Le colture dedicate per la produzione di energia

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1 Convegno Le agroenergie per uno sviluppo sostenibile Reggio Emilia - 25 Maggio 21 Le colture dedicate per la produzione di energia Prof. Enrico Bonari Scuola Superiore Sant Anna - Pisa CRIBE Centro Interuniversitario di Ricerca sulle Biomasse da Energia - S.Piero a Grado (PI)

2 Nel momento in cui : in un agricoltura sempre più multifunzionale gli imprenditori agricoli sono chiamati a valorizzare anche gli usi non alimentari delle colture... e la necessità di ridurre le emissioni di CO2 suggerisce un sempre più deciso ricorso alle fonti rinnovabili di energia le colture dedicate all alimentazione delle varie filiere dell agrienergia possono contribuire a diversificare le scelte degli imprenditori agricoli e ad aumentare la biodiversità degli agroecosistemi. 2

3 difendere l ambiente, ridurre la nostra dipendenza energetica in modo economico, tutelare l occupazione in campo agricolo e difendere il territorio rurale portare a 8-1 Mtep/anno la produzione di energia dalle biomasse nel (metà biocombustibili liquidi e metà solidi) contro gli attuali 3-3,5; incrementare a breve termine le colture dedicate fino a ha ed in tempi medio-lunghi fino a 5-6. ha; PNERB, 1999

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5 (Autori vari) Biocarburanti da colture agrarie Resa agr. (t ha -1 ) Coeff. trasformazione Biocarburanti (t ha -1 ) girasole colza mais cereali (grano) barbabietola In attesa dei biocarburanti di n generazione occorre: - ridurre i costi di produzione agricola (varietà e tecniche colturali) e di trasporto - accorciare la filiera, anche con l impiego diretto di olii vergini a livello aziendale - concertare tra le parti una migliore distribuzione dei margini economici fra i vari protagonisti della filiera

6 Rese medie triennali (in irriguo) con il doppio insilamento di cereali in coltura intercalare fra loro (terreni franchi) Pisa Silo-cereali Prod. Tot. Foraggio (q/ha) t.q. s.s. U.F./ha Protidi (q/ha) Frumento + Mais 87,2 324, ,7 Frumento + Sorgo f ,2 363, , Avena + Mais 814, 293, , Avena + Sorgo f , 331, ,3

7 Produzione potenziale di energia da biomasse EU-25 (Mtep) Fonte EUROSTAT,23

8 Le ricerche condotte negli ultimi venti anni hanno permesso di restringere la scelta delle specie a quelle che, per adattabilità, facilità di gestione e produttività, sono più adatte ai nostri ambienti pedoclimatici: Sorgo Canna comune,, miscanto, panico e cardo Pioppo, (eucalipto,( robinia)

9 Colture erbacee da biomassa: rese medie in diversi areali italiani (t/ha/anno di s.s.) Progetto PRISCA-MiPAAF Sorgo Canna comune Biomassa (t s.s./ha) Biomassa (t s.s./ha) Nord Centro Sud Nord Centro Sud Miscanto Cardo Biomassa (t s.s./ha) Nord Centro Sud Biomassa (t s.s./ha) Nord Centro Sud 9

10 Canna Cardo Miscanto Erbacee poliennali Pisa Canna comune Miscanto Cardo t/ha/anno 6 5 Ceneri % 34,6 27,4 12,7 t s.s./ ha , 2,8 13,9 Resa del Sorgo: : 24 t/ha/anno di s.s.

11 Sorgo da fibra (Sorghum( bicolor) Punti di forza: facile inserimento negli avvicendamenti semplicità delle operazioni colturali ciclo annuale buona produttività (25 28 t/ha di s.s.) Punti di debolezza: qualità della biomassa: alto contenuto in ceneri (5-6%) ed in silice (>3%) della s.s. alta umidità alla raccolta.

