I PRO E I CONTRO DELLE BIOMASSE PER IL RISCALDAMENTO DOMESTICO

I PRO E I CONTRO DELLE BIOMASSE PER IL RISCALDAMENTO DOMESTICO Francesca Hugony Laboratorio Combustione e Ambiente 1

Di cosa parleremo Inquadramento (utilizzi e consumi del riscaldamento domestico a biomassa) I Pro I Contro Sicurezza nell approvvigionamento Costo combustibile Emissioni CO2 (obiettivi 22) Emissioni in atmosfera (contributo alla qualità dell aria, problema emissioni polveri, fattori di emissione) Gruppi di lavoro europei e nazionali I transitori Consigli utili [1] [1] Carmen Morreale (SSC) _ Problematiche ambientali degli impianti di riscaldamento a biomassa e consigli per un corretto utilizzo _ LA FILIERA DELLA LEGNA PER IL RISCALDAMENTO DOMESTICO: DAL BOSCO AL CAMINETTO _VERONAFIERE_ 4 febbraio 21 2

Inquadramento RISCALDAMENTO DOMESTICO Impianto monofamiliare (caldaia murale a gas) Caminetto o stufa a legna da circa 1KW Termocamino a legna da circa 25KW (circuito acqua calda) Stufa a pellet da circa 1KW Caldaia a pellet o legna da circa 25KW (circuito acqua calda) Impianto centralizzato (caldaia per condominio a gasolio o gas) Caldaia a pellet o cippato da circa 1KW Caldaia a legna da circa 4KW 3

Utilizzi Stufa tradizionale Fonte: ARPA Lombardia, 27 28% Caminetto aperto Stufa innovativa 4% 3% 45% 2% Stufa pellet Caminetto chiuso 4

Consumi 2% 4% 1% 1% Fonte: ARPA Lombardia, 27 Legna 92% Faggio Robinia Abete Pellet Carpino legna (ceppi, rami) legna trattata (dipinta, truciolato) cippato pellet altro (carbonella, scarti di oliva, gusci) Trucioli e scarti di segheria compattati in piccoli cilindretti L Italia è il primo mercato europeo per il consumo di pellet per il riscaldamento domestico 5

Approvvigionamento/Pro 2 Aprile 21, la marea nera, USA Maggior sicurezza nell approvvigionamento! 6

Costo combustibile/pro Costo del combustibile per unità di energia utile Energia utile Quella realmente prodotta dalla caldaia o apparecchio di riscaldamento Appartamento di 1mq 14 12, 12 1, 1 8, 8 /a /MWh 6, 6 caminetto aperto caminetto aperto caminetto chiuso caminetto chiuso stufa stufa pellet pellet Termocamino Termocamino Caldaia a pellet Caldaia a pellet caldaia GN caldaia GN 4, 4 2, 2, caldaia gasolio caldaia gasolio caldaia legna caldaia legna 7

Emissioni CO 2 /Pro Legna = Fonte di Energia Rinnovabile Bilancio CO 2 nullo emissioni da combustione Da considerare i consumi energetici per la produzione del combustibile (estrazione, lavorazione, stoccaggio, conversione energetica del combustibile) t/a 5, 4, 45,68 3, 2, 1,,,34,86 Caminetto stufa legna Stufa pellet 1,3 Caldaia pellet Caldaia gasolio 2,23 Caldaia murale GN Fonte: AIEL, 29 8

Emissioni CO 2 /Pro Legna = Fonte di Energia Rinnovabile L impiego di biomassa per la produzione di energia termica è un argomento chiave per il raggiungimento degli obiettivi sulle FER Dir. 29/28/CE Impone all Italia il raggiungimento del 17% di incidenza delle FER sull Energia totale finale lorda Anche con il contributo della biomassa, ancorchè limitato in percentuale, gli obiettivi della direttiva si possono raggiungere con costi sostenibili. Infatti, se per la produzione di energia elettrica da FER il calcolo viene fatto sull energia utile, per quella termica si considera l energia bruciata. 9

