UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA SAFE
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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA SAFE -Scuola di Scienze Agrarie, Forestali, Alimentari ed Ambientali Biomasse residuali -disponibilitàe possibilitàdi conversione energetica: esperienze in Basilicata nell ambito del progetto FAESI Prof. Giovanni Carlo Di RENZO
2 Basilicata
3 Aree di interesse Area di elevata valenza storico-naturalistica con impatti antropici di rilievo nelle diverse matrici ambientali Impegnato nella mobilità sostenibile, infomobilità ed illuminazione pubblica intelligente Candidato a capitale europea della cultura Centro storico e Sassi, patrimonio mondiale dell Unesco Coesistenza di un patrimonio ambientale di pregio e ingenti giacimenti petroliferi Parco nazionale ma anche enormi problemi di mobilità e dissesto idrogeologico Forte vocazione agricola e con problemi di erosione della costa e di land degradation.
4 Classificazione delle biomasse RISPETTO ALLA TIPOLOGIA LE BIOMASSE POSSONO SUDDIVIDERSI IN : LIGNOCELLULOSICHE AMIDACEE SACCARIFERE OLEAGINOSE RIFIUTI SOLIDI URBANI (RSU) REFLUI ZOOTECNICI BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI BIOCOMBUSTIBILI GASSOSI
5 Le biomasse vegetali possono suddividersi in quattro categorie: Residui forestali e dell industria del legno: derivano dalle lavorazioni delle segherie, dalla trasformazione del prodotto legno e dagli interventi di manutenzione del bosco Sottoprodotti agricoli: sono paglie, stocchi, sarmenti di vite, ramaglie di potatura, etc Residui agroindustriali: sono costituite da sanse, vinacce, noccioli, lolla di riso (riserie, distillerie, oleifici) Colture energetiche: sono finalizzate alla produzione di biomasse (sia erbacee sia legnose) per lo sfruttamento energetico o per la realizzazione di biocombustibili
6 Classificazione delle biomasse disponibili sul territorio della Regione Basilicata in termini di quantità e tipologia, caratteristiche chimico- fisiche e localizzazione, definizione delle potenzialità in termini di conversione energetica comparto forestale e verde urbano: residui delle operazioni selvicolturali o delle attività di manutenzione del verde urbano, utilizzazione di boschi cedui, ecc; comparto agricolo: residui colturali provenienti dall attività agricola e dalle colture dedicate di specie lignocellulosiche, piante oleaginose, per l estrazione di oli e la loro trasformazione in biodiesel, piante alcoligene per la produzione di bioetanolo; comparto zootecnico: deiezioni e reflui zootecnici; comparto agroindustriale:e dell industria del legno residui provenienti dalle industrie del legno o dei prodotti in legno e dell industria della carta, nonché residui dell industria agroalimentare;
7 L approccio strategico prevede la massimizzazione dei profitti e la RIDUZIONE del rischio di mancato approvvigionamento ATTRAVERSO LE SEGUENTI FASI: verifica qualitativa e quantitativa delle biomasse disponibili; minimizzazione dei costi di raccolta e trasporto; ottimizzazione delle condizioni di stoccaggio e conversione energetica;
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10 Tipologie forestali Prov. Potenza Prov. Matera Basilicata Altofusto Ceduo Altofusto Ceduo Altofusto Ceduo Boschi di castagno 431, ,10-60,62 431, ,72 Boschi di faggio , , , ,83 Boschi di leccio 4.888, , , , , ,04 Querceti mesofili , , , , , ,05 Formazioni igrofile , , , , ,26 Altri boschi di latifoglie mesofile Piantagioni e rimboschimenti Prelievi potenziali di biomassa forestale (mc) , ,45 141, , , , ,21-598, ,51 - Pinete mediterranee , , ,24 - Pinete montane ,80-319, ,31 - Totale
