Agripellet quale soluzione per il riutilizzo

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1 Agripellet quale soluzione per il riutilizzo energetico dei sottoprodotti agricoli Giuseppe Toscano Dipartimento D3A - Università Politecnica delle Marche I SOTTOPRODOTTI AGROFORESTALI E INDUSTRIALI A BASE RINNOVABILE Normativa, recupero, conservazione, impiego, trasformazione e aspetti economici Settembre Dipartimento D3A Università Politecnica delle Marche

2 SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Filiera Azienda agricola Prodotto Agroindustria Prodotto Sottoprodotto Legno Erbaceo Distribuito Sottoprodotto Frutti e semi (parti) Concentrato

3 SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Tipologie di prodotto e quantità disponibili POTENZIALE Paglie Potature Lolla riso Gusci Vinaccia Sansa TOT (Milioni di tonnellate di sostanza secca per anno) Vinaccia e Paglie Potature Lolla riso Gusci Sansa TOT (ktep/anno)

4 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI - Contenuto di umidità elevato - Massa volumica e densità energetica bassa - Eterogeneità dimensionale e fisica del prodotto - Stagionalità di produzione

5 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Contenuto di umidità Valore energetico e comportamento alla combustione Comportamento in fase di stoccaggio = Sostanza secca

6 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Prodotti energetici

7 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Eterogeneità Dimensionale Sistemi di alimentazione e movimentazione del prodotto

8 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Stagionalità = fabbisogno energetico = biomassa 1 = biomassa 2 = biomassa 3 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Set Ott Nov Dic

9 PUNTI DI FORZA DELL USO DELLE BIOMASSE RESIDUALI NO competizione con il food Necessità di rimozione Reddito aggiuntivo Legame con le produzioni agricole Legame con il territorio NO risorse per la produzione

10 PRODUZIONE DI PELLET DA RESIDUI AGRICOLI : AGRIPELLET BIOMASSA GREZZA IMPIANTO DI PELLETTIZZAZIONE PELLET Macinazione Essiccazione Cubettatura Trafila Coltello Rulli interni Additivi (es. CaO)

11 LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Contenuto di umidità (% t.q.)

12 AGRIPELLET Sistema di alimentazione e movimentazione X X Combustione più efficiente (rapporto aria / combustibile)

13 BASSA UMIDITA 1. Stabilità del prodotto - No perdite energetiche - Assenza di fenomeni microbici AGRIPELLET Gestione del problema della STAGIONALITA delle biomasse 2. Miglior controllo delle temperature di combustione

14 AGRIPELLET ASPETTI QUALITATIVI UNI EN Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet di legno per uso non industriale Specifica per prodotti forestali o piante arboree UNI EN Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet non legnoso per uso non industriale Specifica per: - pellet di paglia di cereali, miscanthus, reed canary grass - classe A e B NON INCLUDE IL LEGNO

15 UNI EN Classi di pellet A1 A2 B Legno scortecciato, Tronchi interi senza radice, cortecce, residui non trattati Legno senza corteccia, residui non trattati chimicamente dell'industria legno chimicamente dell'industria legno Legni forestale e legni vergini in generale, sottoprodotti dell'industria del legno, legno usato Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) Umidità (% in peso su t.q.) D = 6 o 8 mm - L = 3,15-40 mm < 10% Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) < 0,7 < 1,5 < 3,0 16, , ,0-19 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,3 < 0,5 < 1,0 Zolfo (% in peso su s.s.) < 0,03 < 0,03 < 0,04 Cloro (% in peso sul s.s.) < 0,02 < 0,02 < 0,03

16 Classi di pellet Paglia cereali Paglia UNI EN Reed canary Miscanthus grass A B Biomasse Biomasse Erbaceo pianta Erbaceo pianta erbace, frutti e erbace, frutti e intera intera semi, miscele semi, miscele e miscugli e miscugli Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) D = 6-10 e L = 3,15-40 ; D = e L = 3,15-50 Umidità (% in peso su t.q.) < 10 < 12 < 12 < 15 < 6,0 oppure < 8,0 oppure se se > 6,0 da > 8,0 da indicare < 6,0 indicare < 5,0 < 10,0 Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) Da indicare Da indicare > 14,5 > 14,1 > 13,2 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,7 < 0,5 < 2,0 < 1,5 < 2,0 Zolfo (% in peso sul s.s.) < 0,10 < 0,05 < 0,20 < 0,20 < 0,20 Cloro (% in peso su s.s.) < 0,10 < 0,08 < 0,10 < 0,2 < 0,3

17 AGRIPELLET NORMATIVA AGRIPELLET UNI EN UNI EN NORMA USO INDUSTRIALE DAARBOREE (LEGNO) ERBACEE DA AGROINDUSTRIA

18 AGRIPELLET - POSSIBILE STRUTTURA DELLA FILIERA Raccolta del residuo Stoccaggio e stagionatura Pellettizzazione industriale Pellettizzazione in campo Mercato Autoconsumo Utente

19 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

20 CANTIERE MOBILE DI PELLETTIZZAZIONE Costruzioni Nazzareno

21 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

22 AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE

23 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE FASE DI RACCOLTA Macchine trainate: k Capacità di lavoro: 1 ha/h Tempo di funzionamento: h/anno CANTIERE PELLETTIZZAZIONE Sistema trainato su rimorchio: k Produttività: kg/h pellet Tempo di funzionamento: 600 h/anno /t di pellet Produttività cantiere Costo produzione (kg/h) ( /t)

24 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA CANTIERE COSTO PRODUZIONE ( /t) COSTO UNITARIO ENERGETICO ( c /MJ) RACCOLTA PELLET TOTALE 200 kg/h , kg/h , kg/h ,36

25 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA COSTO ( /t) Costo +Trasporto* (min max) c /MJ 200 kg/h ,18 1, kg/h ,82 0, kg/h ,59 0,71 * Distanza variabile tra km Cippato di legno Costo franco impianto /t 0,55 0,88 c /MJ (35-40% umidità)

26 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE Cooperativa ISPARO Pellet di vite Monitoraggio combustione Laboratorio Biomasse Università Politecnica Marche

27 ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PELLET LEGNO AGRIPELLET POTATURE VITE NO FILTRO AGRIPELLET POTATURE VITE FILTRO MANICHE Polveri (mg/nm3) < 20 CO (mg/nm3) NOx (mg/nm3) IMPIANTI ADEGUATI SISTEMI DI FILTRAZIONE PIU ACCURATI (FILTRI A MANICHE)

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29 COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET 1 20

30 COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET Equivalenza di impatto in polveri kg di pellet 1 ettaro kg s.s. di biomassa residua m 2 80 kwh/m 2

31 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Agripellet Trasformazione da biomassa grezza a biocombustibile standardizzabile Soluzione della pellettizzazione mobile soprattutto per le biomasse residuali diffuse sul territorio Autoproduzione e/o alternativa al cippato di legno Alternativa a combustioni/soluzioni non corrette di biomasse residuali

32 Giuseppe Toscano