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Energy Solutions

CryÔs Gas Unit

IMPIANTO DI GASSIFICAZIONEImpianto di erogazione di syngas con utilizzo di biomassa da sottoprodotti

di origine biologica

PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE ASSISTENZA

RM Impianti Srl - Energy Solutions 1

Partner Contatti: Roma 00192, Via Cosseria 5 – tel 06.3225715 www.tecnavsrl.it

TECN.AV. Srl Business Development [email protected] [email protected]

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Sommario

PRESENTAZIONE 3

1.1. VANTAGGI E BENEFICI 4

1.2. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE 7

1.3. BIOMASSE 9

1.4. DATI IMPIANTO 10

2. IL BIOCHAR; L’ULTERIORE RISORSA DEL NOSTRO IMPIANTO 14

2.1. BENEFICI E MOLTEPLICI IMPIEGHI DEL CARBONE VEGETALE 17

3. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE NELLA FILIERA AGROINDUSTRIALE 19

4. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE NELLA FILIERA VITIVINICOLA 21

5. LA NOSTRA INSTALLAZIONE PRESSO L’AZIENDA AGRICOLA MONSOTTO 25

6. FONTI E RIFERIMENTI 28

ALL.1. BIOCHAR PRODOTTO DALL’IMPIANTO 29


IL GRUPPO

Il Gruppo RM opera da anni nei settori dell’efficienza energetica e del facility management, della

cogenerazione industriale e dei servizi ambientali.

Nato negli anni ’90, ha rapidamente acquisito competenze specifiche nella gestione di complessi

progetti energetici legati al settore industriale, competenze che si sono, in seguito, estese anche ad

altri settori.

Entrato nel perimetro dell’energia nel 2001 si è rapidamente affermato con importanti soluzioni di

energy service a livello nazionale.

Il Gruppo si presenta sul mercato come il partner ideale per operatori economici - privati e pubblici -

che necessitino di soluzioni su misura capaci di coniugare efficienza energetica e rispetto

ambientale.

Grazie ad un’eccellenza che si manifesta nella gestione delle risorse umane, nelle attività di ricerca e

sviluppo e del know how, che spazia dai combustibili, fino alle energie rinnovabili e all'efficienza

energetica, RM è in grado di offrire oggi una gamma di soluzioni competitive a sostegno di uno

sviluppo economico sostenibile e di un sempre più ridotto impatto ambientale.

IL NOSTRO PARTNER TECN.AV

TECN.AV. Srl è una società di studi, ricerche e sviluppo commerciale nel campo tecnologico,

ambientale e delle fonti energetiche rinnovabili, nata nel 1982 dall'incontro di professionisti e

manager con esperienza nei settori industriale, elettromeccanico, chimico, biotecnologico ed

ambientale.


1.1. VANTAGGI E BENEFICI

I benefici e i vantaggi derivanti dall'utilizzo dei nostri impianti sono di molteplice natura:.

AMBIENTALI

La base di ogni progetto e processo segue sempre la filosofia ambientale del gruppo.

Si realizzano pertanto impianti che volgano la propria attenzione alla valorizzazione delle risorse locali; sia di

produzione agricola che di scarti.

L'impianto viene sempre dimensionato ai fabbisogni locali per non avere mai impatti importanti nell'ambiente,

sia in termini di viabilità che di dimensioni strutturali.

Solitamente maggiore è la presenza dell'uomo, maggiore sono gli scarti e residui prodotti dallo stesso,

materiali che possono essere utilizzati nel nostro processo unitamente alle biomasse.

La produzione energetica è pertanto commisurata alle esigenze locali attraverso l’utilizzo delle risorse

disponibili.

Il nostro progetto prevede e pianifica una rete diffusa di micro impianti nel territorio.

ECONOMICI

Il presupposto principale alla base di questo progetto è che l’iniziativa debba fornire un importante riscontro

economico indipendentemente dalle varie condizioni di contorno quali: alimentazione della biomassa,

gestione, incentivazione, modalità di finanziamento ecc.

Per dare un riferimento riguardo alle aspettative sulle performance economiche dell’impianto, partendo da

ipotesi largamente condivisibili, ma adattabili alle singole realtà in esame, viene sviluppato il Business Plan.

Il risultato più macroscopico è che solitamente a fronte di una Equity del 20% il Tasso Interno di Rendimento

(TIR) dell’operazione è pari al 28% con una redditività del capitale proprio investito superiore al 75% annuo.

Il Payback rispetto all’investimento complessivo è pari a 3 anni.

I risultati possono anche migliorare in funzione dell’utilizzo di biomassa di recupero di sottoprodotti e/o rifiuti

che, oltre ad aver un minor costo rispetto al cippato, possono dare luogo ad un risparmio per l’abbattimento

dei costi di smaltimento.

Ulteriori benefici che derivano dall'efficienza del processo e dalle alte prestazioni garantite (rapporto kWh

prodotti/kg di biomassa alimentata, alto tempo operativo etc.) sono:

• Riduzione drastica dei costi energetici in virtù dell'utilizzo di biomassa 'povera' ed a basso costo (nella

maggior parte dei casi reperita localmente, come nel caso di prodotti di scarto agroforestali o derivanti da

raccolta differenziata);

• Stabilizzazione dei costi energetici, mettendo al riparo il cliente dai probabili rialzi del prezzo dei

combustibili fossili;

• Ridottissimi costi di esercizio;

Va infine considerata la possibilità di un investimento progressivo, utilizzando unità modulari, da aggiungere

secondo esigenze, che comprendono modalità di fornitura parzializzata in più stadi (fase autorizzativa,

fornitura di sola parte generativa e successiva fornitura della parte cogenerativa ovvero recupero calore).


Il fabbisogno finanziario è di norma proporzionato al solo investimento dell’impianto, utilizzando biomasse e

scarti presenti e risparmiando perciò sull’acquisizione di biomasse rispetto ai combustibili convenzionali.

