ALLEGATO E1 Valori del potere calorifico (P.C.) dei diversi tipi di biomassa confrontati con combustibili fossili. Litro equivalente di gasolio

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1 ALLEGATO E1 Valori del potere calorifico (P.C.) dei diversi tipi di biomassa confrontati con combustibili fossili Tipologia P.C. netto kwh/kg Costo /kg Litro equivalente di gasolio Litro equivalente di GPL Metro cubo equivalente di metano kg kg kg Combustibili fossili Gasolio 11,7 0,990 0,83 0,83 0,62 0,61 0,83 0,82 Metano 13,5 0,720 0,73 0,52 0,54 0,39 0,72 0,52 GPL 12,8 1,097 0,76 0,84 0,57 0,62 0,75 0,83 Combustibili da biomasse Legna da ardere 25% umidità (*) Legna da ardere 35% umidità Legna da ardere 45% umidità (faggio/quercia 25% umidità) (faggio/quercia 35% umidità) (faggio/quercia 50% umidità) (**) (pioppo 25% umidità) (pioppo 35% umidità) (pioppo 50% umidità) Pellet di legno (umidità max 10%) (*) Legna stagionata due anni. (**) Legno fresco di taglio. 3,5 0,103 2,79 0,29 2,07 0,21 2,76 0,28 3,0 0,093 3,31 0,31 2,45 0,23 3,27 0,30 2,4 0,077 4,08 0,32 3,02 0,23 4,03 0,31 3,5 0,067 2,79 0,19 2,07 0,14 2,76 0,19 2,9 0,062 3,32 0,21 2,46 0,15 3,28 0,20 2,1 0,057 4,64 0,26 3,43 0,19 4,59 0,26 3,3 0,052 2,92 0,15 2,17 0,11 2,89 0,15 2,8 0,044 3,51 0,15 2,60 0,11 3,47 0,15 1,9 0,036 5,02 0,18 3,72 0,13 4,97 0,18 4,9 0,180 2,00 0,36 1,48 0,27 1,98 0,36

2 ALLEGATO E2 Processi di conversione energetica delle biomasse Tipologia Rapporto C/N (carbonio/ azoto) Umidi tà Processo di conversione Biochimici < 30 > 30% Fermentazione alcolica Digestione anaerobica Digestione aerobica Esterificazione Descrizione E un processo biochimico che trasforma i glucidi vegetali in etanolo e biossido di carbonio grazie all'azione di lieviti e altri enzimi. Essa avviene in maniera diretta se la biomassa contiene zucchero naturale, mentre in presenza di amido o cellulosa si rende necessario convertire tali sostanze in zucchero tramite una fase di elettrolisi, rendendo così il processo più lento e complesso. E un processo che avviene in assenza di ossigeno e in cui batteri e micro- organismi scompongono sostanze complesse e danno origine al biogas (metano al 50-70%) ed elevato potere calorifico che può essere impiegato in caldaie a gas, turbine o motori a interna. Consiste nella metabolizzazione ad opera di batteri delle sostanze organiche, in ambiente condizionato dalla presenza di ossigeno. Questi micro- organismi convertono sostanze complesse in altre più semplici, liberando CO 2 e H 2O e producendo un elevato riscaldamento del substrato, proporzionale alla loro attività metabolica. Il calore prodotto può essere così trasferito all esterno, mediante scambiatori a fluido. E un processo che consente di estrarre oli vegetali da piante oleaginose (girasole, colza, soia). Questi oli fatti reagire con alcol metilico danno origine ad un prodotto indicato con il nome coerciale di biodiesel. Prodotti principali Sottoprodotti Bioetanolo CO 2, integratori alimentari per zootecnia Biogas, Fertilizzante Energia termica CO 2, H 2O Biodiesel

