www.fire-italia.org Biomasse: piccoli impiantiDario Di Santo, FIRE

Convegno AIEE-ENEA-FIRE Usi termici delle fonti rinnovabili 11 novembre 2009, Roma

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La Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia è un’associazione tecnico-scientifica che promuove per statuto l’efficienza energetica in tutte le sue forme.

Oltre alle attività rivolte agli oltre 500 soci, la FIRE opera su incarico del Ministero dello Sviluppo Economico per gestire le nomine e promuovere il ruolo degli energy manager nominati ai sensi della Legge 10/91.

La Federazione collabora con le Istituzioni, la Pubblica Amministrazione e varie Associazioni per diffondere l’uso efficiente dell’energia ed opera a rete con gli operatori di settore e gli utenti finali per individuare e rimuovere le barriere di mercato e per promuovere buone pratiche.

Cos’è la FIRE

www.fire-italia.org www.secem.eu Rivista Gestione Energia

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L’energia viene spesso associata alle biomasse...

… che del resto sono state usate per molto tempo come combustibile primario per soddisfare le esigenze dell’uomo.

Dapprima per soddisfare i fabbisogni dei ricchi...... poi, con l’avvento dei combustibili fossili, per accontentare i poveri...

... infine, per rispondere alle esigenze di un mondo assetato...

Una sfida importante, non solo energetica, in un sistema che ha dimostrato con la crisi finanziaria che i miracoli è bene lasciarli fare a chi è del mestiere.

Una sfida non solo energetica

Fonte delle figure: Unesco.

Energia

Biomasse

Combustibile

Tecnologia

Ambiente

Mercato

Legislazione

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Gli aspetti da considerare

Lo sviluppo dei piccoli impianti alimentati a biomasse passa necessariamente attraverso una serie di percorsi, che uniscono insieme le tematiche seguenti:

scelta del combustibile;evoluzione tecnica;aspetti ambientali;approcci di mercato;decisioni legislative.

Solo se i punti evidenziati matureranno insieme si potranno cogliere i frutti attesi, raggiungendo nel contempo gli obiettivi auspicati dalle direttive comunitarie.

La complessità del tema e la vastità delle soluzioni disponibili dovrebbero mettere in guardia da un approccio casuale e non meditato al problema. Pertanto è auspicabile un lavoro sinergico fra istituzioni, associazioni e centri di ricerca.

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Energia

Biomasse

Combustibile

Tecnologia

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CombustibileFonte figure: AIEL, Itabia.

Combustibili:forma d’uso;qualità;provenienza;costi.

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2.10 Equivalenze energetiche[3]

CombustibilePotere calori! co (valori medi)

MJ kWhGasolio extraleggero 36,17 MJ/l (42,5 MJ/kg) 10 kWh/l (11,80 kWh/kg)Gasolio leggero 38,60 MJ/l (41,5 MJ/kg) 10,70 kWh/l (11,50 kWh/kg)Metano* 36,00 MJ/m3 10,00 kWh/m3

GPL** 24,55 MJ/l (46,30 MJ/kg) 6,82 kWh/l (12,87 kWh/kg)Carbone 27,60 MJ/kg 7,67 kWh/kgCoke 40/60 29,50 MJ/kg 8,20 kWh/kgLignite (briquettes) 20,20 MJ/kg 5,60 kWh/kg1 kWh elettrico 3,60 MJ 1 kWh1 kg di legno (M = 20%) 14,40 MJ/kg 4,00 kWh/kg

1 kg gasolio " 3 kg di legno1 l gasolio " 2,5 kg di legno

Per rapidi calcoli approssimativi si possono impiegare le seguenti equivalenze energeti-

che che non tengono conto dell’e# cienza dell’impianto.