Quindi, in linea di massima, non dovendo investire e quindi finanziare le strutture di contorno, il ritorno

finanziario è rapido e tiene conto del risparmio che il committente solitamente sta già pagando, costi

energetici e/o di smaltimento dei propri scarti.

La società è solitamente disponibile, su richiesta del committente, a partecipare all’investimento per

concorrere al fabbisogno finanziario iniziale.

FINANZIARI

GESTIONALI

L’impianto è di semplice gestione, essendo

completamente automatizzato e gestibile in

remoto.

È inoltre possibile richiedere un servizio

integrato di gestione operativa.

APPLICAZIONI

Ai fini di investimento o per risparmio energetico, l’impianto può avere assetti generativi e cogenerativi e

trigenerativi.

Nel caso della cogenerazione o trigenerazione, produrre in maniera combinata energia elettrica, energia

termica e/o frigorifera comporta una serie di vantaggi che si traducono in benefici tecnico-economici molto

interessanti.

Un impianto convenzionale di produzione di energia elettrica ha una efficienza globale di circa il 40%,

mentre il restante 60% viene disperso sotto forma di calore; con un impianto di cogenerazione, invece, il

calore prodotto dalla combustione non viene disperso, ma recuperato per altri usi.

In questo modo la cogenerazione raggiunge un’ efficienza prossima al 90% e questo permette di:

• diminuire i costi;

• risparmiare energia primaria;

• diminuire le emissioni di CO2;

• salvaguardare l'ambiente

In una centrale di cogenerazione i gas di scarico del motore per la produzione di energia elettrica hanno

livelli termici elevati e di conseguenza possono essere utilizzati per trasferire calore ad olio, acqua o aria

(utilizzi in processi industriali, teleriscaldamento, ecc.), direttamente (fumi utilizzati per l'essiccamento),

oppure per produrre una ulteriore quota di energia elettrica (ciclo combinato).

Sono ben noti i vantaggi, in termini di rendimento energetico, che la cogenerazione ha rispetto alla

produzione separata di energia elettrica e termica e, proprio perché questi vantaggi sono originati da una

produzione combinata, è necessario che l'energia termica disponibile possa essere utilizzata nel ciclo

produttivo dello stabilimento in cui essa si colloca.

Ciò comporta la localizzazione degli impianti di cogenerazione in prossimità delle aree produttive e

consente inoltre di evitare costi di trasporto, perdite ed accise.


L’impianto può produrre energia elettrica e termica, in rete e in isola con potenze da 50/75 kWe fino a

1.000/1.500 kWe.

La configurazione in isola risulta facilmente applicabile nel nostro impianto che, per sua natura e concezione,

può essere utilizzato in questo assetto senza particolari modifiche, alimentando direttamente le utenze

elettriche utilizzatrici, senza essere connesso ad una rete pubblica.

Risulta per questo motivo di facile impiego anche in luoghi dove l’allacciamento elettrico è impossibile o anti-

economico come nel caso di comunità montane, di villaggi isolati, di piccole isole o anche di utenze industriali

di medie dimensioni, laddove l’approvvigionamento di energia elettrica dalla rete, pur non avendo

caratteristiche di affidabilità e continuità, è di fatto indispensabile al processo di produzione.

PRODUZIONI


Il nostro progetto prevede la

realizzazione di un impianto di

micro-cogenerazione che si basa

sull’utilizzo di una tecnologia che

permette, attraverso un processo

di gassificazione della materia

prima, la produzione di syngas.

Tale gas, alimentato in motori

endotermici collegati ad

alternatori, produce energia

elettrica con elevate prestazioni

sia sotto il profilo energetico che

ambientale.

In aggiunta, l'Impianto è anche in

grado di produrre in parallelo

(assetto cogenerativo) energia

termica, utilizzando il calore

disponibile nelle camicie del

motore o nei fumi uscenti dallo

stesso.

La gassificazione è un processo termochimico attraverso il quale il combustibile viene convertito in gas di

sintesi (syngas) attraverso una parziale ossidazione.Il nostro impianto per la produzione di syngas può essere di diverse taglie (da 50 a 200 kWe su base

monoreattore o fino a 1MWe con più moduli in parallelo) e diversi assetti produttivi ( di sola energia elettrica o

cogenerativo).

1.2. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE

La sua particolare tecnologia sviluppata permette, a differenza delle altre in commercio, l’utilizzo in

alimentazione all’impianto, di qualunque tipo di prodotto di matrice organica (cippato di legno, scarti di

potatura, scarti organici, etc.) in miscela con cippato di legna con tenori di umidità della miscela fino al

50%.


Al termine del processo si ottiene quindi syngas depurato. Il syngas generato alimenta uno o più

motori endotermici (in funzione alla taglia dell’impianto) producendo energia elettrica, in parallelo se

si sceglie di operare in assetto cogenerativo si può prevedere una sezione di produzione di calore. Il

mantenimento del parallelo e la costanza della potenza elettrica generata è garantita dalla presenza

di una centralina di controllo del motore di concezione innovativa.

Sono disponibili due tipologie di impianto che si differenziano per matrici di

alimentazione:

- Impianti alimentati a biomassa vergine

- Impianti alimentati a biomasse e rifiuti a base di carbonio

La sua sezione di gassificazione è composta da:

• Sistema di alimentazione: con zona di stoccaggio e coclea che trasferisce biomassa da

stoccaggio a reattore

• Reattore di gassificazione: con focolare rivestito in materiale

refrattario ad alta resistenza

• Sistema di depurazione gas: con scrubbers di lavaggio, filtro e un ciclone deminster

• Sezione di raffreddamento e condensazione: che trattiene vapore acqueo e prodotti

indesiderati dal syngas per essere utilizzato pulito in motori endotermici


1.3. BIOMASSE

La Direttiva Europea 2009/28/CE, ripresa da tutta la legislazione ad essa riferente, definisce la biomassa

come:

"la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti

dall'agricoltura

(comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse,

comprese la pesca e l'acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali

e urbani.»

