BIOCHAR: VALORIZZAZIONE ENERGETICA DEI SOTTOPRODOTTI AGRO-FORESTALI NELLA PROVINCIA DI VITERBO

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1 BIOCHAR: VALORIZZAZIONE ENERGETICA DEI SOTTOPRODOTTI AGRO-FORESTALI NELLA PROVINCIA DI VITERBO Prof. Andrea Colantoni Giornata dimostrativa nell ambito del Progetto Mis. 124 PSR domanda n : Il biochar prodotto da residui di potatura di olivo e nocciolo utilizzabili nel settore ortoflorovivaistico per la produzione di energia e per il miglioramento dello stato nutrizionale e fitosanitario delle piante

2 Il Dipartimento di scienze e tecnologie per l Agricoltura, le Foreste, la Natura e l Energia (DAFNE) Agriculture Forestry Nature Energy

3 SALUBRITA E QUALITA DELLE PRODUZIONI AGRICOLE PROGETTAZIONE E SVILUPPO DI NANOTECNOLOGIE PER L AGRICOLTURA E LA SALUTE GESTIONE SOSTENIBILE E VALORIZZAZIONE DELLE RISORSE AMBIENTALI E DEL TERRITORIO APPROCCI CLASSICI E BIOTECNOLOGICI PER IL MIGLIORAMENTO GENETICO VEGETALE E ANIMALE ANALISI, CONSERVAZIONE E RESTAURO DELLA BIODIVERSITÀ E DELLE RISORSE NATURALI INNOVAZIONI DELLE TECNOLOGIE PER I SISTEMI AGRARI E FORESTALI

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7 L obiettivo della presente proposta progettuale consiste nello studio di una filiera per la valorizzazione dei residui di potatura dell olivo e nocciolo nella Provincia di Viterbo attraverso la loro trasformazione in biochar, da utilizzare nel settore vivaistico per migliorare la qualità (da un punto di vista nutrizionale e fitosanitario) delle piante coltivate in serra. La proposta progettuale è sviluppata come uno studio di fattibilità per acquisire indicazioni dettagliate su tutte le fasi del progetto, dall approvvigionamento dei residui di potatura alla stima dell energia termica ottenibile all impiego di biochar per la produzione di piantine in vivaio. I risultati attesi rientrano in una tematica di sostenibilità ambientale riferita al settore agroforestale, con ricadute positive e benefici per le aziende olivicole, corilicole e vivaistiche, da un punto di vista economico (riduzione di costi per lo smaltimento dei residui di potatura, per l acquisto di agrofarmaci e concimi), ed in termini qualità delle produzioni vivaistiche (riduzione dell uso e dei residui di agrofarmaci).

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9 Rimozione e smaltimento I residui della potatura vengono andanati al centro dell interfila e rimossi con una forca agganciata al sollevatore del trattore

10 NOCCIOLO Viterbo è la più importante area di produzione corilicola del Lazio, con circa ha coltivati che ogni anno forniscono residui attraverso la potatura, che rappresentano una potenziale fonte di energia Art. 255 c. 1 del D.Lgs. 152/ Abbandono di rifiuti Art. 256 c. 1 del D.Lgs. 152/ Attività di gestione di rifiuti non autorizzata Art. 256 bis c. 1 del D.Lgs 152/ Combustione illecita di rifiuti (introdotto dal D.L. 136/2013, c.d. Terra dei fuochi )

11 NOCCIOLO Viterbo è la più importante area di produzione corilicola del Lazio, con circa ha coltivati che ogni anno forniscono residui attraverso la potatura, che rappresentano una potenziale fonte di energia Art. 255 c. 1 del D.Lgs. 152/ Abbandono di rifiuti ma dall anno scorso Art. 256 c. 1 del D.Lgs. 152/ Attività di gestione di rifiuti non autorizzata Art 14 del Decreto Legge 24 giugno 2014, n esclude dalle sanzioni riguardanti la gestione e la combustione illecita di rifiuti tutte quelle attività di combustione in loco di materiale agricolo e forestale derivante da sfalci, potature o ripuliture di terreni, orti e giardini - Art. 256 bis c. 1 del D.Lgs 152/ Combustione illecita di rifiuti (introdotto dal D.L. 136/2013, c.d. Terra dei fuochi )

12 OLIVO A quelli del nocciolo vanno aggiunti i residui derivanti dalla potatura dell olivo; nella provincia di Viterbo questa coltura occupa una superficie di circa ha

