sviluppo della filiera foresta-legno-energia attraverso il rafforzamento dell associazionismo forestale developing the forest-wood-energy chain through the reinforcement of forest owners associations linee guida per lo sviluppo di un modello di utilizzo del cippato forestale a fini energetici guidelines for the development of a forest chips supply chain model Questo progetto è stato cofinanziato dall Unione Europea, Fondo F.E.A.O.G. sez. orientamento - Programma Leader Plus
Questo progetto è stato cofinanziato dall Unione Europea, Fondo F.E.A.O.G. sez. orientamento - Programma Leader Plus Questa pubblicazione è il risultato delle azioni pilota realizzate dai GAL, partners del Progetto di Cooperazione Transnazionale, sviluppate sulla base di una metodologia di lavoro condivisa e concertata. Coordinamento del progetto: GAL Prealpi e Dolomiti: Pietro Gaio - Presidente Jacopo Da Val - Direttore Lucio Carrara Referenti per le azioni pilota dei GAL partners: GAL Prealpi e Dolomiti: Jacopo Da Val Matteo Aguanno - Comunità Montana Feltrina GAL Valle d Aosta: GAL Appennino Bolognese: Raggruppamento GAL Toscani Coordinamento Generale GAL Garfagnana Ambiente e Sviluppo: GAL Eurochianti: GAL Leader Siena: GAL Appennino Aretino: A.R.S.I.A: GAL Rural Conwy: Viviane Bellot - Direttore Pietro Giorgio - Sea Energia Spa e C.V.E. S.P.A. Elena Frezet - consulente Claudio Ravaglia - Direttore Daniele Gambetti - consulente Stefano Stranieri - Direttore Catia Consolati Stella Brandini Marco Flori Rita Molli Gianfranco Nocentini Sheila Potter - Manager Il CNR Ivalsa di San Michele all Adige (TN), diretto dal Prof. Ario Ceccotti e con il supporto del responsabile scientifico dr. for. Raffaele Spinelli, ha coordinato l attività di sintesi e l organizzazione delle linee guida, elaborate sulla base dei risultati di progetto.
PRESENTAZIONE Questa pubblicazione è il risultato delle attività di studio, ricerca e sperimentazione condotte in collaborazione dagli otto Gruppi di Azione Locale, partners del progetto di cooperazione transnazionale Sviluppo della filiera Foresta Legno Energia realizzato con il contributo finanziario della Unione Europea, nell ambito del Programma Leader +. Con l approccio tipico della programmazione Leader +, il progetto è stato organizzato con la volontà condivisa di ricercare soluzioni di intervento per modelli di sviluppo sostenibile nei territori rurali per i quali è importante garantire il mantenimento di adeguati standard ambientali. Con tali indirizzi è stato organizzato il progetto che ha definito e realizzato un programma di azioni, correlate alle opportunità e modalità di utilizzo a scopi energetici delle biomasse forestali ed agricole, che potrà fornire un concreto riferimento per lo sviluppo di specifiche filiere. Le tematiche affrontate sono coerenti con gli indirizzi espressi dal Protocollo di Kyoto e della Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC) per il contenimento dell emissioni di CO2, oltre che per lo sviluppo dell utilizzo su larga scala delle energie da fonti rinnovabili come richiesto dall Unione Europea. Considerati i diversificati ambiti territoriali di riferimento entro i quali si sono concentrate diverse fasi di progetto, gli studi, le indagini e i dati acquisiti ed elaborati con le applicazioni sperimentali svolte potranno efficacemente incrementare, anche se a livello non esaustivo, il patrimonio di conoscenze legato ai settori di utilizzo energetico delle biomasse. Con l auspicio che gli elementi di sintesi raccolti in questa pubblicazione possano costituire una concreta base di riferimento per lo sviluppo di altre applicazioni e per approfondimenti tematici in territori simili, si coglie l occasione per rivolgere i più sentiti ringraziamenti ai partners del Progetto Transnazionale e a tutti coloro che a vario titolo si sono attivati per lo sviluppo delle iniziative proposte, garantendo la necessaria collaborazione per il raggiungimento degli obiettivi prefissati. GAL Prealpi e Dolomiti Pietro Gaio - Presidente Jacopo Da Val - Direttore Tecnico
INTRODUCTION This publication represents the result of studies, researches and trial tests made with the co-operation of the eight Local Action Groups partner of the transnational co-operation project Development of a forest-wood-energy chain, with the financial support of the European Union, Leader+ programme. Undertaken using the typical approach of Leader+ programme, the project has been organised with the shared objective of testing new intervention approaches for sustainable development in rural countries, and the importance of fostering and maintaining of adequate environmental standards. With those targets the project has been designed with a defined and realistic an action programme, connected with opportunities and modalities to use wood and agricultural biomasses for heating purposes, which can provide a concrete reference for the development of specialised chains. The project has dealt with thematics coherent to Kyoto Protocol guidelines and to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) for CO2 emission reduction, and for development of renewable energy on a large scale, as required by European Union directives. In consideration to the different partners countries in which the various project actions are situated, the studies, surveys undertaken and the data collected and processed pilot actions and applications will support the increase, even if not in an exhaustive way, knowledge inheritance connected to the biomass energy sector. We hope the elements collected in this publication could be a concrete reference for development of further actions and support the development of linked topics, and we would like to take the opportunity to sincerely thank all transnational project partners and to all who, in many ways, have been involved in the development of proposed initiatives, providing the needed participation for achieving planned results. Prealpi e Dolomiti LAG Pietro Gaio - President Jacopo Da Val - Technical Manager
sommario summary