11 Residui legnosi allo stato fresco Tipologie forestali Pr. Potenza Pr. Matera Basilicata Altofusto Ceduo Altofusto Ceduo Altofusto Ceduo Metri cubi Boschi di castagno 61, ,86 3, ,25 64, ,12 Boschi di faggio 878, ,27 395, , , ,96 Boschi di leccio 1.372, ,11 242,00 400, , ,17 Querceti mesofili , , , , , ,81 Formazioni igrofile ,60 251, ,53 52, ,13 303,42 Altri boschi di latifoglie mesofile 1.995, ,55 476, , , ,33 Piantagioni e rimboschimenti 249,46 71,01 320,48 Pinete mediterranee , , ,24 Pinete montane , , ,31 totale
12 Residui di potatura della vite CANTIERE 1: CANTIERE 2:
13 Residui di potatura della vite CANTIERE 3: CANTIERE 4:
14 Cantieri per la raccolta della paglia CANTIERE 1: CANTIERE 2:
15 Cantieri per la raccolta della paglia CANTIERE 3: CANTIERE 4:
16 Sintesi dei risultati ottenuti con le prove eseguite Cantiere Massa volumica apparente (kg/mc) Massa volumica reale (kg/mc) Costo s.f. ( /t) Costo balla ( ) Costo ( /t) trasporto entro 100 km con autocarro (34 mcmax8,48 t) Costo ( /t) trasporto entro 100 km con autocarro + rimorchio (64 mc-16,96 t) Sarmenti Paglia 1 264,80 264, ,1 22,21 15, ,12 191,12 42 / 30,78 21, ,55 278, ,14 14, ,04 280, ,9 20,99 14,49 1a 220,46 220, ,22 26,68 18,43 1b 176,37 176, ,7 33,35 23,03 1c 132,28 132, ,13 44,47 30, ,07 170, ,9 34,59 23,89
17 Ottimizzazione dello stoccaggio: essiccazione naturale
18 Ottimizzazione dello stoccaggio: essiccazione naturale
19 Ottimizzazione dello stoccaggio: prototipo di impianto di ventilazione
20 Piattaforma per la conversione energetica di biomasse residuali 1 Grumento Nova Potenza Matera 2 Marsico Nuovo 3 Marsicovetere 2 4 Paterno Tramutola 6 Viggiano Superficie comprensorio: 369,78 km 2 Abitanti comprensorio: (dati ISTAT 2009) 20/17
21 DISTRIBUZIONE AZIENDE ZOOTECNICHE E CASEIFICI Marsico Nuovo Paterno Tramutola Marsicovetere Viggiano 2 Allevamenti bovini da carne 19 Allevamenti bovini da latte 3 Allevamenti suini 6 Caseifici Grumento Nova 21/17
22 DISPONIBILITÀ BIOMASSA specie t/anno (al 50%) t/anno (al 30%) faggio ,8 quercia conifere vigneto olivo Biomassa Comune di Viggiano Olivo; 45; 2% Vigneto; 85; 5% Faggio; 416; 22% Quercia; 120; 6% Conifere; 1200; 65% Totale 1866 t al 50% di umidità
23 DEFINIZIONE DISPONIBILITÀ BIOMASSE PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS Le biomasse interessate all indagine conoscitiva sono state quelle utilizzabili per la produzione di biogas in codigestione: 1. letame bovino 2. liquame bovino 3. liquame suino 4. siero di latte Nei mesi di agosto e settembre 2010, al fine di rilevare le reali disponibilità di biomassa nell area di studio, è stata condotta un indagine in situ attraverso la selezione di alcune aziende zootecniche e di alcuni caseifici (scelti per dimensioni, facilità di accesso, vicinanza all impianto di recupero energetico, ecc.) a cui è stato somministrato un questionario appositamente strutturato. 23/17
24 DISPONIBILITÀ BIOMASSA Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Quantitativo annuo (mc) Letame bovino Liquame bovino Liquame suino Siero di latte 7, /17
25 LOGISTICA Ottimizzazione delle operazioni di trasporto e distribuzione dei prodotti con tecniche mutuate da applicazioni in campo industriale Migliorare la sostenibilità tecnicoeconomica e la qualità delle filiere agroalimentari, forestali e agro energetiche e consentire la tracciabilità di filiera.
