Istruzioni per un uso ecologico

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1 Istruzioni per un uso ecologico Assessorato all Ambiente Provincia di Bologna

2 Sommario FONTI RINNOVABILI PER FERMARE L EFFETTO SERRA... 5 LA LEGNA, UNA ENERGIA PULITA GESTIONE SOSTENIBILE DEI BOSCHI LA LEGNA NELLA MONTAGNA BOLOGNESE I COMBUSTIBILI LEGNOSI TRONCHETTI CIPPATO PELLET RENDIMENTI ENERGETICI VANTAGGI ECONOMICI LE CENERI 2 COME DIMENSIONARE L IMPIANTO: IL FABBISOGNO ENERGETICO USO DELLA LEGNA CON TECNOLOGIE AVANZATE: COME SCEGLIERE UN IMPIANTO CAMINETTO VENTILATO STUFE A LEGNA CAMINETTO DA INCASSO TERMOCAMINETTO AD ARIA O AD ACQUA STUFA CAMINETTO CALDAIE A TRONCHETTI CALDAIE A PELLET CALDAIE A CIPPATO UN CALCOLO ECONOMICO FONTI E SITI INTERNET Realizzazione tecnica: Matteo Palmieri Realizzazione editoriale: Stefano Semenzato Supervisione tecnico scientifica: Giuseppe Onufrio Impaginazione: Aslay Fotocomposizione - Rastignano (BO) Stampato nel mese di maggio 2005 da: Litosei s.r.l. - Rastignano (BO)

3 Presentazione Emanuele Burgin Assessore all Ambiente della Provincia di Bologna Questa guida è stata realizzata per promuovere l uso razionale ed ecologico della legna da ardere, fonte energetica rinnovabile di cui il nostro Appennino è potenzialmente ricco e che può essere utilizzata attraverso una gestione sostenibile dei boschi. 3 L attenzione per le energie rinnovabili è oggi in forte crescita: i danni ambientali provocati dall utilizzo sconsiderato dei combustibili fossili (petrolio e derivati) negli scorsi decenni sono ormai noti e avvertibili da tutti. La Conferenza di Kyoto ha impegnato molti Paesi del mondo a contenere il consumo di combustibili fossili per ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera, in particolare quelle che provocano il cosiddetto effetto

4 serra, sviluppando nel contempo l utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. Rispetto ai combustibili fossili le emissioni di CO 2 della legna si possono considerare praticamente nulle, in quanto nella fase di accrescimento delle piante viene assorbita l anidride carbonica emessa durante la combustione. 4 La legna da ardere rappresenta un antichissima fonte di energia, largamente disponibile in Appennino e che va riscoperta in quanto pulita, ecologica, economica e, grazie alle moderne caldaie ad avanzata tecnologia, in grado di garantire gli stessi confort degli impianti tradizionali. Bologna, maggio 2005

5 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra La legna da ardere ha rappresentato per gran parte della storia la fonte principale di energia utilizzata dall uomo per riscaldarsi, prima della scoperta e del successivo sfruttamento dei combustibili fossili. Oggi questo combustibile ritorna di grande attualità perché si tratta di una fonte rinnovabile di cui il territorio italiano è potenzialmente ricco. Tale ricchezza, così come quella proveniente da altre fonti rinnovabili abbondanti in Italia, ha la possibilità di essere sfruttata maggiormente, limitando in tal modo l approvvigionamento di combustibili fossili dall estero. LE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI Biomasse Salti d acqua Geotermia Vento Sole 5 Le fonti rinnovabili vengono prodotte o rinnovate in natura e possono perciò essere continuamente reintegrate. Il 60% delle energie rinnovabili utilizzate nell Unione Europea proviene dalle biomasse, fra di esse la legna ne rappresenta l elemento principale. L utilizzo delle fonti rinnovabili è necessario per limitare le emissioni di gas serra, tra cui la principale è la anidride carbonica (CO 2 ), ed adempiere agli impegni del Protocollo di Kyoto, a cui l Italia ha aderito.