12 Canna comune (Arundo( donax) Punti di forza: molto produttiva (34-35 t/ha di s.s.) specie assai longeva (12 14 anni) tipica del nostro paesaggio rurale protegge il terreno dall erosione grande adattabilità (terreni e disponibilità idriche) in ambiente mediterraneo Punti di debolezza: costo elevato all impianto specie assai invasiva biomassa con elevato contenuto in ceneri (5%) e in silice

13 Miscanto (Miscanthus( sinensis) Punti di forza: elevata resa media annua (25 28 t/ha di s.s.) poliennale assai longeva Punti di debolezza: esigente in termini di disponibilità idriche meccanizzazione delle operazioni di trapianto (costo impianto) ripristino del terreno dopo la coltura biomassa caratterizzata da un elevato tenore in silice (< ceneri)

14 Resa in sostanza secca (g m -2 ) Canna comune CGR canna Miscanto CGR Misc Giorni Giuliani Esigenze termiche diverse: Miscanto: 2 C Canna: 25 C Miscanto accumula più biomassa per C Significatività *** Resa in sostanza secca (g m -2 ) CGR (g m -2 d -1 ) Accumulo s.s. nel tempo (g/mq) in condizioni idriche non limitanti in colture al 4 anno Canna comune GDD M iscanto Significatività ***

15 Short Rotation Forestry (S.R.F.) - coltivazione, di specie forestali a rapido accrescimento (pioppi, salici, robinia, ontano, eucalipto, ecc.) - impiantate con elevato grado di fittezza (6.-1. p.te/ha) - ceduate e raccolte con cicli di taglio molto più frequenti (2-3 anni) rispetto alle tradizionali utilizzazioni 15

16 Short Rotation Forestry (S.R.F.) Liv. ALTO Liv.BASSO 25 Aratura a 5 cm 1. p.te ha -1 diserbo chimico pre- impianto + post-emerg. alla fine 1 anno concim. N annua 1 kg ha -1 Discissura a 35-4 cm 8. p.te ha -1 solo diserbo di post emerg. alla fine del 1 anno concim. N annua 5 kg ha -1 Mg ha-1 anno alto input basso input Livello intensificazione 25 Resa media Sesti d impianto 1),5 x 2. m (1. p.te /ha 2),5 x 1,5 m (13.3 p.te /ha) 3),5 x 1 m (2. p.te/ ha) Mg ha-1 anno Densità impianto (piante/ha)

17 8 RESA IN SOSTANZA SECCA (t ha -1 ) Anni T3 T2 T1 SRF di pioppo Pisa RESA TOTALE (ciclo 12 anni) Turno t ha -1 T1 69 T2 165 T3 197 T3 taglio triennale; T2 taglio biennale; T1 taglio annuale.

18 Alcune valutazioni economiche SRF di Pioppo - Pisa T2 (13,8 t/ha*anno) T3 (16,4 t/ha*anno) Costi tecnici ( ha -1 anno -1 ) Costi meccanici ( ha -1 anno -1 ) Costo totale ( ha -1 anno -1 ) Costo di produzione ( t -1 ) PLV ( ha -1 anno -1 ) Reddito Lordo ( ha -1 anno -1 )

19 S.R.F. pioppo t/ha s.s.: 8-17 Facciotto, Bergante, Mareschi, Di Candilo, Bonari, c.d Facciotto, ,5 Minotta, 27 Miscanto t/ha: 1-19 Sortino, Cosentino, 27 Sorgo t/ha: D Agosta,28 Arundo t/ha s.s.: 1-44 Di Candilo, Bonari, c.d. Cardo t/ha: 1-26 Sortino e altri 28 Sorgo t/ha s.s.: Di Candilo, Bonari, c.d. Cardo t/ha s.s.: Bonari, c.d. Miscanto t/ha s.s.: Bonari, c.d. Arundo t/ha s.s.: 1 22 Cosentino,26; 1-38 Cosentino27c; 1-16 Sortino, 28

20 Punti di forza e di debolezza delle principali colture lignocellulosiche a destinazione energetica Criteri Produttività in sostanza secca Sorgo Arundo Miscanto SRF pioppo sostanza secca / Qualità della biomassa biomassa Meccanizzazione Protezione e fertilità del suolo / / / del suolo / / Inserimento negli avvicendamenti avvicendamenti /