13 AZIONE 1 Determinazione delle biomasse ritrabili dalle colture di nocciolo e olivo presso le aziende agricole AZIONE 2 Raccolta, pretrattamento e trasporto delle potature di olivo e nocciolo al centro di trasformazione AZIONE 3 Trasformazione delle potature di olivo e nocciolo in pellet AZIONE 4 Produzione di biochar da pellet di olivo e nocciolo e stima dell energia termica ottenibile AZIONE 5 Miscelazione del biochar con terriccio e batteri. AZIONE 6 Semina e verifica dell efficacia del biochar AZIONE 7 Elaborazione dei risultati e stesura della relazione finale AZIONE 8 Organizzazione di un convegno finale e realizzazione di un sito WEB

14 AZIONE 1 stima della biomassa ritraibile dalla potatura del nocciolo, considerando variabili quali l'età delle piante, il numero di piante per ettaro ed il contenuto idrico del materiale; caratterizzazione chimica fisica ed energetica della biomassa raccolta

15 impianto impianto lotto impianto impianto lotto lotto cliente lotto cliente lotto cliente cliente campionatore campionatore cliente campionatore campionat Nome e cognome Cellulare.. Piano di campionamento (UNI EN 14778/2011) campionatore . Telefono.. Piano di campionamento e certificato di campionamento (UNI EN 14778) Piano di campionamento e certificato di campionamento (UNI EN 14778) Indirizzo Riferimento N.... Fax Data e ora. Riferimento N.. Data e ora Nome e cognome Cellulare.. Nome e cognome.. Cellulare. Piano di campionamento e certificato di campionamento (UNI EN 14778) Nome e cognome Piano di campionamento e certificato di campionamento Cellulare (UNI EN 14778).. Riferimento N... Data Telefono e ora.. Nome azienda. Telefono / fax. . Telefono.. Riferimento N. Nome e cognome. Data Cellulare e ora.. Indirizzo.. Fax. . Telefono Indirizzo. .. Nome Indirizzo e cognome.. Cellulare Fax.. Indirizzo.. Fax. cliente Nome e cognome.. Cellulare. . Telefono.. Nome e cognome.. Cellulare Coordinate GPS del lotto. Superficie campionata. (ha). Nome e cognome.. Cellulare. Nome azienda. / fax Nome azienda. Telefono / fax.. Indirizzo.. Fax Superficie totale (ha) Tipo di campione raccolto.. Nome azienda Indirizzo.. Telefono / fax. Indirizzo. Condizioni meteorologiche. varietà.. Coordinate GPS del lotto. Superficie campionata (ha) Nome Indirizzo e cognome.. Cellulare .. lotto impianto Superficie totale (ha) Tipo di campione raccolto Coordinate GPS del lotto. Superficie campionata.. (ha). Nome azienda. Telefono / fax Tipologia di potatura.. Età (anni).. Condizioni meteorologiche. varietà Coordinate GPS del lotto. Superficie campionata.. (ha). Superficie totale (ha) Tipo di campione raccolto.. Indirizzo Attuale utilizzo della. .. Irriguo biomassa Tipologia di potatura.. Età (anni) Superficie totale (ha) Tipo di campione raccolto.... Condizioni meteorologiche. varietà.. Produzione/anno/ha Attuale utilizzo della biomassa.. Irriguo Resa sgusciato (%). Condizioni meteorologiche. varietà.. Coordinate GPS del lotto. Superficie campionata (ha). Produzione/anno/ha Resa sgusciato (%) Distanza media sulla fila... Sesto d'impianto (m).. Tipologia (m) di potatura.. Età (anni).. Superficie totale (ha) Tipo di campione raccolto.. Distanza media sulla fila (m).. Sesto d'impianto (m).. Tipologia di potatura.. Età (anni).. Attuale Distanza utilizzo tra le file della (m). N piante\ha.. Irriguo Distanza tra le file (m). N piante\ha Condizioni biomassa meteorologiche. varietà.. Attuale utilizzo della.. Irriguo biomassa Produzione/anno/ha Resa sgusciato (%). Produzione/anno/ha Resa sgusciato (%). Tipologia Distanza di media potatura sulla fila.. Età (anni).... Sesto d'impianto (m).. (m) Attuale Distanza utilizzo media della sulla fila..

