BIOCOMBUSTIBILI SOLIDI PROPOSTA DI SPECIFICHE E CLASSIFICAZIONE

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1 1 Scopo 1 Comitato Termotecnico Italiano BIOCOMBUSTIBILI SOLIDI PROPOSTA DI SPECIFICHE E CLASSIFICAZIONE Questa specifica tecnica ha lo scopo di definire uno schema di identificazione e classificazione dei biocombustibili solidi in base anche a precise specifiche. Con il termine biocombustibili solidi si intendono sostanze e materiali di origine vegetale rispondenti alle suddette specifiche ed ottenuti esclusivamente da: prodotti agricoli e forestali; rifiuti vegetali derivanti da attività agricole e forestali; rifiuti vegetali derivanti dalle industrie alimentari di trasformazione; rifiuti di legno ad eccezione di quelli che possono contenere composti organici alogenati o metalli pesanti,a seguito di un trattamento protettivo o di rivestimento,inclusi in particolare i rifiuti di legno di questo genere derivanti dai rifiuti edilizi e di demolizione; rifiuti di sughero; I biocombustibili solidi identificati secondo tale schema e rispondenti alle specifiche 2 Riferimenti normativi Normativa CEN/TC 335 in corso di elaborazione DPCM 8 marzo 2002 Direttiva 2000/76 3 Principio I biocombustibili solidi vengono identificati e specificati in base a: Natura e provenienza (vedere capitolo 4) Aspetto esteriore (vedere capitolo 5) 1 in questa stesura si è optato per una maggiore aderenza alla normativa europea in corso di evoluzione (CEN/TC 335) come pure della Direttiva 2000/76 che ha dato il via all attività del CEN/TC 335 e che viene sempre indicata dai rappresentanti della Commissione Europea come punto di riferimento per i biocombustibili solidi. Due i problemi fondamentali: 1) il termine rifiuto che mal si concilia con il DPCM 8/3/02; di fatto parlare di rifiuti stando a quanto chiarito ultimamente dal Ministero dell Ambiente, rimanderebbe ancora al Decreto Ronchi; 2) come più volte discusso non vi è una completa aderenza tra i biocombustibili europei (CEN/TC 335) e quelli italiani (DPCM 8/3/02). Nel dettaglio la legislazione italiana ammette esclusivamente materiale vergine, diversamente da quella europea che ammette anche legno trattato (purchè privo di alogenati organici e/o metalli pesanti).

2 4 Classificazione dei biocombustibili in base a natura e provenienza 4.1 Generalità Il principio è quello di identificare un biocombustibile solido innanzitutto in base alla materia prima, la biomassa, dalla quale è ottenuto tramite un eventuale processo fisico e/o meccanico e/o chimico di trasformazione. Il sistema di classificazione della biomassa è di tipo gerarchico e prevede 4 livelli, identificati da un codice numerico. Per identificare un biocombustibile è sufficiente il terzo livello 2 ovvero una codifica di tre numeri: esempio: Corteccia Primo livello: 1. biomassa legnosa Secondo livello: 1.1 legno da arboricoltura e silvicoltura Terzo livello: corteccia Tabella 1 Natura e provenienza dei biocombustibili solidi (classificazione biomassa) Livello 1 Livello 2 Livello 3 Livello 4 1. Biomassa 1.1. legno da arboricoltura e Alberi interi Latifoglie legnosa silvicoltura Conifere Ceduo a turno breve Legno da giardini, parchi, siepi 1.2. sottoprodotti e residui dell industria di lavorazione del legno Tronchi Residuo di potatura Ceppaie Corteccia (da operazioni silvicolturali) Miscele e miscuglli Residui di legno non trattato Residui di legno trattato chimicamente Miscele e miscugli Miscele e miscugli Latifoglie Conifere Miscele e miscugli Fresco/verde (incluse foglie e aghi) Secco Miscele e miscugli Latifoglie Conifere Ceduo a turno breve Legno da giardini, parchi, siepi Miscele e miscugli Legno privo di corteccia Corteccia (da operazioni industriali) Miscele e miscugli Legno privo di corteccia Corteccia (da operazioni industriali) Miscele e miscugli 2 probabilmente per il mercato nazionale è sufficiente il secondo livello. Il terzo è invece il minimo previsto dalla norma del CEN/TC 335.