26 Scelta del sito di installazione dell impianto La scelta del sito è stata determinata dalle seguenti considerazioni: posizione centrale rispetto al territorio comunale e alle aziende conferenti; agevole collegamento con le principali vie di comunicazione; possibilità di immissione diretta dell energia elettrica alla linea della media tensione (mt. 170); possibilità di valorizzare l energia termica prodotta dall impianto (ex Caseificio - Scuola San Salvatore);
27 INQUADRAMENTO GENERALE Viggiano Località Carpineta
28 INQUADRAMENTO DI DETTAGLIO
29 APPROVVIGIONAMENTO LETAME BOVINO Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Lunghezza totale percorso (km) Letame bovino Villa d Agri Viggiano Tramutola n. 2 viaggi 18 mc + n. 1 viaggio 16 mc + n. 1 viaggio 13 mc + n. 1 viaggio 10 mc 29/17
30 APPROVVIGIONAMENTO LIQUAME BOVINO Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Lunghezza totale percorso (km) Liquame bovino Villa d Agri Viggiano Tramutola n. 4 viaggi 20 mc + n. 1 viaggio 15 mc + n. 1 viaggio 13 mc + n. 1 viaggio 12 mc 30/17
31 APPROVVIGIONAMENTO LIQUAME SUINO Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Lunghezza totale percorso (km) Liquame suino Villa d Agri Viggiano Tramutola n. 1 viaggio 17 mc 31/17
32 APPROVVIGIONAMENTO SIERO DI LATTE Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Lunghezza totale percorso (km) Siero di latte 7,1 47 Paterno Villa d Agri Viggiano Tramutola n. 1 viaggio 8 mc 32/17
33 la combustione diretta, con conseguente produzione di calore da utilizzare per il riscaldamento domestico;civile e industriale o per la generazione di vapore (forza motrice o produzione di energia elettrica); la trasformazione in combustibili liquidi di particolari categorie di biomasse coltivate come le specie oleaginose (produzione di biodiesel, estrazione degli oli e successiva conversione chimica degli stessi in miscele di esteri metilici e/o etilici) e specie zuccherine (produzione di etanolo via fermentazione alcoolica); la produzione di biogas mediante fermentazione anaerobica di reflui zootecnici, civili o agroindustriali, e la successiva utilizzazione del biogas prodotto per la generazione di calore e/o elettricità.
34 Azienda Iannucci Bernalda (Mt) L azienda produce principalmente pomodoro (ciliegino, datterino ecc.) in coltura idroponica su substrato in lana di roccia all interno di serre climatizzate Totale estensione = 27 ha Costo annuale per riscaldamento serre compreso tra i e i euro Gas Metano o Gasolio
35 Caldaia della ditta Uniconfort da 3 MW IMPIANTO DI COGENERAZIONE turbogeneratore ORC; caldaia ad olio diatermico; 3 turbine e di 3 scambiatori; gruppo turbina-generatore q al giorno di cippato con umidità del 40%; Potenza pari a 3,5 milioni di Kcal
36 Monitoraggio di impianti attualmente in funzione Azienda Posticchia Sabelli, Lavello (Pz) Allevamento di bovini da latte e di trasformazione e commercializzazione dei prodotti lattiero caseari da essa derivanti Produzioni Latte Fresco di Alta Qualità; Caciocavallo Silano Dop; Altri prodotti tipici lucani.
37 IMPIANTO DI COGENERAZIONE A PARTIRE DA BIOGAS L impianto si basa sulla tecnologia integrata Gas-Eco, sviluppata e realizzata da Enertec Il gruppo di cogenerazione installato è costituito da n.8 cogeneratori prodotti dalla ditta Energia Nova: Potenza elettrica max. 20 kw Potenza termica max. 44 kw Motore endotermico 1200 cc, 8 valvole Abbattimento della spesa energetica mensile di
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39 AREA DI INTERVENTO
40 SCHEMA DI IMPIANTO A MISCELAZIONE PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS
41 PRODUZIONE DI BIOGAS Tipologia refluo Quantitativo giornaliero (mc) Fattore di conversione * Biogas prodotto al giorno (Nmc) Biogas prodotto all anno (Nmc) Letame bovino Liquame bovino Liquame suino Siero di latte 7, TOTALE * Nmc biogas /mc biomassa
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43 CENTRALI COGENERATIVE A BIOMASSA LEGNOSA Turbogeneratore O.R.C. Bruciatore biogas
44 DIMENSIONAMENTO GENERATORE ENERGIA ELETTRICA Biogas al giorno (Nmc ) Fattore di conversione energia elettrica* Energia elettrica al giorno (kwh e ) Energia elettrica all anno (kwh e ) , , * 1 Nmc biogas produce circa 1,8 kwh di energia elettrica Periodo di utilizzo del generatore ore /anno kwh e /anno ore/anno = 587,28 kw e
45 Considerazioni conclusive La realtà produttiva regionale è estremamente sensibile ai problemi ambientali e alla produzione di energia da fonti rinnovabili Il trasferimento delle tecnologie di raccolta, trasformazione e utilizzazione dal livello nazionale al livello locale deve essere eseguito attraverso un processo di adattamento
46 VAL D AGRI / BASILICATA
47 Modalità di valorizzazione dei risultati della ricerca
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