Lo stato dell arte della bioenergia in Italia

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1 Lo stato dell arte della bioenergia in Italia Vito Pignatelli Workshop Biomasse e territorio: esperienze made in Italy per i nuovi mercati internazionali Bologna - 12 novembre 2014

2 Presentazione ITABIA ITABIA - Italian Biomass Association, è un associazione indipendente e senza fini di lucro che opera dal 1985 per aggregare esperienze, promuovere ricerca e sviluppo, orientare e supportare la programmazione, assistere la nascita di iniziative territoriali nel settore della bioenergia ITABIA mira a promuovere lo sviluppo della produzione, del recupero, del riciclo, della trasformazione e dell'utilizzo produttivo delle biomasse ITABIA è fortemente impegnata nella definizione di metodologie mirate a massimizzare le ricadute positive sull ambiente e la società derivanti dalla valorizzazione delle biomasse 2

3 Consumo interno lordo di energia per fonte in Italia: confronto Fonti rinnovabili 6,83% Gas naturale 36,01% Elettricità importata 5,46% Combustibili solidi 8,60% Idrocarburi liquidi 43,10% Fonti rinnovabili 18,00% Gas naturale 33,55% Elettricità importata 5,42% Combustibili solidi 8,55% Idrocarburi liquidi 34,48% Consumo interno lordo di energia primaria: 197,8 Mtep Consumo interno lordo di energia primaria: 171 Mtep Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico - Bilancio di Sintesi dell Energia in Italia, dati preliminari, maggio 2014 / ENEA - Rapporto Energia e Ambiente

4 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia in Italia nel 2012 (%) Mtep % sui consumi finali di energia % sui consumi del settore Produzione di energia da FER nel settore elettrico Consumi di energia da RES per riscaldamento e raffrescamento Consumi di biocarburanti nel settore dei trasporti 8,0 6,5 27,4 7,4 6,0 12,8 1,4 1,1 Consumi finali totali di energia da FER 16,8 13,5 Consumi finali totali di energia 124,1 100 Consumi di energia da FER nel settore dei trasporti ai fini dell obiettivo 10% del PAN 1,9 5,8 Fonte: GSE,

5 L importanza della bioenergia La bioenergia è una fonte rinnovabile continua e programmabile, che può contare su una pluralità di materie prime (biomasse residuali e/o da colture dedicate) e sulla disponibilità di tecnologie mature e affidabili: - calore da biomasse solide - elettricità da biomasse, biogas e bioliquidi - biocarburanti da colture dedicate 5

6 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia in Italia nel 2012 (%) Bioenergia 13,2% Solare 20,2% Produzione di elettricità Idroelettrica 47,3% Eolica 13,3% Pompe di calore 35,4% Geotermica 6,0% Elaborazione su dati GSE, 2014 Bioenergia 60,7% Consumi di energia termica per riscaldamento e raffrescamento Solare termico 2,1% Geotermia 1,8% 6

7 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia elettrica in Italia Bioenergia 13,2% Produzione / consumi di elettricità nel 2012 Solare 20,2% Eolica 13,3% Idroelettrica 47,3% Solare 11% Bioenergia 19% Idroelettrica 43% Geotermica 6,0% Elaborazione su dati GSE, 2014 Eolica 20% Geotermica 7% Produzione / consumi di elettricità previsti dal PAN per il

8 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia termica in Italia Pompe di calore 35,4% Bioenergia 60,7% Consumi di energia termica per riscaldamento e raffrescamento nel 2012 Solare termico 2,1% Geotermia 1,8% Pompe di calore 28% Consumi di energia termica per riscaldamento e raffrescamento previsti dal PAN per il 2020 Geotermia 3% Elaborazione su dati GSE, 2014 Bioenergia 54% Solare 15% 8