6 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra L anidride carbonica è la forma di carbonio presente in atmosfera, e proviene a) dai processi di respirazione degli organismi viventi b) dai processi di combustione { di combustibili fossili estemporanei (incendi di boschi, eruzioni vulcaniche, ecc.) 6 Fonti di emissioni di anidride carbonica Si tratta dunque di un elemento naturalmente presente in atmosfera, ma a partire dalla rivoluzione industriale, lo sviluppo delle industrie, la comparsa e il progressivo aumento dei veicoli a motore, la diffusione dei moderni sistemi di riscaldamento, hanno determinato un enorme aumento delle combustioni e quindi un aumento del consumo di ossigeno e della quantità di anidride carbonica immessa nell atmosfera.

7 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra Il continuo aumento dei processi di combustione senza regole ha provocato un aumento superiore al 30% della concentrazione di CO 2 in atmosfera rispetto all epoca della rivoluzione industriale. Il grosso quantitativo di CO 2 liberato ha interagito con l atmosfera terrestre provocando a lungo andare l effetto serra ed il conseguente surriscaldamento del pianeta. Le attività umane producono inoltre anche altri gas come il metano (CH 4 ), il protossido d azoto (N 2 O), gli idrofluorocarburi (HFC), i perfluorocarburi (PFC) e l esafluoruro di zolfo (SF 6 ) che interagiscono con l atmosfera contribuendo all effetto serra. Essi vengono raggruppati, unitamente all anidride carbonica, nell insieme dei gas serra. Le emissioni di metano sono dovute al settore agricolo, ai rifiuti ed al settore energetico, mentre il protossido d azoto deriva dai processi industriali, oltre che dall agricoltura e dalla produzione di energia. La CO 2 è comunque l elemento che maggiormente contribuisce all insieme delle emissioni di gas ad effetto serra (85% del totale, dato 2002). 7 GAS SERRA Emissioni di gas serra nel 2002 ripartite per sorgente (elaborazione ISSI da dati APAT aprile 2004). La CO 2 contribuisce per l 85% al totale delle emissioni. Con il termine ALTRI si raggruppano HFC, PFC e SF 6.

8 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra L eccessiva quantità dei gas serra in atmosfera intrappola e riflette la radiazione solare, causando il surriscaldamento della superficie terrestre. EFFETTO SERRA 8 1) I raggi del sole attraversano l atmosfera e riscaldano la superficie terrestre 3) Circa il 30% della radiazione infrarossa si perde nello spazio 4) In condizioni naturali, circa il 70% della radiazione infrarossa è assorbito dal vapor acqueo e dagli altri gas di serra presenti in atmosfera. Tali gas agiscono come pannelli di vetro in una serra intrappolando il calore e riflettondolo di nuovo sulla superficie terrestre 5) Quando aumenta la concentrazione dei gas di serra in atmosfera, cresce la quantità di calore intrappolato e riflesso. Gli oceani si riscaldano e liberano più vapor acqueo, che a sua volta può incrementare l effetto serra 2) Dalla superficie terrestre, il calore s irradia nell atmosfera sotto forma di radiazioni infrarosse La riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO 2 ) è una questione sulla quale gran parte dei Paesi della Terra stanno dibattendo già dagli inizi degli anni 90, culminata con la formulazione del Protocollo di Kyoto, nel 1997, che impegna le Nazioni sottoscrittrici ad una riduzione delle emissioni di CO 2 e più in generale dei gas serra. Il protocollo di Kyoto è entrato in vigore e quindi divenuto legalmente vincolante il 16 febbraio Il metodo principale per perseguire questo obiettivo è proprio l utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, per due motivi:

