Analisi spaziale della domanda e dell'offerta per una pianificazione bioenergetica:

l'approccio WISDOM*e sue applicazioni in Italia ed in Europa

Rudi DrigoFAO Consultant

Wood Energy Programme

*Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping

GBEP side-event on Bioenergie e Sostenibilità – Verona, 7 maggio 2009

Contenuti:

• Uno sguardo ai dati sui biocombustibili• L’approccio WISDOM• Casi di studio in Europa ed in Italia

Biofuel consumption in 2005 by product and by sector of use

World summary

(EJ)

0

5

10

15

20

25

30

35

Sol

id B

iom

ass

Gas

from

Bio

mas

s

Bio

gaso

line

Bio

dies

els

Oth

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iqui

dB

iofu

els

EJ

Residential

Transformation Sector

Industry Sector

Transport Sector

IEA 2007

Uno sguardo ai dati sui biocombustibili (biofuels)

Biofuel consumption in 2005 by product and by sector of use

OECD Europe

(EJ)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

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1.20

1.40

1.60

Sol

id B

iom

ass

Gas

from

Bio

mas

s

Bio

gaso

line

Bio

dies

els

Oth

er L

iqui

dB

iofu

els

EJ

Residential

Transformation Sector

Industry Sector

Transport Sector

Biofuel consumption in 2005 by product and by sector of use

Non-OECD Europe

(EJ)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

Solid

Bio

mas

s

Gas

from

Bio

mas

s

Bio

gaso

line

Bio

dies

els

Oth

er L

iqui

dBi

ofue

ls

EJ

Residential

Transformation Sector

Industry Sector

Transport Sector

IEA 2007

Biofuel consumption in 2005 by product and by sector of use

Italy(PJ)

0

10

20

30

40

50

60

Sol

id B

iom

ass

Gas

from

Bio

mas

s

Bio

gaso

line

Bio

dies

els

Oth

er L

iqui

dB

iofu

els

PJ

Residential

Transformation Sector

Industry Sector

Transport Sector

IEA 2007

...ma le statistiche sono affidabili?

L’informazione sui combustibili legnosi

• Storica mancanza di riconoscimento sia in contestoforestale che energetico

• Statistiche ufficiali incomplete e spesso fuorvianti

• Studi di dettaglio esistono, ma la percezione rimane frammentaria

In sintesi ... non adequata alla definizione di strategie e politiche bioenergetiche

Slovenia / Fuelwood Consumption (PJ)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1990 1995 2000 2005

SWEIS

SSO fuelwood data(FAOSTAT 2003)SSO energy data (IEA 2002)

Slovenia - Consumption of woodfuel (FAO) and Primary solid biomass (IEA)

PJ

WISDOM analysisQualcheesempio:

France - Consumption of woodfuel (FAO) and Primary solid biomass (IEA)

0

5

10

15

20

25

30

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

mill

ion

t

IEA Solidbiom.

FAO WoodFuel

Italia - Consumo di biomasse solide da varie fonti

0

50

100

150

200

250

1994

1995

1996

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1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

PJ

IEA (Solid Biomass)

FAOSTAT (Woodfuels)

ENEA 1997 and 1999;ETA 2005 (Consumidomestici)

WISDOM Italia (prelim.)

Caratteristiche della filera:

• Multi-settorialità (foreste, energia, agricoltura, industria, ...)

• Interdisciplinarietà (selvicoltura, agronomia, fisica, chimica, ingegneria, ecc.)

• Specificità geografica (distribuzione e accessibilità delle risorse e delle utenze sono fattori determinanti)

• Eterogeneità delle fonti (foreste, industrie del legno, SRF, areeagricole, culture arboree e arbustive, legno di recupero, ecc.)

• Eterogeneità della domanda (settore residenziale, commerciale, pubblico, industriale ed energetico)

statistiche nazionali affidabili sono importanti ...