Capitolo 1 La biomassa, i GAL e il progetto transnazionale 14 Chapter 1 Biomass, lags and the transnational project 14 1. Le biomasse 16 1. A perspective on biomass 16 1.1 Riscaldamento collettivo e produzione di energia elettrica 17 1.1 Collective heating and power generation 17 1.2 Competitività 20 1.2 Competitive conditions 20 2. I Gruppi di Azione Locale 21 2. The Local Action Groups 22 2.1 Leader Plus 22 2.1. Leader Plus 22 2.2 Il Progetto Transnazionale 23 2.2. The Transnational Project 23 2.3 I GAL Partner 25 2.3. Partner LAGs 26 2.4 I ruoli dei partner 30 2.4. Partner roles 30 2.5 Le Linee-Guida 43 2.5. The Guidelines 43 Capitolo 2 Disponibilità della biomassa, mercati e ruolo delle associazioni 44 Chapter 2 Biomass availability, markets and role of associations 44 1. Offerta e domanda 45 1. Supply and demand 45 1.1 Disponibilità della materia prima 45 1.1 Availability of raw material 45 1.2 Disponibilità dei combustibili legnosi 46 1.2 Availability of wood fuels 47 1.3 La domanda di combustibile legnoso 48 1.3 Demand for wood fuels 48
2. Opportunità 54 2.Opportunities 54 2.1 Opportunità per il produttore di combustibile 54 2.1 Opportunities for the fuel producer 54 2.2 Opportunità per l utente del combustibile 58 2.2 Opportunities for the fuel user 58 Capitolo 3 Il cippato forestale 68 Chapter 3 Forest chips 68 1. La tecnica di cippatura 73 1. Chipping technique 73 1.1 Scelta della cippatrice 73 1.1 Chipper selection 73 1.2 Alimentazione della cippatrice 74 1.2 Chipper feeding 74 1.3 Scarico del cippato 76 1.3 Chip discharge 75 1.4 Produttività delle cippatrici 77 1.4 Chipping productivity 77 1.5 Organizzazione dei cantieri di cippatura 79 1.5 Operational lay-out 79 1.6 Quantità ricavabili 83 1.6 Chip yield 85 2. La qualità del cippato 85 2. Chip quality 86 2.1 Il contenuto di fibra 85 2.1 Fiber content 86 2.2 La pezzatura del cippato 87 2.2 Particle size distribution 87 2.3 Il tenore idrico 93 2.3 Moisture content 93
3. Conservazione del cippato 97 3. Chip storage 97 3.1 L attività microbica 98 3.1 Microbial activity 98 3.2 Suscettibilità al deterioramento 99 3.2 Sensitivity to decay 98 3.3 Modalità di stoccaggio 100 3.3 Storage strategies 100 Capitolo 4 La filiera di approvvigionamento 104 Chapter 4 The supply chain 104 1. Introduzione 105 1. Introduction 105 2. Condizioni di studio e operazioni dal bosco alla caldaia 105 2. Study Conditions and Stump-to-Plant Operations 105 3. Linee guida e raccomandazioni 107 3. Guidelines and Recommendations 107 3.1 Pianificazione delle operazioni di raccolta 107 3.1 Planning for harvest operations 107 3.2 Forme in cui la biomassa può essere esboscata 114 3.2 Forms in which biomass may be extracted 114 3.3 Livelli di meccanizzazione 117 3.3 Levels of mechanization 117 3.4 Opzioni di allestimento della biomassa 125 3.4 Biomass processing options 124 3. 5 Opzioni di trasporto 130 3.5 Transport options 130 3.6 Stagionatura e qualità del cippato 133 3.6 Chip drying and chip quality issues 133 4. Modelli di simulazione 135 4. Simulation Models 135
Capitolo 5 Gli impianti di conversione di piccola e media taglia 138 Chapter 5 Small and medium-size conversion plants 138 1. Riscaldare gli edifici pubblici con il legno 139 1. Heating public buildings with wood 139 2. Le caldaie a cippato 140 2. Chip-fed boilers 140 2.1 Le caldaie a griglia fissa 141 2.1 Fixed-grate boilers 141 2.2 Le caldaie a griglia mobile 144 2.2 Moving-grate boilers 144 3. Le tappe del percorso 145 3. Steps in the process 144 3.1 Motivare i decisori pubblici 145 3.1 Motivating public managers 144 3.2 Coinvolgere la comunità locale 146 3.2 Involving local communities 146 4. Requisiti per la realizzazione del progetto 150 4. Project requirements 150 4.1 L edificio. 150 4.1 Building. 150 4.2 Il progettista 151 4.2 Designer 151 4.3 La tecnologia 151 4.3 Technology 151 4.4 La valutazione finanziaria 152 4.4 Financial aspects 154 4.5 Manutenzione 157 4.5 Maintenance 155 4.6 Gestione 157 4.6 Technical management 156 4.7 Monitoraggio 157 4.7 Monitoring 156 4.8 Verificare la fattibilità del progetto 160 4.8 Estimating project feasibility 158
Capitolo 6 Conclusioni 162 Chapter 6 Conclusions 162 6.1 Disponibilità di biomassa 163 6.1 Biomass availability 163 6.2 Prezzi 164 6.2 Prices 164 6.3 Rivitalizzare la gestione forestale 166 6.3 Reviving forest management 166 6.4 Il mercato 170 6.4 The market 170 6.5 L associazionismo 173 6.5 Owners associations 173 6.6 Strategie di approvvigionamento 174 6.6 Supply strategies 175 6.7 Le tecniche di raccolta 177 6.7 Harvesting techniques 177 6.8 La qualità del cippato 181 6.8 Chip quality 182 6.9 Linee di sviluppo 183 6.9 Pointers for future work 183 Coordinatori e redattori dei singoli capitoli: Cap 1 Raffaele Spinelli CNR/IVALSA, S. Michele all Adige (TN) Cap 2 Matthias Secknus FVA, Friburgo - Germania Cap 3 Raffaele Spinelli e Natascia Magagnotti CNR/IVALSA, S. Michele all Adige (TN) Cap 4 Bruce R. Hartsough Università della California, Davis - USA Cap 5 Valter Francescato, Eliseo Antonini, Lapo Casini AIEL, Legnaro (PD) e Gianfranco Nocentini ARSIA Toscana, Firenze Cap 6 Raffaele Spinelli CNR/IVALSA, S. Michele all Adige (TN)
1 la biomassa, i gal e il progetto transnazionale biomass, lags and the transnational project
rinnovabile è un settore in piena espansione, e questo è ormai un dato di fatto. Certo, si può discutere sulla razionalità L energia di talune applicazioni o sul modo in cui viene ripartito il valore aggiunto tra le varie imprese coinvolte nel processo produttivo, ma queste discussioni riguardano qualsiasi tipo di attività imprenditoriale, e non solo quelle legate all energia. La rapidissima diffusione delle centrali termiche ed elettriche dimostra che la produzione di energia rinnovabile è conveniente, e tra i vari settori del rinnovabile, quello delle biomasse sembra avere il maggior potenziale di espansione, e potrebbe crescere di più e più velocemente di tutti gli altri. Ancora più importante è il fatto che la biomassa cresce nei campi e nelle foreste, e quindi il settore delle biomasse energetiche potrebbe risollevare un mondo agricolo in crisi. In molti paesi Europei, agricoltura e forestazione non sono più competitive sui mercati globali, e questo ormai da parecchi anni. La loro sopravvivenza dipende in gran parte dal sostegno pubblico, che continua a diminuire: a livello politico infatti c è un forte intereresse ad aumentare la competitività dell agricoltura e della selvicoltura Europea, ma tutti gli sforzi sono resi difficili dall ingresso sui mercati mondiali di Paesi capaci di produrre gli stessi beni a costi sempre minori. D altra parte questo è vero per