Utilizzo di oli vegetali a scopo energetico

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Inoltre, in alcuni studi non viene considerata "rinnovabile" l'energia geotermica, mentre nell'ambito 
dei movimenti ambientalisti, spesso viene scartata l'energia prodotta dai rifiuti solidi urbani, in 
quanto questi sono prodotti anche con materie prime fossili o prodotti sintetici non biodegradabili 
(mentre solo la parte organica dei rifiuti sarebbe da considerarsi "rinnovabile"). 
Un'altra distinzione che spesso viene fatta è quella tra fonti rinnovabili "classiche" (essenzialmente 
idroelettrico e geotermia) e fonti rinnovabili "nuove" (anche dette "NFER"), tra cui vengono 
generalmente incluse l'energia solare, eolica e da biomassa. 
Nell'ambito della produzione di energia elettrica le fonti rinnovabili vengono infine classificate in 
"fonti programmabili" e "fonti non programmabili", a seconda che possano essere programmate in 
base alla richiesta di energia oppure no. Secondo la definizione del Gestore Servizi Elettrici (GSE, 
anche conosciuto come GRTN), nel primo gruppo rientrano "impianti idroelettrici a serbatoio e 
bacino, rifiuti solidi urbani, biomasse, impianti assimilati che utilizzano combustibili fossili, 
combustibili di processo o residui", mentre nel secondo gruppo (non programmabili) si trovano 
"impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici, biogas". 
1.1.2 Impatto ambientale  
Le fonti rinnovabili sono fonti di energia che possono permettere uno sviluppo sostenibile all'uomo, 
senza che si danneggi la natura e per un tempo indeterminato. Alcune di questi tipi di energia (in 
particolare quella solare) possono essere microgenerate, ossia prodotte in piccoli impianti domestici 
che possono soddisfare il bisogno energetico di una singola abitazione o piccolo gruppo di 
abitazioni. Questo permette di risparmiare l'energia che si perde nella fase di distribuzione di 
energia elettrica, per esempio sugli elettrodotti, sebbene comporti anche la necessità di ridefinire la 
struttura della rete elettrica nazionale. 
Si deve comunque ricordare che è ancora oggetto di discussione il fatto che sia realmente possibile 
soddisfare tutto l'attuale fabbisogno energetico del pianeta solo con il  potenziale energetico 
proveniente da fonte rinnovabile. 
1.1.3 Produzione rinnovabile italiana  
Nel 2006 l'Italia ha prodotto quasi 52 TWh di elettricità da fonti rinnovabili, pari al 15,2% del totale 
di energia elettrica richiesta, con il 12,6% proveniente da fonte idroelettrica e la restante parte data 
dalla somma di geotermico ed eolico (in pratica, circa il 90% della produzione rinnovabile è 
prodotto con impianti definiti "programmabili"). 
Con tali valori, l'Italia risulta essere il quarto produttore di elettricità da fonti rinnovabili nell'UE-25, 
seppur ancora lontana dagli obiettivi comunitari previsti, che prevedono la produzione del 22% di 
energia richiesta da fonte rinnovabile entro il 2010. È inoltre da notare che negli ultimi anni la 
produzione rinnovabile italiana è cresciuta molto poco o si è mantenuta pressoché stabile, 
nonostante una forte crescita della fonte eolica (ma con basse percentuali), a causa di una 
sostanziale stasi della preponderante produzione idroelettrica, di fatto quasi giunta alla saturazione 
del potenziale economicamente sfruttabile. 
Inoltre, nonostante gli incentivi, l'Italia deve anche fare i conti con ritardi legislativi e di 
adeguatezza delle reti di distribuzione. 
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1.2 L’EROEI 
Uno dei parametri più importanti per la valutazione di una fonte di energia è il "fattore di guadagno 
energetico”. 
