Agripellet quale soluzione per il riutilizzo energetico dei sottoprodotti agricoli Giuseppe Toscano Dipartimento D3A - Università Politecnica delle Marche I SOTTOPRODOTTI AGROFORESTALI E INDUSTRIALI A BASE RINNOVABILE Normativa, recupero, conservazione, impiego, trasformazione e aspetti economici. 26-27 Settembre Dipartimento D3A Università Politecnica delle Marche
SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Filiera Azienda agricola Prodotto Agroindustria Prodotto Sottoprodotto Legno Erbaceo Distribuito Sottoprodotto Frutti e semi (parti) Concentrato
SOTTOPRODOTTI DEL SETTORE AGRICOLO E AGROINDUSTRIALE Tipologie di prodotto e quantità disponibili POTENZIALE Paglie Potature Lolla riso Gusci Vinaccia Sansa TOT 15711 4906 350 117 628 692 22404 (Milioni di tonnellate di sostanza secca per anno) Vinaccia e Paglie Potature Lolla riso Gusci Sansa TOT 6020 2123 134 50 733 9060 (ktep/anno)
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI - Contenuto di umidità elevato - Massa volumica e densità energetica bassa - Eterogeneità dimensionale e fisica del prodotto - Stagionalità di produzione
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Contenuto di umidità Valore energetico e comportamento alla combustione Comportamento in fase di stoccaggio = Sostanza secca
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Prodotti energetici
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Eterogeneità Dimensionale Sistemi di alimentazione e movimentazione del prodotto
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Stagionalità = fabbisogno energetico = biomassa 1 = biomassa 2 = biomassa 3 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Set Ott Nov Dic
PUNTI DI FORZA DELL USO DELLE BIOMASSE RESIDUALI NO competizione con il food Necessità di rimozione Reddito aggiuntivo Legame con le produzioni agricole Legame con il territorio NO risorse per la produzione
PRODUZIONE DI PELLET DA RESIDUI AGRICOLI : AGRIPELLET BIOMASSA GREZZA IMPIANTO DI PELLETTIZZAZIONE PELLET Macinazione Essiccazione Cubettatura Trafila Coltello Rulli interni Additivi (es. CaO)
LIMITI DELL UTILIZZO ENERGETICO DELLE BIOMASSE RESIDUALI Massa volumica e densità energetica Densità energetica (MJ/m3) Contenuto di umidità (% t.q.)
AGRIPELLET Sistema di alimentazione e movimentazione X X Combustione più efficiente (rapporto aria / combustibile)
BASSA UMIDITA 1. Stabilità del prodotto - No perdite energetiche - Assenza di fenomeni microbici AGRIPELLET Gestione del problema della STAGIONALITA delle biomasse 2. Miglior controllo delle temperature di combustione
AGRIPELLET ASPETTI QUALITATIVI UNI EN 14961-2 Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet di legno per uso non industriale Specifica per prodotti forestali o piante arboree UNI EN 14961-6 Biocombustibili solidi. Specifiche e classificazione del combustibile. Pellet non legnoso per uso non industriale Specifica per: - pellet di paglia di cereali, miscanthus, reed canary grass - classe A e B NON INCLUDE IL LEGNO
UNI EN 14961-2 Classi di pellet A1 A2 B Legno scortecciato, Tronchi interi senza radice, cortecce, residui non trattati Legno senza corteccia, residui non trattati chimicamente dell'industria legno chimicamente dell'industria legno Legni forestale e legni vergini in generale, sottoprodotti dell'industria del legno, legno usato Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) Umidità (% in peso su t.q.) D = 6 o 8 mm - L = 3,15-40 mm < 10% Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) < 0,7 < 1,5 < 3,0 16,5-19 16,3-19 16,0-19 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,3 < 0,5 < 1,0 Zolfo (% in peso su s.s.) < 0,03 < 0,03 < 0,04 Cloro (% in peso sul s.s.) < 0,02 < 0,02 < 0,03
