Con il termine biomassa nell'accezione più generale possiamo considerare tutto il materiale di origine organica sia vegetale che animale. E' intuitivo come rientri in questa definizione una grande quantità di materiali molto eterogenei tra loro. E' possibile distinguere vere e proprie materie prime (colture dedicate arboree ed erbacee, ecc.) e prodotti di scarto derivati da molteplici attività che interessano: il comparto agricolo-forestale (residui delle pratiche agricole-forestali e zootecniche), il comparto industriale (scarti dell'industria del legno, scarti dell'industria agroalimentare e industria della carta) ed infine il settore dei rifiuti solidi urbani.I combustibili solidi, liquidi o gassosi derivati  da questi materiali (direttamente o in seguito a processi di trasformazione) sono definiti biocombustibili  mentre qualsiasi forma di energia ottenuta con processi di conversione dai bio-combustibili è definita bio-energia. La conversione energetica avviene principalmente attraverso processi termochimici e biochimici.

I processi termochimici sono: - Combustione: è il più semplice dei processi termochimici e consiste nell'ossidazione completa del combustibile a H2O e CO2;
- Gassificazione: il processo di gassificazione consiste nella trasformazione di un combustibile solido o liquido, nel caso specifico della biomassa, in combustibile gassoso, attraverso una decomposizione termica (ossidazione parziale) ad alta temperatura. Il gas prodotto è una miscela di H2, CO, CH4, CO2, H2O (vapore acqueo) e N2, accompagnati da ceneri in sospensione e tracce di idrocarburi (C2H6). La proporzione tra i vari componenti del gas varia notevolmente in funzione dei diversi tipi di gassificatori, dei combustibili e del loro contenuto di umidità;
- Pirolisi: è un processo di degradazione termica di un materiale (nello specifico la biomassa) in assenza di agenti ossidanti (aria o ossigeno) che porta alla produzione di componenti solide, liquide e gassose.

SRF (Short Rotation Forestry): la coltivazione di specie legnose perenni a destinazione energetica (SHORT ROTATION FORESTRY - SRF), sembra essere molto promettente. Con il termine SRF, si intende la coltivazione di specie arboree con alto contenuto energetico e un breve turno di raccolta (2÷5 anni). Le specie interessanti a fini energetici, possono essere una valida soluzione per il recupero di terreni incolti, abbandonati poiché non più redditizi, (coltivazioni dimesse: tabacco, etc) o non utilizzabili per scopi agro-alimentari ed altri impieghi ad uso umano.
Le varie fasi del ciclo di produzione delle specie ritenute di maggior interesse, necessitano comunque di verifiche e sperimentazioni nelle diverse situazioni ambientali, tenendo conto che tutte le specie considerate (pioppo Miscanthus, etc) hanno diverse tecniche di propagazione ed esigenze climatiche, idriche, etc. Da un punto di vista economico, la coltivazione di specie arboree è tanto più redditizia quanto più i cicli di crescita sono brevi.
Da questi tipi di colture è possibile, per combustione diretta, ottenere energie attraverso caldaie tradizionali o a letto fluido; con questo procedimento si genera vapore che può essere utilizzato per riscaldamento oppure per produrre energie meccanica o elettrica attraverso turbine tradizionali od a combustione esterna.

I benefici in termini ambientali sono da ricercare nella totale assenza di emissioni inquinanti di CO2 derivanti da processi di combustione; come è ben evidenziato nello schema sovrastante, si osserva infatti, che la biomassa di origine vegetale (es. gli alberi) durante la fase di crescita assorbe un  quantitativo di CO2 che risulta perfettamente bilanciato dalla CO2 emessa durante la combustione della sua massa al fine di produrre energia.  Attualmente si stanno sviluppando processi di Co-Combustione e di Co-Gassificazione volti a utilizzare nello stesso impianto biomasse e combustibili tradizionali come il carbone.

