Le biomasse vegetali ad uso energetico

Transcript

1 Workshop Energia dalle Biomasse Ferrara (FE), 3 Luglio 2006 Le biomasse vegetali ad uso energetico Alberto Assirelli Centro Ricerche Produzioni Animali Reggio Emilia, Biomasse vegetali ad uso energetico Principali fonti: coltivazioni dedicate residui colturali Tecniche di coltivazione Rese in s.s. Tecniche di raccolta Aspetti economici

2 Da coltivazioni dedicate specie erbacee annuali poliennali specie arboree ciclo di raccolta Principali utilizzazioni biodiesel biotanolo biogas

3 Specie erbacee a ciclo annuale Produzione di olio: Colza (Brassica napua oleifera) Girasole (Eliantus annus) Soia (Glycine max) Cartamo (Carthamus tinctorius) produzione di olio Colza da olio Olio 33-45% Seme 3,5-4 t/ha Resa 1,5 t/ha produzione di olio

4 Girasole Olio 35-45% Seme 2,5-3,5 t/ha Resa 0,9-1,5 t/ha produzione di olio Soia Olio 15-24% Seme 3-4 t/ha Resa 1,5 t/ha produzione di olio

5 Cartamo Olio 40-45% Seme 2-4 t/ha Resa 0,8-1,5 t/ha produzione di olio Specie erbacee a ciclo annuale Termovalorizzazione: Kenaf (Hibiscus cannabinus) Sorgo da fibra (Sorgum spp) Mais (Zea mais)

6 Kenaf (Hibiscus cannabinus) Produzione t/ha s.s. Investimanto 40 piante/m 2 Raccolta settembre Scarso interesse per uso energetico Sorgo da fibra (Sorghum bicolor L.) Aspetti agronomici: ibridi fra var.granella e fibra/zucchero elevate esigenze termiche terreni da medio impasto ad argillosi anche con una certa salinità uso efficiente dell acqua (circa 5 g/l di s.s.) e dell N elevato sviluppo (>4 metri in altezza) produzione t/ha di s.s.

7 Sorgo da fibra Tecnica colturale: adatto a regime non irriguo discrete esigenze nutrizionali (N-P-K) sesto d impianto +/- 22 piante m 2 (45x10cm) coltura da rinnovo semina primaverile avanzata raccolta fine estate-autunno Sorgo da fibra: raccolta estiva FC

8 Sorgo da fibra: particolare FC Sorgo da fibra: prodotto trattato

9 Sorgo da fibra: falciatura stocchi Sorgo da fibra: in essiccazione

10 Sorgo da fibra: andane pre-raccolta raccolta Sorgo da fibra: raccoglitore

11 Sorgo da fibra: rotoballe Sorgo da fibra: raccolta invernale

12 Sorgo da fibra: cantiere FTC Sorgo da fibra: prodotto trinciato

13 Sorgo da fibra scarico su autotreno Sorgo da fibra: residuo a terra

14 Mais da fibra (Zea mais) Aspetti agronomici: terreni profondi con buona dotazione idrica elevata efficienza d uso di acqua e azoto rapido accrescimento (circa 4 m in altezza) produzione t/ha s.s. Mais da fibra Tecnica colturale simile alle varietà da granella Selezioni di maggior sviluppo vegetativo

15 Mais da fibra raccolta tramite FTC Specie erbacee poliennali Canna comune (Arundo donax) Miscanto (Miscantus sinensis var. Giganteus) Panico (Panicum virgatum) Cardo (Cynara cardunculus)

16 Canna comune Aspetti agronomici tipica spontanea degli ambienti mediterranei terreni freschi profondi sciolti drenati con disp.idrica consumo acqua (2,8 g/l s.s.) azoto kg N/ha umidità in raccolta circa 40% produzione già dal 2 anno (30-40 t/ha) Canna comune (Arundo donax) Tecnica colturale: trapianto rizomi a marzo 7000 rizomi/ha durata impianto decennale raccolta novembre/febbraio

17 Miscanto Aspetti agronomici buona adattabilità buona competitività infestanti esigenze idriche simili all Arundo donax consumo N kg N/Ha terreni freschi, profondi, sciolti, drenati Miscanto Tecnica colturale riproduzione per rizoma/micropropagazione messa a dimora febbraio/marzo sesto 4 piante m 2 (50x50cm) durata indicativa decennale piena produz. 3-4 anno (25-30 t/ha s.s.) elevato sviluppo vegetativo (>3m) raccolta novembre/febbraio tendenza filloptosi

