I biocarburanti: un’alternativa ecologicamente sostenibile ai combustibili fossili

1. I biocarburanti: un’alternativa ecologicamente sostenibile aicombustibili fossili Vittorio Bartolelli e Vito Pignatelli ITABIA - Italian Biomass Association Convegno "Il ruolo delle biotecnologie nella conversione delle biomasse a vettori energetici e chemical" Rich Mac, MilanoEnergia e Aqua Milano, 5 ottobre 2005

2. Principali riferimenti bibliografici • Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e ITABIA: Rapporto 2003 “Le biomasse per l’energia e L’ambiente • ENEA: Rapporto Energia e Ambiente 2004 • IEA Bioenergy Agreement: Biofuels for Transport - 2004

3. ITABIA per lo sviluppo della bioenergia in Italia • ITABIA, Associazione indipendente e senza fini di lucro, opera fin dal 1985 per aggregare esperienze, promuovere attività di ricerca e sviluppo, orientare e supportare la programmazione, assistere la nascita di iniziative territoriali per la produzione di energia, carburanti e altri prodotti rinnovabili dalle biomasse • ITABIA è fortemente impegnata nella definizione di metodologie mirate a massimizzare le ricadute positive sull’ambiente e la società derivanti dallo sviluppo della bioenergia e della valorizzazione industriale delle biomasse a livello locale e nazionale

4. Il contesto globale dello sviluppo della bioenergia • Il Protocollo di Kyoto ha dato impulso al settore delle biomasse sia per l’apporto all’assorbimento del carbonio, sia per la sostituzione di combustibili fossili • L’Unione Europea ha definito strumenti concreti per aprire il mercato e favorire gli investimenti nel settore tra cui la Direttiva sull’energia elettrica da fonti rinnovabili, quella sui biocarburanti, le specifiche misure per le colture da energia nella P.A.C. e nei Fondi Strutturali • Le biomasse coprono attualmente il 2-3% del fabbisogno energetico nazionale

5. Biocarburanti • Il termine biocarburantiindica tutti i carburanti liquidi o gassosi per i trasporti ricavati dalla biomassa • Per biomassa si intende la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall’agricoltura, comprendente sostanze vegetali e animali, dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani Fonte: D.L. 30 maggio 2005, n. 128

6. Principali motivazioni per l’uso dei biocarburanti nel settore dei trasporti • Riduzione dell’inquinamento nelle aree urbane e dell’emissione di gas serra • Risparmio energetico e riduzione della dipendenza energetica • Nuovi mercati per le produzioni agricole

7. Il settore trasporti e la “Questioneenergetica” • Dipendenza energetica dell’Italia nel 2003: 84,6 % • Dipendenza dalle importazioni del settore trasporti italiano nel 2003: > 95 % • Trasporto merci su strada: 73 % del totale • Trasporto passeggeri su strada: 93 % del totale

8. Consumi finali di energia per settorein Italia. Anni 1990 - 2003 (ktep) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004

9. Consumi finali di energia per settorein Italia. Anni 1990 - 2003 (%) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004

10. Consistenza del parco autoveicoli in Italia.Anni 1990 - 2002 (migliaia di veicoli) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004 (elaborazione dati ACI)

11. Consistenza del parco auto in Italia.Anni 1990 - 2002 (milioni di veicoli) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004 (elaborazione dati ACI)

12. Consumi di carburanti per autotrazione in Italia. Anni 1996 - 2003 (migliaia di t) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004

13. Consumi di carburanti per autotrazione in Italia. Anni 1996 - 2003 Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004

14. Il settore trasporti e la “Questione ambientale” • Inquinamento locale: effetti sulla salute (danni acuti e cronici) e sui manufatti • Effetti su scala globale: alterazione degli ecosistemi acidificazione, eutrofizzazione, danni alla vegetazione spontanea, perdite di raccolti) e del clima (effetto serra)