Emissioni in atmosfera/contro 1% 11-Altre sorgenti e assorbimenti 1-Agricoltura 8% 9-Trattamento e smaltimento rifiuti 8-Altre sorgenti mobili e macchinari 6% 7-Trasporto su strada 6-Uso di solventi 4% 2% % SO2 NOx COV CH4 CO PM2.5 PM1 5-Estrazione e distribuzione combustibili 4-Processi produttivi 3-Combustione nell'industria 2-Combustione non industriale 1-Produzione energia e trasform. combustibili Fonte: INEMAR 25 1

Emissioni in atmosfera/contro 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% olio combust metano legna e similari kerosene GPL gasolio 2% 1% % SO2 NOx COV PM2.5 PM1 Fonte: INEMAR 25 11

Emissioni in atmosfera/contro Le principali fonti emissive di PM1 primario in Regione Lombardia Prod Energia e Raffinerie Fonti produttive 11% Industria 3% 4% 6% Agricoltura Altro Fonti civili Risc. Legna 28% 1% Risc. Non Legna Benzina Motocicli Fonti mobili Diesel 24% 5% 3% Off Road 15% % 1% 2% 3% 4% 5% Fonte: relazione orale ARPA Lombardia del 29 12

Fattori di emissione/contro NOx g/gj 25-5kW g/gj 5-15kW 4 349,7 9 8 7 6 5 4 3 2 1 46 Open fireplace 81 Closed fireplace 32 Wood stove 81 Pellet stove Max: GN base, Olio combustibile Min: GN-BAT Altri: emissioni confrontabili Fonte: SSC, 25/27 g/gj 3 2 1 18 16 14 12 1 8 6 4 2 8,7 36,83 3,29 NG - Base NG - BAT Gasoil Biodiesel 5kW-3 kw 166,5 85 51,34 41,72 26,41 NG Gasoil Biodiesel Fuel Oil Pellet 13

Fattori di emissione/contro CO g/gj 5-15kW g/gj 5 25-5kW 6 5 4 3 2 1 52 Open fireplace 1617 Closed fireplace 279 Wood stove Max: Caminetto aperto 3 Pellet stove Min: GN>5kW; Gasolio e Biodiesel Ottime prestazioni per la caldaia a pellet Fonte: SSC, 25/27 g/gj 14 12 1 8 6 4 2 4 31,13 3 28,6 2 1 4,86 9,5 NG - Base NG - BAT Gasoil Biodiesel 5kW-3kW 12 3,5,97 1,6,83 NG Gasoil Biodiesel Fuel Oil Pellet 14

Fattori di emissione/contro COV g/gj 4 35 3 25 2 15 1 5 36 Open fireplace 5-15kW 55 4 Closed fireplace Wood stove Max: Caminetto aperto Min: Caldaie >25kW 12,6 Pellet stove Ottime prestazioni per la caldaia a pellet Fonte: SSC, 25/27 g/gj 5 4 3 2 1 g/gj 2 1,5 1,5 25-5kW 2,17 1,63,36,4 NG - Base NG - BAT Gasoil Biodiesel 5kW-3kW 1,9,11,11,14,1 NG Gasoil Biodiesel Fuel Oil Pellet 15

PMtot Fattori di emissione/contro g/a g/gj 45 6 5 5358 4 3 3 2 15 1 Caminetto aperto caminetto aperto 117 117 Caminetto chiuso caminetto chiuso stufa pellet 117 6 89 1 8 6,2 2 2 Stufa legna Stufa pellet Caldaia legna 5-15 kw 5-1 kw Termocamino Caldaia a pellet caldaia GN caldaia gasolio 117 8 Caldaia pellet caldaia legna Fonte: SSC, 27 Fonte: Inventario Europeo 29 Caldaie a Gasolio e Gas Naturale al di sotto del limite di rilevabilità FE PMtot molto variabili fino al 3% (tipo di legna, di apparecchio, metodo di campionamento, gestione apparecchio) Evoluzione tecnologica minori emissioni di PMtot 16

