Filiera del Legno & Energia Distribuita GAMATEC SA

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1 Filiera del Legno & Energia Distribuita GAMATEC SA

2 Introduzione Il termine filiera legno-energia indica un insieme organizzato di fattori di produzione, trasformazione, trasporto e utilizzazione del legno a fini energetici; partendo dalla produzione, passando attraverso la riduzione del legno in materiale idoneo alla trasformazione energetica e finendo con l alimentazione e gestione degli impianti di produzione di energia. La produzione di combustibili legnosi si inquadra nell ambito della gestione della multifunzionalità del bosco e della sostenibilità dello sfruttamento delle risorse forestali ed in tale ambito vanno effettuate approfondite analisi delle caratteristiche energetiche ed ambientali della filiera legnoenergia. Storicamente la legna da ardere, e ancor più il carbone vegetale da essa ricavato, hanno avuto un ruolo di notevole importanza nell approvvigionamento energetico domestico e industriale locale contribuendo alla nascita dei primi centri proto-industriali, sviluppatisi inizialmente nelle aree collinari e montane a economia integrata caratterizzate da un forte sfruttamento delle risorse forestali.

3 Introduzione Le grandi trasformazioni socioeconomiche intervenute nel 900 grazie alla disponibilità di energia a basso costo hanno determinato un diffuso abbandono delle tradizionali attività agrosilvopastorali tipiche delle aree rurali collinari e montane. In conseguenza della diminuita frequenza e intensità delle utilizzazioni, i boschi sono cresciuti in provvigione legnosa e in molti contesti anche in estensione, sia per effetto di rimboschimenti artificiali, sia per spontanea evoluzione di pascoli e seminativi abbandonati. Da un quarto di secolo a questa parte tuttavia la domanda di legna da ardere e di altri combustibili a base legnosa ha ripreso a crescere grazie anche agli sviluppi tecnologici che hanno consentito di valorizzare sempre più le loro potenzialità energetiche. Oggi l interesse per questa fonte di energia così poco moderna è sempre maggiore, tanto che essa viene considerata in Europa una delle più promettenti alternative ai combustibili fossili.

4 Introduzione Inoltre, alcune funzioni del bosco che in passato erano poco avvertite, o comunque ritenute del tutto secondarie rispetto alla produzione legnosa, quali la difesa del suolo e la mitigazione del rischio idraulico, l uso turistico-ricreativo degli ecosistemi forestali, la conservazione della diversità biologica, l immagazzinamento del carbonio ecc., hanno assunto un interesse elevato per la corretta pianificazione del territorio. Tuttavia, se da un lato il recupero di una più intensa attività di sfruttamento del patrimonio forestale è avvertito in termini positivi per le ricadute anche di carattere sociale su determinati contesti a economia svantaggiata, dall altro esso può suscitare anche qualche fondata preoccupazione, soprattutto in considerazione del fatto che per il legno da energia il fattore quantità è quello di maggiore importanza: da questa considerazione nasce l esigenza di un sistema energetico distribuito basato su impianti di micro e mini generazione. L applicazione del paradigma della Generazione Distribuita di energia integrato dal ricorso a tecnologie e soluzioni innovative ad elevata efficienza, permette di massimizzare i vantaggi energetici, ambientali e sociali specifici di ciascun territorio di applicazione.

5 Schema generale Utenze Impianti Bio Miniera Polo di valorizzazione Prodotti bioenergetici: - Legna essiccata - Cippato essiccato - Pellets - Bricchette - Biochar - Green coal - Energia elettrica Servizi bioenergetici: - Fornitura combustibile - Fornitura impianti - Gestione impianti - Manutenzione

6 Il Polo di Valorizzazione Il Polo di Valorizzazione svolge un ruolo cruciale nello sviluppo di un sistema di Generazione Distribuita a biomasse in quanto nodo di raccordo tra le attività forestali e quelle energetiche. Provvede alla stabilizzazione e valorizzazione del legno tramite trasformazione in differenti combustibili legnosi capaci di rispondere alle esigenze specifiche di ciascun utilizzatore e di possibile commercializzazione anche al di fuori del territorio di produzione. Il Polo di Vaolorizzazione offre inoltre servizi alle utenze quali: ricevimento biomasse: cippato di scarto primario di segheria; tronchi, ramaglie, potature, etc.; stoccaggio: su piazzale delle biomasse ricevute, in particolare dei tronchi; cippatura: ove necessaria; vagliatura: del cippato per ottenere un combustibile standard; essicazione: del cippato all umidità di processo voluta del 10%; stoccaggio: del cippato essiccato in serbatoi a tenuta; produzione di pellets, bricchette, biochar, green coal distribuzione: dei biocombustibili agli utenti

7 Il Polo di Valorizzazione Biocombustibili prodotti Tipo Caratteristiche Uso Legna essiccata Cippato essiccato Pellets Bricchette Biochar Green Coal stabile buon PCI stabile buon PCI stabile buon PCI semplice logistica stabile buon PCI stabile alto PCI stabile alto PCI Domestico Commerciale Terziario Domestico Commerciale Terziario Domestico Commerciale Terziario Domestico Commerciale Terziario Commerciale Terziario Commerciale Terziario Piccole Imprese