La biomassa utilizzata a fini energetici consiste in tutti quei materiali organici che possono essere utilizzati

come combustibili ovvero trasformati in altre sostanze, solide, liquide, gassose, di più facile utilizzo negli

impianti di conversione.

Le biomasse e i combustibili da esse derivate emettono nell'atmosfera, durante la combustione, una quantità

di anidride carbonica più o meno corrispondente a quella che viene assorbita in precedenza dai vegetali

durante il processo di crescita.

L'impiego delle biomasse ai fini energetici non provoca quindi il rilascio di nuova anidride carbonica,

principale responsabile dell'effetto serra.

Inoltre, data la loro natura, la biodegradabilità costituisce un ulteriore vantaggio per l'ambiente.

COME UTILIZZIAMO LE BIOMASSE

I nostri impianti sono pensati per sfruttare al meglio tali risorse ed attraverso le tecnologie sviluppate sono in

grado di risolvere i problemi più diffusi che insorgono nel loro utilizzo.

La tecnologia sviluppata permette infatti, a differenza delle altre in commercio, l’utilizzo in alimentazione

all’impianto, di qualunque tipo di prodotto di matrice organica (cippato di legno, scarti di potatura, scarti

organici, etc.) in miscela con cippato di legna con tenori di umidità della miscela fino al 50% ed una

presenza di parti fini fino al 30%.


• 50 kWe a 1000 kWe

TAGLIE IMPIANTO

• Qualsiasi essenza legnosa anche in combinazione di tutti gli scarti e sottoprodotti agricoli

(VEDI TABELLA 1)

BIOMASSA UTILIZZABILE

• Da 4 a 6 mesi, a seconda delle condizioni del sito e delle taglie d'impianto

TEMPI DI REALIZZAZIONE

• AZIENDE AGRICOLE

• AZIENDE VITIVINICOLE

• FRANTOI

• DISTILLERIE

• AZIENDE DI STOCCAGGIO E LAVORAZIONE CEREALI

• INDUSTRIE AGROALIMENTARI E CONSERVIERE

• MANGIMIFICI

• INDUSTRIA DEL LEGNO E DELL'ARREDO

• ESSICCAMENTO FANGHI E DEPURAZIONE INDUSTRIALE

ALCUNI ESEMPI D’APPLICAZIONE

CARATTERISTICHE DELL’IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE

RM Impianti Srl - Energy Solutions

1.4. DATI IMPIANTO

10

TABELLA 1: ALCUNE BIOMASSE UTILIZZABILI NELLA NOSTRA UNITA’ DI

GASSIFICAZIONE

A titolo esemplificativo elenchiamo i sottoprodotti o scarti utilizzabili nell’impianto di gassificazione.

Solitamente, per tutti questi sottoprodotti, occorre una base di cippato di legna; il mix può

contenere fino al 50% di umidità ed una presenza di parti fini fino al 30%.

SOTTOPRODOTTI PROVENIENTI DA ATTIVITÀ AGRICOLA, DI

ALLEVAMENTO, DALLA GESTIONE DEL VERDE E DA ATTIVITÀ

FORESTALE:

stallatico

farine di carne

paglia

pula

stocchi

fieni e trucioli da lettiera

residui di campo delle aziende agricole

sottoprodotti derivati dall’espianto

sottoprodotti derivati dalla lavorazione dei prodotti forestali

sottoprodotti derivati dalla gestione del bosco

potature, ramaglie e residui dalla manutenzione del verde pubblico e

privato


SOTTOPRODOTTI PROVENIENTI DA ATTIVITÀ ALIMENTARI ED

AGROINDUSTRIALI:

sottoprodotti della trasformazione del pomodoro (buccette, bacche fuori

misura, ecc.)

sottoprodotti della trasformazione delle olive (sanse, sanse di oliva

disoleata)

sottoprodotti della trasformazione dell’uva (vinacce, graspi, ecc.) e della

distillazione delle vinacce

sottoprodotti della trasformazione della frutta (condizionamento,

sbucciatura, detorsolatura, pastazzo di agrumi, scarti di pere, mele,

pesche, noccioli, gusci, ecc.)

sottoprodotti della trasformazione di ortaggi vari (condizionamento,

sbucciatura, confezionamento, ecc.)

sottoprodotti derivati dalla lavorazione del risone (farinaccio, pula, lolla,

ecc.)

sottoprodotti della lavorazione dei cereali (farinaccio, farinetta, crusca,

tritello, glutine, amido, semi spezzati, ecc.)

sottoprodotti della lavorazione di frutti e semi oleosi (pannelli di germe di

granoturco, lino, vinacciolo, ecc.)

pannello di spremitura di alga

sottoprodotti dell’industria della panificazione, della pasta alimentare,

dell’industria dolciaria (sfridi di pasta, biscotti, altri prodotti da forno, ecc.)

sottoprodotti della torrefazione del caffè

sottoprodotti della lavorazione della birra

SOTTOPRODOTTI PROVENIENTI DA ATTIVITÀ INDUSTRIALI:

sottoprodotti della lavorazione del legno per la produzione di mobili e relativi

componenti


TABELLE EMISSIONI INQUINANTI IN USCITA

Le seguenti tabelle mostrano i livelli emissivi prodotti dal nostro impianto in uscita rispetto ai limiti

normativi di riferimento:

Livelli di CO raggiunti nell’arco di 24 ore tipo, in riferimento ai limiti normativi fissati a 200mg/Nm³:

Livelli di NOx raggiunti nell’arco di 24 ore tipo, in riferimento ai limiti normativi fissati a 200mg/Nm³:

Livelli di Polveri raggiunti nell’arco di 24 ore tipo, in riferimento ai limiti normativi fissati a 10 mg/Nm³:


IL NOSTRO PROCESSO DI GASSIFICAZIONE

Quando utilizziamo biomassa vegetale per produrre energia in un processo di combustione

restituiamo la CO2 precedentemente catturata dall’atmosfera, producendo cenere da restituire al

terreno contenente sali minerali. Grazie al nostro impianto l’azione benefica per l’ambiente va ben

oltre. Trasformiamo le biomasse in gas di sintesi con un processo che si autosostiene, senza

praticamente utilizzo di combustibile fossile e utilizziamo il gas per produrre energia termica,

elettrica e frigorifera. Cosa otteniamo dal processo? Carbone vegetale in quantità importanti che si

presta ad essere incorporato quale ammendante nel terreno, migliorandone le caratteristiche di

permeabilità, porosità, aerazione, capacità di trattenere l'umidità, in altri termini, migliorando il

terreno dal punto di vista agricolturale: il biochar.

