La produzione di biochar si basa su vari tipi di biomassa come materia prima primaria. Questi materiali includono legno, colture energetiche, residui agricoli, fanghi di depurazione, digestato anaerobico e rifiuti urbani.
Il processo di conversione di questi materiali in biochar prevede la pirolisi. Si tratta di un metodo in cui la biomassa viene riscaldata in assenza di ossigeno. In questo modo si ottengono biochar, biogas e altri sottoprodotti.
5 tipi principali di biomassa utilizzata come materia prima
Il legno
Il legno è comunemente utilizzato per la sua disponibilità e l'elevato contenuto di carbonio. Inizia a degradarsi (carbonizzarsi) al di sopra dei 270 °C e subisce la decomposizione pirolitica a circa 400 °C.
Colture energetiche
Anche le colture specifiche per la produzione di energia, come l'erba di cambio o il miscanto, possono servire come materia prima.
Residui agricoli
Includono paglia, lolla e altri residui della produzione agricola. Sono abbondanti e spesso sottoutilizzati.
Fanghi di depurazione
Sottoprodotto del trattamento delle acque reflue, contengono materia organica che può essere convertita in biochar.
Digestato anaerobico
Il materiale solido o liquido prodotto dalla digestione anaerobica della materia organica, che può essere ulteriormente trasformato in biochar.
Rifiuti urbani
I componenti organici dei rifiuti solidi urbani possono essere utilizzati, contribuendo alla riduzione dei rifiuti e al recupero delle risorse.
Il processo di pirolisi
Temperatura e condizioni
Il processo di pirolisi varia in base alla temperatura, alla velocità di riscaldamento e al tempo di permanenza della biomassa. Questi fattori influenzano in modo significativo le proprietà del biochar risultante.
Assenza di ossigeno
La pirolisi viene condotta in assenza di ossigeno per evitare la combustione. Ciò consente alla biomassa di decomporsi in biochar, biogas e altri prodotti. Questo processo conserva più carbonio nel biochar rispetto alla combustione.
Variabilità delle proprietà del biochar
Le proprietà fisico-chimiche del biochar, come la porosità, l'area superficiale e il contenuto di nutrienti, dipendono fortemente dal tipo di biomassa e dalle condizioni di pirolisi. Questa variabilità influisce sulle sue prestazioni come ammendante del suolo, sulla sua capacità di sequestrare il carbonio e sui suoi potenziali impieghi in vari settori.
Mercato e applicazioni
Il biochar viene utilizzato in agricoltura come ammendante del suolo, in particolare per le colture di alto valore come frutta e noci. Viene utilizzato anche nel giardinaggio domestico e come materia prima per la produzione di syngas. Il mercato del biochar è in crescita e si prevede un'espansione significativa entro il 2025.
Produzione e costi
La produzione di biochar comporta costi significativi, con prezzi di mercato attuali di circa 1.000 dollari per tonnellata. Tuttavia, con la maturazione della tecnologia e l'aumento della produzione, si prevede che il prezzo diminuirà avvicinandosi ai costi di produzione, che attualmente sono simili a quelli del biocombustibile, pari a 230 dollari per tonnellata.
In sintesi, la materia prima del biochar è varia e comprende una serie di materiali da biomassa che vengono lavorati attraverso la pirolisi per ottenere un prodotto con diverse applicazioni in agricoltura, sequestro del carbonio e altri settori. Le proprietà e la redditività economica del biochar sono influenzate dal tipo di biomassa e dalle specifiche condizioni di pirolisi utilizzate.
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