Centro studi Melandri - 25-11

The Future of Renewables is in Sustainability,
but what are we doing in the meantime?
Guido Ghisolfi
25 November 2014
Scenari di Chimica quotidiana…
Nell’immaginario collettivo, la
chimica inquina quando produce…
…e, anche quando i prodotti si
devono smaltire, i problemi sono
molto evidenti.
Dove va ormai la Chimica?
In Asia…
…dove si è spostato il NOSTRO
mercato della trasformazione.
In Medio Oriente…
…dove ci sono gas e petrolio
a prezzi irrisori.
La chimica si fa dal petrolio e dal gas
1 barile = ~165 lt  1 t = ~7,6 barili
Prezzo di mercato: 75 US$/barile = ~570 US$/t
Costo di estrazione: 20-70 US$/barile = ~150-510 US$/t
Dove va la Chimica degli altri in Europa?
Inglesi e francesi
 Agribusiness
Farmaceutica
Danesi e olandesi
 Enzimi
Biochimica
Tedeschi e svizzeri
 Grandi investimenti strutturali
Chimica delle specialità
Chimica verde
E…l’Italia?
Beh, l'Italia…
…chiude, ma piano piano, con tanti begli ammortizzatori così
che “Il Paese” non se ne accorga.
Trent’anni di mancati investimenti, la mancanza di grandi
campioni (Dow, DuPont, BASF, Bayer, Rhône-Poulenc), il
regolare e puntuale fallimento delle iniziative nazionali
(Montecatini, SNIA, Anic, Liquichimica, SIR) per arrivare alla
definitiva scomparsa di Montedison hanno fatto mancare la
necessaria pianificazione strategica per ripensare il futuro.
Scenari di Chimica quotidiana…
Marghera
Porto Torres
Ottana
Assemini
Ceriano Laghetto
Torviscosa
I grandi siti chimici e petrolchimici italiani, che hanno fatto la
storia dell’industria italiana del dopoguerra, sono diventati
imbarazzanti problemi occupazionali e ambientali.
Allora tutti a casa?
Siamo in tempo per la partita?…
…o forse NO!!
L’Italia è sempre stata la culla delle idee:
NOI abbiamo inventato o re-inventato le fibre e le materie
plastiche;
NOI abbiamo le competenze e la fantasia.
Si tratta di capire se abbiamo anche le strutture e le risorse per
ripensare la chimica.
Grandi campioni no!
Forse qualche campioncino rimane…
Pur mancando della dovuta integrazione e delle risorse naturali, in
Italia alcune aziende sono leader mondiali delle loro nicchie:
MAPEI
negli adesivi e materiali per l’edilizia;
M&G
nel PET;
Lamberti
nei coloranti;
Bracco
nei mezzi di contrasto e nella chimica di laboratorio.
Queste aziende non se ne andranno
senza combattere!
La Chimica domani
La chimica europea dovrà produrre, in modo
sostenibile, materiali con minore impatto
ambientale.
Le direzioni sono due:
• Fonti rinnovabili reperibili in Europa;
• Materiali biodegradabili o comunque a
basso “carbon footprint”.
From Theory to Sustainable Practice
The first projections on Second Generation Biofuels were
based on raw data on hectares "available" worldwide for energy
crop harvesting.
Although it remains true that LCAs with energy crops are
excellent in terms of sustainability, practical considerations
prevailed.
Life Cycle Analysis (LCA)
Bilanci difficili che si prestano a mistificazioni
In prima analisi, il bilancio dei biocarburanti è sempre molto
positivo, ma proprio solo in prima analisi.
È sempre vero che bruciare il biocarburante restituisce
all’ambiente la CO2 che la biomassa ha sequestrato
dall’ambiente qualche tempo prima.
Peccato che, in molti casi, per piantare, fertilizzare, irrigare e
trasportare quella biomassa si produce una quantità di CO2
spesso quasi pari a quella che la biomassa stessa ha sequestrato.
Il Ciclo della CO2
EMISSIONI
SECONDARIE DA FONTI
FOSSILI
CARBONIO ATMOSFERICO
(CO2 = variabile nel tempo attualmente 2009 = ~320 ppm)
OSSIDAZIONE DEL
CARBONIO
DEL
FISSAZIONE DEL
CARBONIO
SOTTOPRODOTTI
COMBUSTIBIILI
PER VEICOLI
COLTURE ECO-COMPATIBILI E SOSTENIBILI
PROCESSO: CONVERSIONE
IN CALORE ED ENERGIA
CALORE
ELETTRICITÀ ENERGIA
MECCANICA
DISTRIBUZIONE DI CALORE
ED ENERGIA
RACCOLTA + TRASPORTO + STOCCAGGIO
Riduzione delle Emissioni di Gas Serra
Etanolo da mais
10%
Canna da
zucchero
Etanolo da cellulosa
(idrolisi di biomassa)
0%
-10%
-20%
-30%
-40%
-19%
-28%
-39%
-50%
-60%
-70%
-80%
-90%
-76%
-76%
-85%
-90%
Riduzione delle emissioni di gas serra
rispetto all’utilizzo di carburanti fossili
(a parità di potere energetico)
Capacità di Sequestro Standard
Spesso gli euroburocrati complicano la vita, ma qualche volta
la semplificano.
