International Solar Energy Society PRESENTAZIONE RISULTATI DELLO STUDIO PER L IMPIEGO DELLE BIOMASSE A FINI ENERGETICI

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1 International Solar Energy Society PRESENTAZIONE RISULTATI DELLO STUDIO PER L IMPIEGO DELLE BIOMASSE A FINI ENERGETICI Brescia- Camera di Commercio, 20 giugno2011 LA PRODUCIBILITA RESIDUA NELLE REGIONI PIEMONTE, LOMBARDIA, VALLE D AOSTA E NELLE RISPETTIVE MACROAREE RELATORE: Ing. Paolo Tabarelli De Fatis 1

2 ISES ITALIA ISES ITALIA (sezione nazionale dell International Solar Society) è un'associazione non profit, attiva dal 1978, con l obiettivo di promuovere la conoscenza e l utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili e dell efficienza energetica. A questo scopo ISES ITALIA svolge le seguenti attività diversificate a seconda dei vari target: Informazione tecnica e divulgativa; Formazione tecnica, normativa ed economica; Assistenza a istituzioni, organizzazioni, aziende, scuole. I soci di ISES ITALIA sono soggetti individuali, operatori e aziende del settore delle rinnovabili, enti pubblici locali e nazionali, associazioni di categoria, istituti di ricerca e università, scuole, agenzie energetiche locali. Per maggiori informazioni consultare il sito o scrivete a info@isesitalia.it 2

3 Produzione (GWh) da fonti rinnovabili in Italia dal 2000 al 2010 ( Fonte: Autorità per l energia elettrica e il gas) 3

4 Evoluzione potenza impianti a biomassa installati in Italia dal 2000 al 2010 (fonte: GSE, dati 2010 da Comuni Rinnovabili 2011 di Legambiente) 4

5 Che cos è la BIOMASSA? la parte biodegradabile dei prodotti residui provenienti dall agricoltura (comprendente sostanze animali e vegetali), dalla silvicoltura e da industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani. ( fonte: D.Lgs. 387/2033,art.2,com.1 lett.a) Serie di prodotti e sottoprodotti derivati da tre principali filiere : Agricoltura Silvicoltura Allevamenti 5

6 FILIERA CORTA (sviluppabile in ambito agricolo, a livello aziendale o di piccolo distretto) PROVENIENZA DELLA BIOMASSA LUOGO DI PRODUZIONE DELLA BIOMASSA TECNOLOGIA applicata agricoltura( vegetale e/o animale) silvicoltura da industrie connesse CARATTERISTICA Oltre le tradizionali produzioni agroforestali, e si sta sviluppando il il concetto di AZIENDA AGRO ALIMENTARE entro il il raggio di 70 km dall impianto di produzione dell energia elettrica TRACCIABILITA DELLE BIOMASSE MIPAAF GSE CV Piccole caldaie per riscaldamento domestico; Teleriscaldamento da ligneo-cellulosiche; Piccola cogenerazione (ciclo ORC) da ligneocellulosiche; Energia elettrica e cogenerazione da biogas; Energia elettrica e cogenerazione da oli vegetali; Trigenerazione da oli vegetali 6

7 FILIERE LUNGHE AGRO-INDUSTRIALI CARATTERISTICHE PRINCIPALI STRETTA RELAZIONE TRA SETTORE AGRICOLO E QUELLO INDUSTRIALE NECESSITA UN ELEVATO LIVELLO ORGANIZZATIVO FORTE COINVOLGIMENTO DELLE AMMINISTRAZIONI PER LA PRODUZIONE DI BIODIESEL BIOETANOLO ENERGIA ELETTRICA DA COMBUSTIBILI SOLIDI E LIQUIDI 7

8 FILIERE LUNGHE O AGRO-INDUSTRIALI ORIENTATE ALLA PRODUZIONE DI BIOEDIESEL BIOETANOLO ENERGIA ELETTRICA E CALORE BIOCOMBUSTIBILI SOLIDI BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI 8