9 Bioenergia e territorio La bioenergia è, tra le FER, quella più strettamente legata al territorio, inteso in senso sia fisico, sia socio-economico. Essa concorre, infatti, alla protezione dell ambiente naturale attraverso il recupero e la valorizzazione di scarti e residui e può facilitare il recupero/ ripristino di terreni marginali e/o degradati con l introduzione di colture destinate alla produzione di energia e agire da volano per una corretta gestione del patrimonio boschivo 9

10 Tipologie di biomasse solide per usi energetici Materiale vegetale prodotto da coltivazioni dedicate Materiale vegetale proveniente dal trattamento esclusivamente meccanico di coltivazioni agricole non dedicate Materiale vegetale prodotto da interventi selvicolturali, da manutenzione forestale e da potatura Materiale vegetale prodotto da trattamento esclusivamente meccanico di legno vergine (cortecce, segatura, trucioli, chips) Fonte: D.M. 152/2006 Allegato X, parte II, sez. 4 10

11 Consumo % di biomasse legnose in Italia per categorie di apparecchi/impianti (2013) % 83 Consumo di combustibili legnosi nel 2013: 27,3 Mt Apparecchi domestici Caldaie domestiche Caldaie civili-industriali Caldaie industriali Teleriscaldamenti Centrali EE e CHP Legna da ardere Pellet Cippato 9 Fonte: AIEL,

12 Costo dell energia primaria in Italia in /MWh al consumatore finale (gennaio 2014) GPL (domestico, sfuso) 255 Gasolio da riscaldamento 148 Gasolio agricolo e per serre 111 Metano (domestico) 83 Pellet in sacchi (15 kg) 63 Pellet in autobotte Legna da ardere sfusa M20 Cippato M Pellet in sacchi: consegna entro 30 km Pellet in autobotte: consegna entro 80 km Legna da ardere M20: consegna entro 20 km Cippato M35: consegna entro 20 km Fonte: Agriforenergy, maggio

13 Cogenerazione di elettricità e calore da vinacce esauste (Distilleria Villapana SpA, Faenza) Vinacce esauste residuo della distillazione (40-60% umidità) 5 t/h Vapore surriscaldato 13 t/h Centrale termica a biomasse da 11,7 MW termici Sistema di combustione a griglia mobile ottimizzato per la combustione di vinacce Produzione di vapore surriscaldato per alimentazione turbina 1,3 MWh elettrici 7 MWh termici come vapore saturo di processo per la distilleria Rendimento globale: 70,5% Turbina a vapore in contropressione 13

14 Impianto di cogenerazione a biomasse di Calenzano della Biogenera s.r.l. Ciclo termico Bruciatore a griglia mobile di potenzialità in ingresso di 5,9 MW Caldaia a recupero ad olio diatermico da 4,5 MW Economizzatore sul circuito olio per un ulteriore recupero di calore Produzione di energia elettrica Turbogeneratore ORC a ciclo Rankine con fluido organico con una potenza di circa 790 kwe 14

15 Biomasse legnose per il riscaldamento collettivo Impianti di teleriscaldamento Fornitura di energia a molte utenze, domestiche e commerciali Potenze da 300 kw fino a 10 MW Efficienza: 85-90% Rete di teleriscaldamento per la distribuzione dell energia Biocombustibili impiegati: cippato e pellet Convenienza economica per centri abitati situati nelle aree climatiche E ed F Effetti positivi sulla qualità dell aria con la sostituzione di un gran numero di stufe, camini ecc., poco efficienti e privi di sistemi di filtraggio dei fumi Centrale di teleriscaldamento da 12 MWt di S. Caterina Valfurva (SO) 15

16 Centrale di teleriscaldamento cogenerativa di Tirano (SO) La centrale di teleriscaldamento cogenerativa (CHP) fornisce alla città di Tirano calore ed elettricità Due bruciatori a biomassa a griglia mobile da 6 MWt ciascuno Caldaia ad olio diatermico da 8 MW Bruciatore ad olio combustibile da 6 MW con funzione di riserva per coprire richieste di picco Turbogeneratore ORC a ciclo Rankine con potenza elettrica nominale di 1,1 MWe Efficienza di conversione complessiva: circa 89 % Produzione netta di elettricità: 10,08 GWh/anno ( ) Energia termica venduta: MWh/anno ( ) 16

