Inquadramento normativo potature agricole. Caratteristiche chimico-energetiche (cippato e pellet vite)

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1 Possibilità di impiego dei residui di potatura: progetti e prospettive per la valorizzazione energetica Valter Francescato AIEL S.P. Feletto Treviso - 17 febbraio 2011 SOMMARIO Inquadramento normativo potature agricole Caratteristiche chimico-energetiche (cippato e pellet vite) Combustione, fattori emissione e misure secondarie Esempi applicativi a scala aziendale e consortile Benefici economici e ambientali

2 Novità Dlgs 205/10 mod art. 185 del 152/2006 Le potature agricolo non sono ne rifiuto ne sottoprodotto, basta documento di trasporto biomasse combustibili SOMMARIO Inquadramento normativo potature agricole Caratteristiche chimico-energetiche (cippato e pellet vite) Combustione, fattori emissione e misure secondarie Esempi applicativi a scala aziendale e consortile Benefici economici e ambientali

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4 POTERE CALORIFICO Stato del legno Fresco di taglio Una stagione estiva Più stagioni estive M (%) Potere calorifico 2,0 kwh/kg = 7,2 MJ/kg 3.4 kwh/kg = 12,2 MJ/kg 4,0 kwh/kg = 14,4 MJ/kg ENERGIA PRIMARIA 1 l gasolio = 10 kwh = 1 mc metano 1 l GPL = 6,82 kwh 1 litro di gasolio = 1 mc metano = 2,5-3 3 kg cippato (M 20-30) 1lGPL = 1,5-2 2 kg cippato (M 20 (M 20-30) Qualità cippato di vite

5 Qualità pellet di vite

6 SOMMARIO Inquadramento normativo potature agricole Caratteristiche chimico-energetiche (cippato e pellet vite) Combustione, fattori emissione e misure secondarie Esempi applicativi a scala aziendale e consortile Benefici economici e ambientali

7 TEST DI COMBUSTIONE Caldaia a pellet Griglia mobile orizzontale Direzione del trasporto dei pellet e ceneri: Orizzontale Camera di combustione con rivestimento refrattario Potenza nominale: 15 kw Regolazione della combustione: Sonda Lambda Vari parametri cambiati / ottimizzati Fonte: A. Cristoforetti (Fondazione Mach SM Adige, G. Toscano (CTI) KW

8 Fonte: S. Silvestri e A. Cristoforetti (Fondazione Mach SM Adige, 2011) Fonte: S. Silvestri e A. Cristoforetti (Fondazione Mach SM Adige, 2011)

9 Nomenclatura delle emissioni di polveri dalla combustione delle biomasse [Obernberger, 2004] Aerosol (fini) Partikel < 1 µm Polveri grossolane Partikel > 1 µm Polveri totali Aerosol+polveri gros. 600 dm/dlog(dp) [mg/nm³] ,01 0,10 1,00 10,00 100, ,00 xm [µm ae.d.] MISURE SECONDARIE AEROSOL < 1 µm NO EFFETTO < 10 mg/nm3 < 1 mg/nm3

10 MISURE SECONDARIE Filtro a maniche in acciaio per caldaie >100 kwt prodotto da Il costo del filtro per applicazioni fino a 150 kwt è di ca e garantisce un fattore di emissione di particolato <10 mg/nm 3. Aerosol: 0,4-0,7 mg/nm 3 Full-scale mesurements Sjaak van Loo and Jaap Koppejan, 2008 In Svizzera sono state compiute delle ricerche per confrontare il livello di tossicità delle polveri prodotte da una moderna caldaia automatica (100 kw) a cippato, tre tipi di stufe a legna e un auto Diesel Euro III [9, 10]. Sono stati quindi quantificati i differenti effetti di citotossicità del particolato durante prove in vitro condotte sulle cellule polmonari V79 del criceto cinese. [Nussbaumer und Klippel, 2005 Verenum Switzerland]

