Torna all indice PROGETTO FUOCO 2004 LA PRODUZIONE DI BIOMASSA A DESTINAZIONE ENERGETICA DA S.R.F. DI PIOPPO. PRIME ESPERIENZE IN TOSCANA Prof. Enrico Bonari Dott. Ricardo Villani
Accanto alle produzioni agroalimentari di qualità, sicure e facilmente riconoscibili e/o tracciabili, cresce la domanda di: - mantenimento ed incremento biodiversità; - paesaggio rurale con valore estetico e ricreativo; - coltivazione di specie non alimentari ; - riduzione consumi energetici non rinnovabili; - riduzione delle emissioni di gas-serra; - smaltimento di residui ed acque reflue, fitodepurazione e recupero terreni contaminati; - rinaturalizzazione dei territori non più coltivabili.
Colture dedicate diversificazione colturale contenimento consumi di combustibili fossili Le colture da biomassa possono contribuire: alla cattura/immobilizzazione della CO 2 alla riduzione delle emissioni di gas serra
Difendere l ambiente e ridurre la dipendenza energetica del nostro Paese nel modo più economico possibile, ricercare adeguate ricadute positive sullo sviluppo agricolo nazionale e sull occupazione interna e contribuire alla difesa del territorio agroforestale nel suo complesso PNERB, 1999
Obiettivi quantitativi del PNERB (1999): portare a 8-10 Mtep/anno la produzione nazionale di energia dalle biomasse nel 2010-2012 (circa metà biocombustibili liquidi e metà solidi) contro gli attuali 3-3,5 Mtep/anno; incrementare a breve termine la superficie delle colture dedicate fino a 200-250.000 ha ed in tempi medio-lunghi fino a 500-600.000 ha
ma rimangono irrisolte alcune problematiche, sia di carattere tecnologico (disponibilità di impianti piccoli, costi di allestimento e di gestione ecc.) che, di ordine agronomico-produttivo (accettabilità a livello aziendale, stagionalità delle produzioni, problemi di stoccaggio ecc.), sia sotto il profilo economico sociale (costo di produzione dell energia e degli interventi di sostegno, accettabilità degli impianti per le popolazioni, ecc.), sia dal punto di vista ecologico-ambientale (logistica dei trasporti, bilanci agroambientali ed energetici delle colture, modificazioni del paesaggio agrario, ecc.) che ostacolano la costruzione di una filiera agricola della produzione di energia dalle biomasse
Indicatori di sostenibilità agroambientale biodiversità bilancio CO 2 riduzione altre emissioni bilancio energetico conservazione del suolo (erosione, sostanza organica, lisciviazione nutrienti) tutela risorse idriche valori ricreativi e paesaggistici bilancio economico conservazione fertilità terreno fabbisogno di lavoro umano e meccanico stabilità delle rese flessibilità ordinamento produttivo
Short Rotation Forestry (S.R.F.).) - coltivazione, di specie forestali a rapido accrescimento (pioppi, salici, robinia, ontano, eucalipto, ecc.) - impiantate con un elevato grado di fittezza - gestite con idonee tecniche colturali - ceduate e raccolte con cicli di taglio più frequenti rispetto alle tradizionali utilizzazioni