9 FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIGNEO-CELLULOSICI E ARBORICOLTURA A CICLO BREVE LA BIOMASSA Cippato Legna da ardere Pellet TECNOLOGIA APPLICATA impianti termici (residenziali) centrali termiche (teleriscaldamento) centrali ttermoelettriche FONTI DELLA BIOMASSA SCARTI LEGNOSI derivanti da gestione forestale e attività di segheria RESIDUI DA POTATURA provenienti dalla manutenzione del verde pubblico da frutteti LEGNA DA PIOPPICULTURA e ARBORICOLTURA a rapido accrescimento 9

10 FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIGNEO-CELLULOSICI E ARBORICOLTURA A CICLO BREVE 10

11 FILIERA DEL BIOGAS LA BIOMASSA Reflui Zootecnici Scarti di macellazione FORSU (Frazione Organiche dei Rifiuti Solidi Urbani) Agroindustria FINALIZZATA ALLA CONVERSIONE TERMOELETTRICA DEL BIOGAS Ottenuto tramite un processo biochimico definito digestione anaerobica TECNOLOGIA APPLICATA Motori a ciclo Otto di piccola e media taglia ( potenza elettrica da 300kW a 3MW) 11

12 FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI E BIOCARBURANTI LA BIOMASSA PER COMBUSTIONE Biomassa derivante da agricoltura trasformati in biocarburanti liquidi per processo chimico (transesterificazione) : olio di colza, di girasole, di palma e di oliva. Gli olii vegetali possono essere usati grezzi per produrre energia. Tecnologia applicata: Appositi motori a ciclo Diesel di media e grande taglia (potenza elettrica da 500 kw a oltre 20MW) PER TRAZIONE Bioetanolo e Biodiesel sono idrocarburi ottenuti da materie vegetali 12

13 FILIERA OLIO-ENERGIA L OLIO VEGETALE PURO VIENE IMPIEGATO IN MOTORI DIESEL MODIFICATI IL PANNELLO PROTEICO VIENE INVIATO AL SETTORE ZOOTECNICO COME MANGIME PER ANIMALI OPPURE UTILIZZATO COME COMBUSTIBILE IN IMPIANTI A BIOMASSA SOLIDA 13

14 METODOLOGIA DELLO STUDIO STUDIO IN DUE FASI 1. STATO ATTUALE DEL TERRITORIO E ANALISI DELLE RISORSE 2. CALCOLO ENERGIA PRODUCIBILE NELLE IPOTESI DI SFRUTTAMENTO DELLE RISORSE 14

15 OGGETTO DELLO STUDIO province 15

16 FONTE DATI DISPONIBILI SETTORE FONTI DATI RICERCATI ED ANALIZZATI PER REGIONE, PROVINCIA E MACROAREE PATRIMONIO FORESTALE PATRIMONIO AGRICOLO PATRIMONIO ZOOTECNICO SCARTI DI MACELLAZIONE FORSU Frazioni Organiche dei Rifiuti Solidi Urbani Ricerca Forestale (INFC) 2008, Istat 2006, Dati delle Regioni Piemonte e Lombardia, Ersaf ( per Lombardia), Web ENEA 2006/2009 ISTAT 2006 BDN 2010 ISTAT 2007 ATLANTE BIOMASSE ENEA 2006 BDN 2010 ATLANTE BIOMASSE ENEA 2006 ANNUARIO STATISTICO REGIONALE 16