EROEI è un acronimo inglese che sta per Energy Returned On Energy Invested (o Energy Return 
On Energy Investment), ovvero "energia ricavata su energia consumata"; tale parametro indica 
precisamente la resa energetica, un rapporto tra l’energia ottenibile da un prodotto e l’energia spesa 
per la sua lavorazione. Un processo è energeticamente conveniente se presenta un valore di EROEI 
maggiore di 1; se il suo valore è minore di 1 vuol dire che si spende più energia di quanta se ne 
possa ricavare. In alcuni casi l’energia restituita, anche se minore di quella impiegata, può offrire 
particolari utilità. Con questo ausilio teorico è possibile comparare efficacemente processi 
diversissimi fra loro, quasi ogni attività umana: dalla semplice legna da ardere alle componenti di 
un pannello solare, che richiedono un considerevole investimento in energia “congelata” per la loro 
produzione, e si rivela fondamentale nell'operare una scelta fra le diverse fonti energetiche. Si noti 
anche che l’EROEI si ottiene dal rapporto di quantità di energia messe in gioco anche in tempi 
diversi, e la sua rilevanza dipende dal tasso di sconto assunto per l’energia investita. 
Spesso per l'EROEI non viene indicato un solo valore ma una forbice fra due estremi: questo perché 
ogni processo è soggetto ad imprevisti, costi collaterali o esternalizzati ed evoluzioni tecnologiche. 
Bisogna infine ricordare che si tratta di una stima, la cui verifica sarà possibile solo alla fine del 
ciclo, e su campi d'indagine in cui quasi ogni realtà (ogni giacimento o ogni modello di generatore 
elettrico) fa potenzialmente caso a sé. 
1.2.1 L'EROEI del petrolio  
L'esempio più classico è quello del petrolio: in questo caso l'EROEI sarà pari all'energia resa da un 
barile di petrolio fratto l'energia necessaria per ottenere la stessa quantità di petrolio (le indagini 
geologiche, la trivellazione, l'estrazione ed il trasporto). Agli inizi dell'era petrolifera questo 
rapporto era ovviamente molto favorevole, con un EROEI di circa 100: l'energia impiegata per 
estrarre 100 barili di petrolio era pari ad 1 solo barile. Andando avanti con gli anni si è passati allo 
sfruttamento di giacimenti via via più isolati, piccoli e difficili da raggiungere, tutte circostanze che 
contribuiscono a diminuire l'EROEI del petrolio. È per questa ragione che molti studiosi hanno 
ipotizzato che l'umanità non consumerà la totalità del petrolio disponibile nel sottosuolo, ma una 
quantità considerevole resterà comunque intatta perché l'industria petrolifera non avrà l'interesse 
economico ed energetico ad estrarlo, almeno per quanto riguarda i suoi impieghi tradizionali di 
combustibile. 
1.2.2 L'EROEI di un impianto  
È possibile definire un EROEI anche per gli impianti dedicati alla produzione di energia elettrica. In 
questo caso l'EROEI dell'impianto sarà pari al rapporto fra l’energia investita per costruirlo, 
mantenerlo ed alimentarlo e l’energia che produrrà durante il suo ciclo di attività. 
Nel caso delle energie rinnovabili ad esempio avremo un costo energetico molto alto per la 
costruzione dell'impianto (si pensi ad una diga) ma da quel punto in poi solo costi di manutenzione, 
mentre per le energie non rinnovabili (petrolio, gas, carbone) l'energia impiegata nella costruzione e 
manutenzione, seppur minore, sarà solo una piccola parte di quella che sarà necessario fornire col 
combustibile. 
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1.2.3 Esempi di EROEI 
EROEI largamente positivo 
 ξ  Grande idroelettrico fra 50 e 250 
 ξ  Mini idroelettrico fra 30 e 270 
 ξ  Fotovoltaico a film sottile fra 25 e 80 
 
EROEI certamente positivo 
 ξ  Petrolio fra 5 e 15 
 ξ  Eolico fra 5 e 80 
 ξ  Fotovoltaico convenzionale fra 3 e 9 
 ξ  Carbone fra 2-7 e 7-17 
 ξ  Gas naturale fra 5 e 6 
 ξ  Biomassa fra 3-5 e 5-27 
Stime dell'EROEI molto divergenti 
 ξ  Nucleare da meno di 1 a 60-100 
EROEI potenzialmente minore di 1 
 ξ  Etanolo (da coltivazioni dedicate) fra 0.6 e 1.4 
 ξ  Sabbie bituminose minore di 1 
 
 
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1.3 Fonti Energetiche Combustibili 
1.3.1 Biomasse 
 
Le fonti di energia da biomassa sono costituite dalle sostanze di origine animale e vegetale, non 
fossili, che possono essere usate come combustibili per la produzione di energia. Alcune fonti come 
la legna non necessitano di subire trattamenti altre come gli scarti vegetali o i rifiuti urbani devono 
essere processate in un digestore. 
