Energia elettrica da pellet: è davvero possibile?
Sì, è possibile produrre energia elettrica dal pellet, ma non con una stufa o una caldaia tradizionale.
I comuni impianti a pellet consumano energia elettrica per alimentare ventole, coclee e sistemi di accensione, ma non sono progettati per generarla. Per ottenere elettricità dalla biomassa è necessario integrare una tecnologia di conversione capace di trasformare il calore della combustione in energia elettrica.
È questo il principio alla base della microcogenerazione a pellet, una tecnologia che consente di produrre contemporaneamente calore ed energia elettrica utilizzando un'unica fonte energetica.
Perché una stufa a pellet non produce elettricità
La combustione del pellet genera energia termica, non corrente elettrica. Per trasformare il calore in elettricità è necessario un ulteriore passaggio tecnologico:
- combustione della biomassa;
- conversione del calore in energia meccanica oppure direttamente elettrica;
- produzione di energia elettrica utilizzabile.
Una stufa o una caldaia tradizionale si fermano al primo passaggio: il calore viene utilizzato per riscaldare l'acqua dell'impianto o gli ambienti domestici.
Le tecnologie di microcogenerazione a pellet disponibili oggi
Attualmente esistono diverse soluzioni tecnologiche per produrre energia elettrica da pellet o da altre biomasse solide. Ognuna presenta caratteristiche differenti in termini di prestazioni, efficienza, complessità impiantistica e flessibilità di utilizzo.
1. Motore Stirling alimentato dalla combustione diretta del pellet
Il motore Stirling è un motore a combustione esterna che sfrutta la differenza di temperatura tra una sorgente calda e una fredda per generare movimento meccanico e quindi energia elettrica. In questa configurazione il calore necessario al motore viene fornito direttamente dalla combustione del pellet. Tale principio è presente in una soluzione austriaca in commercio dal 2015.
Per approfondire il principio di funzionamento del motore Stirling è disponibile l'articolo dedicato.
2. Gassificazione con motore a combustione interna
In questa tecnologia la biomassa non viene bruciata direttamente. Il combustibile viene prima trasformato in syngas mediante un processo di pirolisi e gassificazione. Il gas prodotto viene poi raffreddato, depurato e utilizzato per alimentare un motore a combustione interna collegato a un generatore elettrico.
Questa soluzione trova applicazione soprattutto su impianti di taglia superiore, generalmente a partire da circa 20 kWe, risultando meno adatta agli impianti domestici di piccola potenza.
3. Gassificazione con motore Stirling
Questa è la tecnologia adottata dal BioGS-1.0. Anche in questo caso la biomassa viene inizialmente trasformata in syngas tramite gassificazione. Il syngas viene successivamente combusto in una camera dedicata per fornire il calore necessario al motore Stirling.
Rispetto alla combustione diretta del pellet, questo approccio offre diversi vantaggi:
- temperature di combustione più elevate;
- maggiore rendimento nella conversione elettrica;
- minori emissioni allo scarico;
- migliore controllo del processo;
- maggiore flessibilità sul tipo di biomassa utilizzabile.
La separazione tra fase di gassificazione e fase di conversione energetica consente inoltre una gestione più efficiente del combustibile.
In configurazione standard, BioGS-1.0 produce 24 kWh elettrici e 140 kWh termici al giorno, con un consumo di circa 1,9 kg/h di pellet (o biomassa equivalente) e una produzione di biochar di 220-240 g/h.
4. Generatori termoelettrici basati sull'effetto Seebeck
L'effetto Seebeck permette di trasformare direttamente una differenza di temperatura in corrente elettrica, senza ricorrere a motori o parti meccaniche in movimento. Si tratta di una tecnologia reale e consolidata per:
- sensori autonomi;
- dispositivi portatili;
- applicazioni a bassissima potenza.
Tuttavia, nell'ambito della microcogenerazione domestica rimane ancora una soluzione sperimentale, principalmente a causa della limitata efficienza di conversione rispetto alle tecnologie basate sul motore Stirling o sulla gassificazione.
Quali tecnologie sono oggi le più mature?
Nel settore residenziale e nella piccola cogenerazione le soluzioni tecnologicamente più consolidate sono quelle basate sul motore Stirling. La semplicità costruttiva, la ridotta manutenzione e l'affidabilità nel funzionamento continuo ne hanno favorito la diffusione rispetto ad altre tecnologie.
La differenza principale riguarda invece la sorgente di calore utilizzata:
- combustione diretta del pellet;
- gassificazione della biomassa con successiva combustione del syngas.
Gassificazione o combustione diretta: quali differenze?
Entrambi gli approcci consentono di produrre simultaneamente energia termica ed elettrica, ma presentano caratteristiche differenti.
Maggiore flessibilità nella scelta della biomassa
La gassificazione consente di utilizzare una gamma più ampia di combustibili rispetto ai sistemi che richiedono pellet certificato. Questo può ridurre il costo operativo e aumentare la disponibilità del combustibile.
Produzione di biochar
Uno dei vantaggi più interessanti della gassificazione è la produzione di biochar. Il biochar è un carbone vegetale stabile che può essere valorizzato come ammendante agricolo e come strumento di sequestro del carbonio. Nei sistemi a combustione diretta questo sottoprodotto non viene generato.
Bilancio di carbonio potenzialmente negativo
Parte del carbonio contenuto nella biomassa viene immobilizzato nel biochar anziché tornare in atmosfera. Per questo motivo un sistema basato sulla gassificazione può raggiungere un bilancio carbon negative in presenza di una gestione sostenibile dell'intero ciclo.
Conclusione
Produrre energia elettrica da pellet è tecnicamente possibile grazie ai sistemi di microcogenerazione. Le tecnologie oggi disponibili includono motori Stirling alimentati direttamente dalla combustione del pellet, sistemi di gassificazione con motore a combustione interna, gassificazione con motore Stirling e generatori termoelettrici basati sull'effetto Seebeck. Tra queste, le soluzioni basate sul motore Stirling rappresentano oggi il riferimento per la piccola cogenerazione, mentre la gassificazione aggiunge vantaggi quali flessibilità nell'uso della biomassa, produzione di biochar e potenziale bilancio carbon negative.
Per approfondire dimensionamento, autonomia e installazione, consulta anche la pagina FAQ dedicata.