15. Principali emissioni inquinanti provenientidagli autoveicoli • Monossido di carbonio - CO • Biossido di zolfo (anidride solforosa) - SO2 • Ossidi di azoto - NOx • Idrocarburi incombusti - COV (o HC) • Ammoniaca - NH3 • Particolato ≤ 10 μ - PM10 • Particolato ≤ 2,5 μ - PM2,5 • Inquinanti non regolamentati (aldeidi, Cl, metalli pesanti)

16. Principali provvedimenti per la riduzione delle emissioni inquinanti degli autoveicoli in Italia • 1 gennaio 1993: obbligo catalizzatore, recepimento normativa europea per adozione standard “Euro I” sui veicoli di nuova immatricolazione • 1 gennaio 1997: adozione standard “Euro II” • 1 gennaio 2001: adozione standard “Euro III” • 31 dicembre 2001: termine distribuzione benzina con piombo • 1 gennaio 2006: adozione standard “Euro IV”

17. Emissione dei principali inquinanti atmosferici del settore trasporti. Anni 1990 - 2001 (kt) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004 (elaborazione dati APAT)

18. Variazione delle emissioni di CO2 in Italia per settore. Anni 1990 - 2002 (%) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004 (Elaborazione su dati APAT)

19. Emissioni totali di gas ad effetto serra(milioni di t di CO2 equivalente) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004

20. La Direttiva 2003/30/CE (8 maggio 2003) • Introduzione progressiva, negli stati membri dell’Unione Europea, di una quota percentuale di biocarburanti e altri carburanti da fonti rinnovabili (idrogeno) in sostituzione di analoghi quantitativi di benzina e gasolio per autotrazione • Recepita dalla legislazione italiana con il D.L. 30/05/2005 n° 128 che fissa gli obiettivi indicativi nazionali di immissione al consumo di biocarburanti

21. Biocarburanti esplicitamente citati nella Direttiva 2003/30/CE • Bioetanolo • Biodiesel • Biogas • Biodimetiletere • Bio-ETBE (basato sul bioetanolo, il 47% è considerato rinnovabile) • Biocombustibili di sintesi derivanti da biomasse (FT-liquids) • Bioidrogeno • Oli vegetali puri

22. Percentuali di aggiunta di biocarburanti previste dalla Direttiva 2003/30/CE e dal DL n° 128 del 30/05/2005 * Sulla base del tenore energetico

23. Contenuto energetico dei carburanti per autotrazione

24. Biocarburanti attualmente in uso • Oli vegetali, ottenuti a partire da colture oleaginose e utilizzati generalmente sotto forma di derivati modificati chimicamente (esteri metilici) con il nome di biodiesel • Alcool etilico (bioetanolo), ottenuto da colture zuccherine o amidacee, e suoi derivati chimici come l’etere etil ter-butilico (ETBE) • Tecnologie di produzione da colture agricole dedicate consolidate e mercato in costante espansione

25. Vantaggi ambientali legati all’usodei biocarburanti • Assenza di zolfo • Assenza di idrocarburi policiclici aromatici • Migliore combustione per la presenza di un maggiore quantitativo di ossigeno (riduzione delle emissioni di CO, HC e PM10) • Riduzione delle emissioni di CO2 (riduzione media di 2,5 kg di CO2 emessa per kg di gasolio sostituito nel caso del biodiesel) • Totale biodegradabilità

26. Riduzione delle emissioni inquinanti per miscele benzina-eteri al 10-15% in volume Fonte: ARCO Chemical Europe - 1996

27. I biocarburanti in Europa e in Italia (2003) • Produzione Europea di biocarburanti: 1.743.500t, di cui: - 1.433.160 t di biodiesel (principali produttori: Germania, Francia e Italia) - 309.500 t di bioetanolo (destinato per la maggior parte alla trasformazione in ETBE, maggiore produttore Spagna) • Produzione Italiana biodiesel: 273.000 t