3 1.3. legno usato 1.4. miscele e miscugli Scarti fibrosi dell industria della carta e della cellulosa Legno non trattato chimicamente Legno trattato chimicamente Miscele e miscugli Legno privo di corteccia Corteccia (da operazioni industriali) Miscele e miscugli Legno privo di corteccia Corteccia (da operazioni industriali) Miscele e miscugli 2. Biomassa erbacea 3. Frutti e semi 2.1. biomassa erbacea da agricoltura e orticoltura 2.2. residui e sottoprodotti dalla trasformazione industriale di biomassa erbacea 2.3. Miscele e miscugli 3.1. Frutti da frutticoltura e orticoltura Cereali Erbe in genere Oleaginose Piante da radici Leguminose Floricole Miscele e miscugli residui erbacei non trattati chimicamente residui erbacei trattati chimicamente Miscele e miscugli Bacche e affini Drupe e affini pianta intera paglia semi o granella lolle, gusci e affini(husk or shells) miscele e miscugli pianta intera paglie semi gusci e affini (shells) miscele e miscugli pianta intera steli e foglie semi gusci e affini (shells) pianta intera steli e folgie tuberi, radici e affini pianta intera steli e foglie frutti baccelli pianta intera steli e foglie semi cereali e ed erbe in genere oleaginose tuberi, radici e affini oleaginose e floricole cereali e ed erbe in genere oleaginose tuberi, radici e affini oleaginose e floricole bacche intere polpa semi frutti interi polpa noccioli

4 4. Miscele e miscugli 3.2. Residui e sottoprodotti dell industria di lavorazione dei frutti 3.3. Miscele e miscugli 4.1. Miscele 4.2. Miscugli Noci, nocule e acheni (frutta secca) Miscele e miscugli Residui di frutti non trattati chimicamente Residui di frutti trattati chimicamente Miscele e miscugli frutto intero gusci, tegumenti noccioli?? (kernels) Bacche e affini Drupe e affini Noci, nocule e acheni (frutta secca) Bacche e affini Drupe e affini Noci, nocule e acheni (frutta secca) 4.2 Biomassa legnosa Legno da arboricoltura e silvicoltura Residui e sottoprodotti dell industria di lavorazione del legno Legno usato Miscele e miscugli 4.3 Biomassa erbacea Biomassa erbacea da agricoltura e orticoltura Residui e sottoprodotti dalla trasformazione industriale di biomassa erbacea 4.4 Frutti e semi Frutti da frutticoltura e orticoltura Residui e sottoprodotti dell industria di lavorazione dei frutti 4.5 Miscele e miscugli Miscela: risultato di una preparazione intenzionale Miscuglio: risultato di un fatto casuale

5 5 Identificazione dei biocombustibili solidi basata su aspetto esteriore e proprietà del combustibile Aspetto esteriore (forme commerciali) dei biocombustibili solidi I biocombustibili solidi sono vengono commercializzati con forme e pezzature molto diverse. Pezzatura e forma sono di importanza fondamentale per la gestione del combustibile come pure per le proprietà di combustione. In Tabella 2 sono elencate le più diffuse forme commerciali di biocombustibili solidi Tabella 2 Forme commerciali dei biocombustibili solidi Nome combustibile/forma commerciale Dimensione tipica Metodo di preparazione Brichette > 25 mm compressione in una pressa a pistone Pellets < 25 mm Estrusione Combustibile in polvere (polverino) < 1 mm macinatura Segatura 1-5 mm taglio con strumenti affilati Cippato 5-50 taglio con strumenti affilati fine grossolano Scaglie varia frantumazione con strumenti non affilati taglio con strumenti affilati Ciocchi/tronchetti fine grossolano mm mm mm Legno intero > 500 mm taglio con strumenti affilati Ballle di paglia Balloni di paglia Rotoballe 0,1 m 3 3,7 m 3 2,1 m 3 Fascine varia allineamento e legatura Corteccia varia residui da scortecciamento degli alberi Paglia sminuzzata mm taglio durante la raccolta Semi o granella Gusci e noccioli N.B. Questi sono solo alcuni esempi!! varia 5-15 mm 5.2 Specifiche dei biocombustibili solidi in base alle loro proprietà / caratteristiche Le proprietà utilizzate per definire le specifiche dei biocombustibili solidi sono riportate in Tabella 3 ove; nella stessa tabella viene indicato un riferimento normativo per la metodologia normalizzata di determinazione di ciascuna proprietà. In Tabella 4, Tabella 5, Tabella 6, Tabella 7, Tabella 8, Tabella 9, Tabella 10, Tabella 11 vengono invece riportate le specifiche e la classificazione dei principali biocombustibili normalmente commercializzati. 3 Per questo aspetto sorge un problema fondamentale: al momento non disponiamo dei testi di tutte le norme in corso di elaborazione per determinare le proprietà fisiche e meccaniche (elaborate dal CEN/TC335/WG4) e chimiche (CEN/TC335/WG5) dei biocombustibili. Per altre proprietà addirittura devono essere ancora scritte le prime bozze. Ci si chiede quindi se e come si possano indicare in questo testo delle proprietà fisiche, meccaniche e chimiche senza disporre di un metodo di analisi e/o verifica delle stesse. Questo assume maggiore importanza soprattutto ove si vanno a fissare delle classi in relazione a tali proprietà. In caso di contestazione e/o tra le parti o con le Autorità come risolvere il problema?