«Fino a un secolo fa – racconta Franco Miglietta,

ricercatore dell'istituto di Biometeorologia del Cnr, a

Firenze – i suoli agrari Italiani contenevano 130

tonnellate di carbonio per ettaro, oggi quasi la metà.

Aggiungendo 700 chili di biochar all'anno, si

potrebbe aumentare la loro fertilità e

immagazzinare lì per secoli l'anidride


Il Nostro Impianto di Gassificazione con la sua tecnologia innovativa è in grado di produrre carbone vegetale da utilizzare

come ammendante del terreno.

2. IL BIOCHAR; L’ULTERIORE RISORSA DEL NOSTRO IMPIANTO

carbonica che le piante hanno preso dall'atmosfera per crescere».

14

Se per ipotesi questa soluzione venisse adottata da tutta l'agricoltura italiana, il Paese

toglierebbe dall'atmosfera 45 milioni di tonnellate di CO2 all'anno. Per questo molte ricerche si

sono orientate alla ricerca di sistemi economicamente validi per catturare e "sequestrare"

sottoterra l'anidride carbonica prodotta dalle industrie per diminuire le emissioni serra in

atmosfera; la tecnologia CCS (Carbon Capture and Storage). In Italia un decreto legislativo,

alcuni brevetti, ma nessun sito ancora operativo. In altri casi sono stati utilizzati setacci

molecolari per catturare la CO2 da immettere nel terreno.

Secondo Greenpeace, organizzazione ambientalista diffusa a livello mondiale, la CCS non

rappresenta una soluzione al problema energetico e climatico; per diversi motivi. Intanto,

nell'ipotesi migliore, non si prevede che la tecnologia possa essere disponibile su scala

industriale prima del 2030. Inoltre, gli impianti CCS consumano a loro volta molta energia, a

scapito dell'efficienza degli impianti a cui si applicano, e hanno costi molto alti.

Come alternativa valida, i ricercatori Cnr e Greenpeace sostengono le fonti rinnovabili, verso le

quali l'organizzazione ambientalista propone il dirottamento degli investimenti.


Il nostro sistema, al contrario, oltre a produrre energia rinnovabile, autosostenendosi ed a

bilancio energetico positivo, con livelli emissivi prossimi allo 0, permette di sequestrare anidride

carbonica dall’atmosfera e fissarla sotto forma di carbonio organico nel terreno.

Per fare un esempio pratico del vantaggio in termini ambientali del nostro impianto possiamo

dire che da 1 tonnellata di biomassa il nostro processo produce 4 MW totali tra energia

elettrica, termica e frigorifera.

Abbiamo quindi, rispetto ad un impianto alimentato a metano, più di 400 Kg. di CO2 evitata per

tonnellata di biomassa.

Inoltre fissiamo nel terreno, attraverso il biochar, circa 400 kg di CO2 ogni tonnellata, che le

piante avevano assorbito dall’atmosfera. (Fonte I-Char).


È questa quindi la risposta da ormai oltre vent’anni di ricerche che coniuga

cosi tante aspettative;

- Produzione energia da fonte rinnovabile (biomassa solare)

- Azzeramento dell’utilizzo di combustibili fossili

- Diminuzione CO2

- Aumento della sostanza organica nel terreno e quindi della sua fertilità

16

2.1. BENEFICI E MOLTEPLICI IMPIEGHI DEL CARBONE VEGETALE

Diversi studi hanno dimostrato significanti benefici

agronomici, come l’aumento della produzione

delle colture, in terreni ammendati con biochar. La

sua applicazione contribuisce infatti a migliorare

la fertilità del suolo ed aumentarne la ritenzione

idrica e di nutrienti essenziali per le piante, in

particolare calcio, potassio e fosforo.

Grazie alla sua struttura porosa e all’elevata area

superficiale il biochar influenza le proprietà fisiche

del suolo, ad esempio favorendo la ritenzione

idrica e aumentandone l’area superficiale.


Un altro effetto positivo consiste nell’aumento del pH dei suoli, causato dalla presenza, nel char,

di sostanze basiche. Questo è particolarmente utile nei suoli acidi in cui l’aumento di pH

determina un incremento della solubilità di elementi importanti per le piante, quali fosforo, calcio e

potassio. Inoltre, dopo immissione nel terreno, la superficie del char subisce ossidazione con

formazione di gruppi funzionali fenolici e carbossilici che conferiscono alla superficie cariche

negative pH dipendenti. Questo determina un miglioramento delle caratteristiche chimiche del

suolo, quali incremento della capacità di scambio cationico (CSC) ed aumento della ritenzione di

acqua, nutrienti e prodotti agrochimici a disposizione delle piante e delle coltivazioni. La CSC è

infatti indicativa della capacità del suolo di trattenere cationi in una forma disponibile per le piante

e di minimizzarne le perdite per dilavamento.

L’uso del biochar come ammendante porta quindi ad una diminuzione della lisciviazione di

elementi nutritivi importanti con conseguente aumento della fertilità del suolo e, allo stesso tempo,

riduzione dell’inquinamento delle falde acquifere. Tutto questo consente inoltre un minore utilizzo

di fertilizzanti chimici con importanti ricadute sia per gli agricoltori, soggetti a minori spese, sia per

l’ambiente. Infatti, un minore consumo di energia e risorse porta anche ad un minore impatto

ambientale.