9 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra 1. lo sfruttamento di luce solare, vento, salti d acqua e calore endogeno non prevede processi di combustione e quindi nessuna emissione di CO 2 ; 2. la combustione di biomassa (compresa la legna) ha bilancio neutro sulla CO 2 : le emissioni di anidride carbonica sviluppate durante la combustione delle biomasse vengono riassorbite dalle piante attraverso la fotosintesi, soprattutto in fase di accrescimento, ritrasformandole in biomasse. Il ciclo del legno L Italia ha ratificato il Protocollo di Kyoto e deve ridurre le proprie emissioni di gas serra del 6,5% rispetto al valore del 1990, definito come anno base di riferimento. In termini quantitativi significa passare da 508,2 Mt CO 2 eq * a 475,2 Mt CO 2 eq entro il termine massimo del Ma le emissioni in Italia aumentano soprattutto nel settore dei trasporti, nella produzione di energia elettrica e nel riscaldamento e condizionamento domestico Come mostra il grafico seguente, la tendenza attuale delle emissioni dei gas serra è ancora in crescita; ci si sta allontanando dunque dall obiettivo di Kyoto, anziché avvicinarsi. 9 * Mt CO 2 eq = milioni di tonnellate di CO 2 equivalenti (tutti i gas ad effetto serra sono convertiti in termini di potenziale di riscaldamento globale della CO 2 ; ad esempio 1 kg di metano equivale a 21 kg di CO 2 ).

10 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra Emissioni totali di di gas serra (elaborazione ISSI da dati APAT aprile 2004). 1990: anno base; 2003 da stime ISSI. 10 Effetti sul clima L impiego incontrollato dei combustibili fossili per la produzione di energia e per i trasporti ha provocato nel tempo un aumento a scala mondiale della concentrazione dei gas serra in atmosfera, in particolare della CO 2. Insieme ad altri fattori indipendenti dall attività umana, l effetto serra contribuisce ad un generale aumento della temperatura media del pianeta che è causa di gravi squilibri nel clima e negli ecosistemi del nostro pianeta. L allontanamento dagli attuali equilibri può condurre ad inattese transizioni verso regimi climatici diversi e caratterizzati da variabilità crescente e quindi da una maggiore frequenza di fenomeni climatici estremi, di cui si sono già avute avvisaglie in questi anni A parere di molti studiosi, il cambiamento climatico è ormai in atto ed è comunque prova dell interferenza delle attività umane con il clima. I risultati degli studi compiuti dimostrano la veridicità di questa affermazione: il Terzo Rapporto dell IPCC (Intergovernmental Panel on Cli-

11 Fonti rinnovabili per fermare l effetto serra mate Change) riporta che dall era pre-industriale il clima ha subito cambiamenti sia su scala globale che regionale, alcuni dei quali possono essere attribuiti all attività umana. Aumento di temperatura della Terra osservato (in rosso) a confronto con i valori calcolati da modelli matematici (in grigio) che valutano gli effetti combinati delle cause naturali e di quelle dovute all attività umana. Da quando si misurano le temperature l aumento registrato della temperatura media globale è di 0,6 C. Fonte:IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 11 Gli scenari delle emissioni di gas serra per i prossimi anni analizzati dall IPCC giungono alle seguenti conclusioni: tutti gli scenari indicano durante il XXI secolo un aumento della concentrazione di CO 2 in atmosfera; aumento della temperatura tra il 1990 ed il 2025 valutato tra 0,4 C e 1,1 C; per il periodo si prevede un aumento del livello del mare tra 0,09 e 0,88 m. Per il periodo l aumento previsto è compreso tra 0,03 e 0,14 m. Si dimostra inoltre come la catena emissioni concentrazioni clima sia dotata di un inerzia tale che gli effetti sull aumento di temperatura e del livello del mare si possono prolungare per molto tempo, anche se si riuscissero a ridurre le emissioni in modo da stabilizzare la concentrazione di CO 2.