6 Tabella 3 Lista delle proprietà utilizzate per specificare un biocombustibile e delle norme che definiscono i metodi per determinarle Proprietà/caratteristica Norma tecnica/rapporto tecnico Natura e provenienza questa norma (vedere Tabella 2) Forme commerciali/aspetto esteriore questa norma (vedere Tabella 2) Umidità (M ar ) Contenuto di ceneri (A d ) Capacità delle ceneri di fondere Potere calorifico netto (q p, net, d ) Distribuzione dimensionale (P) Massa volumica (Bd) Durabilità dei pellets (DU) Curabilità delle bricchette (DU) Tendenza a formare ponti Contenuto di carbonio (C), idrogeno (H) e azoto (N) Contenuto di zolfo (S) Contenuto di cloro (Cl) e fluoro (F) Macroelementi (Al, Si, Na, K, Ca, Mg, Fe, P e Ti Microelementi (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Se, Te, V e Zn)

7 Tabella 4 Brichette: specifiche N O R M A T I V O INFORMATIVA Dimensioni (mm) D40 D50 D60 D75 D90 D100 D125 Diametro (D) Biomassa legnosa (1) Biomassa erbacea (2) Brichette L50 L100 L200 L250 L300 Lunghezza (L) M08 8% M10 10% M20 20% solo per grandi impianti di combustione Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A % A % A % A % Zolfo (% peso sulla sostanza secca) S % S % S % S % Durabilità meccanica (% peso di fini) DU2.3 DU3.5 DU5.0 Agenti leganti (% peso) Tipo e contenuto di agente legante 2.3% 3.5% 5.0% Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Tipo e contenuto di agente legante Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) queste classi di contenuto in ceneri sono da considerarsi provvisorie. Il CEN/TC335/WG2 intende infatti rivederle alla luce della norma in corso di elaborazione per la determinazione del contenuto di ceneri con il termine durability si intende la capacità del combustibile di resistere a stress meccanici e quindi non sbriciolarsi. Per la determinazione si utilizza un apposito apparecchio vanno dichiarati tipologie e quantità di agenti leganti utilizzati. 4 Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 5 e legno usato (1.2) Si raccomanda di indicarlo per biocombustibili vendita al dettaglio raccomandati: Bd550, Bd600, Bd650, Bd750) vanno dichiarati tipologie e quantità di agenti leganti utilizzati classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza 4 la questione è oggetto di discussione anche in ambito CEN/TC 335. Sarebbe quindi importante esprimere in tempi rapidi una posizione nazionale sull argomento da portare in Europa. 5 vale il solito problema: legge italiana non ammette legno trattato

8 Tabella 5 Pellets Pastiglie : specifiche Biomassa legnosa (1) Biomassa erbacea (2) Semi e frutti (3) Pellets - Pastiglie Dimensioni (mm) Classe di diametro Diametro (D) in mm Lunghezza (L) D06 6 D08 8 D10 10 D12 12 D volte il diametro 5 volte il diametro 5 volte il diametro 4 volte il diametro 4 volte il diametro N O R M A T I V O INFORMATIVA M08 8% M10 10% M20 20% solo per grandi impianti di combustione Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A % A % A % Zolfo (% peso sulla sostanza secca) S % S % S % Durabilità meccanica (% peso di fini) DU % DU % DU % Agenti leganti (% peso) Tipo e contenuto di agente legante Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Tipo e contenuto di agente legante Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) queste classi di contenuto in ceneri sono da considerarsi provvisorie. Il CEN/TC335/WG2 intende infatti rivederle alla luce della norma in corso di elaborazione per la determinazione del contenuto di ceneri con il termine durability si intende la capacità del combustibile di resistere a stress meccanici e quindi non sbriciolarsi. Per la determinazione si utilizza un apposito apparecchio Ligno tester vanno dichiarati tipologie e quantità di agenti leganti utilizzati. 6 Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 7 e legno usato (1.2) Si raccomanda di indicarlo per biocombustibili vendita al dettaglio raccomandati: Bd550, Bd600, Bd650, Bd750) vanno dichiarati tipologie e quantità di agenti leganti utilizzati classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza 6 la questione è oggetto di discussione anche in ambito CEN/TC 335. Sarebbe quindi importante esprimere in tempi rapidi una posizione nazionale sull argomento da portare in Europa. 7 vale il solito problema: legge italiana non ammette legno trattato