17 Quantitativi e provenienza della legna negli impianti di teleriscaldamento della Valtellina Provenienza legna Anno Anno Anno t % t % t % Bosco 4.404,5 10, ,6 22, ,9 51,7 Segherie ,1 82, ,4 51, ,1 28,1 Potature 421,4 1,0 295,6 0,7 209,9 0,4 Colture Medium Rotation 2.615,1 6, ,9 25, ,7 19,5 Pula - cortecce 171,9 0,4 203,4 0,5 110,0 0,2 TOTALE ,0 100, ,9 100, ,6 100,0 Fonte: FIPER, 2013 Centrale di teleriscaldamento cogenerativa di Tirano (SO) 17

18 La filiera biogas nel comparto agro-zootecnico Allevamenti zootecnici Reflui zootecnici Colture dedicate Scarti agroalimentari Aspetti rilevanti Temporali Spaziali Tecnologici Normativi Raccolta e trasporto Raccolta, trinciatura e trasporto Digestione anaerobica Trasporto e stoccaggio Fanghi stabilizzati Biometano Upgrading Biogas Recupero, trasporto e spandimento Cogenerazione Terreno agricolo Elettricità Calore 18

19 Il biogas nel comparto agro-zootecnico: pregi e limiti Materie prime diffuse e abbondanti Opzione praticabile per aziende agricole medio-piccole Molteplici opzioni energetiche e disponibilità di tecnologie affidabili Dispersione delle materie prime sul territorio Grandi volumi, limitato valore energetico Alcune materie prime stagionali, altre continue Destinazione del digestato Onerosità impiantistica per l azienda Disponibilità limitata di statistiche ed informazioni 19

20 Impianti di biogas nel settore agro-zootecnico in Italia dal 2007 al Numero di impianti Potenza elettrica installata (MWh) Potenza media impianti (kwe) Aprile 2007 Marzo 2010 Maggio 2011 Dicembre 2012 Fonte: CRPA,

21 Esempi di "Best practices" di impianti di biogas nel settore agro-zootecnico Alcuni impianti a biogas nel settore agro-zootecnico sono stati selezionati come esempi di "best practices" nell ambito del progetto biomasse ENAMA - MiPAAF Caso studio Pieve Ecoenergia s.c.a. (CR) - Lombardia Soc. Agricola Agri Floor (VI) Veneto Azienda Agricola Mengoli Rino, Mauro e Gianni S.S. (BO) - Emilia Romagna Azienda Agricola Pascotto Rina S.S. (VE) Veneto Tecnologia Cogenerazione Teleriscaldamento Mini rete di teleriscaldamento (210 m) Start up Potenza elettrica kwe Potenza termica kwt kwe - Cogenerazione kwe 50 kwt Cogenerazione kwe kwt Alimentazione Insilato di mais (70%) Reflui zootecnici (30%) Insilato di sorgo zuccherino (60%) Reflui zootecnici (40%) Reflui zootecnici (1/3) Insilati di mais, sorgo e triticale (1/3) Residui agricoli (1/3) Pollina Insilato di mais Origine della biomassa Terreni aziendali(99%) Allevamento aziendale(100%) Terreni aziendali (100%) Allevamento aziendale(100%) Terreni aziendali (75%) Raggio di 15 km (15%) Allevamento aziendale (100%) Terreni aziendali (100%) 21

22 La sfida della sostenibilità Una strategia complessiva per migliorare i bilanci energetici e ridurre le emissioni di GHG: Minimizzare le distanze e ottimizzare l uso dei sistemi di trasporto Convertire le biomasse in energia e/o biocombustibili con processi ad elevata efficienza, utilizzando preferenzialmente scarti, residui e rifiuti (e, nel caso di colture dedicate, l intera pianta) Controllare e ridurre le emissioni dovute alla raccolta della biomassa forestale (taglio, esbosco, cippatura ecc.) o alle pratiche colturali (lavorazione del suolo, consumi macchine agricole, fertilizzanti e pesticidi) nel caso di biomasse di origine agricola 22