molti settori produttivi, altrimenti non compreremmo tessuti Cinesi e automobili Coreane. Sui mercati mondiali c è un solo prodotto il cui prezzo aumenta più velocemente di quanto vorremmo: il petrolio. Da qui l interesse a produrre un surrogato la biomassa il cui valore dovrebbe necessariamente essere legato al prezzo crescente del prodotto sostituito. E qui i numeri sono spettacolari. La biomassa non potrà mai sostituire completamente il petrolio, ma potrebbe giocare un ruolo importante in una strategia mirata a rimpiazzarlo: questo però dipende dalla capacità di mobilizzarne quantitativi molto elevati, sfruttando una quota significativa delle potenzialità disponibili. In tale frangente, il mondo agricolo è il primo e più importante interlocutore, perché controlla la terra, fonte prima delle biomasse. Le aziende agricole e forestali posseggono le chiavi per aprire i depositi della biomassa, ma non le hanno ancora usa- Renewable energy pays, and that is a fact. One may argue about the rationality of some approaches or on the equitable distribution of the added value among all actors, but such discussions concern any field of human activity. Mushrooming plants demonstrate that renewable energy generation is a good business, and today good business opportunities are quite scarce. Biomass energy presents a large potential for expansion and may grow faster and further than any other related sector. What s more, biomass is produced in forests and fields, and appeals to a rural world that has few other opportunities. In many European countries, forestry and agriculture are no longer competitive on the world market, and they have not been for many years. They have survived on subsidies, whose availability has kept shrinking over time. There is a will to make European forestry and agriculture more competitive on the global market, but that is made difficult by the falling production prices of most agricultural stocks: this is true also for the manufacturing sectors, or Europeans would not be buying Asian textiles and cars. On the world market there is just one product whose price keeps climbing faster than we want: that is oil. Hence the interest in trying to produce a surrogate - biomass - whose value is necessary linked to the growing price of the stock it replaces. Here the numbers are spectacular: biomass will never entirely replace oil, yet it may play an important role in a concerted strategy aiming at its substitution. That depends on the capacity of mobilizing very large amounts of raw material, exploiting a significant proportion of the quantities potentially available. The rural world is in the front line, because it controls the land, which is the ultimate 15
te. Esse hanno prima bisogno di capire l importanza di questa opportunità, e poi di imparare a sfruttarla correttamente: solo in questo modo l Europa potrà generare un offerta di biomassa competitiva e sostenibile. 1. Le biomasse Esistono diversi modi per trasformare la biomassa in energia, e questi offrono prodotti diversi. Dalla biomassa si possono ottenere calore, elettricità e combustibile liquido per autotrazione, attraverso i processi della combusione, gasificazione, pirolisi e fermentazione. È oltre le finalità di questo manuale descrivere questi processi o anche fornire una lista completa: qui basta dire che la biomassa è una materia prima molto versatile, che offre una vasta gamma di opportunità produttive. Questo manuale tuttavia si concentra sulle biomasse legnose di origine forestale: infatti gli otto GAL partners del Progetto operano in territori prevalentemente boscati e per questo hanno condiviso l opportunità di legare le azioni pilota allo sviluppo di tale settore. Il legno è una materia prima molto versatile, e per questo motivo è stato impiegato in una varietà di usi sin dai tempi più antichi. Prima del petrolio cioè meno di un secolo fa il legno era la principale fonte di energia termica in tutto il mondo, e oggi lo è ancora nei paesi in via di sviluppo e anche in molte aree rurali di quelli già industrializzati. Il consumo di legna da ardere in un paese moderno come l Italia è stimato a oltre 14 milioni di tonnellate annue, la maggior parte bruciate in stufe di tipo tradizionale. Purtroppo queste stufe hanno un potenziale di espansione molto limitato, a causa della bassa efficienza, della scarsa versatilità e in generale del livello di manutenzione troppo oneroso, e quindi incompatibile con lo stile di vita moderno. Inoltre, è inutile andare a disturbare un settore che sebbene datato funziona e genera profitti per le aziende agricole e forestali. Pertanto, un ulteriore sviluppo nell impiego delle biomasse legnose dovrebbe essere indirizzato verso quelle tipologie di materia prima attualmente inutilizzate, che in genere sono prive di valore 16 source of biomass. Foresters and farmers have the keys to the large biomass stores of Europe, but they are not using them yet. They need to become aware of this opportunity and to learn how to exploit it correctly: only in this way they will be able to generate an offer of biomass that is competitive and sustainable. 1. A perspective on biomass The road from biomass to energy can follow many different paths and lead to different outcomes. From biomass one can produce heating energy, electric energy and kinetic energy, and that through a number of processes, including combustion, gasification, pyrolis and fermentation. It is outside the scope of this handbook to describe such processes, or even drawing a complete list. Suffices to say that biomass is a versatile raw material, offering a wide range of processing opportunities. However, it is important to specify that this handbook - like any other products - bears the mark of its producers, in fact the eight LAG partners operate in intensively forested areas, and so they have agreed the opportunity their pilot actions for the development of that sector. Wood biomass is also a quite versatile raw material, and for this reason it has been used since time immemorial. In fact, before the massive advent of fossil fuels less than a century ago, wood was the main source of heating for humankind all over the world. It still is in most developing countries, and in the rural areas of developed countries as well. The firewood consumption of a modern industrial country like Italy is estimated to over 14 million of tons per year, most of them burned in traditional manually-fed stoves. However, traditional boilers have little potential for