17

E non è finita qui. Infatti, grazie alle sue elevate capacità assorbenti, il biochar può contribuire alla

riduzione dell’inquinamento diffuso proveniente da agricoltura attraverso la sua distribuzione in

terreni da cui derivano elementi inquinanti. Può anche essere possibile utilizzare la sua capacità

assorbente per eliminare la contaminazione nel processo di trattamento delle acque. Diversi studi

dimostrano infatti la sua efficacia nella rimozione di nitrati, fosfati, metalli pesanti, pesticidi e

composti organici sia dai suoli che da soluzioni acquose.


Il nostro impianto di gassificazione consente di produrre energia elettrica, termica e frigorifera,

dimostrandosi la soluzione valida ed economica per tutte quelle realtà produttive che necessitano,

all’interno della loro struttura, di queste fonti energetiche.

È infatti possibile alimentare serre per ortofrutticoltura, florovivaistiche e celle frigorifere per la

conservazione dei prodotti alimentari.

Inoltre il carbone prodotto della trasformazione della biomassa in ingresso, trattandosi di carbone

vegetale ricco di carbonio, può essere utilizzato quale ammendante del terreno agricolo,

migliorando la fertilità del suolo ed aumentando la ritenzione idrica e di nutrienti essenziali per le

piante, in particolare calcio, potassio e fosforo.

Il nostro sistema rappresenta pertanto una soluzione in grado di rendere un’unità produttiva

completamente indipendente, dal punto di vista energetico.

.


3. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE NELLA FILIERA AGROINDUSTRIALE

19

SCHEMA DI PROCESSO:


Il nostro impianto di gassificazione consente di produrre energia elettrica, termica e frigorifera,

dimostrandosi la soluzione perfetta per la filiera vitivinicola che necessita della trigenerazione per i

processi di trasformazione dell’uva.

È in grado di fornire l’energia necessaria a

tutte le fasi di lavorazione dalla pigiatura, alla

fase di fermentazione, con conservazione

della temperatura più idonea, fino alla

svinatura, la torchiatura, l’imbottigliamento e

lo stoccaggio del prodotto finito nelle cantine.

L’impianto è alimentato a biomassa, è quindi

in grado di utilizzare molte tipologie di scarti

vegetali tra cui sfalci di potatura e ramaglie in

mix con cippato di legna.

Dal suo processo di gassificazione è inoltre

in grado di ottenere carbone vegetale in

uscita.Si presenta quindi la soluzione perfetta sia per produzione di energia ai fini di immissione in rete

che per autoconsumo.

È possibile scegliere di produrre una quantità di carbone superiore a quella non strettamente

necessaria alla produzione di energia elettrica per ottenere quantità più importanti da immettere nel

mercato con un ulteriore ritorno economico.

BIOMASSE RESIDUALI E RISOLUZIONE DEL PROBLEMA DI SMALTIMENTO DEI RESIDUI DI POTATURALa pratica di abbruciamento dei residui di potatura ha sempre costituito un grave problema in

termini di gestione del territorio e prevenzione ambientale da parte dei comuni italiani.

Il corpo forestale dello Stato rivolge da sempre particolare attenzione alla prevenzione e

repressione dell'illegale attività di abbruciamento di residui vegetali sul territorio, a salvaguardia

della salubrità dell'aria nonché per scongiurare il rischio di incendi boschivi, in quanto le cronache

riportano continuamente notizie di gravi incidenti o provocati incendi durante il periodo di

potatura. Per definire e disciplinare il

problema, a seguito della conversione in

legge del decreto n. 91/2014 (ad opera

della legge 11 agosto 2014, n. 116

pubblicata in G.U. 20 agosto 2014, n.

192) è entrata definitivamente in vigore

la norma che disciplina la combustione in

loco dei residui vegetali di natura

agricola e forestale vietando la

combustione di residui vegetali agricoli e

forestali durante i periodi di massimo

rischio per gli incendi boschivi,

dichiarati dalle regioni.


4. IL NOSTRO IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE NELLA FILIERA VITIVINICOLA

21

La soluzione possibile a questo problema potrebbe essere quello di recuperare tali scarti per

inserirli all’interno di processi energetici come il nostro processo di gassificazione.

La filiera di recupero delle biomasse residuali di natura agricola e forestale rappresenta infatti un

settore di fondamentale importanza per avere la disponibilità di biomasse da destinare alla

produzione di energia senza impegnare il terreno per colture energetiche, trasformando i residui

generalmente considerati dei rifiuti, e quindi materiali di scarto gravati da costi di smaltimento, in

una fonte di energia. Pertanto, con l’ottimizzazione del cantiere di raccolta, le biomasse residuali

rivestono un ruolo strategico nell’ambito dell’attuale politica energetica poiché rappresentano una

valida risorsa per la produzione di energia termica e/o elettrica. La biomassa residuale

rappresenta un cospicuo bacino di approvvigionamento da cui gli stessi produttori possono trarre

un importante utile in termini economici, in quanto possono risparmiarsi le operazioni di bruciatura

in loco o di interramento previa trinciatura, tecniche peraltro dannose per l’ecosistema in quanto

aumentano l’immissione incontrollata di fumi nell’atmosfera e rendono più agevole la diffusione di

eventuali inoculi presenti nel legno, contaminando le piante sane con vari patogeni. (Fonte:

Dipartimento tecnico economico per la gestione territorio agricolo forestale, Potenza).

Il nostro sistema rappresenta pertanto una soluzione in grado di rendere un’unità produttiva

completamente indipendente, dal punto di vista energetico e di utilizzo di risorse disponibili.

Inoltre il carbone prodotto della trasformazione della biomassa in ingresso, trattandosi di carbone

vegetale ricco di carbonio, può essere utilizzato quale prezioso ammendante per i vitigni.