23 Il patrimonio forestale italiano Il patrimonio forestale dell Italia copre complessivamente circa 11 milioni di ettari, pari al 36,2% dell intera superficie nazionale (rapporto FAO 2010 sullo stato delle risorse forestali mondiali) La superficie forestale nazionale è raddoppiata in 50 anni: 5,5 milioni di ettari nel ,4 milioni di ettari nel 2000 L aumento della superficie boscata registrato nell'ultimo secolo nel nostro Paese è principalmente dovuto alla ricolonizzazione spontanea di terre agricole e pascolive abbandonate Fonte: MiPAAF, Piano Foresta - Legno

24 La Superficie Agricola Utilizzata in Italia Tra il 1971 e il 2010 la SAU si è ridotta di 5 milioni di ettari (da quasi 18 milioni di ettari a poco meno di 13), una superficie equivalente a Lombardia, Liguria ed Emilia Romagna messe insieme x Totale ha SAU Fonte: MiPAAF - Costruire il futuro: difendere l agricoltura dalla cementificazione,

25 Le cause dell abbandono Il reddito netto dell agricoltore, su 100 di spesa per ottenere prodotti agricoli freschi, è circa 1,8! 2% Remunerazione trade Operatori indiretti (servizi) 8% 21% 35% Imposte Import prodotti Costi agricoltore Reddito netto agricoltore 9% 25% Fonte: Agrosserva (Osservatorio ISMEA - Unioncamere),

26 Le colture energetiche in Italia Stima delle superfici agricole utilizzate in Italia per la produzione di colture energetiche (2011) Coltura Superfici a colture energetiche (ha) Superficie totale Pioppo Colture oleaginose di cui: Girasole Soia Colza Colture per biogas (mais, sorgo, triticale, barbabietola) Canna comune per bioetanolo Fonte: Progetto Biomasse ENAMA - MiPAAF, 2012 Rispetto alla cementificazione e all abbandono del territorio, le colture dedicate per la produzione di bioenergia incidono in modo estremamente limitato sul ʺconsumoʺ di suolo agricolo, in quanto utilizzano oggi l 1% circa della SAU 26

27 Le colture energetiche nella legislazione italiana Biomasse da filiera che danno diritto ad una premialità aggiuntiva se utilizzate per la produzione di energia rinnovabile in impianti di potenza compresa fra 1 e 5 MWe Specie erbacee annuali Specie erbacee poliennali Specie arboree Canapa da fibra Canapa del Bengala Chenopodio Erba medica Facelia Kenaf Loiessa Rapa invernale Ricino Senape abissina Sorgo Tabacco Trifoglio Cactus Canna comune Canna d Egitto Cannuccia di palude Cardo Cardo mariano Disa o saracchio Ginestra Igniscum Miscanto Panìco Penniseto Saggina spagnola Sulla Topinambur Vetiver Acacia Eucalipto Olmo siberiano Ontano Paulonia Pioppo Platano Robinia Salice Fonte: Decreto ministeriale MSE del 6 luglio 2012: Incentivi per l energia elettrica da fonti rinnovabili - Tabella 1-B 27

28 Bonifica di siti contaminati: il ruolo degli agricoltori Gli agricoltori potrebbero avere un ruolo centrale nella bonifica di specifiche realtà del loro stesso territorio, coltivando specie in grado di produrre contestualmente reddito e benefici per la qualità del suolo Ad esempio: - Colture da fibra (canapa, ginestra, ecc.) - Colture energetiche (pioppo, salice, canna, sorgo, miscanthus, topinambur ecc.) 28

29 Consumi di carburanti in Italia nel x t Benzina (+etanolo) Gasolio (+biodiesel) GPL Carboturbo (Jet fuel) Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico,