9 Tabella 6 - Cippato: proprietà N O R M A T I V O INFORMATIVA Dimensioni (mm) P15 P30 P50 M20 20% M30 30% M35 35% M55 55% Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A1 1% A3 3% A6 6% Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) Biomassa legnosa (1) Legno in scaglie > 80 % della massa frazione fine <2% frazione grossolana <1% 5 P 15 mm 8 <1mm >30 mm 5 P 30 mm <1mm >60 mm 5 P 50 mm <1mm >120 mm essiccato artificialmente adatto allo stoccaggio, essiccato all aria limitate possibilità di stoccaggio fresco Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 9 e legno usato (1.2) Si raccomanda di indicarlo per biocombustibili vendita al dettaglio classi raccomandate Bd200, Bd300, Bd450) classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza di cui sopra 8 un cippato per essere classificato come P15 deve avere le seguenti caratteristiche: oltre l 80% della massa deve avere scaglie con dimensione compresa tra 5 e 15 mm la frazione fine o polverulenta ovvero quella con dimensioni < 1 mm, non deve superare il 2% della massa complessiva la frazione grossolana deve essere inferiore all 1%. N.B: il valore dimensionale che definisce la frazione grossolana cambia per le diverse classi di pezzatura del cippato 9 vale il solito problema: legge italiana non ammette legno trattato

10 Tabella 7 Legno in scaglie 10 : proprietà N O R M A T I V O INFORMATIVA Dimensioni (mm) P30 P50 P100 P150 M20 20% M30 30% M35 35% M55 M65 55% 65% Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A1 1% A3 3% A6 6% Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) Biomassa legnosa (1) Legno in scaglie > 80 % della massa frazione fine <2% frazione grossolana <1% 5 P 30 mm 11 <1mm >30 mm 5 P 50 mm <1mm >60 mm 5 P 100 mm <1mm >120 mm 5 P 150 mm <1mm essiccato artificialmente adatto allo stoccaggio, essiccato all aria limitate possibilità di stoccaggio fresco fresco, bagnato Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 12 e legno usato (1.2) Si raccomanda di indicarlo per biocombustibili vendita al dettaglio classi raccomandate Bd250, Bd350, Bd450) classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza di cui sopra 10 la differenza tra cippato e legno in scaglie è di tipo dimensionale. L aspetto del cippato è quello di pezzi tridimensionalmente omogenei; il legno in scaglie ha pezzi visibilmente allungati. 11 un cippato per essere classificato come P15 deve avere le seguenti caratteristiche: oltre l 80% della massa deve avere scaglie con dimensione compresa tra 5 e 15 mm la frazione fine o polverulenta ovvero quella con dimensioni < 1 mm, non deve superare il 2% della massa complessiva la frazione grossolana deve essere inferiore all 1%. N.B: il valore dimensionale che definisce la frazione grossolana cambia per le diverse classi di pezzatura del cippato 12 vale il solito problema: legge italiana non ammette legno trattato

11 Tabella 8 - Ciocchi-tronchetti: specifiche N O R M A T I V O Dimensioni (mm) P250 P330 P500 P1000 M20 20% M25 25% M50 50% Essenza legnosa Lunghezza (L) 250±20 330±20 500± ±50 Densità energetica, E ar (kwh/m 3 alla rinfusa o impilato) Biomassa legnosa (1) Ciocchi/Tronchetti Spessore(D) (diametro massimo del singolo pezzo) 95 D 120 ( 40) D 120 ( 40) 95 D 120 ( 40) D 120 legna da ardere stagionata legna stoccata al coperto (dopo un anno) 14 legna verde, dopo il taglio Bisogna indicare la/le essenze legnose (almeno se latifoglie o conifere) Si raccomanda di indicarla per vendita al dettaglio INFORMATIVA Volume (m 3, impilato o alla rinfusa) Percentuale di legno non completamente tagliato Superficie di taglio pulita irregolare Muffe e marciumi: privo di muffe e marciume poca muffa; marciume scarso presenza di muffe; modesto marciume Bisogna specificare a quale tipo di volume si fa riferimento per la vendita al dettaglio (m 3 solido, m 3 impilato, m 3 alla rinfusa) classi raccomandate ( 5%, 15%, 25%) taglio preciso, superficie netta e liscia taglio e superficie di taglio irregolari nessuna o solo poche chiazze di muffa; nessun marciume significativo moderata presenza di muffa; marciume che interessa un volume massimo del 5% fenomeni comunque limitati di ammuffimento e modesto marciume 13 per le prime tre classi sono ammessi diametri inferiori per la legna destinata a apparecchi per la cottura dei cibi (termocucine, ecc.). Comunque è raccomandato un diametro 40 mm 14 questa definizione è tratta dalla norma europea e non pare corretta.

