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Microalghe

Le microalghe sono organismi vegetali unicellulari acquatici la cui crescita, opportunamente favorita da sali nutritivi, luce e anidride carbonica, può essere notevolmente più rapida di quella delle piante terrestri. Ciò rende le microalghe particolarmente idonee per l’assorbimento di CO2 atmosferica, per la produzione di biocombustibili, per la depurazione di reflui civili e agro-zootecnici e per la produzione di biomolecole. Microalghe di varie specie vengono già prodotte a livello commerciale in vari Paesi e utilizzate per la produzione di integratori alimentari, mangimi, pigmenti, acidi grassi omega 3, biomasse per acquacoltura e per il trattamento di reflui. La coltivazione avviene in bacini, vasche, fotobioreattori e fermentatori con tecniche e volumi diversi secondo la specie coltivata e le particolari applicazioni.

Ancora in fase sperimentale sono le coltivazioni di specie per il risanamento di reflui contaminati da xenobiotici e metalli pesanti e per la produzione di biodiesel e idrogeno. Le ricerche in tal senso sono volte a conseguire elevati volumi di produzione con rendimenti prevedibili e programmabili, tali da incidere significativamente sui fabbisogni di carburanti per velivoli.

 

II maggior potenziale di sviluppo per le coltivazioni di microalghe appare legato alla produzione di biodiesel, che consente una netta riduzione delle emissioni di CO2 rispetto all’uso di combustibili fossili, senza sottrarre risorse alle coltivazioni terrestri per fini alimentari. Dopo l’estrazione di biocombustibile, la biomassa microalgale residua può ancora essere impiegata per l’estrazione di biomolecole di interesse commerciale o per la produzione di biogas.

Si stima che nel 2015 i prodotti ricavati da microalghe potrebbero avere un mercato potenziale a livello mondiale dell’ordine di 25-50 miliardi di dollari all’anno, dominato dalla produzione di biodiesel (50%), dall’assorbimento della CO2 e dalla produzione di integratori alimentari. La produzione di microalghe su grande scala deve tener conto dell’impatto sulle risorse idriche e sul territorio, mitigabile utilizzando colture in acque marine o salmastre e aree costiere marginali. Per ottenere inoltre bilanci economici, energetici ed emissivi vantaggiosi, in particolare nella produzione di biodiesel, occorre che l’intero ciclo di produzione sia basato su processi a basso costo e fonti energetiche rinnovabili o con ridotte emissioni.

 

Biogas

La digestione anaerobica è un processo biologico complesso per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas, una miscela costituita principalmente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a secondo del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50 fino all’ 80% circa. Affinché il processo abbia luogo è necessaria l’azione di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza organica in composti intermedi, principalmente acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno, utilizzabili dai microrganismi metanogeni che concludono il processo producendo il metano. Il vantaggio della digestione anaerobica è che la materia organica complessa viene convertita in metano e anidride carbonica e quindi porta alla produzione finale di una fonte rinnovabile di energia sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere calorifico.