Cosa sono i raccolti energetici?
Le colture energetiche sono piante coltivate e raccolte con l'intento specifico di usarle come combustibile. Queste piante sono in genere divise in due categorie: erbacee, come erbe e legnose, come alberi e arbusti. L'energia immagazzinata negli impianti può essere raggiunta mediante combustione diretta, gassificazione e conversione in combustibili liquidi. Le colture energetiche sono generalmente scelte per il loro contenuto energetico, la facilità con cui possono essere coltivate e raccolte, così come i costi di lavorazione associati al prodotto finale. Le parti non commestibili delle piante alimentari utilizzate per lo stesso scopo sono considerate sottoprodotti agricoli, non colture energetiche.
Diversi tipi di erbe mostrano il potenziale come fonte di energia, con switchgrass che genera più interesse; le rese sono generalmente più elevate e i costi di produzione inferiori rispetto ad altre piante erbacee. Switchgrass può raggiungere la piena capacità di resa in tre anni e cresce da un sistema di radici permanente, senza necessità di reimpianto per un massimo di 15 anni. È richiesto solo un quarto della quantità di acqua e fertilizzante necessaria per la maggior parte delle colture alimentari e l'erba è straordinariamente resistente ai parassiti e alla siccità. Le attrezzature agricole standard possono essere utilizzate per raccogliere switchgrass, che viene imballato proprio come il fieno.
Gli alberi e gli arbusti utilizzati per le colture energetiche non vengono generalmente portati a maturità, poiché il legname non è il prodotto finale. Le colture legnose a rotazione breve (SRWC) vengono coltivate con un raccolto previsto entro quattro-dieci anni, mentre i legni duri a crescita rapida, come pioppo e salice, possono crescere fino a dieci piedi all'anno in condizioni ideali. Gli alberi coltivati producono anche una quantità di legna fino a dieci volte maggiore per acro rispetto alle foreste naturali.
I due usi principali per le colture energetiche sono la generazione di elettricità e la materia prima per la produzione di biocarburanti. Una centrale elettrica potrebbe usare le colture in una caldaia a vapore, bruciandole direttamente o insieme al carbone, una pratica chiamata cofiring. Con il processo di gassificazione, la biomassa può essere trasformata in syngas, una miscela di monossido di carbonio e idrogeno o metano. Entrambi possono essere utilizzati per sparare turbine a vapore o come fonte di energia per la produzione.
Il butanolo, un idrocarburo a catena lunga simile alla benzina, può essere prodotto da piante erbacee come switchgrass, miscanthus ed erba di elefante. L'etanolo, un combustibile alcolico, è composto da grano, mais, canna da zucchero o qualsiasi pianta che può essere utilizzata per fare una bevanda alcolica mentre il combustibile biodiesel può essere ricavato da oli vegetali prodotti da colture energetiche come soia, colza e canapa. I lipidi, o grassi, nell'olio vengono fatti reagire con l'alcol per produrre biodiesel. Sebbene alcuni biocarburanti possano alimentare direttamente i veicoli, la maggior parte viene utilizzata in combinazione con carburanti tradizionali.