commerciale e quindi possono essere sfruttate senza arrecare grande disturbo ad eventuali altre utenze, soprattutto locali. Per definizione, questo materiale non è adatto alla produzione di legna da ardere, ma potrebbe essere trasformato in un altro combustibile legnoso: il cippato. 1.1 Riscaldamento collettivo e produzione di energia elettrica Oggi, la trasformazione del cippato in energia segue due vie principali: combustione e gassificazione. Quest ultima è ancora ad uno stadio semi-sperimentale, e quindi la procedura di trasformazione di gran lunga più usata a livello commerciale resta la combustione, che è impiegata per produrre sia calore che energia elettrica, spesso in combinazione. Esistono differenze sostanziali tra la produzione di calore e quella di elettricità. In primo luogo i prezzi, che sono molto differenti: in alcuni Paesi le tariffe applicate all energia elettrica ottenuta da fonti rinnovabili sono talmente favorevoli da causare una corsa verso la costruzione di centrali elettriche, spesso totalmente slegata da considerazioni circa le disponibilità locali di biomassa o l efficienza del ciclo di trasformazione. L Italia è uno di questi Paesi, e attualmente ospita 32 centrali per una potenza totale di circa 400 MWe. Sebbene le nuove tecnologie di gasificazione sembrerebbero capaci di consentire la produzione di energia elettrica anche in impianti relativamente piccoli, la maggior parte delle centrali costruite di recente impiega turbine a vapore, che non possono funzionare efficacemente se non hanno una taglia abbastanza elevata. La filosofia produttiva quindi prevede un approccio centralizzato e industriale, a cui corrisponde un notevole sforzo logistico per consentire un approvvigionamento regolare e sostenuto. L altro approccio è quello invece di distribuire la produzione di energia su tutto il territorio, attraverso una rete di piccoli impianti, che possono interfacciarsi più facilmente con il mondo rurale. Fino all arrivo delle nuove tecnologie di gasificazione, la produzione di calore è rimasta l unica opzione, concretizzata attraverso lo sviluppo degli impianti di riscaldamento collettivo al servizio di vari insediamenti abitativi. Oggi in Italia ne esistono ormai further expansion, due to their lower efficiency, their limited versatility and in general to an excessive level of maintenance that is not compatible with modern lifestyle. Besides, there is no need to encroach upon an activity that - although somewhat outdated - is still working and generating profits to farmers and foresters. The further development of wood biomass should rather be pushed towards feedstocks that currently have little use and value, and could be captured without causing much disturbance to competitive users - especially if local. By definition, such feedstocks are not suitable for the production of firewood, and they could be converted in another type of wood fuel: wood chips. 1.1 Collective heating and power generation The actual conversion of wood chips into energy follows two main paths: combustion and gasification - the latter being still somewhat experimental. That leaves us with combustion, which can be resorted to for producing heat, power or a mix of both. The difference between heat and power generation is substantial. For one, tariffs are quite different, and in some countries very generous subsidies have been released for power generation, which in turn have caused a strong drive towards biomass power plants, regardless of biomass availability and conversion efficiency. Italy is indeed one of these countries, and she currently hosts 32 plants for a total power output of about 400 MWe. Although newly designed gasification units might be capable of producing electric energy with a rather small power investment, most commercial facilities built in recent years resort to the older steam turbine technology 17
18 oltre 50, per una potenza totale di circa 200 MWt. E qui arriva la prima distinzione, perché una centrale da un Megawatt termico (MWt) non richiede la stessa quantità di combustibile necessaria ad un ipotetica centrale da un Megawatt elettrico (MWe). In questo caso infatti bisogna tenere conto dell efficienza di trasformazione del calore in elettricità, in genere nell ordine del 35 %, e del fatto che le centrali elettriche sono progettate per funzionare tutto l anno a pieno carico, mentre gli impianti di riscaldamento funzionano a pieno carico solo nella stagione invernale. Da qui una richiesta di combustibile molto diversa, che può essere stimata nell ordine delle 1000-1200 tonnellate di legname tal quale per Megawatt termico, e di circa 10000 tonnellate tal quale per Megawatt elettrico con un rapporto di quasi 1:10. A questo si aggiunge la taglia rilevante delle centrali elettriche, che in genere supera i 10 MW e che rende questi impianti particolarmente onerosi in termini di approvvigionamento. La tabella 1 fornisce una lista delle centrali elettriche e degli impianti di riscaldamento collettivo presenti oggi nell Italia La montagna alpina è ricca di boschi ormai inutilizzati /The Alpine forests are a largely unexploited resource Centro-Settentrionale. La centrale elettrica media consuma annualmente circa 100.000 tonnellate di legno fresco, contro le 5.000 dell impianto di riscaldamento collettivo, e da questo derivano due conseguenze importanti: 1. Le centrali elettriche possono determinare una forte pressione sul territorio, e il loro approvvigionamento con biomassa di origine locale richiede una buona organizzazione, e l applicazione di tecniche specialistiche nella produzione, raccolta e trasporto del legname. D altra parte, la forte domanda generata da una sola di queste centrali può cambiare radicalmente il mercato locale del legno, stimolando una significativa ripresa nell attività delle aziende agricole e delle ditte boschive. 2. È molto più semplice organizzare l approvvigionamento di un impianto di riscaldamento collettivo, perché le quantità in gioco sono ancora relativamente modeste. Per questo stesso motivo però un solo impianto di riscaldamento collettivo non basta a rivitalizzare in modo significativo il mercato del legno, ed è necesand require a rather large power investment to be run efficiently. This is a centralized approach, developed in an industrial background and requiring a considerable logistic effort on the supply side. The other approach is that of spreading energy generation over the whole landscape, through a network of small plants that can be linked more easily to the rural world. Until the arrival of efficient small-scale gasification technologies, heat generation remained the only option, and therefore this approach has materialized in the development of collective heating plants, catering for small to medium size settlements. Italy has
