Energia termica da biomasse: aspetti tecnici e ambientali

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Paolo Olivieri
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1 Nuove forme di integrazione ambientale in agricoltura Energia termica da biomasse: aspetti tecnici e ambientali Luca Castellazzi Ancona, 25 marzo 2004 Cos è la biomassa Il termine biomassa comprende tutte le sostanze di origine biologica in forma non fossile; Per biomasse agro-forestali si intendono le componenti organiche ottenute dalla raccolta e dalla lavorazione delle colture agricole e forestali: potature, paglie, tagli forestali, residui e sottoprodotti lignocellulosici etc; Le biomasse agro-forestali possono essere considerate dei veri e propri combustibili (biocombustibili) in grado di fornire, energia per usi civili e industriali.

organiche ottenute dalla raccolta e dalla lavorazione delle colture agricole e forestali: potature, paglie, tagli forestali, residui e sottoprodotti

2 Perché il riscaldamento a legna? E uno dei più importanti vettori energetici rinnovabili risorsa disponibile e locale compatibile dal punto di vista ambientale tecnologia provata e affidabile soluzione economicamente valida contribuisce alla cura dei boschi e alla difesa territorio favorisce l economia agraria e forestale italiana differenziazione fonti, riduzione dipendenza energetica Utilizzo del legno in Italia Energia dal legno= 3-4 MTEP (3% consumi energetici totali) Very High High Medium Medium Low Low 15 Mton legno/anno 3 t/a per famiglia ENEA 1999

provata e affidabile soluzione economicamente valida contribuisce alla cura dei boschi e alla difesa territorio favorisce l economia agraria

3 La combustione del legno Legno Aria primaria Essiccazione ( C) Gassificazione e pirolisi (< 600 C) 1 stadio 2 stadio Carbone di legna Aria secondaria Ossidazione (>800 C) 3 stadio Fumi calore La combustione del legno I problemi principali legati alla combustione del legno sono: Il grado di umidità del materiale: 25-55% per i residui agroforestali e della lavorazione del legno < 10% per i pellets; La qualità della biomassa: Natura degli inerti presenti, che sono causa di incrostazioni per la fusione delle ceneri; La pezzatura del combustibile legnoso: Omogenità di combustione.

grado di umidità del materiale: 25-55% per i residui agroforestali e della lavorazione del legno < 10% per i pellets; La qualità della biomassa:

4 Efficienza caldaie a biomasse Emissioni CO da caldaie a biomassa

5 Emissioni combustione legno (mg/mj) SOx NOx CxHy CO Polveri Legname ciocchi vecchia tecnologia SOx NOx CxHy CO Polveri Legname ciocchi nuova tecnologia SOx NOx CxHy CO Polveri Legno sminuzzato Emissioni combustione legno (mg/mj) SOx CxHy CO NOx Polveri CO2 mg / MJ Olio combustibile Gas Naturale Legname sminuzzato

tecnologia SOx NOx CxHy CO Polveri Legno sminuzzato Emissioni combustione legno (mg/mj) 100000

6 Legno ed effetto serra La risorsa legno è rinnovabile e CO2 neutra La CO2 emessa in atmosfera durante la combustione è pari a quella che la pianta ha assorbito durante la crescita Costi di investimento sistemi di riscaldamento a biomasse Utenze monofamiliari Impianti di teleriscaldamento / kw Impianti di riscaldamento condominiali e piccole reti kw Fonte: Agricultural Chamber Styria 1998, E.V.A. 1999

1400 Costi di investimento sistemi di riscaldamento a biomasse 1200 1000 Utenze monofamiliari Impianti di

7 Costi totali del combustibile (EURO/GJ) / GJ Pellets Legno Duro Legno Tenero Gasolio Metano GPL Elettricità Costo annuo totale del calore Ammortamento + esercizio Es. Caldaia da 100 kw 1500 ore/anno 20 anni Costo fisso di esercizio EURO / a Costo variabile di esercizio Costo capitale Chips legno Pellets Gasolio Metano

000 Es. Caldaia da 100 kw 1500 ore/anno 20 anni Costo fisso di esercizio EURO / a 14.000 12.000 10.

8 Variazione dei prezzi del gasolio e dei combustibili legnosi Indice (1979=100%) 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 Gasolio Combustibile legnoso Scelta della caldaia Tipo di combustibile (disponibile) Elevata efficienza (>85%) provata con misure Basse emissioni di CO e polveri a pieno carico Variabilità automatica della potenza (evitare la regolazione on/off), meno emissioni, più efficienza Elevato grado di automazione Referenze che provano il successo nell impiego del riscaldamento civile.