Fig.1- Elementi distintivi dei sistemi colturali a vario livello di input SISTEMA S.R.F. pioppo Liv. ALTO Aratura a 50 cm; 10.000 p.te ha -1 ; diserbo chimico preimpianto + post emergenza alla fine del primo anno; concimazione azotata annuale con 100 kg ha -1 di N Liv.BASSO Discissura a 35-40 cm; 8.000 p.te ha -1 ; solo diserbo chimico di post emergenza alla fine del primo anno; concimazione azotata annuale con 50 kg ha -1 di N Avvicend. erbaceo Aratura per le colture da rinnovo; discissura per i frumenti; concimazione minerale a reintegro totale delle asportazioni; diserbo chimico in pre e post emergenza Aratura per la barbabietola e discissura per le altre colture da rinnovo; lavorazione minima per i frumenti; concimazione minerale a reintegro delle asportazioni del solo prodotto utile; diserbo chimico solo in premergenza
Miscanto (Miscanthus sinensis) Specie rizomatosa poliennale Produttività media annua: 28,2 t s.s./ha Contenuto in ceneri: 2,8% (di cui 56% SiO 2 ) Miscanto 60 50 t s.s./ ha 40 30 20 10 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 anno
Canna comune (Arundo donax) Specie rizomatosa poliennale Produttività media annua: 37,4 t s.s./ha Contenuto in ceneri: 5% (di cui 44% SiO 2 ) Canna comune 60 50 t s.s./ ha 40 30 20 10 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 anno
Fig.2Effetto della densità della coltura sulla resa media della S.R.F. di pioppo t ha -1 70 60 50 40 30 20 10 t ha-1 anno-1 di s.s. 0,5x1,0 = 17,8 0,5x1,5 = 20,7 0,5x2,0 = 20,4 0 96 98 00 02
Fig.3. Effetto del ritmo di taglio (1,2 e 3 anni) sulla resa della S.R.F. di pioppo t ha -1 80 70 60 50 40 30 20 10 t ha-1 anno-1 di s.s. T1 = 9,0 T2 = 15,1 T3 = 21,7 0 96 97 98 99 00 01 02 03
Tab.1- Resa media (t/ha/anno) della SRF di pioppo (dal 1996) e delle colture erbacee (dal 1993) a due livelli di input Sistema colturale/livello input Alto Basso? % S.R.F. pioppo 22,1 17,2-22,2 S.R.F. resa corretta 17,7 13,8-22,1 Barbabietola da zucchero 66,2 56,3-15,0 Frumento duro 4,5 3,8-15,5 Sorgo da granella 7,0 6,7-4,3 Girasole 4,4 4,0-9,1 Frumento duro 3,8 3,2-15,8
Tab.2 Alcune valutazioni economiche medie ( ha -1 anno -1 ) S.R.F. Pioppo Avvic. Erbaceo Parametri alto basso alto basso Costi mezzi tecnici 214 153 344 231 Costi meccanici 736 609 506 400 Costi totali 950 762 850 631 Plv della coltura* 1.436 1.119 1.379* 1.260* Incentiv.mis. agroamb. - - - 215 Totale ricavi 1.436 1.119 1.379 1.475 R.L. delle colture 486 357 529 844 R.L. corretto ** 201 135 253 592 (*) compreso set-aside per 1/6 e P.A.C. (**) rese ridotte del 20%
Bilancio energetico colture da biomassa (Gj ha -1 anno) (Da Bonari e Venturi, 2003) Miscanto Arundo S.R.F. Liv.alto Pioppo Liv.basso Tot.input 18,6 17,9 16,3 11,1 Tot. output 257 616 415 323 Output/input 13,8 34,4 25,5 29,3 Output-Input 238 598 399 312 Prod.tà energia kggj -1 1.511 2.087 1.356 1.556
Fabbisogni energetici per il trasporto (linee oblique) e per la produzione (linee orizzontali) di biomassa (cippato di Salix) - Fabbisogno energetico (% degli output) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (elaborato da Borjesson) Autocarro Treno 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000 Distanza (km) scenario 2003 scenario 2015
SRF a due livelli di intensificazione (SRF.A e SRF.B) vs. Sistema erbaceo = 100 SRF.A SRF.B EROSIONE IMPIEGO CONCIMI AZOTATI IMPIEGO CONCIMI FOSFORICI AZOTO PERDUTO FOSFORO PERDUTO 49 65 59 72 61 38 39 59 69 57 IMPIEGO FITOFARMACI INDICE PERSISTENZA NEL SUOLO INDICE TOSSICITA PER LE ACQUE 21 42 7 8 0,1 0,0 CARBONIO FISSATO BIOMASSA CARBONIO AL TERRENO RESIDUI SOSTANZA ORGANICA SUOLO 0-5 CM 542 404 176 317 221 149