... ma non sufficienti alla pianificazione

In risposta a questo,

il Programma Wood Energy della FAO, ha sviluppatoe applicato la metodologia

WISDOM Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping*

* Drigo et al. 2002, UNASYLVA; FAO 2003; Masera et al. 2006

strumento di pianificazione georeferenziataper la stima, l’analisi e la definizione di

strategie dendro-energetiche

Obiettivi di WISDOM• Produrre una visione completa della filiera:

• Stimare e mappare la domanda e l’offerta potenziale e delineare le aree a bilancio positivo e negativo

• Definire le aree prioritarie d’intervento (alto potenziale dendro/bio-energetico o sfruttamento non sostenibile)

• Delimitare le aree di approvvigionamento sostenibile (woodshed areas)

• Mitigare la frammentazione di responasabilità e promuovere sinergie inter-settoriali

• Migliorare le capacità di formulare politiche, strategie

• Promuovere sistemi dendroenergetici sostenibili

metodologia WISDOM

Fasi analitiche :

1. WISDOM base

2. Analisi dei “biodistretti” (woodshed)

3 . modulo OFFERTA2 . modulo DOMANDA1 . Base cartografica di analisi

• Unità amministrative• Pixel• Usi domestici (per aree geog., ecologiche,

urbanizz.ecc.)• Altri usi (commerciale, industriale,

servizi)• Tendenze e proiezioni dei consumi

6. Delineazione dei bacini di approvvigionamento (woodsheds)

• Biomassa per classe di copertura e uso del territorio

• Produttività potenziale• Accessibilità legale e fisica• Cambiamenti d’uso del territorio• Residui industiali ....

• Bilancio locale domanda/offerta• Aree di eccedenza e di deficit• Fattori socio-economici• Scenari futuri

/ U.Ammin./ pixel

5. Zone Prioritarie4. modulo INTEGRAZIONE

• Classi d’uso e di copertura adatte alla produzionecommerciale

• Accessibilità fisica, legale ed economica• Mappa delle aree di approvvigionamento

GeodatabaseGeodatabase1 1 -- …… -- …… -- …… --2 2 -- …… -- …… -- …… --3 3 -- …… -- …… -- …… --……n n -- …… -- …… -- …… --

Casi di studio WISDOMMexico; ArgentinaSenegal; Mozambique; Central Africa Republic; Niger Delta (Nigeria), RwandaSlovenia; Italy (and Emilia Romagna); Castilla y Leòn (Spain); CroatiaEast Africa (RDC, Uganda, Rwanda, Burundi, Tanzania, Kenya, Somalia, Sudan, Eritrea and Egypt)

SE Asia (Myanmar, Thailand, Malaysia, Cambodia, Laos, Vietnam and YunnanProv. of China)

WISDOM for cities (method. study on selected cities in Asia and Africa)

http://www.fao.org/forestry/site/energy/en

- Rifiuti da cucina- Liquami di scolo

RIFIUTI URBANI- Prodotti usati difrutta e semi

- Prodotti da fibrausati

- Prodotti legnosiusati

RecuperoMateriale a fine ciclo

- Bio-liquami- Prodotti collaterali di

macellazione

- Prodotti collateralidelle industrieagro-alimentari

- Prodotti collateralidell’industriadelle fibre

- Prodotti collateralidell’industria del legno

- Liquame nero (prod. coll. pasta da carta)

Indirette

- gusci, noccioli, husks

- Paglie

- Prodotti collateralianimali

- Prodotti collateraliorticoli

- Prodotti collaterali di altre colture:- Prodotti dadiradamento

- Residui dei tagli- Prodotti da gestioni

territorioProdotticollaterali e

residui

- Semi da coltureenergetiche

- Erbacee daenergia

- Colturecerealicole de energia

- Foreste per energia(i.e. cedui)

- Piantagioni per energia

Dirette

COMBUSTIBILI AGRICOLI(agrofuels)

COMBUSTIBILI LEGNOSI

(woodfuels)Colture

energetichededicate

Altre(inclusomisture)

Biomasse dafrutta e semi

Biomasseerbacee

BiomasselegnoseFonti

(Adattato da Unified Bioenergy Terminology (UBET), FAO 2004

WISDOM originale

le biomasse di WISDOM

WISDOM “allargato”(Argentina; Emilia Romagna)

Analisi preliminare WISDOM Italia

(biomasse legnose)

Laboratorio di Ecologia e Geomatica ForestaleUniversità degli Studi del Molise

ANALISI SU BASE GEOGRAFICA DELLA DOMANDA E DELL’OFFERTA DI COMBUSTIBILI LEGNOSI IN ITALIAL’ ITALIA FORESTALE E MONTANA. 2007, LXII (5/6): 303-324Drigo R., G. Chirici, B. Lasserre e M. Marchetti. 2007.