11 1. MODERNA CALDAIA AUTOMATICA:elevata qualità della combustione e di conseguenza un basso livello d incombusti carboniosi e di fuliggine. Il particolato consiste principalmente di sostanze inorganiche, ovvero Sali minerali (KCl, K2SO4, CaCO3, e CaCO). La tossicità di questo particolato inorganico è risultata 5 volte inferiore alla fuliggine dell auto diesel, che è composta invece di materiale carbonioso incombusto con una bassa frazione inorganica di ceneri stufa a legna tecnologicamente avanzata, con combustione a due stadi ed immissione forzata d aria secondaria per l ossidazione dei gas combustibili del legno, le emissioni si mantengono molto basse e, nella fase di funzionamento ad alta temperatura, presentano una composizione chimica molto simile al particolato inorganico delle caldaie automatiche. -stufa a legna tradizionale a funzionamento normale risulta una tossicità del particolato paragonabile a quella della fuliggine del Diesel. - stufa tradizionale non funzionante correttamente (combustione incompleta) ha una tossicità circa 10 volte più alta rispetto alla fuliggine del Diesel. Se confrontata con il particolato inorganico, la tossicità è perciò circa 100 volte più alta. Results PM 1 -emissions divided into their chemical compounds (Brunner, 2011) PM1 [mg/mj] EC POM ohter oxides heavy metal oxides alkali carbonates alkali chlorine alkali sulfates 0 PE-m WC-m LW-m TST-m ST-m ST-o LW-o Explanations: the OC concentrations were multiplied by 1.4 to obtain particulate organic matter (POM); PE-m modern pellet boiler; WC-m modern wood chip boiler; LW-m modern logwood boiler; TST-m modern tiled stove; ST-m modern stove; ST-o old stove; LW-o old logwood boiler

12 SOMMARIO Inquadramento normativo potature agricole Caratteristiche chimico-energetiche (cippato e pellet vite) Combustione, fattori emissione e misure secondarie Esempi applicativi a scala aziendale e consortile Benefici economici e ambientali Agriturismo CALRONCHE - Crevada di Refrontolo (TV) Caldaia 180 kw cippato vite Rete telerisc. 100 m; silo 5x5x3m (75 m 3 ) Puffer litri; 3 sottostaz 25 kw Volume riscaldato ca (in costruz.) m 3 Sost. GPL /anno (2.000 m 3 ) Consumo cip vite luglio-dic09 20 t (M20) 14 ha vigneto 20 t M20 + 4,5 ha bosco (15 t/anno) Investimento tot (- contr. PSR 45%)

13 Agriturismo CALRONCHE Crevada di Refrontolo (TV) CONVENIENZA DELL INVESTIMENTO Investimento: (contr. PSR 45%) Costo precedente (GPL): /a + ampliamento = ca /a Costo cippato autoprodotto ca. 50 /t (M30) Consumo: 90 t/a 200 MWh/a costo /a (90/2 = 45 ha vigneto) Risparmio cippato vs GPL ca /a Ammortamento semplice: ( )/ = 5,5 anni Tuttavia: opere edili vita utile ca. 100 anni, rete 50 anni

14 Effetto sulla qualità dell aria Fattore emissione (cielo aperto): mg/mj 0,42 kg/mwh Fattore emissione caldaia cippato: 80 mg/mj 0,02 kg/mwh (Filtro maniche < 1mg) Mancata emissione di polvere (200 MWh): 83,4-4,4 = 79 kg/anno Effetto sulla mancata emissione CO 2 CER cippato: 8,6% CER GPL: 15% kgco2/mwh cippato: 21,13 kgco2/mwh GPL: 272,51 kgco2/mwh netti: 272,51 21,13 = 251,4 x 200 MWh = 50,3 t/a = t/20 anni Auto km/a 3,5 t CO2 Impianto compensa annulmente: CO 2 emessa da 14 auto che percorrono km! 60 kw l puffer mq + uffici Az. Agr. Rusalen Franco Motta Livenza (TV) 9 ha vigneto

15 CONVENIENZA DELL INVESTIMENTO Investimento: (detraz. fisc. 55%) Costo precedente (gasolio + legna): amento = /a (30 t legna l gasolio) Costo cippato ca. 80 /t (M30) x 20t/a = /a (20/2 = 10 ha vigneto) Risparmio cippato vs (gasolio+legna) ca /a Ammortamento semplice: ( )/5.400 = 4 anni Tuttavia: opere edili vita utile ca. 100 anni, rete 50 anni CENTRALE TERMOFRIGORIFERA: CANTINA COOPERATIVA Caso studio: 250 soci, ha vigneto Diagnosi energetica ET: gasolio /a (risc. Uffici, vapore per sterilizz. e lavaggi) EE: gr. frigo kwf /a

16 INTERVENTO PROPOSTO: CENTRALE TERMOFRIGORIFERA Caldaia a cippato di vite 500 kwt + assorbitore 280 kwf ET: Sostituzione di tutto il gasolio da risc. + 40% gasolio agricolo EE: sostituzione del 33% carico EE Consumo cippato calcolato: 550 t/a (M30) Vigneti in zona: 1,2-1,4 t/ha/a 430 ha/a (35% sup cantina ha)

17 Costi annui Cippato (550 t x 40 /t) Manutenzione ordinaria e straordinaria Energia elettrica Totale Investimento iniziale Rateo finanziamento decennale (saggio di interesse r=0,05) Mancati costi (benefici) Energia elettrica (-33%) Gasolio da riscaldamento (-100%) Gasolio agricolo (-40%) Totale

18 Grazie per l attenzione! l Per saperne di più francescato.aiel@cia.it Tel