mitigazione del cambiamento climatico con il miglioramento della fertilità globale dei terreni e della produttività agricola. Tale duplice azione si manifesta grazie alla presenza di una frazione carboniosa assai stabile (che permette di stoccare carbonio nel suolo nel lungo periodo), all’elevata porosità, agli effetti positivi sulle caratteristiche idrologiche del suolo, sulla disponibilità dei nutrienti e sulla componente biologica del terreno.

 

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