Regione/ Region Riscaldamenti collettivi/ Collective heating plants n MWt t/anno/ t/year Centrali elettriche/ Power stations n MWe Valle d Aosta 2 16 17920 - - - t/anno/ t/year Piemonte 4 24 26880 3 27 270000 Lombardia 3 35 39200 4 30 300000 Veneto 3 2 2240 2 23 230000 Trento 2 17 19040 - - - Bolzano 30 107 119840 - - - Friuli V.G. 1 0,5 560 1 3 30000 Emilia-Romagna - - - 1 23 230000 Toscana 7 3 3360 2 24 240000 Total 50 204 229040 13 130 1300000 Tabella 1 - Riscaldamenti collettivi e centrali elettriche nell Italia Centro- Settentrionale (2007)/Table 1 - Collective heating plants and power stations in Northern Italy (2007) sario costruirne diversi se si vogliono ottenere ricadute economiche importanti sull economia locale. D altra parte, la produzione di calore e quella di elettricità non sono in conflitto. Le centrali elettriche producono molto calore, che potrebbe essere impiegato per riscaldare gli insediamenti circostanti, fornendo al contempo un reddito that too, hosting over 50 collective heating plants for a total power output of 200 MWt. And here comes the first catch, because a Megawatt thermal (MWt) does not require the same amount of fuel needed to obtain a Megawatt electric (MWe), the latter being but a fraction of the total thermal output and depending on the heat-to-power conversion efficiency, commonly in the range of 35 %. Besides, power plants are meant to be run all year at full load, whereas heating stations are run full load during the cold season only. Hence a very different annual fuel demand, which can be estimated at 1000-1200 fresh tonnes of fuel per Megawatt for heating plants, and about 10000 fresh tonnes of fuel per Megawatt in power stations - a ratio of almost 1:10. That combines with a much larger plant size in making power plants quite demanding in terms of fuel. Table 1 provides a list of the power stations and the collective heating plants in Northern Italy. The average power station requires an annual supply of 100.000 fresh tonnes of wood, whereas the average heating plant can work on less than 5.000 fresh tonnes per year. This has two main and important consequences: 1. A power station is quite demanding on the così come quella dell Appennino/ as are the forests of the Apennine. territory, and feeding it with locally-produced fuel requires a good organization, and the application of specific know-how in the fields of harvesting, transport and logistics. On the other hand, the large demand generated by just one such plant can radically change the market for wood fuels, hopefully stimulating significant activity among local harvesting firms. 2. It is much easier to organize the fuel supply chain for a collective heating plant, since the quantities to be handled are relatively small. For this very reason, the small demand generated by a single heating plant is not enough 19
Per secoli il legno è stato il combustibile tradizionale del mondo rurale For centuries, wood has been the main energy source of rural communities addizionale all impresa che riuscisse a venderlo. È perfettamente possibile produrre sia calore che elettricità con uno stesso impianto, e magari anche approvvigionarlo con una quota importante di cippato prodotto localmente. Questo però richiede una pianificazione attenta, in grado di localizzare l impianto in prossimità delle utenze e delle fonti locali di combustibile, di dimensionarlo adeguatamente e di organizzare una filiera di approvvigionamento efficiente ed affidabile. 1.2 Competitività Ed eccoci alla seconda distinzione: la competitività. Oggi è possibile ottenere grandi quantità di legname attraverso i canali dell importazione e del recupero, e in molti casi questo legname è uno scarto o un prodotto collaterale di poco valore, che può essere acquisito a prezzi molto modesti: il trasporto rappresenta dunque il costo maggiore, che varia in funzione della distanza da coprire e delle infrastrutture disponibili. I produttori primari localizzati presso un impianto invece hanno il problema opposto: un costo di 20 to substantially change the wood fuel market, and it may be necessary to build an integrated network of plants if a significant change in the wood market must be achieved. In fact, heating and power generation are not in conflict. Power stations do produce a lot of heat, which could be used for heating the surrounding settlements and yield an additional profit to the utility able to sell it. However, such heat is only a co-product, meaningfully called waste heat. If the potential heat user is not near enough and/or the tariff for renewable power is generous enough, then the utility can afford to actually waste the waste heat. That is what has happened in many cases, and it is not due to any technical or organisational flaws, but rather to distortions in the tariff policies. It is perfectly possible to generate both heat and power, and even to supply a combined heat and power (CHP) plant with a majority of chips locally sourced. Of course that requires careful planning to locate the plant near the actual source of wood chips, to dimension it according to fuel availability and to organize an efficient supply chain. 1.2 Competitive conditions And here comes the second catch: competitive conditions. Large quantities of wood can be imported from abroad, collected at woodprocessing factories or salvaged from waste disposal operations. In most instances, this wood is a waste or a co-product and can be obtained for a small price: transporting it to the plant is the main cost item, which can be high or low, depending on distances and infrastructure. Primary wood producers near a biomass plant - either electric or thermal - face the opposite situation: their transportation cost is relatively small, but their collection cost is much higher. To be competitive they need to learn how to reduce the collec-