12 La legna: una energia pulita Le biomasse rappresentano in pratica la più antica e diffusa delle fonti energetiche per l umanità; tra di esse la più nota è la legna, largamente disponibile in molte parti d Italia. BIOMASSA 12 Con il termine biomassa si indica l insieme delle sostanze organiche di origine vegetale o animale e della materia da loro prodotta durante il ciclo di vita. Parte di tale materia (ad esempio noccioli di olive, pule dei cereali residui di attività agricole, ecc.) può costituire fonte di energia Attualmente le biomasse soddisfano il 15% circa degli usi energetici primari nel mondo, corrispondenti a Mtep/anno *, mostrando una forte disomogeneità fra i vari Paesi. * 1 tep = 1 tonnellata equivalente di petrolio = kcal = kwh 1 Mtep = di tep (per confrontare i vari combustibili si usa come riferimento il petrolio)

13 La legna: una energia pulita I Paesi in via di sviluppo ricavano mediamente il 38% della propria energia dalle biomasse (ovvero Mtep/anno), dove tuttavia vengono utilizzate con tecnologie a bassissimo rendimento energetico; mentre nei Paesi industrializzati le biomasse coprono appena il 3% degli usi energetici primari, equivalente a 156 Mtep/anno). In particolare, gli USA ricavano il 3,2% (pari a 70 Mtep/anno) della propria energia dalle biomasse e l Europa il 3,5%, ovvero 40 Mtep/anno, con punte del 18% in Finlandia, 17% in Svezia e 13% in Austria. L Italia copre con le biomasse solamente il 2% del proprio fabbisogno energetico, nonostante l elevato potenziale di cui dispone. 13 La legna da ardere costituisce una biomassa facilmente reperibile sul territorio, è dunque una fonte energetica rinnovabile il cui utilizzo, soprattutto per il riscaldamento domestico, va incoraggiato per i seguenti motivi: 1) Motivi ecologici: si è già detto che l energia ricavata dalla combustione della legna è neutra dal punto di vista delle emissioni di CO 2 ; l adozione di sistemi a legna riduce inoltre l utilizzo di combustibili fossili; 2) Motivi economici: contribuisce all economia locale fornendo occupazione e sostegno alla filiera forestale;

14 La legna: una energia pulita 3) Motivi pratici: i recenti impianti di riscaldamento a legna sono tecnologicamente avanzati e godono di elevata affidabilità, inoltre sono in grado di servire un utenza diversificata: abitazioni isolate, centri abitati e completamento di altri sistemi di riscaldamento; L utilizzo della legna costituisce poi un elemento di diversificazione dell approvvigionamento energetico e non comporta dipendenza dall estero. Condizione necessaria per i punti 1) e 2) è la vicinanza tra il luogo di raccolta del legno e la sede di utilizzo, altrimenti aumentano i costi e la quantità di CO2 emessa nella fase di trasporto. Il rischio è che la quantità di CO2 ed inquinamento prodotti per esempio dai camion che trasportano la legna sia maggiore di quella risparmiata usando una fonte rinnovabile. 14 Uso del legno in Italia Secondo le più recenti stime la superficie forestale italiana è di circa di ettari ed è tuttora in lenta, ma continua espansione. Tuttavia, sebbene una consistente parte del territorio nazionale risulti boscato, i boschi atti all approvvigionamento di legname sono circa 6 milioni di ettari. Le foreste italiane, presentano un volume di legname di 1,5 miliardi di m 3, che si accresce annualmente di circa 30 milioni di m 3 (fonte UN- ECE/FAO, 2000). Tale produzione biologica viene solo parzialmente utilizzata a causa di una congiuntura negativa di vari fattori (difficoltà di accesso, rispetto delle aree protette, boschi caratterizzati da bassa densità arbustiva, scarso valore economico del legname ottenibile, alti costi di utilizzazione, ecc.). In media si utilizzano ogni anno 9 milioni di m 3 di legno (circa il 30% dell incremento corrente complessivo delle foreste, fonte CFS 2000) di cui 5,4 milioni di m 3 sono di legna da ardere, mentre i restanti 3,6 milioni di m 3 di legname da opera (usato in edilizia, nel settore industriale ecc.).

