Esperienze di recupero a fini energetici delle biomasse di provenienza agricola

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Giacinta Marcella Colonna
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1 Esperienze di recupero a fini energetici delle biomasse di provenienza agricola Silvia Silvestri Centro Sperimentale - Unità Biomasse ed energia rinnovabile FONDAZIONE EDMUND MACH ISTITUTO AGRARIO DI SAN MICHELE ALL ADIGE Federazione Trentina delle Cooperative PREMESSA Categorie di biomasse utilizzabili a scopi energetici 1. Biomasse forestali: - industria di trasformazione del legno - utilizzo, manutenzione e pulizia del bosco 2. Scarti agricoli: - residui di potatura e rinnovo impianti - stocchi e tutoli di mais, - scarti di trasformazione dei prodotti agricoli (agroindustria e agroalimentare) - deiezioni zootecniche e residui animali - colture energetiche - colture arboree a ciclo breve (SRC) 3. Rifiuti urbani: - frazione organica dei RSU 2 1

Biomasse forestali: - industria di trasformazione del legno - utilizzo, manutenzione e pulizia del bosco 2.

2 PREMESSA Il mondo agricolo è uno dei principali produttori di biomasse utilizzabili a fini energetici. Il settore delle agro-energie e le opportunità offerte dalla valorizzazione energetica delle biomasse determinano un elevato interesse: fonte economica alternativa/integrativa possibilità di sostituire i combustibili fossili (gasolio, metano) per riscaldamento con gli scarti agricoli disponibili in azienda possibilità concrete di dare soluzione a problematiche ambientali connesse al trattamento e allo smaltimento di alcune tipologie di scarti (deiezioni zootecniche, scarti agroindustriali) 3 Iniziative nazionali per il recupero dei sarmenti Progetto Vitis Energetica Chi: AIEL (Associazione Italiana Energie Agroforestali) in collaborazione con CIA di Gorizia Dove: Provincia di Gorizia Obiettivi: Verifica aspetti tecnici ed economici raccolta sarmenti per la produzione di pellet. Progetto ERAASPV Chi: CRB (Centro di Ricerca sulle Biomasse) di Perugia Dove: Provincia di Perugia Risultati: Impianto pilota per il recupero energetico dei sarmenti presso una cantina (produzione energia termica e frigorifera) 4 2

sostituire i combustibili fossili (gasolio, metano) per riscaldamento con gli scarti agricoli disponibili in azienda possibilità concrete di dare soluzione a problematiche ambientali connesse al

3 Iniziative a sostegno della produzione di biomasse Regione Veneto Servizio Forestale Regionale L.R. 2 maggio 2003 n.14: Interventi agro-forestali per la produzione di biomasse. 5 Bando (scadenza ) per la richiesta di contributo Azione 1: diffusione di piantagioni legnose a ciclo breve (SFR), al fine di produrre biomassa per usi energetici o in alternativa per trasformazioni industriali (punteggio >> utilizzo energetico) Azione 2: realizzazione di cure colturali, al fine di produrre biomassa per usi energetici o in alternativa per trasformazioni industriali (punteggio >> utilizzo energetico) 5 Iniziative in provincia di Trento Studio di fattibilità commissionato dalla Cantina Sociale di Avio Utilizzo dei residui di potatura della vite a fini energetici Chi: Fondazione Edmund Mach - IVALSA-CNR Dove: Avio (TN) Obiettivi: Verifica degli aspetti tecnici, economici, ambientali ed agronomici della raccolta dei sarmenti a fini energetici. Lo sforzo è quello di integrare in un unica esperienza, preliminare a successive fasi applicative, i risultati degli studi energetici, economici, agronomici ed ambientali. bilancio sostanza organica richiede tempi medio-lunghi 6 3

(punteggio >> utilizzo energetico) Azione 2: realizzazione di cure colturali, al fine di produrre biomassa per usi energetici o in alternativa per trasformazioni industriali (punteggio >> utilizzo

4 Indice di Ravaz per le principali varietà di vite coltivate in Trentino (*valori rilevati nell ambito del progetto Il Maso di Cavit ) La quantità di legno prodotta è funzione della produzione ma varia anche in rapporto al sistema di allevamento, alla varietà, all annata e al sito di produzione. Merlot Lagrein Pinot nero Marzem. Teroldego Cabernet sauvignon Muller thurgau Pinot grigio Chardon. Sauvignon blanc ,1 3,1 2,2 1,9 1,9 1, ,2 6,9 4,8 5,6 4 3,7 4,9 3,3 4,7 6, ,5 4,6 4,9 5,2 3,5 3,4 7,8 4,2 6,5 3, ,5 3,2 3,7 2,6 2,7 4,2 3,8 3,1 1,4 1,3 2,5 2,6 5,9 4,2 4 2,7 2,5 3,3 2, ,8 3,8 3,7 3,2 2,6 1,6 4,4 5,6 4,7 6 media 4,55 4,12 3,75 3,80 2,45 2,55 5,03 3,96 4,34 4,73 7 Legno di potatura prodotto dalle colture principali Vite Superficie coltivata: circa ha Uva prodotta: t/anno Scarto di potatura: t/ha Ipotesi di recupero: 50% Melo Superficie coltivata: circa ha Mele prodotte: t/anno Scarto di potatura: 2 2,5 t/ha Ipotesi di recupero : 50% t/anno 8 4