8 Le Utenze e gli Impianti Le utenze energetiche presenti in un determinato ambito territoriale presentano caratteristiche molto differenti tar loro in termini di quantitativi di energia, elettrica e termica, consumati; di rapporto tra consumi elettrici e termici; di contemporaneità dei consumi elettrici e termici; di stagionalità di funzionamento; di curva giornaliera di consumo. A questa molteplicità di esigenze si può dare risposta ricorrendo ad una famiglia di impianti di micro e mini generazione di energia da biocombustibili scelti ad-hoc per ciascuna applicazione. Servizi ancillari quali la fornitura dei biocombustibili, la realizzazione, la gestione e la manutenzione degli impianti, possono essere centralizzati e gestiti da operatori professionali specializzati. Pur molto differenti tra loro per taglia, complessità tecnologica, prestazioni e modalità di funzionamento, tutti gli impianti proposti hanno quali caratteristiche comuni la loro indipendenza, l elevata affidabilità di funzionamento, la massima compatibilità ambientale, la massima efficienza globale nella singola applicazione, la migliore economicità di esercizio.

9 Le Utenze e gli Impianti Esempi di impianti realizzabili Tipo Caratteristiche Tipo Caratteristiche Caldaie a legna/cippato/pellets Caldaia + ORC Caldaia + Turbina (o Motore ) a Vapore Caldaia + Spilling Caldaia + Stirling Produzione energia termica Piccola e Media taglia Basso rapporto E/T Media e Grande taglia Basso rapporto E/T Media e Grande taglia Basso rapporto E/T Piccola e Media taglia Basso rapporto E/T Piccola e Media taglia Gassificatore + Motore a syngas Gassificatore + ORC Pirogassificatore + Motore a syngas Decarburatore anossico + Motore a syngas Pirocombustore + ORC Alto rapporto E/T Piccola e Media taglia Basso rapporto E/T Piccola e Media taglia Alto rapporto E/T Piccola e Media taglia Alto rapporto E/T Piccola e Media taglia Basso rapporto E/T Piccola e Media taglia

10 Esempi di Utenze

11 Esempi di Impianti

12 Esempio: filiera biochar/green coal Unità centrale di produzione biochar/green coal a partire da biomasse da silvicoltura Trattamento fumi Fumi Biomassa 1 t/h Essiccatore Biomassa Reattore TaPyro BioChar 350 kg/h

13 Esempio: filiera biochar/green coal Il reattore TaPyro Biomassa Pyro-Char Pirolisi Impianto pilota Pyro-Gas Aria Combustione Calore Schema di funzionamento

14 Esempio: filiera biochar/green coal Le Utenze distribuite Utenza Unità e cadauna 400 kwe e 700 kwth totali Completamente indipendenti Potenzialità kwhe e kwhth /unità anno kwhe e kwhth totali anno Utenza 1 Utenza 2 Utenza 3 Utenza 4 Utenza 9 Utenza 8 Utenza 7 Utenza 6 Utenza 5

15 Conclusioni Il legno rappresenta una importante forma di energia ed il suo utilizzo se ben gestito può essere: - Rinnovabile - se sfruttamento e capacità di rigenerazione sono bilanciate - CO2 neutrale - se i ritmi di prelievo sono paragonabili alla rigenerazione - Non impattante - se ben la filiera legno energia genera un miglioramento dell ambiente e degli aspetti paesaggistici con ricadute positive sulla gestione del territorio - Pulito - le moderne tecnologie permettono di ottenere livelli di emissione nettamente inferiori rispetto al recente passato - Programmabile - l uso del legno è pianificabile e il suo uso energetico è programmabile - Decentrato e distribuito - le filiere legno-energia possono avere una ampia diffusione territoriale; si possono sviluppare in prossimità dei consumatori; fonti legnose sono riscontrabili pressochè ovunque - Economico - il legno è tra le fonti di energia più convenienti - Virtuoso l implementazione di filiere di utilizzo e valorizzazione del legno permettono lo sviluppo di nuova imprenditorialità locale con benefici occupazionali per il territorio

16 Conclusioni Per la massimizzazione dei benefici economici ed ambientali connessi allo sviluppo di un economia del legno, è necessario coniugare una corretta pianificazione delle risorse del territorio, un dettagliato monitoraggio della tipologia di consumi energetici degli utenti finali, la scelta delle tecnologie di conversione ottimali in funzione delle esigenze di ciascun utilizzatore. Ulteriore flessibilità al sistema legno-energia viene conferita dalla localizzazione sul territorio di un Polo di Valorizzazione che centralizzi le operazioni industriali legate alla preparazione ed alla logistica del legno e crei valore trasformando il legno stesso in una serie di biocombustibili ad elevato valore aggiunto diversificando le applicazioni ed i mercati di riferimento. Il ricorso a tecnologie diverse ed ad elevata efficienza permette di ottenere, su taglia micro e mini, con grande affidabilità valori di efficienze energetiche globali molto elevate, in linea con quelle riscontrabili in soluzioni di taglia maggiore, quali il Teleriscaldamento, ma senza la necessità di realizzare infrastrutture di rete onerose in termini di investimento e tempi di realizzazione.