Esistono due principali processi di conversione in energia della biomassa, legati alla struttura molecolare e contenuto idrico della biomassa:

• Processi Termochimici – adatti a biomassa con rapporto C/N (Carbonio/Azoto) superiore al 30% e con umidità non superiore al 30% alla raccolta, o comunque con umidità facilmente riconducibile entro il 30% mediante essiccazione. Rientrano in questa categoria tutte le biomasse elencate nel paragrafo biomassa vegetale.
• Processi Biochimici – adatti a biomassa con rapporto C/N inferiore al 30% e con umidità superiore al 30%. Rientrano in questa categoria le culture acquatiche, alcuni sottoprodotti agricoli (ortive, patata, foglie e steli di barbabietola, etc.), reflui zootecnici, urbani e industriali. La trasformazione in energia/combustibile è dovuta all’azione di enzimi, normalmente in condizioni anaerobiche (es: Biogas).
  
  

I processi termochimici più diffusi per la conversione della biomassa vegetale in energia sono la combustione e la gassificazione.

La combustione consiste nell’ossidazione completa della biomassa (in forte eccesso di ossigeno) in ambiente a elevata temperatura (fino a 1.500°C). Può essere utilizzata per:

• Produzione di energia termica - E' l’applicazione più diffusa. Prevede caldaie a biomassa, ed è adatta alle piccole, medie e grandi potenze termiche. Non produce energia elettrica, quindi. Per applicazioni civili, il funzionamento è limitato ai mesi e/o a climi freddi.
• Produzione combinata di energia termica ed elettrica (cogenerazione) - Si ottiene da impianti con caldaie a vapore accoppiate a turbine a vapore a cicli Rankine. Trattasi di impianti molto costosi, in genere adatti per produzioni elettriche superiori a 1-2 Mwe, quindi con fabbisogni ingenti di biomassa. Nella cogenerazione da combustione si ha un rendimento elettrico massimo del 17-20%. Sono quindi impianti sbilanciati sulla produzione di energia termica, non facilmente utilizzabile nei periodi estivi in zone ricche di biomassa.

La gassificazione consiste nell’ossidazione incompleta della biomassa (in forte carenza di ossigeno) in ambiente ad elevata temperatura (900/1000°C), per la produzione di un gas combustibile detto syngas. In pratica: trasforma un combustibile solido in combustibile gassoso. Può essere utilizzata per:

• Produzione di energia elettrica – si utilizzano dei motori endotermici (ciclo Otto o ciclo Diesel) accoppiati ad un generatore elettrico. Richiede investimenti più ridotti rispetto alle caldaie a vapore, ed è quindi applicabile anche nelle piccole potenze (da 300 kWe). Nella Gassificazione abbiamo un rendimento elettrico minimo del 26% rispetto al potere calorifico della biomassa introdotta (più elettricità e meno calore della combustione).
• Produzione combinata di energia termica ed elettrica (cogenerazione) – sistema identico a quello per la produzione di energia elettrica, si impiega un cogeneratore invece di un semplice generatore. In pratica, si recupera il calore del motore (gas di scarico e acqua di raffreddamento). La differenza di costo rispetto al generatore è marginale, ma si ottengono grandi benefici in termini energetici ed economici.