30 Consumi di biocarburanti e altre FER nel settore dei trasporti in Italia (ktep) Bioetanolo / bio-etbe - di cui da biomasse no-food - di cui importati Biodiesel - di cui da biomasse no-food - di cui importati Elettricità da FER - di cui per trasporto su strada Totale Totale con i fattori moltiplicativi % FER sui consumi finali 3,69 4,58 4,69 5,84 Quota obbligatoria prevista 3 3,5 4 4,5 Fonte: Ministero dello Sviluppo Economico,

31 Produzione e immissione al consumo di biodiesel in Italia. Anni t Produzione Immissione al consumo Elaborazione su dati Assocostieri - Unione Produttori Biocarburanti,

32 Produzione e immissione al consumo di biodiesel in Italia. Anni t Il biodiesel in Italia nel Produzione Numero di impianti in esercizio 12 Immissione al consumo Capacità produttiva (t/anno) Produzione (t) Utilizzo capacità produttiva 12,5 % Esportazioni (t) Importazioni (t) Consumi totali (t) Import sui consumi totali 81,3 % Elaborazione su dati Assocostieri - Unione Produttori Biocarburanti,

33 Il futuro dei biocarburanti: la sfida della sostenibilità Biocarburanti - Riduzione minima emissioni GHG All entrata in vigore della Direttiva (*) 2017 Nuovi impianti entrati in funzione dopo il 1 gennaio 2017 (**) 35% 50% 60% (*) dal 1 aprile 2013 per impianti in attività il 23 gennaio 2008 (**) dal 1 gennaio 2018 Biocarburanti e bioliquidi non devono essere prodotti su terreni ad alto livello di biodiversità. Nel calcolo delle emissioni di gas ad effetto serra (GHG) saranno considerate anche le emissioni causate dal cambiamento dell uso del suolo Fonte: Direttiva 2009/28/CE 33

34 Consumi di biocarburanti e altre FER nel settore dei trasporti in Italia (ktep) Bioetanolo / bio-etbe - di cui da biomasse no-food - di cui importati Biodiesel - di cui da biomasse no-food - di cui importati Elettricità da FER - di cui per trasporto su strada Totale Totale con i fattori moltiplicativi % FER sui consumi finali 3,69 4,58 4,69 5,84 Quota obbligatoria prevista 3 3,5 4 4,5 Fonte: Ministero dello Sviluppo Economico,

35 Riduzione delle emissioni di GHG per alcune filiere di produzione di biocarburanti % Etanolo da barbabietola da zucchero Etanolo da mais UE Etanolo da canna da zucchero Biodiesel da soia Biodiesel da colza Biodiesel da rifiuti Biometano da FORSU Biometano da letame asciutto Elaborazione da Direttiva 2009/28/CE, Allegato V 35

36 Consumi percentuali dei diversi biocarburanti nei Paesi dell Unione Europea. Anno 2013 ktep Elaborazione su dati EurObserv ER - Biofuels Barometer

37 Consumi percentuali dei diversi biocarburanti nei Paesi dell Unione Europea. Anno 2013 ktep Olio vegetale 0,20% Biometano 0,89% Bioetanolo ,95% Biodiesel 78,96% Elaborazione su dati EurObserv ER - Biofuels Barometer

38 Una nuova tecnologia italiana per la produzione di etanolo da biomasse lignocellulosiche Il Progetto BIOLYFE: Obiettivo finale del progetto è la produzione di etanolo di seconda generazione da colture dedicate a livello di impianto dimostrativo pre-industriale, utilizzando la tecnologia PRO.E.SA., sviluppata dalla Società Chemtex Colture in esame: Sorgo da fibra Miscanto Canna comune Panìco Distributore di E85 a Tortona (AL), 2012 Impianto dimostrativo della capacità produttiva di t/anno di etanolo Target: 0,25 g di etanolo per 1 g di biomassa (s.s.), con un costo finale del prodotto < 0,5 euro/litro 38