trasporto relativamente modesto, a cui però corrispondono costi di produzione e raccolta molto più elevati. Per diventare competitivi essi devono imparare a ridurre al minimo anche questi costi. La scelta tra due prodotti alternativi è guidata dal prezzo alla consegna, dalla qualità del prodotto e dal servizio offerto dal produttore. Oggi il sottoprodotto industriale vince su tutti e tre i fronti, perché costa meno, perché è costituito da un legno più asciutto e pulito, e perché è offerto da industrie ad altre industrie, con un netto vantaggio in termini logistici ed amministrativi. Le aziende agricole e forestali devono ancora imparare molto. Occorre infatti che diventino capaci di offrire un combustibile competitivo per qualità, prezzo e condizioni di fornitura. Le consegne devono essere rapide, regolari e soprattutto garantite. Nessun impianto può permettersi un arresto temporaneo del servizio per la mancanza di combustibile. Pertanto, occorre sviluppare conoscenze tecniche appropriate, che consentano la messa in opera di filiere locali di approvvigionamento, gestite da aziende del luogo e capaci di attingere alle risorse abbondantemente disponibili sul territorio. Finora la ricerca e la disseminazione si sono dimostrati i migliori strumenti per acquisire e trasferire conoscenze di questo tipo, e per questo motivo diversi Gruppi di Azione Locale (GAL) hanno fatto squadra per lanciare un progetto specifico, destinato a promuovere la ricerca e la disseminazione in questo settore. 2. I Gruppi di Azione Locale I Gruppi di Azione Locale (GAL) sono associazioni che rappresentano gli interessi comuni in campo economico, sociale ed ambientale di una specifica regione. Queste associazioni sono costituite da organizzazioni ed imprese che condividono gli stessi interessi, e sono responsabili per l applicazione del Programma Europeo LEADER Plus. tion cost to its bare minimum. When choosing between alternative purchases, price can be the main factor, but it never is the only one: quality and service are important factors, too. On this front, industrial co-products have still the advantage. They consist of a cleaner, dryer wood, and are offered from industries to industries, with the benefit of simpler deals. Farmers and foresters have much to learn. In conclusion, prospective buyers need to be offered a fuel that is competitive in terms of price, quality and procurement conditions. Deliveries must be prompt, regular and - what s more - guaranteed. No plant can afford temporary shut downs due to the lack of fuel. This can all be done. Knowhow is the key to a successful development of local energy wood chains. So far, research and dissemination have proven the most effective ways to acquire specific know-how. For this reason, several Local Action Groups (LAGs) endeavoured a specific action to pro- Il cippato è il moderno sostituto della legna da ardere Chips are the modern substitute of firewood 21
22 2.1 Leader Plus Leader+ svolge tuttora il suo ruolo di laboratorio destinato ad incoraggiare la messa a punto e la sperimentazione di nuovi approcci di sviluppo integrato e durevole che potrà influenzare, integrare e/o rafforzare la politica di sviluppo rurale nella Comunità. Leader+ si articola nelle seguenti tre sezioni: Azione 1: Sostegno alle strategie pilota di sviluppo integrato del territorio fondate sull approccio ascendente Azione 2: Sostegno a favore della cooperazione fra territori rurali Azione 3: Creazione di reti La gestione delle risorse comunitarie Leader+ è affidata ai gruppi d azione locale (GAL) selezionati nel contesto di una procedura aperta fondata su criteri definiti nei programmi. Questi tengono conto del carattere rurale dei territori, dell omogeneità delle condizioni fisiche, economiche e sociali e dei piani di sviluppo integrato innovativo. I partner economici e sociali e le associazioni devono costituire almeno il 50% del partenariato locale. I temi prioritari fissati dalla Commissione, sulla quamote such research and dissemination on their own territories. 2. The Local Action Groups Local Actions Groups (LAGs) are associations which represent common economic, social, and environmental interests in a defined area. They are made up of partner organisations sharing the same interests, and are responsible for the implementation of the LEADER Plus Programme. 2.1. Leader Plus Leader Plus aims to develop his test role devoted to encourage the setting and experimentation of new innovative, integrated and durable approaches who will be able to influence, integrate and reinforce rural development in the whole community. Esempio di cippato di buona qualità/good quality chips sample
le ciascun programma del GAL deve basarsi sono: utilizzare in misura ottimale le risorse naturali e culturali, segnatamente valorizzare i siti; migliorare la qualità della vita nelle zone rurali; promuovere il valore aggiunto dei prodotti locali, in special modo agevolando l accesso ai mercati alle piccole unità di produzione mediante azioni collettive; utilizzare le conoscenze e le nuove tecnologie per incrementare la capacità concorrenziale dei prodotti e dei servizi nelle zone rurali. Ancora più delle edizioni precedenti, LEADER Plus pone una forte enfasi sulla cooperazione e il collegamento tra diverse aree rurali, e finanzia i progetti presentati congiuntamente da più GAL per: individuare le necessità di sviluppo all interno delle diverse comunità rurali sviluppare e testare progetti innovativi e di piccola scala capaci di soddisfare queste necessità 2.2 Il Progetto Transnazionale Lo sviluppo di filiere bioenergetiche soddisfa appieno le specifiche del programma Leader Plus, perché è una strategia innovativa capace di rinforzare l economia locale, e perché può contribuire al miglioramento del patrimonio naturale favorendo una puntuale manutenzione dei boschi. Lo sviluppo di queste filiere richiede uno sforzo locale che stimola le capacità organizzative delle imprese, e impone senz altro un approccio integrato. Per questo motivo, otto GAL si sono associati in un progetto comune intitolato Lo sviluppo della filiera foresta-legno-energia attraverso il rafforzamento dell associazionismo forestale. Scopo del