Il progetto prevede l’installazione di un impianto di gassificazione alimentato a cippato di legno da abete rosso (classificato come sottoprodotto di origine biologica dalla Tabella 1-A del DM 6 luglio 2012) della potenza elet trica nominale di 200 kW con recupero termico pari a 360 kWt (di cui 200 kWt “utile” ai sensi del DM 4 agosto 2011). L’impianto di gassif icazione è abbinato a un sistema di

pellettizzazione con essiccatore a tappeti, sistema di imballaggio automatico del pelle t prodot to. L’essiccatore ha una potenza di circa 1 MW e quindi è necessario l’utilizzo di una caldaia alimentata anch’essa a cippato della potenza termica di 750 kWt. Utilizzando un cippato in ingresso con contenuto idrico di circa il 40%, la producibilità stimata di pellet è di circa 9.000 ton/anno. Composizione di impiantoL’impianto si compone di due sezioni: - una prima sezione riguarda la gassificazione del cippato con produzione di syngas utilizzato come combustibile gassoso per alimentare il cogeneratore endotermico a cic lo Ot to. In questa sezione si ha produzione di energia elettrica e calore di

impianto di gassificazione da 199 kWe per la produzione di energia elettrica e termica abbinato a un impianto di pellettizzazione

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figura 1 - Schema dell’impianto di gassificazione e pellettizzazione di cippato di legno

cogenerazione (CHP). Una quota parte del calore di cogenerazione (circa 150 kWt) viene utilizzato per garantire un contenuto idrico del 10% nel cippato di alimentazione al gassificatore;

- una seconda sezione di impianto è composta dall’essiccatore a tappeti alimentato sia dal calore “utile” cogenerato da motore a syngas (200 kWt) sia dalla caldaia a biomassa integrativa (750 kWt) per la generazione del calore necessario ad alimentare il sistema di pellettizzazione. A valle del pellettizzatore si utilizza un sistema automatico di insaccamento (sacchi da 15 kg).

La combinazione di un sistema per la produzione di pellet garantisce molteplici vantaggi: - consente di operare in assetto cogenerativo ad alto rendimento in quanto si utilizza per tutto l’anno il calore utile cogenerato dal motore a syngas evitandone la dispersione;

- permette di trasformare un sottoprodotto legnoso a media densità energetica (cippato) in uno a più alta densità (pellet), conferendo al prodotto un valore aggiunto e permettendone la commercializzazione al dettaglio a prezzi sostenibili;

- la produzione di energia e le t t r ica in asset to cogenera t i vo ad a l t o rendimento pe rme t t e l’accesso al premio di 0,01 €/kWhe e, nel caso di teleriscaldamento, al premio di 0,04 €/kWhe.

proCesso di gassifiCazioneL’impianto di gassificazione è composto dalle seguenti sezioni: - stoccaggio ed essiccazione del cippato: il cippato in arrivo al l’impianto è stoccato in apposito magazzino, viene prelevato attraverso una coclea trituratrice e posto all’interno del bunker dove avviene l’essiccazione; in prossimità dello stoccaggio è posizionato un vaglio che separa il cippato di pezzatura idonea al processo di gassificazione e il cippato fuori specifica (le frazioni fini e quelle troppo grandi).

- caricamento: il caricamento del cippato avviene per mezzo di un nastro trasportatore fino alla parte superiore del gassificatore. Il cippato è immesso dentro al reattore attraverso un sistema a doppia

valvola che consente di isolare l’ambiente esterno ed evitare infil trazione dell’aria. Le valvole a saracinesca si aprono alternativamente;

- gassificazione: il cippato gassifica all’interno del reattore con P<Patm e T di circa 700 °C. Il sistema di gassificazione è del tipo in contro corrente con incremento della temperatura lungo il letto verticale.

- raffreddamento e pulizia del syngas: le ceneri contenute nel gas vengono separate in un ciclone e le polveri sono filtrate attraverso un microfiltro ceramico a maniche ad alta temperatura (filtrazione gas a caldo). Poi il syngas è raffreddato attraverso un chiller. Le ceneri della gassificazione sono raccolte in continuo in un apposito contenitore di smaltimento;

- recupero termico: il recupero termico è operato sul raffreddamento del syngas, con produzione di aria e acqua calda per l’essiccatore e successivamente un secondo recupero termico sul cogeneratore.