17 UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE LIGNEO-CELLULOSICHE A. PICCOLE CALDAIE ( CALDAIE A GRIGLIA FISSA) DA 25 kw A CA kw CON DEPOSITO CIPPATO E COCLEA DI TRASPORTO B. CALDAIE A GRIGLIA MOBILE > 500 Kw CON PROCESSO COGENERATIVI C. TURBINE A VAPORE > 5 MW A FLUSSO ASSIALE E MULTISTADIO TRA 500 kw E 5 MW A SINGOLO STADIO CON FLUSSO ASSIALE O RADIALE RENDIMENTO ELETTRICO: % PER GRANDI IMPIANTI 20-25% PER IMPIANTI MEDI 8-12% PER IMPIANTI PICCOLI + RECUPER ENERGIA TERMICA 17

18 UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE TURBOGENERATORE ORC ABBINATO CON TELERISCALDAMENTO, MOTORE STIRING,MOTORE A VAPORE RENDIMENTO ELETTRICO ORC 12-18% MOTORE STIRING 12% MOTORE A VAPORE 6-20% + RECUPERO ENERGIA TERMICA ( CIRCA 97-98%) L ENERGIA TERMICA PUO ALIMENTARE SIA TELERISCALDAMENTI SIA GRUPPI FRIGO 18

19 Short Rotation Forestry SRF DEFINIZIONE: COLTIVAZIONE PER LA PRODUZIONE DI BIOMASSA DI SPECIE FORESTALI A RAPIDO ACCRESCIMENTO(PIOPPI, SALICI, ROBINIA, EUCALIPTO) CON PRESENZA DI PARTICOLARI CONDIZIONI DEL TERRENO RICHIEDE - PRESENZA DI VIE DI COMUNICAZIONE - FILIERA CORTA (SRF IN PROSSIMITA DELL IMPIANTO) PER ACCEDERE AD AUTORIZZAZIONI E INCENTIVI - PRESENZA NELLE PROSSIMITA DI UNA RETE ENEL VALUTAZIONI ECONOMICHE IMPIANTO SRF VANTAGGIOSO SE COME INTEGRAZIONE AD ALTRE RISORSE PSR ( Piano di Sviluppo Rurale) DI LOMBARDIA E PIEMONTE HANNO PREVISTO INCENTIVAZIONI DISPONIBILITA DI SUOLI RESIDUALI CON AFFITTI BASSI 19

20 SHORT ROTATION FOREST SITUAZIONE ATTUALE SRF IN PIEMONTE: 307 ettari Soprattutto pioppi PIOPPI Provincia di Alessandria, Torino, Biella e Cuneo SRF IN LOMBARDIA: 13,1% del territorio adibito a colture non food di cui oltre ca. 64% a SRF Principalmente in provincia di Pavia, Lodi, Mantova e Cremona SRF IN VALLE D AOSTA: Il territorio risulta non idoneo all implementazione di SRF Le principali cause dell antieconomicità di tale investimento sono: - mancano zone fertili e pianeggianti - territorio con basso sviluppo della viabilità - costi elevati per manutenzione dei boschi e raccolta 20

21 CARATTERISTICHE DEGLI IMPIANTI A BIOGAS IMPIANTO A BIOGAS PRODUCE ENERGIA ELETTRICA LIQUAMI ANIMALI BIOMASSE VEGETALI PROCESSO DI DIGESTIONE ANAIROBICA = DEGRADAZIONE BIOLOGICA DELLE SOSTANZA ORGANICA LA TEMPERATURA OTTIMALE DELLA BIOMASSA DA DIGERIRE C PRODUCE MANTIENE COSTANTE ENERGIA TERMICA 21

22 CARATTERISTICHE DEGLI ALLEVAMENTI PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS ( DIMENSIONE MINIMA) SOGLIA MINIMA DI CAPI ( CON ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI*): 100 BOVINI 500 SUINI SOGLIA MINIMA DI CAPI PER IMPIANTI DI GRANDE DIMENSIONE (SENZA ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI*): 1000 BOVINI 2000 SUINI IL 2% DELLE AZIENDE DEL SETTORE POSSIEDE IL 85% DEL PATRIMONIO SUINO NAZIONALE MENTRE PER IL SETTORE BOVINO ESSENDO LE AZIENDE DI DIMENSIONI PICCOLE SI IPOTIZZANO FORME CONSORTILI TRA ALLEVATORI *ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI/FERMENTESCIBILI: SCARTI AGRICOLI CULTURE ENMERGETICHE p.e.mais,sorgo,cereali vernini, erba medica e altre erbacee FORSU : frazioni organiche dei rifiuti solidi urbani SCARTI DI MACELLAZIONE 22

