Agripellet quale soluzione per il riutilizzo energetico dei sottoprodotti agricoli

Transcript

1 Agripellet quale soluzione per il riutilizzo energetico dei sottoprodotti agricoli Giuseppe Toscano Dipartimento D3A - Università Politecnica delle Marche PELLET DAY Pellet: opportunità e sfide per i prossimi anni

2 SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Filiera Azienda agricola Prodotto Agroindustria Prodotto Sottoprodotto Legno Erbaceo Distribuito Sottoprodotto Frutti e semi (parti) Concentrato

3 SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Tipologie di prodotto e quantità disponibili POTENZIALE Paglie Potature Lolla riso Gusci Vinaccia Sansa TOT (Milioni di tonnellate di sostanza secca per anno) Vinaccia e Paglie Potature Lolla riso Gusci Sansa TOT (ktep/anno)

4 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI - Contenuto di umidità elevato - Massa volumica e densità energetica bassa - Eterogeneità dimensionale e fisica del prodotto - Stagionalità di produzione

5 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Contenuto di umidità Valore energetico e comportamento alla combustione Comportamento in fase di stoccaggio = Sostanza secca

6 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Prodotti energetici

7 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Eterogeneità Dimensionale Sistemi di alimentazione e movimentazione del prodotto

8 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Stagionalità = fabbisogno energetico = biomassa 1 = biomassa 2 = biomassa 3 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Set Ott Nov Dic

9 PUNTI DI FORZA DELL USO DELLE BIOMASSE RESIDUALI NO competizione con il food Necessità di rimozione Reddito aggiuntivo Legame con le produzioni agricole Legame con il territorio NO risorse per la produzione

10 PRODUZIONE DI PELLET DA RESIDUI AGRICOLI : AGRIPELLET BIOMASSA GREZZA IMPIANTO DI PELLETTIZZAZIONE PELLET Macinazione Essiccazione Cubettatura Trafila Coltello Rulli interni Additivi (es. CaO)

11 AGRIPELLET kg/m 3 Umidità: 20 45% kg/m 3 Umidità: 6-10%

12 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Contenuto di umidità (% t.q.)

13 AGRIPELLET Sistema di alimentazione e movimentazione X X Combustione più efficiente (rapporto aria / combustibile)

14 BASSA UMIDITA 1. Stabilità del prodotto - No perdite energetiche - Assenza di fenomeni microbici AGRIPELLET Gestione del problema della STAGIONALITA delle biomasse 2. Miglior controllo delle temperature di combustione

15 AGRIPELLET ASPETTI QUALITATIVI UNI EN Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet di legno per uso non industriale Specifica per prodotti forestali o piante arboree UNI EN Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet non legnoso per uso non industriale Specifica per: - pellet di paglia di cereali, miscanthus, reed canary grass - classe A e B NON INCLUDE IL LEGNO

16 UNI EN Classi di pellet A1 A2 B Legno scortecciato, Legni forestale e legni Legno senza Tronchi interi senza vergini in generale, corteccia, residui non radice, cortecce, sottoprodotti trattati chimicamente residui non trattati dell'industria del legno, dell'industria legno chimicamente legno usato dell'industria legno Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) Umidità (% in peso su t.q.) D = 6 o 8 mm - L = 3,15-40 mm < 10% Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) < 0,7 < 1,5 < 3,0 16, , ,0-19 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,3 < 0,5 < 1,0 Zolfo (% in peso su s.s.) < 0,03 < 0,03 < 0,04 Cloro (% in peso sul s.s.) < 0,02 < 0,02 < 0,03

17 Classi di pellet Paglia cereali Paglia UNI EN Reed canary Miscanthus grass A B Biomasse Biomasse Erbaceo pianta Erbaceo pianta erbace, frutti e erbace, frutti e intera intera semi, miscele semi, miscele e miscugli e miscugli Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) D = 6-10 e L = 3,15-40 ; D = e L = 3,15-50 Umidità (% in peso su t.q.) < 10 < 12 < 12 < 15 < 6,0 oppure < 8,0 oppure se se > 6,0 da > 8,0 da indicare < 6,0 indicare < 5,0 < 10,0 Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) Da indicare Da indicare > 14,5 > 14,1 > 13,2 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,7 < 0,5 < 2,0 < 1,5 < 2,0 Zolfo (% in peso sul s.s.) < 0,10 < 0,05 < 0,20 < 0,20 < 0,20 Cloro (% in peso su s.s.) < 0,10 < 0,08 < 0,10 < 0,2 < 0,3