La Comunità Europea ha calcolato, attraverso una serie di
calcoli molto complessi, le capacità di sequestro dei vari
carburanti a seconda della biomassa di provenienza.
Bioetanolo
Biodiesel
Mais
31% Palma
18%
Grano
34% Soia
31%
Canna da zucchero 71% Colza
48%
Cellulosa
90% Cellulosa Fisher-Tropsch
80%
Paglia
87% Alghe
90%
Dal 2014 quello che non sequestra almeno il 50% non si potrà
più definire biocarburante. Dal 2017 non si potrà più produrre o
importare niente sotto il 60%.
M&G e il Biocarburante
Con il programma di ricerca PROESA®
M&G ha speso circa € 200 milioni
La ricerca è condotta soprattutto al PST di Rivalta Scrivia e lo
scopo è un bioetanolo:
 da canna e/o paglia;
 che costi MENO della benzina con il petrolio a 70 US$/barile;
 che sequestri almeno il 90% della CO2.
Ottimizzazione dell'Uso di Acqua e Fertilizzanti
Al fine di ottimizzare le risorse naturali, tra cui l’impatto dei
fertilizzanti e la gestione dell’acqua, abbiamo studiato le
condizioni di coltura delle varie biomasse.
Utilizzo di acqua per unità di massa secca
Utilizzo di azoto per unità di massa secca
Sustainability and Common Sense
In real life it is proven that the introduction of a new crop,
though autochthonous and not particularly "hungry" for water
and nutrients, is logistically, culturally and psychologically much
more difficult than the organization, coordination and collection
of an already present biomass.
From Oil Substitution to Reduction of Fossil Fuel
The pretense to ELIMINATE fossil fuels was never the target of
the introduction of biofuels, but a better understanding of the
overall dynamics and consequences of the shift from fossil to bio
has clarified the situation.
Now it is clear that the shift to a Sustainable Green Economy in
transportation includes:
• The reduction of consumptions (from engine efficiency to
improvement of CVs and tyres attrition);
• The shift to multi-fuels (electrical, hybrid, lower sulphur
content fuels);
 …AND THE USE OF SUSTAINABLE BIOFUELS!
Environmental Sustainability
The biofuel production technology must be flexible enough to
give good yields with multiple feedstocks and with no change of
hardware and software so that the biomass for the plant can be
chosen according to what the territory can produce.
Conditions for the Correct Use of Biofuels
1. The LCA proves to be SUBSTANTIALLY better than fossil (CO2
savings 70% and above) including the transportation impact;
2. The biomass does not displace food or feed alternatives;
3. The biomass use does not request a cultural change in the
agricultural habit of the relevant territory;
4. The overall energy cycle is economically sustainable.
Practical Examples
Crescentino (VC) – Italy
40,000 ktpa of ethanol – 200,000 kpta of biomass
Crescentino Evolution
 Initially the project was based on the use of Arundo Donax
that would be an ideal crop for such process, but since its startup wheat straw has been 90% of the plant feed with only 10% of
Arundo Donax.
Now the plant has made major investments to reduce the
transportation impact for the wheat straw and to utilize with
good yields rice straw, which is abundant on the territory and
does not have an alternative use.
Practical Examples
Maceio, Alagoas – Brazil
65 ktpa of ethanol – 325 kpta of biomass
The Brazilian Equation
 Until the introduction of the Second Generation Ethanol, the
Brazilian mills were forced to choose between ethanol and sugar
for their sugar cane.
Now they can make sugar with sugar cane, energy with
bagasse AND ethanol with straws and trashes that were
originally burnt causing big air pollution.
Biomass in Brazil
Biomass in Brazil
Biomass in Brazil
Biomass in Brazil
Biomass in Brazil
Italian Application: Sardinia
 Arundo Donax is naturally present in Sardinia along rivers and
canals and 12,000 hectares of very high density fields have been
accounted for.
Such crop not only does not have to be planted, but it
currently engulfs the normal overflow of rivers and canals which
dangerously increases water speed.
Details of Spontaneous Arundo Donax in Sardinia
Spontaneous Arundo Donax can be:
As dense as 50 stalks per square meter;
As high as 9 meters.
Details of Spontaneous Arundo Donax in Sardinia
Harvest trials indicate:
Arundo Donax grows
on an average 3 meter
band along rivers and
ditches;
Yield up to 60 BDMT
per hectare equivalent.