23 PIEMONTE PATRIMONIO DELLE RISORSE DISPONIBILI PATRIMONIO BOSCHIVO ha di cui 30% non disponibile e 33% di difficile reperimento + altri ha di superficie arboricoltura da legno PATRIMONIO AGRICOLO principalmente coltivazione di cereali ( frumento, riso, mais, orzo), vigneti e frutteti (nocciolo) Superficie : ca. 1,2 milione ha PATRIMONIO ZOOTECNICO 2,2 milioni ca. capi di bestiame (bovini, suini, caprini e ovini) a fine 2010 di cui bovini ca., suini ca.,caprini ca.,ovini ca prevalente nelle prv. Cuneo e Torino Allevamenti suini: aziende di cui 320 con > 1000 capi ( tot. ca capi) allevamenti bovini: tot aziende con > 100 capi di bestiame IN PIEMONTE SI CONCENTRA IL 14% DEI BOVINI ALLEVATI IN ITALIA E L 11% DEI SUINI. 23

24 PIEMONTE POTENZIALE ENERGETICO DA PATRIMONIO BOSCHIVO Legname per uso energetico: tonnellate Potenza elettrica equivalente potenzialmente installabile: kw su 8000 h/anno Energia elettrica potenzialmente ricavabile: kwh e Energia termica potenzialmente ricavabile: kwh t 24

25 PIEMONTE POTENZIALE ENERGETICO DA PATRIMONIO AGRICOLO Scarti agricoli : tonn/anno ( paglie, scarti da potature e lolla di riso) Potenza elettrica equivalente teoreticamente installabile: ca kw (base 8000h/anno) Producibilità elettrica: ca kwh/anno Producibilità termica: ca kwh/anno 25

26 PIEMONTE POTENZIALE ZOOTECNICO - BOVINI BOVINI Produzione di biogas: ca 135 milioni m3 Producibilità elettrica: ca. 300 milioni kwh annue Producibilità termica: ca. 367milioni kwh annue 26

27 PIEMONTE POTENZIALE ZOOTECNICO -SUINI SUINI Produzione di biogas: ca 76,9 milioni m3 (soprattutto prv di Cuneo) Producibilità elettrica: ca.171 milioni kwh annue Producibilità termica: ca. 209 milioni kwh annue 27

28 PIEMONTE POTENZIALE DEGLI SCARTI DI MACELLAZIONE E DELLE FORSU SCARTI DI MACELLAZIONE Totale biogas ricavabile: 5,7 milioni Nm³/anno FORSU Totale biogas ricavabile: ca. 89 milioni Nm³/anno 28

29 LOMBARDIA PATRIMONIO DELLE RISORSE DISPONIBILI PATRIMONIO BOSCHIVO ha di cui 73% in montagna,13% in collina e 14% in pianura di cui ha foreste demaniali + altri ha di pioppicultura (prv.pavia,mantova,cremona,lodi e Milano) PATRIMONIO AGRICOLO principalmente coltivazione di grano, riso, ortaggi e foraggio nella pianura prevale coltivazione di barbabietole, patate, granoturco inoltre vigneti ( in collina) e pascoli ( alta montagna) Superficie: ca ha 29