L’UTILIZZO DEL CARBONE VEGETALE DEL NOSTRO PROCESSO DI GASSIFICAZIONE PER IL VIGNETO

Le conseguenze dei cambiamenti

climatici si stanno manifestando nel

settore vitivinicolo in modo sempre più

evidente e i vigneti dell’area

mediterranea sono e saranno nei

prossimi decenni tra i più esposti, non

solo agli effetti del riscaldamento

globale, ma anche ad un susseguirsi

sempre più frequente di eventi

estremi, tra i quali periodi caldi e

siccitosi più o meno prolungati. L’uso

del biochar, la cui applicazione dovrà

essere testata per le diverse varietà e

nei diversi suoli, potrebbe quindi essere di aiuto per migliorare la resistenza della pianta in questi

periodi di siccità anche in condizioni di scarsità di risorse idriche e in assenza di irrigazione. È

quanto i ricercatori di Ibimet in collaborazione con Marchesi Antinori stanno indagando da cinque

anni su un vigneto sperimentale nella tenuta La Braccesca di Montepulciano.

Nonostante norme e disposizioni il problema sussiste e viene risollevato ad ogni periodo di

potatura e per tutti questi residui vegetali che non vengono bruciati i costi di smaltimento per i

comuni italiani e per le aziende agricole gravano sui bilanci rappresentando un inutile spreco

economico facilmente evitabile.

A partire dal 2009 sono state distribuite in vigneto, seguendo un disegno sperimentale a blocchi

randomizzati, due diverse dosi di biochar, una di 22 tonnellate per ettaro e una seconda doppia

rispetto alla prima e distribuita in due stagioni successive per verificare la presenza di effetti

transitori, comparate ad un testimone non trattato con l’ammendante.


«Nella scelta del vigneto da trattare ci siamo voluti porre nelle condizioni migliori per valutare

l’effetto migliorativo del biochar nei terreni difficili e di conseguenza abbiamo scelto un suolo

acido, con pH vicino a 5,4 e poco profondo, più suscettibile ai periodi siccitosi- spiega Genesio

che continua così a descrivere i risultati della sperimentazione – i risultati hanno confermato le

attese, in quanto abbiamo verificato che il biochar ha portato ad un miglioramento non solo nelle

caratteristiche fisiche e chimiche del suolo, il cui pH è aumentato in modo permanente e nel

quale la capacità idrica espressa in AWC (Awailable Water Content) è migliorata, ma anche nello

stato fisiologico delle piante, valutato come incremento nel potenziale idrico fogliare, nella

produzione di clorofilla e nella conduttanza degli stomi, indice dell’intensità degli scambi gassosi

e di conseguenza dell’attività fotosintetica. Una serie di effetti che si sono rivelati superiori negli

anni di maggiore stress idrico come il 2012, nei quali la differenza con le parcelle di controllo

risulta più evidente.»

Valutati gli effetti sul suolo e sullo stato e il benessere della pianta, occorreva misurare quali

fossero le conseguenze sulla produzione, sia in termini quantitativi che di qualità delle uve.

«Gli effetti osservati – continua il

ricercatore fiorentino – hanno

portato, come del resto è già noto

per le altre colture, ad un aumento di

produzione, con una differenza tra le

tesi trattate con biochar e quelle non

trattate, che è risultata superiore

negli anni di maggiore scarsità

idrica. Questo significa che le piante

si avvantaggiano di più dell’effetto

del biochar quando l’acqua che

l’ammendante consente di

immagazzinare diventa un fattore

limitante. Per valutare l’opportunità di un trattamento in vigneto a questo punto era interessante e

fondamentale andare a vedere se l’aumento di produzione si traducesse (come avviene con le

pratiche agronomiche cosiddette di “forzatura” ndr) in una riduzione nei parametri qualitativi,

secondo lo schema per cui in viticoltura una maggior produzione corrisponderebbe ad una

minore qualità. In verità quello che abbiamo visto è che non ci sono differenze significative nei

parametri qualitativi che abbiamo analizzato (Brix, AT, pH e antociani) e che quindi i vigneti in

condizioni di minore stress idrico e nei cui suoli era stato incorporato il biochar, erano in grado di

dare produzioni maggiori ma di identica qualità».

Per questo comportamento, che non sarebbe dovuto semplicemente ad un diverso

accrescimento per distensione dei tessuti dell’acino, come provano anche il rapporto invariato tra

polpa e buccia e il maggior numero di vinaccioli presenti nelle uve delle particelle trattate, si

ipotizza che la maggiore disponibilità di azoto o il minore stress termico per effetto del colore più

scuro del suolo o idrico al momento della fioritura o dell’allegagione, portino ad una diversa

espressione di alcuni geni coinvolti con la fertilità della bacca, tesi che potranno essere spiegate

in futuro da ulteriori studi svolti a livello fisiologico e molecolare (CNR IBIMET – Lorenzo Genesio

et al., 2015).



SCHEMA DI PROCESSO:

24

L’ultima realizzazione impiantistica

costituisce l’esempio perfetto per una

realtà produttiva che necessita di

abbattere i costi dell’energia utilizzando

le risorse del proprio territorio, con un

impatto ambientale positivo, e

rappresenta una virtuosa realtà di

produzione energetica alternativa

all’interno di un tipico contesto proprio

del territorio italiano.


5. LA NOSTRA INSTALLAZIONE PRESSO L’AZIENDA AGRICOLA MONSOTTO

Nel documento che segue esporremo brevemente le caratteristiche dell’azienda sito

dell’installazione ed i vantaggi ottenuti dall’utilizzo della tecnologia di gassificazione da biomassa.

L’ AZIENDA AGRICOLA MONSOTTO

produttiva. La scelta è ricaduta sul nostro impianto di gassificazione con taglia modesta (micro-

generazione) in assetto cogenerativo perché consente all’azienda di raggiungere, in primo luogo,

l’autosufficienza energetica necessaria, senza stravolgere il territorio.