12 Tabella 9 - Segatura: specifiche NORMATIVA INFORMATIVA M20 20% M30 30% M35 35% M55 55% M65 65% Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A1 1% A3 3% A6 6% Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) Biomassa legnosa (1.2) Segatura Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 15 e legno usato (1.2.2) Si raccomanda di indicarlo sempre classi raccomandate Bd200, Bd300, Bd350) classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza di cui sopra anche per legno che non sia 1.3 e vale il solito problema: legge italiana non ammette il legno trattato

13 Tabella 10 - Corteccia: specifiche NORMATIVA INFORMATIVA M40 20% M50 30% M60 35% M65 65% Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A1 1% A3 3% A6 6% Azoto (% peso sulla sostanza secca N % N % N % Grado di frantumazione deve essere indicato se la corteccia è frantumata in pezzi o no Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Massa volumica apparente (kg/m 3 ) Cloro (% peso sulla sostanza secca) Azoto (% peso sulla sostanza secca) Biomassa legnosa (1.1.5, , ) Corteccia Da indicare solo per legno trattato chimicamente (1.3) 16 e legno usato (1.2.2) 17 Si raccomanda di indicarlo sempre classi raccomandate (Bd250, Bd350, Bd450) classi raccomandate (Cl0.03, Cl0.07 o Cl0.1) si raccomanda di indicare la classe di appartenenza di cui sopra anche per legno che non sia 1.3 e vale il solito problema: legge italiana non ammette legno trattato 17 l indicazione di indicare la classe di azoto per la biomassa trattata o usata è stata ripresa dalla bozza di norma europea.

14 Tabella 11 Balle di residui colturali pagliosi: specifiche NORMATIVA INFORMATI VA Paglia di cereali Residui colturali di prati e erbai (fieno?) Foglie e steli di colture oleaginose Balle di paglia Dimensioni (cm) altezza larghezza lunghezza P P P P Massa volumica (kg/m 3 ) Bd165 >165 Bd150 >150 Bd130+ >130 Bd M23 23% media M23+ 23% media M30 30% media M30+ 30% media Ceneri (% peso sulla sostanza secca) A1 5% A3 10% A5 15% A5+ >15% Potere calorifico netto (MJ/kg tal quale) o densità energetica, E ar (kwh/kg) Specie di biomassa erbacea nessuna zona con umidità > 30% una o più zone con umidità > 30% nessuna zona con umidità > 35% una o più zone con umidità > 35% Si raccomanda di indicarlo sempre si raccomanda di indicarla Cloro (% peso sulla sostanza secca) classi raccomandate (Clxxx, Clxxx o Clxxx) Vanno definite le classi di cloro per paglie e affini.

15 6 Allegato A. Specifiche per classi di alta qualità di biocombustibili solidi da destinare all uso domestico 6.1 Pellet di legno Legno non trattato (legno vergine) privo di corteccia Umidità: M10 Durabilità meccanica: DU 2.3 Dimensioni: D06/L30 o D08/L40 Tenore di ceneri: A0.7 Tenore di zolfo: S0.05 Agenti leganti: <2% della s.s. Sono ammessi quali agenti leganti solo prodotti di derivazione agricola e forestale che non siano stati chimicamente modificati. Tipo e quantità di legante deve essere sempre indicato Densità energetica: E4.8 kwh/kg Massa volumica: Bd Brichette di legno Legno non trattato (legno vergine) privo di corteccia Umidità: M10 Durabilità meccanica: DU 2.3 Dimensioni: D40/L220 Tenore di ceneri: A Ciocchi e tronchetti (legna da ardere) Umidità: M20 Dimensioni: P250 o P330 Specie: latifoglie (faggio, quercia, betulla, pioppo) Classe di qualità: Q1 nessuna traccia di muffa, superficie di taglio netta e regolare; la frazione di pezzi non completamente tagliati o di frazioni scortecciate non dovrà superare il 5% Densità energetica: E1700 kwh/m 3 impilato 6.4 Cippato Umidità: M25 o M35 Dimensioni: P30 o P50 Densità energetica: E>0.9 MWh/m 3 alla rinfusa