30 LOMBARDIA PATRIMONIO DELLE RISORSE DISPONIBILI PATRIMONIO ZOOTECNICO 6,7 milioni ca. capi di bestiame (bovini 1,5 mil.ca.,suini 5,0 mil.ca., caprini ca.,ovini ca.) Totale aziende zootecniche: ( 70% bovini; 19,4% suini) Allevamenti suini: aziende-alta concentrazione allevamenti con > 1000 capi Allevamenti bovini: tot aziende con > 100 capi di bestiame LA LOMBARDIA DETIENE IL PRIMATO IN ITALIA SIA PER L ALLEVAMENTO BOVINO SIA PER QUELLO SUINO 30

31 LOMBARDIA POTENZIALE ENERGETICO DA PATRIMONIO BOSCHIVO Legname per uso energetico: tonnellate Potenza elettrica equivalente potenzialmente installabile: kw ca Energia elettrica potenzialmente ricavabile: kwh e ca. Energia termica potenzialmente ricavabile: kwh t ca. 31

32 LOMBARDIA POTENZIALE ENERGETICO DA PATRIMONIO AGRICOLO Scarti agricoli : tonn/anno ca. ( paglie, scarti da potature e lolla di riso) Potenza elettrica equivalente teoreticamente installabile: ca kw ca.(base 8000h/anno) Producibilità elettrica: ca. 3 miliardi kwh/ anno Producibilità termica: ca. 12 milioni kwh/anno 32

33 LOMBARDIA POTENZIALE ZOOTECNICO - BOVINI BOVINI Produzione di biogas: ca 302 milioni m3 Producibilità elettrica: ca. 673 milioni kwh annue Producibilità termica: ca. 822 milioni kwh annue 33

34 LOMBARDIA POTENZIALE ZOOTECNICO - SUINI SUINI Produzione di biogas: ca 258 milioni m3 (soprattutto prv di Brescia,Mantova,Cremona) Producibilità elettrica: ca.575 milioni kwh annue Producibilità termica: ca. 703 milioni kwh annue 34

35 LOMBARDIA POTENZIALE DEGLI SCARTI DI MACELLAZIONE E DELLE FORSU SCARTI DI MACELLAZIONE Totale biogas ricavabile: 19 milioni Nm³/anno FORSU Totale biogas ricavabile: ca. 188 milioni Nm³/anno 35

36 VALLE D AOSTA PATRIMONIO DELLE RISORSE DISPONIBILI PATRIMONIO BOSCHIVO ha, 24% del territorio valdostano 51% dei boschi di proprietà privata e 49% di proprietà pubblica PATRIMONIO AGRICOLO L agricoltura poco diffusa data la conformazione montuosa del territorio Colture foraggiere, di patate, vite e alberi di frutta ( soprattutto meli) Superficie: ca ha PATRIMONIO ZOOTECNICO ca. capi di bestiame per il 77% bovini Lo studio ha infatti considerato solo gli allevamenti di bovini Totale allevamenti bovini:1.548 di cui 22 aziende con > 100 capi di bestiame 36

37 VALLE D AOSTA POTENZIALE ENERGETICO Per la Valle d Aosta il potenziale energetico da patrimonio boschivo, agricolo,e zootecnico non rappresentano opportunità interessanti. In Valle d Aosta sono presenti già 5 impianti a biomassa: 1 alimentato, in provincia di Aosta, con reflui zootecnici da 50 kw 4 alimentati a biomasse legnose. Vista la difficoltà di reperimento della biomassa legnosa e l esistenza sul territorio di 5 impianti è sconsigliata la costruzione di nuovi impianti. 37

38 IMPIANTI ESISTENTI E PRODUCIBILITA RESIDUA Potenza installata Potenza installabile (teorica) PIEMONTE Impianti a cippato: Potenza elettrica: 157 MW 28 MW Potenza termica: 165 MW 119 MW Impianti alimentati con reflui zootecnici :potenziale totale installabile di 120 MW 38