progetto è esaminare ed assistere lo sviluppo di filiere locali per l approvvigionamento di biomasse legnose nei rispettivi territori. I mercati e le filiere di approvvigionamento sono poco sviluppati in queste zone, dove mancano ancora le conoscenze tecniche necessarie a ridurre i costi di approvvigionamento e a massimizzare la vasta gamma di benefici associati alla produzione di biomassa legnosa. Pertanto, questo progetto ha rappresentato un opportunità unica per acquisire conoscenze tecniche fondamentali per il successo della filiera foresta-legno-energia. Queste sono state ottenute attraverso la conduzione di Leader Plus is structured around three actions: Action 1: Support for integrated territorial development strategies of a pilot nature based on a bottom-up approach Action 2: Support for cooperation between rural territories Action 3: Networking The management of Leader Plus grants is devoted to Local Action Groups (LAG s) selected on an open tender accordingly to devoted programmes. These programmes (Communitarian, National and Regional) keep in consideration the rural side of the countries, of homogeneous physical, economic and social conditions, and on innovative and integrated development programmes. Economic and social partners have to be at least 50% of the whole partnership. The priority themes laid down by the Commission are: making the best use of natural and cultural resources, including enhancing the value of sites; improving the quality of life in rural areas; adding value to local products, in particular by facilitating access to markets for small production units via collective actions; The use of new know-how and new technologies to make products and services in rural areas more competitive. More than previous programmes, Leader Plus puts a strong effort on cooperation and connection between rural areas, and supports projects submitted by different LAGs for: focus on development needs under various rural communities; Test and develop innovative project under a small scale able to reply to those needs. 2.2. The Transnational Project Developing a forest energy chain fills all the specifications set by the Leader Plus pro- 23
prove specifiche in ambito locale, e tramite la condivisione di conoscenze già disponibili presso alcuni dei GAL, o acquisite durante il progetto grazie alle rispettive prove. Questo progetto si è dimostrato di fondamentale importanza per identificare i fattorichiave e i principali processi necessari a costruire una filiera di approvvigionamento del combustibile legnoso che sia locale, competitiva e sostenibile. In tutti i GAL partner, lo sviluppo di una filiera bionergetica efficiente incontra una serie di ostacoli importanti, tra cui: scala artigianale e conduzione approssimativa delle attuali filiere bioenergetiche; piccolo dimensioni delle parcelle forestali e dei lotti; limitata meccanizzazione delle operazioni di raccolta; terreno difficile: pendente e/o accidentato; infrastrutture inadeguate (viabilità, piazzali); parcelle difficili da gestire; costi elevati di gestione e raccolta; mercato del cippato ancora poco sviluppato; poca esperienza con il cippato forestale; necessità di dare continuità e sostenibilità alle filiere di approvvigionamento; costi elevati della doppia movimentazione; scarse conoscenze circa la gestione degli impianti; I principali obiettivi dei partner di progetto sono stati i seguenti: 1. aumentare le conoscenze circa la risorsa forestale disponibile; 2. valutare la sostenibilità tecnica ed economica della filiera foresta-legno-energia; 3. sperimentare tecnologie e processi innovativi, attraverso la realizzazione di esperienze pilota per la raccolta delle biomasse legnose e per la loro utilizzazione in impianti di teleriscaldamento alimentati a cippato; 4. fornire indicazioni su come migliorare la sostenibilità della filiera di approvvigionamento. Per raggiungere questi obiettivi, ciascun GAL ha intrapreso delle specifiche Azioni Pilota, necessarie per la valutazione tecnica e economica di vari modelli alternativi per la produzione, distribuzione ed impiego della biomassa legnosa, ritenuti adatti al proprio territorio. Le Azioni Pilota sono state divise 24 gramme. It is an innovative strategy that can reinforce the economic environment of rural areas and enhance their natural heritage by supporting forest maintenance in the process; is definitely a local effort that stimulates the organization ability of local community, and it does require an integrated approach. For this reason, eight LAGs have joined in a common project titled Developing the forest-wood-energy chain through the reinforcement of forest owners associations. This project aimed to investigate and assist development of forest biomass supply chains in the territories of the member LAGs. The markets and supply chain for wood energy were relatively under-developed in these areas, and there was only limited experience of modern techniques for minimising costs and maximising the range of benefits associated with the production of wood fuel from forestry. Consequently, this project represented an opportunity to learn from local field trial experience and primary research, as well as from the sharing of know-how already gained by some partners in some fields. Ultimately, the project was a crucial tool to identify key processes and developmental factors required to establish a competitive and sustainable wood fuel supply chain. In all the partner LAGs there are a number of critical issues which the project intended to address, and namely: small scale and informal nature of present wood fuel supply chain; small scale of forest plots and sales; small scale harvesting equipment; difficult harvesting terrain; inadequate infrastructure; difficult plots to manage; high management and harvesting costs; inadequate markets for wood chips; limited or no tradition of chip marketing;