15 Gestione sostenibile dei boschi Ai boschi si possono tradizionalmente attribuite tre funzioni principali: 1) di carattere produttivo economico; 2) di carattere protettivo del territorio; 3) di carattere ricreativo e turistico. La prima funzione è finalizzata al soddisfacimento della domanda di legname da opera, legna da ardere e frutti, la seconda funzione è inerente le opere di regimazione delle acque e di protezione dai fenomeni erosivi, mentre la funzione turistico ricreativa ha assunto solo negli ultimi decenni una certa importanza, a seguito della crescita dell importanza del settore turistico e delle attività ad esso collegate nella montagna. In Italia circa il 40% del patrimonio forestale è costituito da boschi cedui, cioè utilizzati per il taglio e la raccolta della legna, la cui origine è strettamente legata all impiego della legna da ardere quale combustibile a livello domestico. La domanda di queste due tipologie di prodotti ha subito una fortissima contrazione con l introduzione dei combustibili fossili a partire dal dopoguerra e con la riduzione della popolazione nelle zone di montagna. Solo nell ultimo decennio si è registrata una lieve ripresa della domanda di legna da ardere legata ai flussi turistici nelle aree montane. Oggi comunque gran parte dei boschi cedui risulta abbandonata o scarsamente utilizzata in tutte le regioni italiane, e nelle zone appenniniche in particolare, dove il ceduo rappresenta un antichissima tradizione. L abbandono ha avuto ripercussioni negative anche sulla funzione di difesa dai dissesti idrogeologici, venendo a mancare la manodopera locale che eseguiva piccole importanti opere di sistemazione dei fossi e dei versanti; inoltre la presenza di vegetazione infestante e di alberi morti ha rappresentato un altro fattore di dissesto, andando ad appesantire i versanti montuosi e contribuendo alla loro instabilità. 15

16 Gestione sostenibile dei boschi FOTOSINTESI Con le radici le piante assorbono dal terreno l acqua e i sali minerali in essa disciolti, con le foglie assorbono dall aria l anidride carbonica e per mezzo della clorofilla contenuta per lo più nelle foglie immagazzinano l energia solare. Poi a partire da queste semplici sostanze producono, grazie all energia immagazzinata, gli zuccheri liberando ossigeno nell aria. CO 2 + H 2 O + energia solare C n (H 2 O) m + O 2 16 Per quanto riguarda le metodologie di recupero del ceduo, esistono vari studi che descrivono scenari di conversione dei cedui in fustaie con l obiettivo di giungere in tempo medio lunghi alla produzione di assortimenti legnosi in grado di essere assorbiti dall industria nazionale del legno. A questi scenari si oppongono tuttavia numerosi vincoli quali la carenza di risorse finanziarie, la limitata accessibilità di molte zone nelle quali si intende operare, la scarsa presenza di imprese forestali e di manodopera specializzata e la frammentazione delle proprietà. Le operazioni di trasformazione e miglioramento dei cedui possono portare alla disponibilità di materiale legnoso da utilizzare a fini energetici in impianti di riscaldamento locali di piccola taglia: ciò consente di avviare un processo di valorizzazione del patrimonio forestale e di cura del territorio. In parallelo a queste operazioni, si può prevedere uno sviluppo di piccole imprese forestali ed un recupero delle capacità professionali di carattere forestale.