39 IMPIANTI ESISTENTI E PRODUCIBILITA RESIDUA Potenza installata Potenza installabile (teorica) LOMBARDIA Impianti a cippato: Potenza elettrica: 199 MW 20 MW Potenza termica: 80 MW 85 MW I dati confermano come evidentemente molto material viene comprato sul mercato oppure proviene da aziende di lavorazione del legno, che a loro volta, di riforniscono sul mercato Impianti alimentati con reflui zootecnici: potenziale totale installabile di 120 MW 39

40 BUSINESS PLAN IMPIANTI A BIOGAS CON 8000 ORE DI FUNZIONAMENTO 50 kw REFLUI VS SILOMAIS Per Agricoltri con pochi reflui Con tassazione agevolata Quantitativo di Silomais 14qli/gg di silomais COSTO D INVESTIM ENTO CA Euro PRODUZION E PREVISTA Ca MWh FLUSSI DI CASSA CUMULATI POSITIVI 7 ANNI 250 kw 500 kw Alimentato con reflui + piccola integrazione silomais Alimentato con reflui + silomais qli/gg 62 qli/gg 1.3 milioni Euro 1,9 milioni Euro MWh MWh 5 ANNI 3 ANNI Il Business Plan non valorizza l energia termica 40

41 BUSINESS PLAN IMPIANTI A CIPPATO DA 1 MW COSTO 5-5,5 MILIONI DI Euro e 8000 h di funzionamento ALIMENTATO CON 70% DA SRF SU AREE MARGINALI E RESTO DA MERCATO ( PRODUCIBILITA 12 T/ANNO/HA) PRODUCE MWh FLUSSI DI CASSA CUMULATI POSITIVI DOPO 9 ANNI ALIMENTATO DA LEGNAME ACQUISTATO PRODUCE MWH FLUSSO DI CASSA CUMULATI POSITIVI DOPO IL PRIMO ANNO ALIMENTATO AL 70% DA SRF SU AREE FERTILI E RESTO DA MERCATO PRODUCE MWh FLUSSI DI CASSA CUMULATI POSITIVI DOPO IL QUINTO ANNO Il Business Plan non valorizza l energia termica 41

42 MACROAREA 1 RISORSE SFRUTTABILI BIOMASSE paglie e potature : t/a lolla di riso e vinaccia: t/a legname per uso energetico: t/a superfici coltivate ad arboristeria: 34 ha BIOGAS BOVINI MC/a SUINI MC/a FORSU/DIFF MC/a FORSU/NON DIFF MC/a SCARTI MACELLAZIONE MC/a 42

43 MACROAREA 1 Totale per tipologia di risorse (mc/anno) BIOGAS 43

44 MACROAREA 1 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera ligneocellulosica 44

45 MACROAREA 1 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera reflui zootecnici 45

46 MACROAREA 1 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera FORSU 46

47 MACROAREA 2 RISORSE SFRUTTABILI BIOMASSE paglie e potature : t/a salsa e vinaccia: t/a legname per uso energetico: t/a superfici coltivate ad arboristeria (SRF): 137 ha BIOGAS BOVINI MC/a SUINI MC/a FORSU/DIFF MC/a FORSU/NON DIFF MC/a SCARTI MACELLAZIONE MC/a 47

48 MACROAREA 2 Totale per tipologia di risorse (mc/anno) BIOGAS 48

49 MACROAREA 2 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera ligneocellulosica 49

50 MACROAREA2 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera reflui zootecnici 50

51 MACROAREA 2 POTENZIALITA Impianti alimentati da scarti macellazione 51

52 MACROAREA 2 POTENZIALITA Impianti alimentati da filiera FORSU 52

53 CONCLUSIONI POTENZIALE INSTALLABILE MACROAREA 1 FILIERA LIGNEOCELLULOSICA 11 MW MACROAREA 2 FILIERA FORSU 4 MW FILIERA REFLUI ZOOTECNICI 52 MW FILIERA SCARTI MACELLAZIONE 2 MW 53

54 GRAZIE PER L ATTENZIONE ISES ITALIA Via Tommaso Grossi, Roma tel.: fax: info@isesitalia.it

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