In secondo luogo perché tale tecnologia permette di utilizzare gli scarti della sua produzione come

alimentazione all’impianto, ricavandone carbone vegetale da impiegare nei propri terreni o da

immettere nel mercato.

Si tratta di una scelta vantaggiosa da molti punti di vista.

Innanzitutto, analizzando i costi dell’energia, un’azienda agricola di questo tipo, ad oggi, non

avrebbe vantaggio economico a sviluppare l’attività di colture protette termoassistite a causa

dell’elevato costo dell’energia da combustibili convenzionali, in quanto, per poter termoassistere

una produzione agricola equivalente, a seconda della produzione dedicata, la spesa annuale di

combustibile oscillerebbe da 55.000 € a 90.000€/anno.

La Società Agricola Monsotto si trova in Loc.

S. Paolo Solbrito un comune italiano di 1.224

abitanti della provincia di Asti, in Piemonte, tra

le colline del Po e le Langhe. L’azienda

agricola è costituita da 11 ettari impiegati a

coltivazione di nocciolo, vite e serre dedicate

alla produzione di prodotti di sottobosco.

La scelta di investire in campo energetico è

stata concretizzata sulla base di un progetto di

realizzazione di un modello operativo agricolo

dove ogni produzione fosse intimamente

collegata con una tecnologia energetica

alternativa ed ecologica, in grado di integrarsi

nel territorio e valorizzarne la sua realtà

25


L’utilizzo degli scarti di potature e gusci di nocciolo, per alimentare l’impianto di gassificazione

installato, permette, al contrario, di rendere economicamente conveniente tale attività agricola

specializzata. Dalla sua produzione di energia elettrica, che viene ceduta in rete e utilizzata dalle

vicine utenze, è atteso infatti un ricavo di circa 360.000 €/anno senza considerare la vendita del

carbone vegetale prodotto dal suo processo di trasformazione della biomassa che può fruttare dai

40.000 € ai 60.000 €/anno.

Il carbone vegetale prodotto dall’impianto quindi, non solo fornisce un arricchimento di carbonio

per i terreni della proprietà, in quanto viene utilizzato per la loro concimazione direttamente

dall’azienda agricola, ma deve essere considerato un valore aggiunto, visto che il resto della

produzione viene ricollocato presso terzi quale ammendante organico.

Per avere una panoramica completa anche dei costi di questa produzione energetica alternativa

rispetto al normale approvvigionamento sono da considerare la voce dell’ammortamento

dell’impianto, che è previsto in 4 anni, e la manutenzione specializzata richiesta, che è esigua, in

quanto l’impianto è gestibile da remoto o tramite teleassistenza e monitoraggio con PLC.

Va considerato infine il costo della biomassa in ingresso, indicativamente 50.000 €/anno, che può

tuttavia trasformarsi in valore positivo per tutte quelle attività agroindustriali che impiegano gli

scarti di biomassa derivanti dalle loro produzioni, come per l’azienda agricola Monsotto.

In questo caso la produzione elettrica e termica utilizzata dall’azienda viene prodotta attraverso gli

scarti di produzione della stessa, che vengono valorizzati energeticamente, utilizzando il carbone

vegetale ottenuto dalla trasformazione per fertilizzare i terreni.

Per riassumere brevemente i costi/ricavi del nostro sistema di gassificazione possiamo quindi

prospettare che da 1000 kg di biomassa vegetale secca al costo di circa 70€/ton si ottengono

1.300 kWe e 2000 kWt/Fr e 200 kg di carbone vegetale in uscita.

Questa iniziativa si integra perfettamente anche con le esigenze di altri privati e degli enti pubblici,

offrendo un servizio in grado di eliminare l’oneroso costo di smaltimento di potature dei parchi e

giardini pubblici che grava nel bilancio dei comuni, considerando che pagano, in media, da 70€ a

110 €/ton.

Grazie a questo sistema questi scarti, recuperati e valorizzati economicamente, vengono, al

contrario, utilizzati per produrre energia utile all’intera comunità e non solo all’azienda agricola

titolare dell’impianto.

Una produzione come quella della azienda agricola Monsotto, pari a 200 kWe permette infatti di

soddisfare le utenze elettriche di circa 500 famiglie e quindi di circa 2.000 abitanti.

26


Si tratta effettivamente di un nuovo modello produttivo dove è al centro l’azienda agricola che si

propone come fulcro di produzione integrata all’attività di produzione energetica da fonti

rinnovabili da impiegare nel proprio territorio con benefici per l’intera comunità.

L’impianto dell’azienda agricola Monsotto è ormai nel suo esercizio e sta dimostrando una

produzione di energia costante e continuativa, tale da assicurare la produzione in serricoltura

protetta per 12 mesi l’anno.

Da qui l’aspettativa di avere un reddito dalla sua produzione agricola specializzata con la

soddisfazione di aver trovato una soluzione energetica economicamente vantaggiosa ad impatto

ambientale positivo.

27

Biochar:

http://www.ichar.org/

http://www.vignevini.it/biochar-loro-nero-che-sfida-il-climate-change/

Biomasse residuali:

http://ing.entecra.it/biomasse/images/04biomasseresiduali.pdf

http://www.corpoforestale.it

http://www.greenreport.it/news/rifiuti-e-bonifiche/bruciature-residui-vegetali-

ultime-novita/

Esperimento di Montepulciano:

http://www.fi.ibimet.cnr.it/staff/genesio-lorenzo


www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/

www.cnr.it

Per ulteriori informazioni in merito al nostro impianto di gassificazione:

www.cryosgasunit.com

www.rmimpiantisrl.it

Per maggiori informazioni in merito ai campi d’applicazione e alle possibilità di

alimentazione dell’impianto l’azienda è disponibile a fornire la documentazione

tecnica necessaria.