3 Termochimici > 30 < 30% Combustione E l'insieme dei fenomeni chimici che determina l'ossidazione di un da parte di un comburente (di solito l'ossigeno presente nell'aria), con sviluppo di calore e conseguenti emissioni elettromagnetiche, tra cui spesso anche radiazioni luminose. Carbonizzazione Consiste nella trasformazione in carbone delle molecole legnose e cellulosiche, mediante la soinistrazione di calore in ambienti con scarsità di ossigeno ed eliminando l acqua e le sostanza volatili non combustibili della materia vegetale. Pirolisi Detta anche piroscissione, è un processo di degradazione termochimica di materiali organici, attraverso l azione del calore, a temperature elevate (tra 400 e 800 C), in completa assenza degli agenti ossidanti (aria o ossigeno). Dalla pirolisi si ottengono prodotti gassosi, liquidi e solidi, in proporzioni che dipendono dai metodi utilizzati (pirolisi veloce, lenta, o convenzionale) e dai parametri di reazione. Gassificazione Il processo consiste nella trasformazione della biomassa in gas attraverso la decomposizione termica (ossidazione parziale) ad alta temperatura ( C). La proporzione tra i vari componenti del gas varia notevolmente in funzione dei diversi tipi di gassificatore, dei combustibili e del loro contenuto di umidità. Questo gas (detto gas di gasogeno) è di potere calorifico inferiore medio- basso, (oscilla tra i 4000 kj/nm³ dei gassificatori ad aria, i kj/nm³ dei gassificatori a vapor d acqua ed i kj/nm³ di quelli ad ossigeno). Steam Explosion (SE) Metodo innovativo basato sull uso di vapore saturo ad alta pressione per riscaldare qualsiasi materiale ligno- cellulosico e separare le tre frazioni costituenti i substrati vegetali. In questo modo è possibile utilizzare completamente la biomassa. Energia termica Gas di pirolisi, olio Gas di sintesi (miscela di H 2, CO, CH 4, CO 2, H 2O e N 2) Ceneri in sospensione e tracce di idrocarburi (C 2H 6) Emicellulosa, cellulosa, lignina

4 Fisico- chimico Estrazione di oli La biomassa viene sottoposta ad un processo di spremitura a freddo per consentire di ricavare oli grezzi da utilizzare, eventualmente, in processo di esterificazione per la produzione di biodiesel. Compattazione E un processo che consiste in una successione di fasi (essiccazione, macinazione e agglomerazione) a cui viene sottoposta la biomassa ligno- cellulosica per ottenere dei prodotti che verranno utilizzati in processi di tipo termochimico. Oli vegetali Bricchetti, pellets

5 ALLEGATO E3 Tipologie di caldaie per impianti a di biomasse (legna, cippato, pellets) Tipo caldaia Pellets A fiaa inversa Principio di funzionamento Richiedono un contenitore per lo stoccaggio del situato in prossimità della caldaia. Una coclea lo preleva e lo trasporta in caldaia, ove avviene la. La camera di è situata al di sotto del vano nel quale viene caricata la legna. Si tratta generalmente di caldaie provviste di una ventola per la circolazione forzata dell aria comburente. Caratteristiche Caldaia Serbatoio del pellet Sistema di alimentazione del pellet Centralina di regolazione Caldaia a fiaa inversa Accumulatore inerziale del calore Centralina di Approvigionamento Sacchetti da 15 kg, utilizzati soprattutto per stufe, caminetti e piccole caldaie con serbatoio da caricare a mano. Sacconi da kg ( big bags ), utilizzabili mediante inserimento di una coclea o in impianti dotati di silo di stoccaggio interrato. Sfuso, trasportato mediante apposite autobotti attrezzate per pomparlo direttamente in un silo di stoccaggio. Per ridurre la formazione di condensati corrosivi e la fumosità, le caldaie a fiaa inversa dovrebbero essere alimentate unicamente con legna da ardere con contenuto di umidità non superiore al 25%. Questo si ottiene con la stagionatura per almeno un anno all aria, preferibilmente sotto una tettoia. Per il riscaldamento di una villetta di 150 m 2 sono necessari circa quintali di legna all anno. Rendimento 90-94% 50-90%