18 LE POSSIBILI NOVITA NORMATIVE DAL 2014 SOLID BIOFUELS FUEL SPECIFICATIONS AND CLASSES UNI EN ISO Part 1: General requirements UNI EN ISO Part 2: Graded wood pellets UNI EN ISO Part 3: Graded wood briquettes UNI EN ISO Part 4: Graded wood chips UNI EN ISO Part 5: Graded firewood UNI EN ISO Part 6: Graded non-woody pellets UNI EN ISO Part 7: Graded non-woody briquettes Per maggiori informazioni contattare Comitato Termotecnico Italiano

19 LE POSSIBILI NOVITA NORMATIVE DAL 2014 SOLID BIOFUELS FUEL SPECIFICATIONS AND CLASSES PELLET PER USO DOMESTICO ceneri classe A2 : da 1,5% a 1,2%, ceneri classe B: dal 3% al 2%. Riduzione significativa che penalizza le latifoglie Approccio nord europeo Assenza sui tavoli di lavoro di una solida rappresentanza dei paesi mediterranei PELLET PER USO INDUSTRIALE Introduzione del graded wood pellets for industrial use Il parametro più significativo è il contenuto ceneri Classe I1 (1,0%) Classe I2 (1,5%) Classe I3 (5,0%) Per maggiori informazioni contattare Comitato Termotecnico Italiano

20 AGRIPELLET - POSSIBILE STRUTTURA DELLA FILIERA Raccolta del residuo Stoccaggio e stagionatura Pellettizzazione industriale Pellettizzazione in campo Mercato Autoconsumo Utente

21 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

22 CANTIERE MOBILE DI PELLETTIZZAZIONE Costruzioni Nazzareno

23 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

24 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

25 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE FASE DI RACCOLTA Macchine trainate: k Capacità di lavoro: 1 ha/h Tempo di funzionamento: h/anno /t di pellet CANTIERE PELLETTIZZAZIONE Sistema trainato su rimorchio: k Produttività: kg/h pellet Tempo di funzionamento: h/anno Produttività cantiere Costo produzione (kg/h) ( /t)

26 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA CANTIERE COSTO PRODUZIONE ( /t) COSTO UNITARIO ENERGETICO ( c /MJ) RACCOLTA PELLET TOTALE 200 kg/h , kg/h , kg/h ,54

27 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA COSTO ( /t) Costo +Trasporto* (min max) c /MJ 200 kg/h ,39 1, kg/h ,79 0, kg/h ,60 0,72 * Distanza variabile tra km Cippato di legno Costo franco impianto /t 0,55 0,88 c /MJ (35-40% umidità)

28 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE Cooperativa ISPARO Pellet di vite Monitoraggio combustione Laboratorio Biomasse Università Politecnica Marche

29 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PELLET LEGNO AGRIPELLET POTATURE VITE NO FILTRO AGRIPELLET POTATURE VITE FILTRO MANICHE Polveri (mg/nm3) < 20 CO (mg/nm3) NOx (mg/nm3) IMPIANTI ADEGUATI SISTEMI DI FILTRAZIONE PIU ACCURATI (FILTRI A MANICHE)

30

31 COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET 1 20

32 COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET Equivalenza di impatto in polveri kg di pellet 1 ettaro kg s.s. di biomassa residua m 2 80 kwh/m 2

33 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Agripellet Trasformazione da biomassa grezza a biocombustibile standardizzabile Soluzione della pellettizzazione mobile soprattutto per le biomasse residuali diffuse sul territorio Autoproduzione e/o alternativa al cippato di legno Alternativa a combustioni/soluzioni non corrette di biomasse residuali

34 Giuseppe Toscano