6. FONTI E RIFERIMENTI

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http://www.vignevini.it/biochar-loro-nero-che-sfida-il-climate-change/

http://ing.entecra.it/biomasse/images/04biomasseresiduali.pdf

http://www.corpoforestale.it/

http://www.greenreport.it/news/rifiuti-e-bonifiche/bruciature-residui-vegetali-ultime-novita/

http://www.fi.ibimet.cnr.it/staff/genesio-lorenzo


http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/

http://www.cnr.it/

http://www.cryosgasunit.com/

http://www.rmimpiantisrl.it/

Energy Solutions

CryÔs Gas Unit

BIOCHAR

Via Delle Case Rosse N°16 - Civitella in Val di Chiana (AR) - [email protected] -www.cryosgasunit.com - www.rmimpiantisrl.it

PER INFORMAZIONI CONTATTI: +39 0575441415 +39 0575441385


Carbone vegetale prodotto dall’impianto di gassificazione ed utilizzabile come ammendante per terreni agricoli

RIFERIMENTI NORMATIVI


Con il decreto del 22 giugno 2015, il Ministero delle Politiche Agricole

Alimentari e Forestali ha aggiornato gli allegati 2, 6 e 7 al D.Lgs. n.75

del 29 aprile 2010 «Riordino e revisione della disciplina in materia di

fertilizzanti, a norma dell'articolo 13 della legge 7 luglio 2009, n. 88»

(Pubblicazione GU Serie Generale n.186 del 12 agosto 2015)

In particolare al punto 2 dell’allegato 2 “Ammendanti” è stato aggiunto il prodotto

“Biochar da pirolisi o da gassificazione” del quale è proposta una classificazione in base

alle caratteristiche.

«Biochar: una soluzione per

l'agricoltura, il clima e

l'energia.»

IL BIOCHAR PRODOTTO DALL’IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE

Principali criteri per la valutazione del biochar:

-C tot di origine biologica % s.s.:≥ 20 e ≤ 30

(classe di qualità CI-3), >30 e ≤ 60 (classe di

qualità CI-2), >60 (classe di qualità CI-1)

-Salinità: se inferiore a 1000 mS/m può essere

utilizzato quale ammendante di substrati per

ortovivaismo.

-PH (H20) 4-12

-Umidità % ≥ 20

-Ceneri % s.s.:>40 e ≤ 60 (classe di qualità CI-3),

≥ 10 e ≤ 40 (classe di qualità CI-2), >10 (classe di

qualità CI-1)

-H/C (molare), indice di stabilità del C: ≤ 0,7

-Granulometria: passante mm 0,5-2-5

-Contenuti azoto, potassio, fosforo, calcio,

magnesio, sodio

Il biochar che si ottiene dalla gassificazione nel

nostro impianto sito presso la Società Agricola

Monsotto (AT) ha un contenuto in Carbonio del

54,8% quindi può essere inserito in classe di

qualità CI-2


L’influenza sulle proprietà biologiche del suolo è l’effetto che meglio spiega i benefici

complessivi del biochar alle colture, in particolare è in grado di intervenire sull’alterata

attività microbica nei terreni, riequilibrando gli stati minerali del suolo e ricostituendo un

sub-strato favorevole alla trasformazione della sostanza organica, principale causa

dell’impoverimento del suolo e dell’indebolimento delle piante più frequentemente

soggette a malattie batteriche, crittogamiche e virali.

In particolare si elencano in modo sintetico i risultati segnalati dai recenti studi

effettuati sul biochar:

• Aumentare la capacità di scambio cationica nel terreno per la presenza di una

elevata superficie reattiva, paragonabile a quella dell’argilla, dovuta a un’estesa

porosità interna del materiale che spiega la maggior ritenzione di acqua e

nutrienti e l’assorbimento di molecole organiche e inorganiche.

• Favorire il mantenimento di un pH ideale ottimale nel microambiente radicale,

dovuta all’abbondanza di carbonati e anioni organici, che migliorano il pH di

terreni acidi.

• Favorire la nutrizione delle piante sia trattenendo i nutrienti sulle sue superfici

reattive, limitandone la lisciviazione, sia attraverso un diretto apporto di nutrienti.

• Migliorare l’utilizzo dell’azoto da parte delle piante, agendo direttamente sui

processi biologici di ammonificazione e nitrificazione;

• Migliorare la disponibilità dei microelementi, come ferro, manganese, zinco e

nichel, in particolare nei suoli calcarei dove la loro presenza nella soluzione

circolante del terreno è scarsa.

• Creare un ambiente favorevole allo sviluppo delle popolazioni microbiche e

fungine autoctone e favorendo la competizione con microrganismi patogeni,

stimolando in tal modo un effetto soppressivo, come visto in recenti studi sulla

Botrytis cinerea, patogeno fogliare di numerose specie coltivate;

• Diminuire la presenza di marciumi.

• Influenzare la composizione della popolazione microbica della rizosfera,

favorendo le popolazioni che promuovono la crescita delle piante e la resistenza

agli stress biotici e abiotici.

• Incrementare la germinabilità dei semi

• Modificare il colore del suolo, in particolare se utilizzato in elevate quantità

(5Kg/m3) andando così a diminuirne l’albedo.

• Trattenere molecole inquinanti, sia inorganiche che organiche, tanto che se ne

sperimenta l’impiego nel risanamento di suoli contaminati.

BENEFICI DIMOSTRATI

IMPIEGO IN AGRICOLTURAL’introduzione del biochar nel terreno ricostituisce in tempi brevi una naturale

fertilità, fungendo da catalizzatore minerale, favorendo lo sviluppo e l’attività

microbica nel suolo con notevole risparmio energetico per le piante e

notevole risparmio economico per il ridotto impiego di fitofarmaci e concimi

chimici.


Partner Contatti: Roma 00192, Via Cosseria 5 – tel 06.3225715 www.tecnavsrl.it

TECN.AV. Srl Business Development [email protected] [email protected]

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