 
Biocombustibili per la produzione di energia elettrica  
In alcuni paesi si stanno sperimentando coltivazioni pilotate di vegetali a crescita veloce da 
utilizzare per produrre energia, ad esempio per alimentare piccole centrali elettriche come già 
avviene negli USA, in India e in Giappone. Fra le sperimentazioni in corso si segnala la 
coltivazione di alcuni incroci ibridi del Miscanto (Miscanthus Giganteus), un'erba graminacea alta 
fino a quattro metri con una notevolissima redditività potenziale (60 tonnellate di materia secca per 
ettaro, equivalenti a circa 60 barili di petrolio). 
 
Biomassa secca e legna ecologica  
Acquisisce sempre più importanza e ogni anno cresce la produzione di legna ecologica e biomassa 
secca ottenute dallo sfruttamento razionale delle foreste. La biomassa secca e la legna ecologica per 
dirsi tali devono avere questa caratteristiche: 
- abbattimento di piante già morte senza intaccare alberi vivi 
- biomassa secca, foglie, rametti, scarti lavorazioni agricole, potature di parchi e giardini, metodo 
del ramo bello annuale 
- sfruttamento razionale delle foreste metodo della matricina per piccole strisce di bosco o 1 pianta 
ogni 4 
- salvaguardia alberi secolari, generi protetti, boschi storici, habitat, ecosistema 
- produzione locale 
- lavorazione ecologica  
- assenza di spese aggiuntive di costi energetici di trasporto via nave e via terra per migliaia di 
chilometri 
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1.3.2 Biocombustibili 
Recentemente i biocombustibili hanno suscitato l’attenzione di economisti, media, politici e 
associazioni di consumatori. Il fenomeno si spiega in parte con l’elevato prezzo del petrolio e in 
parte con i benefici ambientali che derivano dalla sostituzione di benzine e diesel con i loro alter 
ego biologici. 
L’idea di risparmiare e di avere allo stesso tempo aria più pulita è allettante. A parte alcuni tentativi 
fantasiosi, e folkloristici, di fare “il pieno” nei supermercati riempiendo i serbatoi di olio di colza 
puro, la diffusione dei biocombustibili è in rapida crescita in tutto il mondo (+ 25,7 per cento 
nell’Unione europea a 25, durante il 2004). La Commissione europea, poi, si è impegnata a 
sostituire, entro il 2010, il 5,75 per cento dei consumi per trasporto con combustibili di origine 
vegetale. 
I biocombustibili sono idrocarburi ottenuti dalla lavorazione di materie prime vegetali. Sono in 
forma liquida (etanolo o biodiesel) o gassosa (idrogeno e biogas). Quelli in forma gassosa non sono 
ancora diffusi perché non possono essere usati dal parco auto in circolazione e necessitano di una 
specifica rete di distribuzione. 
I sostenitori dei biocombustibili ritengono che dalla diffusione di bioetanolo e biodiesel si ottengano 
tre vantaggi: maggiore sicurezza energetica per la minore dipendenza dai paesi produttori di 
petrolio, ridotto impatto ambientale (in termini di emissioni di CO2 e di gas nocivi) e, in Europa, un 
più razionale impiego delle terre coltivabili. 
 
1.3.2.1 Biodiesel 
Qualità del carburante, specifiche e proprietà 
Il biodiesel è un biocombustibile liquido, trasparente e di colore ambrato, ottenuto interamente da 
olio vegetale (colza, girasole o altri). Il Biodiesel ha una viscosità simile a quella del gasolio per 
autotrazione ottenuto per distillazione frazionata del petrolio grezzo. 