18 Panico Aspetti agronomici: elevate produzioni bassi imput tollerante alla carenza idrica sensibile al freddo (limite C) 10-15kg/ha con file cm 7-10 se cm discreto sviluppo 1,5-2 m produzione t/ha s.s. durata impianto anni Panico Tecnica colturale: propagazione per seme richiede buona preparazione terreno scarso vigore 1 anno raccolta novembre febbraio aspetti meccanici della raccolta (facilità essiccazione)

19 Cardo Aspetti agronomici: elevata rusticità ridotte esig. nutrizionali tollera carenza idrica ridotta copertura terreno sensibilità infestanti produzione t/ha s.s. (>2 anno) Cardo Tecnica colturale: propagazione per seme Investimento circa 2 piante/m 2 Raccolta fine estate/autunno Possibilità utilizzazione differenziata biomassa (semi, pappi, ecc.) Aspetti meccanici della raccolta (perdite)

20 Specie arboree per Pioppo (Populus spp) Salice (Salix spp) Robinia (Robinia pseudoacacia) Pioppo Aspetti agronomici disponibilità di ibridi selezionati per tagli frequenti durata impianto anni sensibilità a fitofagi grande adattabilità produzione (t/ha s.s.)

21 Pioppo Tecnica colturale: riproduzione per talea facilmente meccanizzabile messa a dimora febbraio-aprile densità da 7000 ad >13000 piante/ha file semplici e/o bine ceduazione annuale-biennale-triennale, quinquennale, ecc raccolta da novembre a febbraio aspetti meccanici della raccolta Pioppo: talee in vegetazione

22 Pioppo: impianto al primo anno Pioppo: ricaccio post-raccolta

23 Pioppo: talee pre-impianto Pioppo messa a dimora talee

24 Pioppo: raccolta - cippatrice portata Pioppo: particolare della raccolta

25 Pioppo: raccolta cippatrice semovente Pioppo: raccolta particolare testata

26 Pioppo: raccolta fusto reciso Pioppo: sviluppo pre-raccolta raccolta

27 Salice Aspetti agronomici: buona attitudine pollonifera e di rizogenesi teme la carenza idrica spec. estiva sopporta anche periodi di sommersione radicale adatto a golene produzione t/ha s.s. Salice Tecnica colturale: riproduzione per astoni e talee impianto da febbraio ad aprile densità: turni fino 3 anni piante/ha file semplici e/o bine turni 5 anni piante/ha in quadro o rettangolo (2,5-3m)

28 Robinia Aspetti agronomici: adatta a suoli di scarsa fertilità molto rustica pochi interventi fitosanitari azotofissatrice riduzione apporti esterni notevole capacità pollonifera produzione (11-13 t/ha s.s.) Robinia Tecnica colturale: non richiede particolari affinature del terreno riproduzione per talea ed astoni impianto a fine inverno prima della ripresa vegetativa densità d impianto: turni fino a 3 anni 8000 piante/h 5 anni piante/m2

29 Confronti produttivi erbacee t/ha (granella/s.s.).) colza 2,5 girasole 3 soia 3,5 cartamo 3 kenaf 18 sorgo da fibra 24 mais da fibra 28 canna comune 25 miscanto 23 panico 15 Confronti produttivi arboree (t/ha s.s.) pioppo ced. biennale 18 pioppo ced. quinq. 75 salice 13 robinia 12

30 Aspetti economici (euro/t) valore s.s (erbacee) valore s.s (arboree) probabile stabilizzazione valore energetico 2-3 euro/gj operazioni colturali tradizionali recupero fine ciclo arboree dedicate spese di raccolta Biomasse e scarti organici resa in Biogas Materiali m 3 biogas/t SV (*) Deiezioni animali (suini, bovini, avicunicoli) Colture energetiche (mais, sorgo zuccherino, erba, ecc.) Residui colturali (paglia, colletti barbabietole ecc.) Scarti organici agroindustria (siero, scarti vegetali, lieviti, fanghi e reflui di distillerie, birrerie e cantine ecc.) Scarti organici macellazione (grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi di flottazione ecc.) Fanghi di depurazione Frazione organica di rifiuti urbani (*) Solidi volatili: frazione della sostanza secca costituita da sostanza organica. biogas

31 Grazie per l attenzione a.assirelli@crpa.it