Modulo Domanda

Usi domestici - penetrazione

Input: Dati ENEA ’97 e ‘99:

•Penetrazione, •Gradiente urbano/rurale

•Gradiente altimetrico

ISTAT Cens. 2003

•Numero famiglie (comune)

Usi domestici – consumi totali

Stime ISTAT Utilizzazioni legnose

per uso energetico (2005) =

4.2 Mt

Modulo Domanda

Approfondimento tematico Corine Land Cover 2000

Bologna S., Chirici G., Corona P., Marchetti M., Pugliese A., Munafò M., 2004.

Elementi del Modulo Offerta

Uso e copertura del territorioCorine Land Cover (Class. IV livello)

IFNI 1985

ifni‘85

Elementi del Modulo Offerta

Produttività potenziale accessibile di biomassa legnosa per energia

Modulo Offerta

Residui legnosi dell’industria del legnoModulo Offerta

Modulo Integrazione

Bilancio produttività – consumolivello comunale

Modulo Integrazione

Elementi d’indagine spaziale del bilancio produttività – consumo

IEE Project RENEWED :WP2: tool for the definition of bioenergy districts (case study on WISDOM analysis in Emilia-Romagna)R. Drigo e N. Stanzani, 2008, for CRPV, Cesena.

Definizione di distretti bioenergetici:Approccio metodologico WISDOM applicato all’

Emilia Romagna

Biomasse legnose (WISDOM Italia)

+ biomasse non legnose secche e umide da:• Residui agricoli• Residui industrie agro-alimentari• Allevamenti e macellazione

Residui alla raccolta dicereali, mais sorgo e mais

Materia organica neiresidui da allevamento(bovini, suini e avicoli)

Residui umididell’industria agro-alimentare ( pomodoro, frutta e patate)

Biomasse legnose

Residui agricoli allaraccolta

Totale biomasse seccheda fonti dirette ed indirette

Potenzialeproduttivo dacolturebioenergetichein terremarginali(SANU & set-aside)

Studio LEAPFiorese et al. 2007

SRF dipioppo e robinia in areeSANU

low input

e

high input

sorghum in aree“set aside”

Esempio di definizione di distretti bioenergetici per impianti a biomassa (biomasse secche)

biomassesecche per 285 000 t

Esempio di definizione di distretti bioenergetici per impianti a biomassa (biomasse secche)

Applicazioni WISDOM in Europa

Aggregated index = Thinning Priority Index (TPI), composed by:1: Supply/demand balance index ; 2: Property fragmentation index 3: Thinning stage index

FPIj = woodfuel priority index for each KO “j”Ii = index for each of the 3 variables used in the

analysis, ranging from 1 to 5pj = weights, set to 1 in this case

iij PITPI *3

1∑=

Slovenia WISDOM - priority zoning

Property fragmentation

Thinning forests

Priority areas Case 1: high surplus, property frag. and share of thinning stages

Low priority

Medium priority

High priority

Slovenia WISDOM - priority zoning

Million m3 Non-forestsHousehold

consumptionTotal stock 280 12Increment 7.0 0.4

1.3Allowable All assortments 4.0Timber 1.8 BalanceNon-timber 2.2 1.2Non-timber commonly used as fuel 1.4 0.4

Actual cutsaverage

1991-2001 recent yearsAll assortments 2.4 2.8Timber 1.1 1.3Non-timber 1.3 1.5 0.5Non-timber commonly used as fuel 0.9 1.0 0.0

0.3

Forests

Slovenia WISDOM – national overview

uno strumento georeferenziato di pianificazioneper un potenziale considerevole !!

WISDOM Castilla y LeónProgetto FAO/ Junta de CyL

bilancidomanda/offerta in relazione agliassortimenti in competizionepotenziale con l’industria dei pannellidi fibre

per Unità amministrative

bilanci domanda/offerta & analisi dei bacini diapprovvigionamento (woodsheds)

per concludere, qualche considerazionesugli effetti delle applicazioni WISDOM:

• visioni d’insieme “comprensibili”

• valorizzazione delle conoscenze esistenti per un prodotto condiviso

• definizione di gap informativi critici

• promozione di cooperazione e sinergie

• miglioramento della visibilità e del riconoscimentopolitico del settore biomassa-energia

Per la situazione italiana

• l’interesse per il settore biomasse è in rapido aumento

• l’informazione sta migliorando• nuovo inventario forestale• dati sui consumi più completi e affidabili• nuovi dati sulle produzioni di biocombustibili

• appare giustificato ed utile un approfondimento d’analisi per strategie “locali” più focalizzate ed efficaci

grazie per l’attenzione