39 Il Piano di Settore per le bioenergie Necessità di guidare il processo in atto di crescita complessiva della bioenergia in Italia, evitando il rischio di possibili distorsioni che potrebbero influire negativamente su un comparto vitale e dalle grandi potenzialità per la salvaguardia del territorio e la decarbonizzazione dell economia del futuro Dal mese di agosto di quest anno, grazie alla volontà e all impegno del Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali, l Italia dispone finalmente di uno specifico Piano di Settore per le filiere della bioenergia Il Piano, approvato dalla Conferenza Stato Regioni, è un documento volutamente sintetico (circa quaranta pagine più altre trenta in sei appendici), che definisce una strategia complessiva e individua priorità di intervento e strumenti operativi per orientare il futuro sviluppo delle fonti rinnovabili in considerazione del ruolo che l agricoltura deve giocare nel settore consolidato e al contempo innovativo delle cosiddette agroenergie 39

40 Il Piano di Settore per le bioenergie e la SEN La Strategia Energetica Nazionale (approvata nell aprile 2013) costituisce oggi il principale riferimento per le politiche nazionali nel medio-lungo periodo, contemplando anche, ma in modo riduttivo, l adozione di misure che valorizzino il ricorso alle fonti di origine agricola e forestale Per questo motivo, il Piano di Settore per bioenergie, facendo riferimento ad un approfondita analisi SWOT delle diverse filiere produttive (biomasse solide, biogas-biometano, biocarburanti-bioliquidi e chimica verde), è stato sviluppato anche nell ottica di integrare le priorità d azione e gli interventi previsti dalla SEN Anche la Chimica Verde - uno degli asset principali della bioeconomia - è stata inserita nel Piano, per costruire finalmente una strategia adeguata ad un settore che vede l Italia tra i Paesi leader a livello mondiale. A tal fine è stato deciso di istituire (si attende il decreto), un Tavolo interministeriale specifico, con capofila il MiPAAF, che ne definisca le linee guida 40

41 Le azioni prioritarie del Piano di Settore per le Bioenergie Le azioni individuate dal Piano come prioritarie sono: Ricerca e innovazione nel comparto delle bioenergie per l intera filiera Piano di formazione/informazione a livello nazionale in collaborazione con le Regioni Efficienza energetica Sviluppo sostenibile delle energie rinnovabili Le altre FER oltre la bioenergia Sviluppo delle infrastrutture locali Sviluppo del biometano Produzione sostenibile di biocarburanti da filiere nazionali Le Bioraffinerie Modernizzazione del sistema di governance Per ciascuna delle azioni indicate, il Piano individua alcuni interventi prioritari attraverso i quali costruire un sistema efficiente, articolato e integrato di attività che si traducano in azioni concrete ed efficaci 41

42 Considerazioni conclusive Il Piano di settore costituisce un primo, importante passo per uno sviluppo equilibrato delle bioenergie in Italia in quanto: Si è iniziato a parlare di bioenergie in un ottica di opportunità per l agricoltura e per il Paese e non solo di un occupazione nefasta di suolo agricolo obbligatoriamente destinato alla produzione di alimenti Si sottolinea l importanza di intraprendere un percorso di informazione e formazione sia per gli operatori che per i funzionari pubblici impegnati nella difficile gestione della governance sui territori Si osserva la volontà politica di sviluppare e promuovere le bioraffinerie, favorendo la collaborazione tra tutte le Amministrazioni competenti per la definizione di una normativa idonea allo sviluppo del settore, che favorisca la produzione e il consumo di bioprodotti sostenibili anche attraverso la ricerca scientifica e l innovazione tecnologica Il Piano di Settore per le Bioenergie e i relativi allegati sono consultabili sul sito del MiPAAF alla pagina: 42

43 Grazie per l attenzione Dr. Vito Pignatelli ITABIA - Italian Biomass Association Via Venafro, Roma Tel Fax itabia@mclink.it 43