Sauvignon blanc 2002 5,1 3,1 2,2 1,9 1,9 1,5 3 2003 6,2 6,9 4,8 5,6 4 3,7 4,9 3,3 4,7 6,7 2004 5,5 4,6 4,9 5,2 3,5 3,4 7,8 4,2 6,5 3,5 2005 2006 3,5 3,2 3,7 2,6 2,7 4,2 3,8 3,1 1,4 1,3 2,5 2,6 5,9

5 Aspetti agronomici 20 ql/ha sarmenti 3.5 ql humus stabile (K1 30%) 50 ql letame maturo 3.5 ql humus stabile 10 ql compost da letame 6.5 ql stallatico pellettato K2 medio terreno: ql/ha * anno humus Apporto di letame o altra fonte di sostanza organica è comunque necessario K1 = coefficiente isohumico K2 = coefficiente di mineralizzazione dell humus (fonte: Bollettino ERSA FVG, 1/04) 9 Caratteristiche analitiche dei sarmenti di vite Umidità alla potatura: % dopo 3-4 mesi in campo: 40 % circa dopo alcuni mesi di stoccaggio in cumulo: % Idoneo per la combustione Potere calorifico inferiore (al 35 % H 2 O): Cippato forestale: kwh/kg (dato AIEL) 12 MJ/kg 3.3 kwh/kg Contenuto di ceneri: Cippato forestale: 3-4% t.q % t.q. (dato AIEL) 10 5

mineralizzazione dell humus (fonte: Bollettino ERSA FVG, 1/04) 9 Caratteristiche analitiche dei sarmenti di vite Umidità alla potatura: 45-48 % dopo 3-4 mesi in campo: 40 % circa dopo alcuni

6 Tecnologie per il recupero dei sarmenti Trinciacaricatrici Fondamentale l introduzione del raccoglitore rotativo (pick-up) che consente il recupero dei sarmenti puliti 11 Tecnologie per il recupero dei sarmenti Trinciacaricatrici Numerose soluzioni proposte, con differenti sistemi per l accumulo del cippato (in benna portata, su rimorchio, in bins, in big-bags) 12 6

per il recupero dei sarmenti Trinciacaricatrici Numerose soluzioni proposte, con differenti

7 Tecnologie per il recupero dei sarmenti Imballatrici La produzione di ballette agevola lo stoccaggio (no muffe, no processi spontanei) ma complica la raccolta (necessità di un mezzo con elevatore) 13 Possibilità di impiego dei sarmenti Combustione tal quale (triturati o in ballette) in caldaie dedicate oppure trasformazione in pellet. Esistono altre tecnologie per la conversione in energia elettrica quali ad es. la gassificazione Progetti di ricerca per la trasformazione in biocombustibili 14 7

tal quale (triturati o in ballette) in caldaie dedicate oppure trasformazione in pellet.

8 In caldaie domestiche Possibilità di impiego dei sarmenti L impiego come combustibile ad uso domestico riduce i costi ma va valutato l aspetto ambientale (fumi) in assenza di filtri (vedi progetto PAT*) In impianti industriali (teleriscaldamento) Nelle centrali a biomasse l utilizzo è più razionale e più sicuro dal punto di vista ambientale, ma aumentano i costi dovuti al trasporto dalla zona di produzione e quella di utilizzo * Piano generale della qualità dell aria. Elettrofiltri per abbattimento polveri sottili 15 Utilizzo dell energia prodotta Es: Iniziativa di recupero su 400 ha Sarmenti recuperati: 1000 t/anno Combustione in caldaia (potenza 1 MW) Energia prodotta: 2500 MW/anno Teleriscaldamento: 120 abitazioni, oppure alcuni edifici pubblici Assorbitore per conversione in energia frigorifera: circa 1250 MW, utilizzabili per frigoconservazione o vinificazione 16 8

di produzione e quella di utilizzo * Piano generale della qualità dell aria.

9 Inquadramento normativo Scarti di potatura = biomassa combustibile D.Lgs 152/06, allegato X, sezione 4: Caratteristiche delle biomasse combustibili e relative condizioni di utilizzo Comma 1. Tipologia e provenienza punto c) Materiale vegetale prodotto da interventi selvicolturali, da manutenzione forestale e da potatura. D.Lgs 152/06, Allegato I alla parte V, parte III, tabella 1.1 Se sono utilizzate biomasse combustibili sono previsti limiti di concentrazione nelle emissioni per i seguenti parametri: polveri totali, carbonio organico totale (COT), monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NO 2 ) e ossidi di zolfo (SO 2 ), diversificati a seconda della potenza dell impianto di combustione. 17 9

Tipologia e provenienza punto c) Materiale vegetale prodotto da interventi selvicolturali, da manutenzione forestale e da potatura. D.

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