I processi biochimici sono:
Digestione anaerobica: ossia la degradazione della sostanza organica in assenza di ossigeno ad opera di alcuni ceppi batterici. Questo processo interessa la biomassa con un alto grado di umidità (reflui zootecnici, reflui civili, la parte organica dei rifiuti solidi urbani ecc.) portando alla produzione di biogas (CH4 e CO2) e può avvenire sia nelle discariche che in reattori appositamente progettati chiamati digestori.
Digestione aerobica: tale processo consiste nella metabolizzazione delle sostanze organiche per opera di micro-organismi, il cui sviluppo è condizionato dalla presenza di ossigeno, che convertono sostanze complesse in altre più semplici, liberando CO2 e H2O e producendo calore che può essere trasferito all'esterno, mediante scambiatori a fluido.
Fermentazione alcolica: la fermentazione alcoolica è un processo di trasformazione dei glucidi contenuti nelle produzioni vegetali in etanolo. L'etanolo è un prodotto utilizzabile anche nei motori a combustione interna (dual fuel), come avvenuto fin dall'inizio della storia automobilistica. Se, però, l'iniziale ampia disponibilità ed il basso costo degli idrocarburi hanno contribuito ad affermare in modo molto rapido l'uso di essi come combustibili, dopo lo shock petrolifero del 1973 sono stati studiati numerosi altri prodotti per sostituire sia il carburante delle auto che il gasolio per i motori diesel.
Produzione di metanolo: l'utilizzazione del gas di gasogeno quale vettore energetico pone alcune limitazioni legate essenzialmente ai problemi connessi con il suo immagazzinamento e trasporto, causa il basso contenuto energetico per unità di volume. Ciò fa sì che risulti eccessivamente costoso il trasporto su lunghe distanze, a meno che non si trasformi il gas in alcool metilico (CH3OH), può essere agevolmente utilizzato per l'azionamento di motori. Il metanolo, caratterizzato da un potere calorifico inferiore dell'ordine di 21.000 kJ/kg, può essere successivamente raffinato per ottenere benzina sintetica, con potere calorifico analogo a quello delle benzine tradizionali.
Estrazione di oli e produzione di biodiesel: Le principali colture sulle quali si sta operando per lo sviluppo dei biocarburanti sono le colture da amido e da zucchero (cereali, patate, barbabietola, canna da zucchero ecc.) per la produzione di alcooli (etanolo) da utilizzare tal quali o da additivare alle benzine in sostituzione degli antidetonanti tradizionali (piombo tetraetile), e le colture oleaginose (girasole, colza, soia), da cui possono essere estratti oli vegetali per la produzione del biodiesel (Metilestere ottenuto dall'olio vegetale attraverso un processo di transesterificazione e trattamento con metanolo più gasolio) .
Le principali piante che si trovano in Europa sono la colza e il girasole (i principali Paesi produttori europei sono, per la colza, la Germania, la Francia, la Gran Bretagna e la Danimarca; per il girasole, la Francia, la Spagna e l'Italia), mentre la coltivazione della soia si trova principalmente in America (Stati Uniti, Brasile e Argentina).

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Le possibili applicazioni ed i vantaggi conseguibili
Una delle applicazioni più interessanti per lo sfruttamento energetico delle biomasse è la produzione di elettricità o di elettricità e calore (cogenerazione) mediante la sostituzione dei combustibili convenzionali con biomassa quali la legna, e i sottoprodotti di colture bio-combustibili, quali il bio-olio e il gas metano. Applicazioni di questa natura sono già ampiamente diffuse in molti Paesi. In Italia esistono impianti di produzione di energia elettrica e calore da biomassa, rispettivamente per circa 100 MW elettrici (prevalentemente da rifiuti solidi urbani) e 1240 MW termici (prevalentemente da residui della lavorazione del legno).
Grazie alla normativa vigente sono previsti determinati incentivi (vedi link: www2.minambiente.it/news/bando_pmi_16_01_07.htm) che rendono economicamente conveniente la produzione di energia da biomasse.
I possibili campi di applicazione per tale tecnologia sono:
- residenziale termico: la biomassa può essere utilizzata per il riscaldamento civile;
- commerciale/industriale: la biomassa ha molteplici usi, tra cui l'impiego come combustibile per il riscaldamento dei locali, per lavorazioni particolari, per produrre calore ed elettricità.
- industriale/elettrico: la biomassa può essere utilizzata per alimentare impianti medio - grandi di generazione elettrica o cogenerazione.

I principali vantaggi che si possono ottenere nell'uso di biomasse a fine energetico sono i seguenti:
- possibilità di creare colture specializzate energeticamente migliori;
- possibilità di usare biomasse provenienti dalla selezione dei rifiuti solidi urbani, in particolare la parte organica, con conseguente soluzione dei problemi legati allo smaltimento;
- i combustibili liquidi derivati da biomasse contengono minime quantità di zolfo (questo comporta una riduzione delle emissioni di SO2 e, conseguentemente, del fenomeno delle piogge acide);
- l'aumentata produzione di biomasse può migliorare le condizioni microclimatiche attraverso l'uso dell'acqua e dei meccanismi di riciclaggio;
- la produzione di compost dalle biomasse riduce il deterioramento del suolo e la contaminazione dei fiumi e delle falde acquifere dovuta all'uso di fertilizzanti sintetici;
- l'introduzione di colture tradizionali ed innovative con basso impatto ambientale in termini di basse richieste di acqua, bassi bisogni nutrizionali, buona adattabilità a condizioni variabili del suolo, buona resistenza agli attacchi dei parassiti e delle malattie;
- una migliore pratica agronomica ed una accresciuta attenzione per la cura delle aree boschive saranno positive per l'ambiente e comporteranno anche un maggiore controllo dei fenomeni di erosione dei suoli o di desertificazione ed una diminuzione del pericolo di incendio.

FONTI: - Regione Lazio - ISES ITALIA - APAT - Ministero dell'Ambiente