6 Per gassificazione Il caricamento del avviene in modo automatico. La avviene in caldaie a griglia fissa, per bruciare materiali fini e a basso contenuto di umidità oppure mobile, per bruciare combustibili a pezzatura grossolana e ad alto contenuto di ceneri ed umidità. E composta da due camere poste una sopra l altra, quella superiore serve da serbatoio del, quella inferiore serve da camera di e cassetto per la cenere. Caldaia Contenitore o apposito locale (silo) per lo stoccaggio del cippato Sistema di movimentazio ne del Centralina di regolazione Gassificatore Accumulatore inerziale del calore Centralina di Potature, scarti di segheria, interventi di manutenzione di boschi, ecc. La dimensione e la forma dei pezzetti di legno variano a seconda del materiale di origine e del tipo di macchina (cippatrice) utilizzata per sminuzzarlo. Il potere calorifico netto del cippato è compreso tra 600 e 900 kwh/m 3, a seconda del tipo di legno e del contenuto di umidità. La densità è compresa tra i 200 e i 400 kg/m 3. I materiali combustibili utilizzabili dalla caldaia a gassificazione sono molteplici, si va dal cippato di scarto di segheria, al cippato boschivo, dalla segatura, agli scarti agricoli e biomassa in genere. L umidità massima consentita è dell 80% a base secca % 70-85% Combinata La caldaia combinata presenta due camere di e giri fumi separati per garantire ottimi rendimenti sia con la legna che con il pellets. Caldaia a fiaa inversa e gassificatore Sia pellets che legna, con gli accorgimenti indicati in precedenza. Variabile

7 ALLEGATO E4 Tipologie di apparecchi e camere di per tipiche applicazioni in Europa Applicazione Manuale Pellet Automatica Co-firing (*) Tipo Potenza Contenuto Tenore Combustibile tipica di ceneri idrico Stufe a legna 2 10 kw Ciocchi di legno < 2 % 5% 20% Caldaie a legna 5 50 kw Ciocchi di legno < 2 % 5% 30% Stufe e caldaie a pellet 2 25 kw Pellet < 2 % 8% 10% Forni di tipo 20 kw 2,5, scarti di 'understocker' MW legno < 2 % 5% 50% Forni a griglia 150 kw 15 mobile MW legno e biomasse Forni a griglia con 20 kw 1,5 preriscaldamento MW del Scarti di legno < 5 % 5% 35% Forni di tipo 'understocker' con griglia 2 5 MW < 50 % 40% 65% rotante Cigar burner 3 5 MW Balle di paglia < 5 % 20% Whole bale furnaces kw Balle di paglia < 5 % 20% Letto fluido stazionario Letto fluido circolante Bruciatore a polverizzato Letto fluido stazionario Letto fluido circolante 5 15 MW MW 5 10 MW MW MW biomasse, d < 10 biomasse, d < 10 biomasse, d < 5 biomasse, d < 10 biomasse, d < 10 < 5 % < 20% Note: d, dimensione tipica; ceneri e tenore idrico: percentuale in peso; (*) percentuale di biomassa < 10%

8 ALLEGATO E5 Costi indicativi di apparecchi alimentati a biomassa legnosa con potenza inferiore a 1 MW Potenza nominale (kw) Combustibile Tipologia di apparecchio Prezzo apparecchio (IVA esclusa) ( ) 400 < 10 Ciocchi Caminetto a focolare aperto Ciocchi Caminetto a focolare aperto < 10 Ciocchi Caminetto a focolare chiuso Ciocchi Caminetto a focolare chiuso < 15 Pellet Caminetto a focolare chiuso/termocamino Ciocchi Termocamino < 15 Legna Stufa ad aria < 15 Legna Stufa ad acqua < 10 Pellet Stufa ad aria Pellet Stufa ad acqua Pellet Caldaia Con serbatoio pellet adiacente, sonda lambda Ciocchi Caldaia 4000 Note Ciocchi Caldaia Controllo sonda lambda Ciocchi Caldaia Controllo sonda lambda.

9 , pellet , pellet Caldaia Caldaia Con sistema di estrazione meccanico e coclea, sonda lambda Con sistema di estrazione meccanico e coclea, sonda lambda Nota: costo del solo apparecchio, salvo diversa specifica indicata. Prezzi aggiornati al 2009.

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