RiassuntoIl quadro delle energie rinnovabili è in rapida evoluzione e desta interesse sia a livello politico che della società civile, soprattutto perché capace di suscitare aspettative in ordine ai problemi di compatibilità ambientale, ai fini del contenimento delle emissioni di gas serra. Il presente lavoro ha l'obiettivo di esaminare le possibilità offerte, in questo ambito, dalle bioraffinerie, vale a dire da impianti che integrano i processi di conversione delle biomasse al fine di dar luogo a biocombustibili, energia elettrica e prodotti biochimici. Particolare attenzione viene rivolta ai processi produttivi relativi al biodiesel, bioetanolo e al biogas, facendo un quadro dell'attuale situazione mondiale e mettendo in luce problemi, prospettive e possibili tematiche d'inserimento della ricerca agronomica e biotecnologica; inoltre, si evidenzia come la produzione di biomasse da "processare" nell'ambito delle bioraffinerie porterà, giocoforza, ad un recupero, nell'agricoltura non food, del concetto della massimizzazione della produttività sull'unità di superficie.Parole chiave: bioraffineria, biodiesel, bioetanolo, biogas, bioenergia.
Summary
BIOREFINERIES TO INTEGRATE FUEL, ENERGY AND CHEMICAL PRODUCTION PROCESSESThe world of renewable energies is in fast evolution and arouses political and public interests, especially as an opportunity to boost environmental sustainability by mitigation of greenhouse gas emissions. This work aims at examining the possibilities related to the development of biorefineries, where biomass conversion processes to produce biofuels, electricity and biochemicals are integrated. Particular interest is given to the production processes of biodiesel, bioethanol and biogas, for which present world situation, problems, and perspectives are drawn. Potential areas for agronomic and biotech researches are also discussed. Producing biomass for biorefinery processing will eventually lead to maximize yields, in the non food agriculture.Key-words: biorefinery, biodiesel, bioethanol, biogas, bioenergy.* Autore corrispondente: tel.: +39 050 599213; fax: +39 050 540633. Indirizzo e-mail: smiele@agr.unipi.it.Ital. J. Agron. / Riv. Agron., 2007, 4:409-439
IntroduzioneViene definita "bioeconomia sostenibile" quella in cui le foreste e la superficie agraria utilizzabile forniscono non solo alimenti e fibre tessili, ma anche opportunità ambientali (acqua e aria meno inquinate e riduzione dei gas serra), energia, prodotti chimici e materiali rinnovabili (Layzell e Page, 2006) ( Fig. 1). Questo concetto si sposa, a livello operativo, con quello di bioraffineria, vale a dire un impianto che integra i processi di conversione delle biomasse ed è attrezzato per produrre biocombustibili, energia elettrica e prodotti biochimici (Nipp, 2006) (Fig. 2). La bioraffineria è analoga ad una raffineria di petrolio in cui una singola materia prima, in questo caso rinnovabile, viene frazionata in una molteplicità di commodities, in cui il rapporto quantitativo tra i vari prodotti dipende dalla loro rispettiva doma...