17 Gestione sostenibile dei boschi Lo sviluppo della produzione di biomasse legnose, basata su essenze autoctone, cioè di origine locale, consente di ottenere energia pulita e rinnovabile e costituisce un elemento fondamentale per tornare ad utilizzare correttamente il bosco, ridando nel contempo valore ed importanza economica alla montagna. Un ulteriore fattore di valorizzazione delle biomasse legnose può provenire dalle cure dei rimboschimenti. A partire dagli anni 30 si sono avuti estesi interventi di rimboschimento in Italia, spesso mediante impianti monospecifici di conifere, stravolgendo talvolta la diversità biologica locale. La successiva assenza di diradamenti ha portato allo sviluppo di boschi fortemente squilibrati dal punto di vista della densità e della struttura, con soprassuoli fragili, facilmente attaccabili dal fuoco e dai parassiti. Senza entrare nel dettaglio delle diverse problematiche legate ai diradamenti, va evidenziato che essi rappresentano, nei boschi creati artificialmente il presupposto per uno sviluppo di piante vigorose e resistenti alle principali avversità. Oltre ad essere utili, i diradamenti, correttamente gestiti e pianificati, possono ancora una volta fornire biomassa legnosa da utilizzarsi localmente a fini energetici. La valutazione delle potenzialità del territorio ad essere oggetto di trasformazioni o miglioramenti forestali del tipo di quelli sopra esposti richiede a priori una dettagliata valutazione di numerosi parametri sia forestali (superfici boscate, tipologia ed uso del bosco, produzione di legna, ecc.) sia di carattere socio economico (proprietà, presenza di imprese forestali, accesso al bosco, spese per raccolta e trasporto, ecc.). In molti comuni dell Appennino bolognese e pistoiese, precisamente per i 14 comuni a ridosso del crinale, dunque maggiormente boscati, sono già disponibili informazioni di questo tipo, grazie ad un programma di ricerca sulla gestione delle biomasse realizzato dal COSEA (Consorzio Servizi Ambientali) in collaborazione con l Istituto Nazionale per la Ricerca Scientifica e Tecnologica sulla Montagna. 17

18 La legna nella montagna bolognese Nel territorio della Provincia di Bologna le aree boscate occupano una superficie di ha (870 km 2 ), ripartite in ha di bosco e ha di arbusteti (PROVINCIA DI BOLOGNA). La percentuale di territorio boscato per comune è raffigurata di seguito: si può notare come i comuni montani abbiano almeno la metà del territorio occupato da boschi. Per informazioni più dettagliate sul tipo e sull uso dei boschi, si può consultare ed interrogare on-line la Carta Forestale della Provincia di Bologna, disponibile all area SIT (Sistemi Informativi Territoriali) del sito web della Provincia (www.provincia.bologna.it). 18 Percentuale di superficie boscata nei comuni della provincia di Bologna

19 La legna nella montagna bolognese La forma di governo più diffusa è costituita dal bosco ceduo, dal quale si ricava legna per il riscaldamento o per la produzione di energia in generale. Nella seconda metà del 900, anche l Appennino bolognese ha visto il venir meno della domanda di legna per usi energetici e lo spopolamento delle montagne, tanto che oggi è possibile osservare estese zone di ceduo in cui la coltivazione è stata abbandonata in stato di degrado più o meno rilevante. Nell ambito del Piano Energetico Ambientale della Provincia di Bologna si sono condotte stime sulle attitudini produttive delle foreste collinari e montane del territorio, sulla base dell analisi di caratteristiche di pendenza ed accidentalità delle aree. Ne consegue che il 48% delle foreste provinciali ha attitudini anche produttive, può cioè essere potenzialmente soggetto a sistemi colturali finalizzati alla produzione legnosa. Nello stesso documento si è stimato che nel territorio provinciale, i boschi a ceduo sono in grado di fornire ad oggi una massa volumica pari a t di legna per combustibile. A partire da questo dato, si è potuto valutare il potenziale energetico teorico attualmente disponibile: assumendo un umidità del 40% ed un potere calorifico della legna di 9,44 MJ/kg, si ottengono GJ di energia primaria. Passando a dati più concreti, sono stati quantificati scenari a scadenza variabile relativi alla disponibilità futura di legna per combustibile, supponendo di sviluppare una politica di gestione forestale che accentui la funzione multipla della foresta, mediante la conversione dei cedui invecchiati in alberi ad alto fusto. Considerando la massa legnosa derivante dagli interventi di conversione nel corso degli anni, si potrebbe arrivare a poter disporre di un eccedenza di energia rispetto alla situazione attuale compresa tra 20 e 33 GWh nel breve periodo e tra i 67 ed i 111 GWh in tempi più lunghi, quando tutte le aree a ceduo saranno accessibili e disponibili. 19 SUL TERRITORIO APPENNINICO LO SFRUTTAMENTO DELLA RI- SORSA BIOMASSA È POSSIBILE E CONSIGLIABILE, PURCHÈ CON UN USO A LIVELLO LOCALE.