16 Descrizione del metodo di campionamento - Pesatura delle potature - Sono state individuate 6 aree di saggio per ogni ettaro indagato. All interno di ciascuna area di saggio sono state considerate 4 piante. Le ramaglie raccolte all interno della superficie di campionamento sono state disposte in fascine e pesate con l ausilio di un dinamometro

17 Caratterizzazione della biomassa - Determinazione dell umidità - Per la determinazione dell umidità del campione pervenuto in laboratorio si è fatto riferimento alla UNI EN /2009. La norma descrive il metodo per determinare l umidità totale di un campione biocombustibile solido mediante essiccazione in stufa Stufa

18 Caratterizzazione della biomassa - Determinazione del potere calorifico - Per la determinazione del potere calorifico si è fatto riferimento alla normativa UNI EN 14919/2010; questa definisce il metodo per la determinazione del potere calorifico superiore di un biocombustibile solido a volume costante e ad una temperatura di riferimento di 25 C in bomba calorimetrica calibrata tramite la combustione di acido benzoico certificato Calorimetro Parr, mod. 6200, a bomba di combustione di ossigeno

19 Caratterizzazione della biomassa - Determinazione del contenuto di ceneri - Per determinare il contenuto di ceneri è stata applicata la normativa di riferimento UNI EN 14775/2010 che specifica un metodo per la determinazione del contenuto di ceneri di tutti i biocombustibili solidi (UNI CEN/TS 14588). La prova è stata eseguita sui campioni, già sottoposti alla prova dell umidità, previo sminuzzamento con mulino a coltelli e passaggio al setaccio. Forno a muffola

20 Caratterizzazione della biomassa - Determinazione del contenuto di C, H, N - Le normativa di riferimento che descrive un metodo per la determinazione del carbonio totale, dell idrogeno e dell azoto nei combustibili solidi è la UNI EN 15104/2011. La determinazione attendibile di carbonio, idrogeno e azoto è importante per il controllo qualitativo e i risultati possono essere usati come parametri di input per i calcoli applicati alla combustione di biocarburanti solidi. Analizzatore elementare CHN-2000

21 La biomassa disponibile - Quantitativi per pianta - Campo di variazione Media per pianta (x max x min ) (kg) Var Dev Std ,6 3,2 4,18 2,04 Campo di variazione Media per ha (x max x min ) (kg) Luogo dello studio Media potature (kg/ha) Valori rilevati Viterbo Di Blasi C. et al., 1997 Italy Monarca D. et al., 2009 Viterbo Sonnati C. et al., 2009 Piemonte Ughini V. et al., 2009 Piemonte Bilandzija N. et al., 2012 Croazia 1.848

22 Caratterizzazione della biomassa - Principali costituenti chimici - C H N O S % % % % % Potature nocciolo Nostri dati 48,7 6,17 1, Monarca D. et al., ,78 5,61 0,35 46,26 - Bilandzija N. et al., ,46 6,57 0,78 45,98 0,21

23 Caratterizzazione della biomassa - Potenziale energetico - umidità (M ar )* ceneri PCS dry PCI dry % % MJ/kg MJ/kg polloni 52,39 6,90 19,80 18,57 rami 41,46 6,28 19,61 18,37 foglie 46,29 29,39 8,47 7,24 brattee 18,56 8,25 9,88 8,64 MEDIA** 46,69 6,57 19,70 18,39 Monarca D. et al., ,36 17,67 16,45 Bilandzija N. et al., ,81-17,47 Cecchini M. et al., ,54 20,7 19,68 potature Olivo 31,20 5,01 19,93 17,85 gasolio ,8 > > < > < * il valore dell umidità si riferisce al campione tal quale preso dal campo mentre i PC sono calcolati su base secca. ** il valori medi riportati non tengono conto di foglie e brattee (presenti in percentuale trascurabile) ma solo di rami e polloni. 1 kg gasolio = 2,32 kg potature di nocciolo

24 La biomassa disponibile - Quantitativi per pianta - Campo di variazione Media per pianta (x max x min ) (kg) Var Dev Std ,5 7,4 5,80 4,07 Campo di variazione Media per ha (x max x min ) (kg) ,

25 AZIONE 2 Raccolta e pretrattamento delle potature di nocciolo e olivo Trasformazione in biotriturato

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32 AZIONE 3 Trasformazione delle potature di olivo e nocciolo in pellet Pellettizzazione Il cippato ottenuto dalle potature del nocciolo viene inviato alla fase di raffinazione, ovvero la riduzione della materia alla dimensione di segatura, ed infine all impianto per la pellettizzazione Raffinazione e pellettizzazione Raffreddamento e insacchettamento

33 AZIONE 4 Produzione di biochar da pellet di olivo e nocciolo e stima dell energia termica ottenibile

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