Per l'identificazione delle miscele si ricorre alla siglatura BD (analoga alla BA per le miscele 
contenenti bio-alcol). Al biodiesel puro viene assegnata la sigla BD100, alle miscele un numero 
corrispondente alla percentuale di biodiesel contenuto (ad esempio, BD20 per un gasolio tagliato al 
20% con biodiesel). Negli Stati Uniti la siglatura è simile, ma senza la D (B100, B20, B50, 
eccetera.). 
Le specifiche internazionali standard per il biodiesel sono fissate nella norma ISO 14214; gli Stati 
Uniti fanno riferimento inoltre alla specifica ASTM D 6751; la Germania ad una apposita specifica 
DIN  
Le specifiche fissano alcuni punti importanti nei processi di produzione del biodiesel: 
 ξ  completezza della reazione  
 ξ  rimozione del glicerolo  
 ξ  rimozione del catalizzatore  
 ξ  rimozione degli alcoli  
 ξ  assenza di acidi grassi liberi  
La conformità a queste caratteristiche viene generalmente verificata tramite gascromatografia. 
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Il carburante ottenuto secondo questi standard qualitativi risulta molto poco tossico; la dose letale 
LD
50
 è poco maggiore di 50 ml/kg, ben dieci volte superiore a quella del sale da cucina. 
Il biodiesel può essere mescolato con il gasolio in ogni proporzione ed impiegato nei moderni 
motori diesel, anche se alcuni autoveicoli possono subire una degradazione di tubi e giunti in 
gomma per via del maggior potere solvente del biodiesel rispetto al gasolio tradizionale. La gomma 
sciolta dal biodiesel può poi formare depositi o intasare le linee dell'alimentazione del veicolo. 
L'adozione di gomme più resistenti nei veicoli di recente fabbricazione (dal 1992 in poi) dovrebbe 
aver risolto questo inconveniente, senza contare che il maggior potere solvente del biodiesel aiuta a 
mantenere pulito il motore sciogliendo residui eventualmente presenti. 
Il Biodiesel puro (BD100 o B100) può essere utilizzato in qualsiasi motore Diesel a petrolio, anche 
se viene più comunemente utilizzato in concentrazioni inferiori. In alcune zone è richiesto l'uso di 
diesel a bassissimo contenuto di zolfo, che riduce la naturale viscosità e lubrificazione del 
carburante poiché sono stati rimossi lo zolfo e certe altre sostanze. Per far sì che scorra 
propriamente nei motori sono richiesti degli additivi, e il biodiesel è una popolare alternativa. 
Concentrazioni fino al 2% (BD2 o B2) si sono mostrate in grado di restituire la lubrificazione. 
Inoltre, molte municipalità hanno iniziato ad usare il biodiesel al 5% (BD5 o B5) nei mezzi per la 
rimozione della neve e in altri sistemi. Usato come additivo al gasolio, ne migliora il potere 
lubrificante. 
Poiché il biodiesel viene più spesso utilizzato in miscela con il diesel di petrolio, ci sono meno 
informazioni e studi formali sugli effetti del biodiesel puro sui motori non modificati e sui veicoli 
attualmente in uso, tuttavia non ci si attendono particolari problemi nell'utilizzo del biodiesel puro 
con i motori attuali, quantomeno finché tutte le parti del motore siano compatibili con il suo 
maggior potere solvente. 
Il punto di fusione del biodiesel è influenzato dalla natura e dalla quantità di esteri che contiene. La 
maggior parte di esso tuttavia, compreso quello ottenuto dall'olio di soia, ha un punto di fusione 
superiore a quello del gasolio; questo rende necessario il riscaldamento dei serbatoi di stoccaggio, 
soprattutto nelle zone a clima rigido. 
Il biodiesel ha un numero di cetano superiore a quello del gasolio, si incendia quindi più facilmente 
quando viene iniettato nel motore. 