nettamente in tre fasi: 1. Valutazione dei mercati energetici volta a quantificare la domanda attuale e potenziale di biocombustibile, la richiesta delle utenze già esistenti e la disponibilità di biomassa da altre fonti alternative, quali le segherie e gli ecocentri; 2. Stima della biomassa disponibile una stima dei volumi di biomassa energetica ottenibili dalle foreste locali su base sostenibile; 3. Prove in campo e disseminazione esperimenti condotti localmente con attrezzature per la raccolta, il trasporto e l utilizzo del combustibile legnoso. La sperimentazione con tecniche ed attrezzature innovative costituisce uno strumento essenziale per avviare la filiera di approvvigionamento del combustibile legnoso, a cui fornisce una base di competitività ed un incentivo economico importante. Questa Azione Pilota infatti ha prodotto una quantità di indicazioni importanti, tra cui la più critica forse è quella relativa alla necessità di investire in tecnologie moderne, indispensabili per produrre combustibile forestale a condizioni competitive; 4. Realizzazione di impianti pilota di teleriscaldamento (previsti 5) alimentati a legno cippato e destinati a fornire un modello per la valorizzazione delle biomasse forestali. L ammontare totale investito nel progetto corrisponde a 1.900.000 Euro, il 75 % dei quali (circa 1.400.000 Euro) è stato investito nell organizzazione delle prove, nel noleggio delle attrezzature e dei servizi, nella realizzazione degli impianti pilota di teleriscaldamento, nella raccolta ed elaborazione dei dati, e infine nella produzione dei rapporti di prova incluso questo manuale. 2.3 I GAL Partner Otto GAL si sono uniti nel Progetto Transnazionale, e cioé: 1. Prealpi e Dolomiti Sedico (BL) 2. Valle d Aosta Aosta 3. Rural Conwy Galles, Regno Unito 4. Garfagnana Ambiente e Sviluppo Castelnuovo di Garfagnana (LU) 5. Appennino Aretino Capolona (AR) 6. Eurochianti S. Casciano V.P. (FI) 7. Leader Siena Abbadia S.Salvatore (SI) need to establish sustainable and continuous supply lines; high costs associated with double-handling The specific major objectives for partners in the project were: 1. to increase knowledge of forest resources; 2. to assess the technical and economic sustainability of the wood fuel supply chain; 3. to experiment innovative processes and technologies, by conducting pilot trials of biomass harvesting and combustion; 4. to make recommendations for improving the sustainability of the supply chain; To this ends, each partner LAG has undertaken Pilot Actions, needed for the economic and technical evaluation of wood fuel production, distribution and utilization models considered appropriate for its territory. Pilot Actions divided neatly into three phases: 1. Assessment of the energy markets an analysis of the actual and potential fuel demand, of the alternative users of forest biomass and of the other competitive sources such as sawmill residue and municipal wood waste; 2. Assessment of the available forest biomass an estimate of the sustainable forestry product available for the wood fuel market; 3. Field testing and dissemination actual experiments conducted locally with harvesting distribution and conversion techniques and equipment. Experimentation with practices, techniques and state-of-the-art equipment are essential tools required to kick-start the wood fuel supply chain, providing it with a sound economic incentive and cost-effective foundations. This Pilot Action indeed came to a number of conclusions, the most critical of which is perhaps the need for local actors to invest in innovative technologies; 4.Realizing a number of pilot heating plants fed with forest chips and serving public and 25
GAL Valle D Aosta Prealpi Dolomiti Rural Conwy Ragg. Toscani* Appen. Bologn. Totale Sup. Totale/Total surface ha 326000 152700 112900 799201 159113 1549914 Popolazione/Inhabitants n 119000 157000 109600 404386 99904 889890 Densità abitativa/population density n /km2 37 103 97 51 62.79 70,158 Montagna/Mountain % sup. 80 78 60 43 71 66,4 Boschi conifere/softwood forests ha 65700 18500 8000 **15.900 3600 111700 Boschi latifoglie/hardwood forests ha 20800 65000 2000 ** 95.000 47250 230050 Incremento/Increment m 3 /anno 200000 250000 94000 *** 550.000 -- 1094000 Utilizzazioni/Harvest m 3 /anno 18000 29900 50000 **** 165.000 -- 262900 Sfruttamento/Utilization % 9.0 12.0 53.2 30 -- 26,5 Prop. Privata/Private ownership % 57 68 48 88 95 71,2 Ditte boschive/logging firms n 6 58 5 512 20 601 Harvester n 0 3 3 1 1 8 Teleferiche/Yarders n 1 15 1 5 0 22 Segherie/Sawmills n 21 29 0 20 0 70 Centrali/Biomass plants n 2 1 0 5 1 9 MW 16 0.5 0 2.03 4 22,53 *dato archivio informatico delle camere di commercio per i territori GAL; ** dati riferiti ai territori di pertinenza degli impianti realizzati;*** media indicativa dei 5 territori di incremento annuo-mc/ha 5 dati provenienti dalle analisi preliminari per la determinazione della disponibilità complessiva di materiale legnoso per l approvigionamento degli impianti; **** dato stimato sulla media regionale; dati BIOSIT 2003 media toscana 30% dell incremento; media regionale Tabella 2 - GAL partner:dati essenziali (1999-2006)/Table 2 - Partner LAGs: essential data (1999-2006) 26 private users, in order to provide some reference models. 2.3. Partner LAGs Eight LAGs had joined forces on the Transnational Project, namely: 1. Prealpi e Dolomiti Sedico (BL), Italy 2. Valle d Aosta Aosta, Italy 3. Rural Conwy Wales, United Kingdom 4. Garfagnana Ambiente e Sviluppo Castelnuovo di Garfagnana (LU), Italy 5. Appennino Aretino Capolona (AR), Italy 6. Eurochianti S. Casciano V.P. (FI), Italy 7. Leader Siena Abbadia S.Salvatore (SI), Italy 8. Appennino Bolognese Sasso Marconi (BO), Italy The LAG Prealpi e Dolomiti was the promoter of the project and acted as leading member, within the project management structure. Although centered in Italy, the project gathered members from a large and diversified area. The common character shared by project partners was the abundant forest area and in the need to test innovative approaches for increasing the good management and the income of the sector. This explains the interest of developing a local energy wood chain, which may promote both cost-effective land management and economical development of rural communities. Table 2 provides some essential data about partner LAGs. It clearly shows the huge biomass potential of all LAGs, resulting from a very small utilization of the annual forest production. Utilization rates vary from 10 to 50 % and are the consequence of an underdeveloped logging sector. Many reasons can be given for this, and one of them is the lack of markets for local forest products. These markets may have existed earlier on, but they were set on a down trend by glo-