Classi di pellet Paglia cereali Paglia UNI EN 14961-6 Reed canary Miscanthus grass A B Biomasse Biomasse Erbaceo pianta Erbaceo pianta erbace, frutti e erbace, frutti e intera intera semi, miscele semi, miscele e miscugli e miscugli Diametro (D) Lunghezza (L) (mm) D = 6-10 e L = 3,15-40 ; D = 12-25 e L = 3,15-50 Umidità (% in peso su t.q.) < 10 < 12 < 12 < 15 < 6,0 oppure < 8,0 oppure se se > 6,0 da > 8,0 da indicare < 6,0 indicare < 5,0 < 10,0 Ceneri (% in peso su t.q.) Potere calorifico inferiore (MJ/kg su t.q.) Da indicare Da indicare > 14,5 > 14,1 > 13,2 Azoto (% in peso su s.s.) < 0,7 < 0,5 < 2,0 < 1,5 < 2,0 Zolfo (% in peso sul s.s.) < 0,10 < 0,05 < 0,20 < 0,20 < 0,20 Cloro (% in peso su s.s.) < 0,10 < 0,08 < 0,10 < 0,2 < 0,3
AGRIPELLET NORMATIVA AGRIPELLET UNI EN 14961-2 UNI EN 14961-6 NORMA USO INDUSTRIALE DAARBOREE (LEGNO) ERBACEE DA AGROINDUSTRIA
AGRIPELLET - POSSIBILE STRUTTURA DELLA FILIERA Raccolta del residuo Stoccaggio e stagionatura Pellettizzazione industriale Pellettizzazione in campo Mercato Autoconsumo Utente
AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE
CANTIERE MOBILE DI PELLETTIZZAZIONE Costruzioni Nazzareno
AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE
AGRIPELLET DA POTATURE DI VITE
ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE FASE DI RACCOLTA Macchine trainate: 19 23 k Capacità di lavoro: 1 ha/h Tempo di funzionamento: 250-350 h/anno CANTIERE PELLETTIZZAZIONE Sistema trainato su rimorchio: 80 140 k Produttività: 200 1000 kg/h pellet Tempo di funzionamento: 600 h/anno 25 35 /t di pellet Produttività cantiere Costo produzione (kg/h) ( /t) 200 160 500 100 1000 60
ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA CANTIERE COSTO PRODUZIONE ( /t) COSTO UNITARIO ENERGETICO ( c /MJ) RACCOLTA PELLET TOTALE 200 kg/h 30 160 190 1,13 500 kg/h 30 100 130 0,77 1000 kg/h 30 60 90 0,36
ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PRODUTTIVITA COSTO ( /t) Costo +Trasporto* (min max) c /MJ 200 kg/h 190 200 220 1,18 1,30 500 kg/h 130 140 160 0,82 0,94 1000 kg/h 90 100-120 0,59 0,71 * Distanza variabile tra 75 150 km Cippato di legno Costo franco impianto 50 80 /t 0,55 0,88 c /MJ (35-40% umidità)
ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE Cooperativa ISPARO Pellet di vite Monitoraggio combustione Laboratorio Biomasse Università Politecnica Marche
ESEMPIO PRODUZIONE AGRIPELLET POTATURE DI VITE PELLET LEGNO AGRIPELLET POTATURE VITE NO FILTRO AGRIPELLET POTATURE VITE FILTRO MANICHE Polveri (mg/nm3) 25 70 100 150 < 20 CO (mg/nm3) 15 80 100 250 --- NOx (mg/nm3) 280 330 400 500 --- IMPIANTI ADEGUATI SISTEMI DI FILTRAZIONE PIU ACCURATI (FILTRI A MANICHE)
COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET 1 20
COMBUSTIONE RESIDUI IN CAMPO vs COMBUSTIONE AGRIPELLET Equivalenza di impatto in polveri 20.000 kg di pellet 1 ettaro 1.000 kg s.s. di biomassa residua 6-7 150 m 2 80 kwh/m 2
CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Agripellet Trasformazione da biomassa grezza a biocombustibile standardizzabile Soluzione della pellettizzazione mobile soprattutto per le biomasse residuali diffuse sul territorio Autoproduzione e/o alternativa al cippato di legno Alternativa a combustioni/soluzioni non corrette di biomasse residuali
http://www.mixbiopells.eu/it/home.html Giuseppe Toscano g.toscano@univpm.it