Il biodiesel, rispetto al gasolio, non è esplosivo, con un flash point posto a 150 °C per il biodiesel 
rispetto ai 64 °C del gasolio. Contrariamente al gasolio, è biodegradabile e non tossico, e riduce 
significativamente le emissioni tossiche quando viene bruciato come carburante. 
Impatto ambientale 
Dal punto di vista ambientale, il biodiesel presenta alcune differenze rispetto al gasolio: 
 ξ  il biodiesel, rispetto al gasolio, riduce le emissioni nette di ossido di carbonio (CO) del 50% 
circa e di anidride carbonica del 78,45% perché il carbonio delle sue emissioni è quello che 
era già presente nell'atmosfera e che la pianta ha fissato durante la sua crescita e non, come 
nel caso del gasolio, carbonio che era rimasto intrappolato in tempi remoti nella crosta 
terrestre.  
 ξ  il biodiesel praticamente non contiene idrocarburi aromatici; le emissioni di idrocarburi 
aromatici polinucleati (benzopireni) sono ridotti fino ad un massimo del 71%.  
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 ξ  il biodiesel non ha emissioni di diossido di zolfo (SO2), dato che non contiene zolfo.  
 ξ  il biodiesel riduce l'emissione di polveri sottili fino ad un massimo del 65%.  
 ξ  il biodiesel produce più emissioni di ossidi di azoto (NOx) del gasolio; inconveniente che 
può essere contenuto riprogettando i motori diesel e dotando gli scarichi di appositi 
catalizzatori.  
 
Produzione 
Sintesi chimica 
Chimicamente il biodiesel è un carburante composto da una miscela di esteri alchilici di acidi grassi 
a lunga catena. Un processo di trans esterificazione dei lipidi viene usato per convertire l'olio base 
nell'estere desiderato e per rimuovere gli acidi grassi liberi. 
Reazione di trans esterificazione: R-COOH+CH
3
OH→ R-CO-OCH
3
+H
2
O 
Il processo produttivo più diffuso impiega metanolo per produrre esteri metilici, tuttavia anche 
l'etanolo può essere usato, ottenendo così un biodiesel composto da esteri etilici. Come 
sottoprodotto del processo di transesterificazione, si ottiene il glicerolo. 
Oli base 
Una varietà di biolipidi può essere usata per produrre il biodiesel. Tra questi troviamo: 
 ξ  Oli vegetali vergini: l'olio di colza o di soia è quello più comunemente usato, anche se altre 
coltivazioni come, senape, olio di palma e alghe sono promettenti;  
 ξ  Olio vegetale di scarto:quali, ad esempio, quelli provenienti dalle mense;  
 ξ  Grassi animali.  
Molti sostenitori suggeriscono che l'olio vegetale di scarto sia la miglior fonte di olio per la 
produzione del biodiesel. Comunque, le forniture disponibili sono decisamente meno della quantità 
di carburante derivato dal petrolio che viene bruciato per i trasporti e il riscaldamento domestico in 
tutto il mondo. Secondo l'Environmental Protection Agency (EPA) degli Stati Uniti, i ristoranti 
degli USA producono circa 13.6 milioni di litri (3 milioni di galloni) di olio da cucina di scarto 
all'anno mentre ad esempio in Italia si consumano annualmente 39 miliardi di litri di gasolio e 
benzina. 
Anche se è economicamente vantaggioso usare gli oli vegetali di scarto per produrre il biodiesel, è 
ancor più profittevole utilizzarli per convertirli in prodotti come il sapone. Perciò, la gran parte 
degli oli vegetali di scarto non viene gettato in discarica, ma usato per altri scopi. I grassi animali 
hanno limitazioni simili nella disponibilità, e non sarebbe efficiente allevare animali solo per il loro 
grasso. Comunque, produrre biodiesel con grassi animali che altrimenti verrebbero scartati potrebbe 
sostituire una piccola percentuale del diesel di petrolio. 
Per avere una fonte veramente rinnovabile di olio, dovrebbero essere considerate coltivazioni 
apposite. Le piante utilizzano la fotosintesi per convertire parte dell'energia del sole in energia