20 I combustibili legnosi: tronchetti, cippato, pellet Il combustibile legnoso, attraverso le fasi della filiera legno combustibile, giunge all utilizzo finale sotto forma di tronchetti di legna, scaglie o cippato e pellet. 20 Legna da ardere in tronchetti Dalle operazioni di depezzatura e sminuzzamento si ottengono i tronchetti di legna nella dimensione adatta per essere utilizzati come combustibili nei generatori di calore. La lunghezza dei tronchetti è in genere di 30, 50 o 100 cm, a seconda della dimensione interna del combustore. Una volta tagliati, i tronchetti vengono accuratamente accatastati per consentirne l essiccazione, fino a raggiungere un umidità del 20% circa calcolata sul secco *. POTERE CALORIFICO Il potere calorifico è la quantità di energia termica che si può ricavare dalla combustione completa del combustibile legnoso, per unità di peso. Si esprime in MJ/kg o kwh/kg (1 kwh = 3,6 MJ). Quasi sempre si fa riferimento al potere calorifico inferiore (P.C.I.), nel computo del quale viene sottratta l energia termica necessaria per l evaporazione dell acqua contenuta internamente. Variazione del potere calorifico in funzione del contenuto idrico sul secco (Fonte: Hellrigl) Umidità sul secco (%) P.C.I. (MJ/kg) 15,3 14,3 11,5 8,03 * Umidità sul secco: u = ((peso umido peso secco)/peso secco)*100

21 I combustibili legnosi: tronchetti, cippato, pellet Il processo di combustione nelle caldaie necessita infatti di legna con basso contenuto d acqua: il potere calorifico dei tronchetti ben essiccati è di gran lunga superiore a quello degli stessi tronchetti appena tagliati allo stato fresco. A seconda del tipo di essiccazione, l andamento della perdita di umidità nel tempo varia: ad esempio eseguendo la depezzatura in tronchetti da 30 cm subito dopo il taglio in bosco si ha un calo più rapido del contenuto idrico rispetto ai tronchi lasciati sul piano di taglio per alcuni mesi e depezzati successivamente. Comunque dopo circa 2 anni di essiccamento il tenore di umidità non cala più e si mantiene su valori variabili tra il 18% ed il 25% calcolato sul secco; con queste caratteristiche i tronchetti di legna giungono all utilizzo finale nelle apposite caldaie. ESSICAZIONE 21 Andamento della perdita di umidità calcolata sul peso umido per legni variamente preparati (REGIONE PIEMONTE) A parità di umidità, il potere calorifico del legno nelle diverse specie, di piante varia molto poco, come si può notare dalla tabella seguente.

22 I combustibili legnosi: tronchetti, cippato, pellet Specie P.C.I. (kwh/kg) Faggio 4,0 Cerro 4,2 Olmo 4,1 Pioppo 4,1 Larice 4,4 Abete rosso 4,5 Pino silvestre 4,4 Potere calorifico inferiore (P.C.I.) per diverse specie arboree con umidità sul secco del 25% 22 Legno in scaglie o cippato Il cippato è ottenuto dallo sminuzzamento o cippatura del legno tagliato per mezzo di apposite macchine cippatrici; si usano gli scarti dei tagli in bosco ma anche le potature degli alberi cittadini. Durante l essicamento i cumuli di cippato devono essere ventilati o periodicamente rivoltati, per evitare l insorgenza di muffe e consentire un essicazione uniforme del cumulo. Il cippato è in genere commercializzato con un tenore di umidità maggiore rispetto ai tronchetti di legna, variabile fra il 35% ed il 45% calcolato sul secco. Indicativamente il cippato ha un potere calorifico inferiore (P.C.I.) di 3 3,6 kwh/kg (10,8 13 MJ/kg). I vantaggi dell utilizzo del cippato sono i seguenti: prezzo d acquisto ridotto; caricamento in caldaia completamente automatizzato; sfruttamento di arbusti e ramaglie non utilizzabili come legna da ardere. Gli svantaggi sono invece dati da:

23 I combustibili legnosi: tronchetti, cippato, pellet elevati volumi di prodotto necessari, con relativi costi di trasporto e stoccaggio; costo d acquisto del gruppo silos-alimentatore della caldaia (a meno di contributi pubblici); maggiore frequenza di operazioni di pulizia e smaltimento delle ceneri rispetto alle caldaie tradizionali. Legno in pellet Il pellet deriva da un processo industriale attraverso il quale la segatura, i trucioli o le scaglie di legno vergine polverizzate appartenenti a diverse specie vengono trasformate in piccoli cilindri, per mezzo di idonee macchine pellettizzatrici che agiscono per compressione ed estrusione in continuo dei residui legnosi. I cilindretti che si ottengono hanno un diametro variabile tra 6 e 12 mm ed una lunghezza oscillante tra 12 e 18 mm, in modo da risultare idonei per l alimentazione di stufe e caldaie. I pellets sono caratterizzati da un basso contenuto di umidità (intorno al 10% calcolato sul secco, od anche inferiore), inoltre, conseguentemente al processo di formazione, la porosità è nettamente inferiore rispetto al legno. Il grande vantaggio del pellet è l elevato potere calorifico, che è intorno ai 5 kwh/kg (18 MJ/kg, 4300 Kcal/Kg), decisamente superiore a quello degli altri combustibili legnosi. Altri vantaggi del pellet sono il basso volume di ingombro ed il basso peso specifico che ne determinano la facilità di trasporto, stoccaggio ed utilizzo, e la ridottissima emissione di sostanze inquinanti. Gli svantaggi sono invece legati al costo di produzione e dal consistente quantitativo energetico impiegato dalle macchine pellettizzatrici. 23

24 I combustibili legnosi: tronchetti, cippato, pellet Rendimenti energetici Per quantificare il contenuto energetico della legna, del cippato e del pellet, si riporta nella tabella seguente un confronto tra la quantità di energia contenuta nelle biomasse legnose con i quantitativi equivalenti di combustibili cui si è comunemente abituati, ossia gasolio e metano. 24 Tipo di biomassa Equivalente Equivalente in gasolio in metano 1 kg di cippato w = 20%*, P.C.I. = 13,4 MJ/kg 0,38 litri 0,37 m 3 1 kg di cippato w = 40%*, P.C.I. = 10,46 MJ/kg 0,30 litri 0,29 m 3 1 kg di pellet P.C.I. > 16,9 MJ/kg, massa volumica > 600 kg/m 3 0,49 litri 0,47 m 3 1 kg di legna in tronchetti secca densità di 500 kg/m 3, P.C.I. di 12,6 MJ/kg 0,36 litri 0,35 m 3 * w = umidità su base umida = ((peso umido peso secco)/peso umido)*100 3 kg di legna stagionata 1 litro di gasolio Si nota che i combustibili derivanti dalle biomasse hanno un contenuto energetico inferiore a quello dei combustibili fossili; ne consegue che sono meno convenienti da trasportare, poiché un unità di energia occupa più spazio. La fase di trasporto all interno della filiera legno combustibile va quindi attentamente valutata in termini di costi, e comunque è favorito un impiego delle biomasse legnose nel luogo di produzione o nelle immediate vicinanze.

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