- generazione elettrica: il cogeneratore è composto da un motore a gas a basso numero di giri (provenienza navale) opportunamente modificato per il funzionamento con syngas.

Biomassa di aLimentazione deLL’impiantoLa biomassa, sulla base di accordi di filiera, sarà costituita da cippato di legno vergine, differenziata in ragione del suo utilizzo (gassificatore, caldaia, pellettizzatore). La biomassa proviene principalmente da potature di arbusti, abeti e querce, residui e scarti delle lavorazioni agricole e manutenzione boschiva. La quantità necessaria al proget to (circa 20.000 ton/anno) viene garantita annualmente da contratti di fornitura siglati con Aziende Agricole e Forestali locali. L’impianto è situato in un contesto dove il patrimonio boschivo genera una notevole quantità di biomassa da conifera (la regione Trentino Alto Adige). Questo è un esempio di utilizzo esemplare della biomassa che coinvolge le risorse locali; genera reddito e occupazione locale e fornisce energia termica agli utilizzatori finali.L’alimentazione richiesta all’ingresso del gassificatore è cippato di legno naturale con umidità uniforme media non superiore al 15%. La pezzatura del

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cippato deve essere compresa tra i 30 e i 70 mm di lunghezza. Per evitare la presenza di pezzature non idonee alla gassificazione, è interposto un vaglio tra l’essiccatore e lo stoccaggio coperto (da qui l’alimentazione automatica all’impianto). Per truciolo e segatura possono sorgere dei problemi causati al trascinamento della biomassa assieme alle ceneri, con perdita della parte fine della biomassa immessa. teCnoLogia di fiLtraggio deL syngas prodottoLa fase di raffreddamento e purificazione del syngas è di fondamentale importanza poiché permette di recuperare il calore e destinarlo all’essiccazione del cippato; permette, inoltre, di abbattere le ceneri e le impurità trascinate dal gas prodotto.

Il fil traggio del syngas è totalmente a secco: in uscita dal reattore, il gas passa in un ciclone, dove per effetto centrifugo vengono separate le polveri trascinate e successivamente è avviato in un filtro a maniche ceramico, progettato per lavorare ad alte temperature. Le cener i de l la gassi f icazione sono racco l t e continuamente in un contenitore di smaltimento ceneri. La miscela di ceneri può essere utilizzata per de-acidificazione di suoli forestali, chiudendo così completamente il ciclo naturale. Vantaggi deLLa gassifiCazione: - ciclo produt tivo senza combustione; non sono presenti emissioni in atmosfera di residui incombusti

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figura 2 - Quantitativi di biomassa in ingresso e uscita dall’impianto

figura 3 - Schema a blocchi dell’impianto di gassificazione

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e non occorre alcun sistema di f i l t razione e captazione delle emissioni residue. Ne consegue l’accesso al premio aggiuntivo di 0,03 €/kWhe per le ridotte emissioni;

- unico residuo di lavorazione è carbone vegetale che viene raccolto, purificato e rivenduto;

- il processo produttivo è a ciclo chiuso e opera in depressione (non ci sono componenti pericolosi ad alta pressione);

- il combustibile in ingresso è cippato di legno quindi facilmente gestibile e reperibile;

- il consumo medio dell’impianto (circa 1 ton/h) richiede bassi livelli di stoccaggio e trasporto;

- anche per piccole taglie (<300 kWe) il livello tecnologico raggiunto garantisce una soddisfacente efficienza e continuità di servizio.

anaLisi Costi/riCaVi deLL’inVestimento: - tariffa incentivante base: 0,257 €/kWhe; - premio per r ispet to requisi t i di emissioni in atmosfera: 0,030 €/kWhe;

- premio per la cogenerazione ad alto rendimento: 0 , 010 €/k W h e / 0 , 0 4 0 €/k W h e ( p e r teleriscaldamento).

La tariffa incentivante totale risulta essere pari a 0,297 €/kWhe. L’impianto “Chiavi in mano” tiene conto delle macro-voci riportate in Figura 4.i l pay-back t ime del l ’iniziat iva a ful l equit y risulta essere di circa 4,5 anni, invece con un finanziamento a 15 anni con equity del 20% al tasso fisso del 7%, il pay-back time è di circa 2 anni.

figura 4 - Macrovoci impianto chiavi in mano