28. Utilizzazione del biodiesel

29. La filiera di produzione del biodiesel

30. La reazione di transesterificazione degli oli vegetali

31. Produzione di biodiesel in Europa (UE15).Anni 1998 - 2003 (kton) Fonte: Assobiodiesel

32. Il biodiesel in Italia • Il biodiesel è un combustibile di elevata qualità oggi richiesto soprattutto dal mercato del gasolio senza zolfo • In Italia operano attualmente 7 impianti industriali, con una capacità produttiva di 500.000 - 600.000 t/anno, più 2 importatori • Gli oli di colza e girasole impiegati per la produzione del biodiesel provengono in parte dall’agricoltura italiana e parte dalle importazioni • Mercato garantito dall’esistenza di un “contingente” defiscalizzato

33. Utilizzazione del biodiesel in Italia.Anni 1999 - 2004 (kton)

34. Il mercato mondiale del bioetanolo • Produzione mondiale di bioetanolo (2003): 18,3 milioni di t, maggiore produttore Brasile con 11,3 Mt • Mercato mondiale in continua crescita, Brasile maggior esportatore (maggio 2005: accordo commerciale con il Giappone per l’acquisto a regime di 1,4 Mt di etanolo/anno per sostituire il 3% dei consumi di benzina) • 6 miliardi di US$ di investimenti previsti in Brasile nei prossimi 5 anni per nuove piantagioni e 50 nuovi impianti • Valore stimato del mercato mondiale del bioetanolo: 20 miliardi di US$ / anno

35. Utilizzazione del bioetanolo

36. Le reazioni di sintesi di ETBE ed MTBE

37. I vantaggi dell’ETBE • Caratteristiche chimiche simili a quelle degli idrocarburi • Insolubilità in acqua • Nessun incremento di volatilità delle benzine • Riduzione delle emissioni inquinanti • Produzione industriale negli stessi impianti che producono MTBE

38. La filiera di produzione del bioetanolo

39. Produzione di bioetanolo da cereali • Processo continuo (4 - 5 fermentatori in cascata) con saccarificazione enzimatica • Distillazione a multiplo effetto • Disidratazione con setacci molecolari • Essiccazione dei DDGS con tempi di permanenza brevi per non degradare le proteine • Co-prodotti fondamentali per l’economia del processo

40. Previsioni di sviluppo della filiera biodiesel Fonte: MiPAF - Programma Nazionale per la Valorizzazione delle Biomasse Agricole e Forestali (PNVBAF) - 1999

41. Produzione di biodiesel in Italia

42. Il bioetanolo in Italia • Esiste un generale orientamento verso la produzione di bio-ETBE in luogo dell’MTBE • La disponibilità potenziale di biomasse zuccherine ed amidacee e la presenza di una significativa industria distillatoria sono la premessa per l’avvio di una filiera nazionale • La defiscalizzazione di un primo contingente, prevista dalla legislazione fin dal 2001, è ora attiva con la legge finanziaria del 2005

43. Previsioni di sviluppo della filiera bioetanolo Fonte: MiPAF - Programma Nazionale per la Valorizzazione delle Biomasse Agricole e Forestali (PNVBAF) - 1999

44. Materie prime impiegate per la produzione italiana di bioetanolo nel 2003 (118.000 t) Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2004 (dati ASSODISTIL)

45. Produzione di bioetanolo in Italia

46. Conclusioni • La crescita del mercato dei biocarburanti (e, più in generale, della bioenergia) in Italia mostra una dinamica ancora limitata • Il trend attuale non consentirebbe di raggiungere gli obiettivi fissati né a livello di sostituzione di fonti fossili, né di riduzione delle emissioni di gas serra • Appare quindi necessario rimuovere rapidamente e con determinazione le numerose barriere che tuttora permangono a livello nazionale e locale

47. Ulteriori informazioni sulle biomasse e sui programmi per lo sviluppo della bioenergia in Italia su:WWW.itabia.it ITABIA - Italian Biomass Association Via Acireale 19 00182 ROMA Tel./Fax 067021118 E-mail: itabia@mclink.it