Gruppi di Lavoro/CE Commissione Economica dell ONU per l Europa UNECE Convenzione: Long-range Transboundary Air Pollution Protocollo di Gothenburg 1999 EGTEI: aspetti tecnico-economici Sottogruppo sui piccoli impianti di combustione Partecipazione SSC UE Dir Ecodesign: classificazione energetica di tutti gli elettrodomestici Lot 15: consorzio società per raccolta dati Comitato Europeo di Normazione CEN TC 295: Apparecchi residenziali a combustibile solido WG5: Metodi di campionamento Partecipazione SSC 17

Gruppi di Lavoro/I MATTM Regioni bacino Padano SSC Consulenza tecnica CTI Sforamento UE polveri in atmosfera: riscaldamento a legna GL22: Stufe, caminetti, barbecue Tavolo Interregionale SG4: Misura polveri Coordinamento SSC 18

I transitori Fasi di accensione e spegnimento di un sistema di riscaldamento Incidono sui fattori di emissione Non essendo previsti da normativa e legislazione poco studiati (SSC) Caldaie murali a GN e centralizzate Frequenti on/off regolati dal termostato dell acqua del circuito di riscaldamento Caminetti, stufe e caldaie a legna Frequenti ricariche manuali che comportano variazioni nei parametri di combustione Stufe a pellet Difficilmente individuabile in quanto la carica è continua 19

g/gj 15 1 Contributo transitori - fossili CO Fonte: SSC, 25 Stazionario Transitorio 5 g/gj 4 Gasolio GN Gasolio GN GN 1-15 kw 75-1 kw 25 kw Contributo importante per i COV 3 2 COV COV da transitori importanti per GN 1 Gasolio GN Gasolio GN GN 2

Contributo transitori - biomassa CO (g/gj) 35 3 25 2 15 1 5 Caminetto chiuso Stufa tradizionale Accensione a freddo + 1h di funzionamento Contributo importante per i COV PMtot inversione prestazioni Particolato ultrafine! Stazionario Transitorio VOC (g/gj) 14 12 1 8 6 4 2 PM (g/gj) 4 3 2 1 Caminetto chiuso Caminetto chiuso Stufa tradizionale Stufa tradizionale Fonte: SSC, 27 21

Scelta dell apparecchio Consigli utili Per i nuovi utenti: Prediligere al design le buone prestazioni energetiche ed ambientali. Leggere attentamente il manuale di uso e manutenzione Verificare le prestazioni dichiarate dal costruttore g/mwh 15 1 1289 Emissioni polveri Caminetti aperti e chiusi/bat Lot 15 (Dir EuP) Controllo aria primaria e secondaria Controllo del tiraggio naturale 5 Caminetto aperto 421 Caminetto chiuso 32 Stufa legna 217 Stufa pellet Ventola per scambio di calore indiretto Camera di combustione in ceramica 22

Stagionatura legna Consigli utili Legna fresca >5% EN1324 Legna di faggio commerciale: 12-25% EN14785 Pellet commerciale: <12% Umidità combustibile: <2% Caminetto aperto Faggio umido: +5% umidità del Faggio TSP [mg/nm3] 13%O2 6 4 2 Faggio Faggio umido Fonte: SSC Provincia Milano, 27 23

Consigli utili Modalità di accensione Accendifuoco o carta di giornale? Dall alto o dal basso??? Caminetto chiuso Stufa a legna TSP [mg/nm3] 13%O2 4 3 2 1 Accendifuoco Carta giornale TSP [mg/mj] 5 4 3 2 1 dal basso dall'alto Max Min Fonte: SSC Provincia Milano, 27 Fonte: Nussbaumer et al. IEA Report 28 24

Consigli utili Frequenza carica e attizzamento: i transitori Alimentazione di legna frequente in maniera tale da mantenere l apparecchio in temperatura Fonte: SSC Provincia di Milano, 27 Minimizzare la movimentazione delle braci e della legna 25

Consigli utili Il caminetto non è un inceneritore! 26