La filiera della legna per il riscaldamento domestico: dal bosco al caminetto

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1 La filiera della legna per il riscaldamento domestico: dal bosco al caminetto Bioenergy Expo Verona, 4/7 Febbraio 21 Problematiche ambientali degli impianti di riscaldamento a biomassa e consigli per un corretto utilizzo Carmen Morreale Di cosa parleremo La combustione: Il processo di combustione I prodotti della combustione La problematica ambientale degli impianti a biomassa: TSP Studi della SSC sulla biomassa Fattori di emissione di TSP Consigli utili 1

2 La combustione: processo di combustione CO NOx CO2 VOC nanoparticelle Particolato Totale SO 2 La combustione dei solidi è caratterizzata da diversi stadi: Accensione Pirolisi Caratterizzata da basse temperature (~35 C) e ossidazione incompleta Combustione del char Caratterizzata da alte temperature e ossidazione completa Massa delle particelle nelle fasi di combustione Kanury, Combust. Sci. And Teh, 1994 La combustione: Prodotti della combustione NOx NO 2 O 3 hν < 42 nm O 3 NO Queste tre reazioni portano alla formazione di un equilibrio fotostazionario in cui le concentrazioni di O 3, NO 2 e NO entrano in stato stazionario in poco tempo e non subiscono notevoli variazioni. Se questo fosse il solo meccanismo di generazione di O 3 la concentrazione di questo gas dovrebbe essere molto piccola e costante, se la radiazione solare fosse costante VOC OH(RO) HO 2 (RO 2 ) In realtà il ciclo è perturbato da una serie di reazioni con perossiradicali che competono con l ozono nell ossidazione di NO a NO 2 e di fatto ne impediscono la rimozione. NO 2 O 3 NO 2

3 La combustione: Prodotti della combustione SO2 L anidride solforosa, SO 2, si ossida in fase gassosa ad acido solforico, questo subisce rapidi processi di condensazione diventando sorgente di particelle. I solfati dominano la parte fine dell aerosol, mentre sono presenti in quantità minori nella frazione grossa. Il ritorno alla superficie dello zolfo ha come conseguenza l aumento di acidità nei suoli e nelle acque di superficie. CO Il monossido di carbonio,co, è un gas tossico il cui valore limite per la qualità dell aria è fissato a 1 mg/m³. Si ossida in tempi relativamente brevi (1-3 mesi) a CO 2 La combustione: Prodotti della combustione CO2 Nella combustione di biomasse la CO 2 forma un ciclo chiuso in quanto il carbonio emesso dagli impianti termici alimentati a biomasse è lo stesso che viene assorbito dai vegetali per produrre una quantità uguale di biomassa. L anidride carbonica, CO 2, è dopo il vapor acqueo, il principale gas a effetto serra poiché assorbe la radiazione planetaria nella zona dell infrarosso termico. È inoltre un emettitore IR e a quote della stratosfera superiore l emissione può sfuggire nello spazio causando un raffreddamento dell atmosfera stessa. (una variazione di conc. di CO 2 che porta ad un riscaldamento da 1 a 4 C corrisponde un raffreddamento stratosferico tra 1 e 2 C) 3

4 La combustione: Prodotti della combustione Particolato Sospeso Totale (TSP) È emesso direttamente o si può formare per condensazione dei gas emessi È normalmente classificato in base alle dimensioni e relativa pericolosità per la salute umana Con i termini PM 1 e PM 2.5 (anche dette frazioni inalabile e respirabile) si definiscono le particelle con diametri rispettivamente inferiori a 1 e 2,5 m Con il termine nanoparticolato si indicano le particelle con diametro minore di,1 m Restelli, 1997 La problematica ambientale degli impianti a biomassa: : TSP Le principali fonti emissive Prod Energia e Raffinerie Fonti produttive 11% Industria 3% 4% Altro Fonti civili 28% Risc. Legna 1% Risc. Non Legna Benzina Motocicli Fonti mobili 24% Diesel 5% 3% 15% Off Road % 1% 2% 3% 4% 5% Fonte: ARPA Lombardia 4

5 Studi della SSC sulla biomassa Studi e Progetti di ricerca: Determinazione dei fattori di emissione dei piccoli impianti a biomassa per conto di: ARPA e Regione Lombardia (Progetto PARFIL, 26-27) Provincia di Milano (28) Analisi elementare di 3 campioni all anno di biomassa di ogni genere ENEA (29-21) Prove sperimentali di combustione su biomasse di diversa natura, sistemi di riscaldamento, filtri per la depurazione dei fumi, con analisi: delle emissioni gassose (CO, CO 2, NOx, SO 2, VOC) del particolato totale e delle sue frazioni (PM 1, PM 2.5 ) del nanoparticolato dell efficienza energetica Fattori di emissione di TSP Piccoli impianti aperto kW chiuso 32 Stufa legna 217 Stufa pellet > kW > GN - B Gasolio Biodiesel GN Caldaia legna Dati SSC kW-1MW 28, MW 72 Dati IEA 9 5 >,54 >,54,684 GN Gasolio Biodiesel Caldaia pellet 2 1 1,8 GN Caldaia legna 5

6 Fattori di emissione di TSP Piccoli impianti a biomassa L impiego di combustibile legnoso in impianti di media taglia rispetto a impianti di piccola taglia è vantaggioso per la diminuzione delle polveri Gli apparecchi moderni hanno portato ad un netto miglioramento dell impatto ambientale bisogna fare di più! aperto 421 chiuso 32 Stufa legna 217 Stufa pellet 36 Caldaia legna 29 Caldaia pellet 72 Caldaia legna 5-15 kw <5 kw <1MW <5MW Consigli utili Scelta dell apparecchio Per i nuovi utenti Quando si acquista un nuovo apparecchio sarebbe meglio prediligere al design le buone prestazioni energetiche ed ambientali Caminetti aperti e chiusi/bat Lot 15 (Dir EuP) Controllo aria primaria e secondaria 5 aperto 421 chiuso 32 Stufa legna 217 Stufa pellet Controllo del tiraggio naturale Ventola per scambio di calore indiretto Camera di combustione in ceramica 6

7 Consigli utili Stagionatura legna Legna fresca >5% Umidità combustibile: <2% EN1324 Legna di faggio commerciale: 12-25% EN14785 Pellet commerciale: <12% aperto Faggio umido: +5% umidità del Faggio TSP [mg/nm3] 13%O Faggio Faggio umido Dati SSC Provincia Milano Consigli utili Modalità di accensione Accendifuoco o carta di giornale? Dall alto o dal basso??? chiuso Stufa a legna TSP [mg/nm3] 13%O Accendifuoco Dati SSC Provincia di Milano Carta giornale TSP [mg/mj] dal basso dall'alto Dati Nussbaumer et al. IEA Report 28 Max Min 7

8 Consigli utili Frequenza carica e attizzamento: i transitori Alimentazione di legna frequente in maniera tale da mantenere l apparecchio in temperatura Minimizzare la movimentazione delle braci e della legna Dati SSC Provincia di Milano Consigli utili Il caminetto non è un inceneritore! 8

9 Grazie per l attenzione Domande? 9

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