Elevata efficienza (>85%) provata con misure Basse emissioni di CO e polveri a pieno carico Variabilità automatica della potenza (evitare la

9 Caldaia a fiamma rovescia Caldaie con focolare sottoalimentato

10 Combustibile: Legno cippato anche umido Pezzatura varia Caldaia a griglia Caldaie a griglia per paglia

11 Caldaie tradizionali modificate Sostituzione bruciatore Il legno cippato Legno vergine sminuzzato; Potere calorifico kcal/kg (%U); Immagazzinabile in silos; Costo limitato (10-15 c /kg). 3 kg cippato = 1 litro gasolio = 1,23 Nmc CH4

2500-3500 kcal/kg (%U); Immagazzinabile in silos; Costo

12 Schema impianto riscaldamento pluriedifici Teleriscaldamento in azienda agrituristica Monte Rosello (PG) 125 ha di cui 70 ha di boschi Volume da riscaldare: 2200 m 3 Piccola rete di teleriscald. (100m) Caldaia a cippato di legna: 115 kw Consumo 50 t/anno per 120 giorni Silo stoccaggio cippato: 10 m 3

riscaldare: 2200 m 3 Piccola rete di teleriscald.

13 Monte Rosello (Umbria) II Investimento: Incentivo regione: 40% caldaia Costo cippato autoprodotto: 70 /ton Consumo evitato gasolio: l/a Risparmio esercizio annuale: 60% Tempi di ritorno: 3 anni CO2 evitata: 40 t/anno Comune di Zimone (Biella) Teleriscaldamento a cippato forestale Dati tecnici: Potenza installata: 150 kw Volume riscaldato: m 3 Combustibile: cippato forestale loc. Fabbisogno combustibile: 70 t/a Volume utile di carico del silo: 60 m 3 Autonomia : 3 settimane Lunghezza rete : 300 m Risparmio gasolio: l/a CO2 evitata: 60 ton/a Tutela del bosco 1 centrale termica 2 stoccaggio 3 municipio 4 scuola 5 casa riposo

tecnici: Potenza installata: 150 kw Volume riscaldato: 3.500 m 3 Combustibile: cippato forestale loc.

14 Comune di Zubiena (Biella) Riscaldamento scuole ed impianti sportivi comunali Volume riscaldato: m 3 Potenza installata: 400 kw Combustibile: cippato forestale Fabbisogno combustibile: 190 t/a Volume silo: 62 m 3 Autonomia : 2 settimane rete teleriscaldamento: 300 m Scuola forestale di Ormea (CN) Provincia di Cuneo Volume riscaldato: m 3 Potenza installata: 280 kw Combustibile: cippato forestale loc. Fabbisogno combustibile: 220 t/a Volume silo: 70 m 3 Autonomia : 3 settimane Risparmio gasolio: l/a Gestione: cooperativa agro-forestale

settimane rete teleriscaldamento: 300 m Scuola forestale di Ormea (CN) Provincia di Cuneo Volume riscaldato: 9.

15 Legislazione di riferimento DPCM 8 Marzo 2002 Disciplina: le caratteristiche merceologiche dei combustibili ai fini dell'inquinamento atmosferico; le caratteristiche tecnologiche degli impianti di combustione. Materiale vegetale prodotto da trattamento esclusivamente meccanico Limiti di emissione Potenza termica nominale complessiva installata (MW), mg/n m 3 (2) 0,15 < P 3 3 < P 6 6 < P 20 P > 20 Polveri totali (1) (3) Carbonio Organico Totale (COT) (3) Monossido di carbonio (CO) (3) (3) Ossidi di azoto (espressi come NO 2 ) (3) (3) Ossidi di zolfo (espressi come SO 2 )

Materiale vegetale prodotto da trattamento esclusivamente meccanico Limiti di emissione Potenza termica nominale complessiva installata (MW), mg/n m 3 (2) 0,15 < P 3 3

16 Il progetto BIOHEAT Progetto europeo per la promozione del riscaldamento a legna nei grandi edifici ( kw); 10 Paesi europei coinvolti. IRL P N DK NL A F I ES S GR

nei grandi edifici (50-800 kw); 10 Paesi

17 SCOPO DEL PROGETTO Promuovere e sviluppare la diffusione e il mercato dei sistemi di riscaldamento a biomassa nell intervallo di potenza tra 50 ed 800 kw : Piccola rete di teleriscaldamento; Riscaldamento edifici pubblici: scuola/municipio; Riscaldamento centralizzato condominio/villette a schiera. BIOHEAT Utenza Plurifamigliare kwt Piccola rete teleriscaldamento Brochure

teleriscaldamento; Riscaldamento edifici pubblici: scuola/municipio; Riscaldamento

18 Tel Grazie per la vostra attenzione

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