1.000 litri di gasolio da riscaldamento "

5-6 msr di legna di latifoglie7-8 msr di legna di conifere

10-15 msr di cippato2,1 t di pellet

* 1 kg = 5,8 l (20 °C, 216 bar) ** 1m3 GPL = 4 l = 2 kg

32 2. CONTENUTO ENERGETICO

LEGNA E CIPPATO. PRODUZIONE, REQUISITI QUALITATIVI E COMPRAVENDITA 11

Tabella 1.4 De! nizioni delle unità di misura in sei lingueINGLESE Simbolo TEDESCO Simbolo

Solid cubic meter Solid m3 Festmeter FmBulk cubic meter Bulk m3 Schüttraummeter Srm

Stacked cubic meter Stacked m3 Schichtraummeter rm

ITALIANO Simbolo SLOVENO Simbolo

Metro cubo m3 Kubi!ni meter m3

Metro stero riversato msr Prostrni meter prmMetro stero accatastato msa Nasut kubi!ni meter Nm3

FRANCESE Simbolo POLACCO Simbolo

Mètre cube de bois plein m3 metr sze"cienny m3

Mètre cube apparent plaquette MAP metr nasypowy mn

Stère stère metr przestrzenny mp

1.5 Massa volumica delle principali specie forestali

Tabella 1.5.1 CONIFERE - valori medi con contenuto idrico (M) 13%[1]

SPECIE kg/m3 SPECIE kg/m3

Abete rosso 450 Cipresso 600Abete bianco 470 Pino domestico 620Pino cembro 500 Larice 660Douglasia 510 Pino marittimo 680Pino silvestre 550 Tasso 700Pino nero 560 Pino d’aleppo 810

terr

itorio

legn

oene

rgiaEnergia

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Tecnica

Fonte figure: AIEL.

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IMPIANTI TERMICI MANUALI A LEGNA

Impianti termici per il riscal-damento e la produzione di acqua sanitaria, fino a una potenza di circa 100 KW. La camera di combustione è sotto il focolare dove un sistema di aria forzata (aria primaria) alimenta la fiamma verso il basso, sotto l’accu-mulo di legna.I gas di legna vengono richia-mati e combusti (ossidati) nella seconda camera di combustione, qui si raggiun-gono le più alte temperatu-re e l’energia viene ceduto

CALDAIA A FIAMMA INVERSA

Nelle caldaie a pezzi di legna è fondamentale l’installazio-ne di un accumulo inerziale che deve essere correttamen-te dimensionato.Infatti, la carica di legna esprime una quantità di ener-gia termica spesso superiore al fabbisogno giornaliero di calore, specie nelle mezze stagioni e d’estate, perciò, per evitare di disperdere nel-l’ambiente questa energia termica, con evidente spre-co, essa deve essere con-vogliata e stoccata nell’ac-cumulatore inerziale, detto anche puffer.

È un serbatoio termicamente isolato che consente di:• ottimizzare la combustio-

ne allungando la vita alla caldaia;

• assorbire i picchi di richie-sta termica dell’impianto;

• programmare il riscalda-mento degli ambienti per le prime ore della mattina;

• disporre di maggiori quan-tità di acqua sanitaria con una sola carica di legna;

• integrare l’impianto termi-co a legna con un sistema solare termico.

L’ACCUMULO INERZIALE

all’acqua - il vettore termico - grazie agli scambiatori di calore.

1. Aria primaria pre-riscaldata2. Aria secondaria3. Turbo-camera di combustione4. Turbolatori verticali5. Sonda Lambda6. Ventilatore a tiraggio forzato e regolazione elettronica7. Pannello elettronico di comando

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IMPIANTI TERMICI MANUALI A LEGNA

Impianti termici per il riscal-damento e la produzione di acqua sanitaria, fino a una potenza di circa 100 KW. La camera di combustione è sotto il focolare dove un sistema di aria forzata (aria primaria) alimenta la fiamma verso il basso, sotto l’accu-mulo di legna.I gas di legna vengono richia-mati e combusti (ossidati) nella seconda camera di combustione, qui si raggiun-gono le più alte temperatu-re e l’energia viene ceduto

CALDAIA A FIAMMA INVERSA

Nelle caldaie a pezzi di legna è fondamentale l’installazio-ne di un accumulo inerziale che deve essere correttamen-te dimensionato.Infatti, la carica di legna esprime una quantità di ener-gia termica spesso superiore al fabbisogno giornaliero di calore, specie nelle mezze stagioni e d’estate, perciò, per evitare di disperdere nel-l’ambiente questa energia termica, con evidente spre-co, essa deve essere con-vogliata e stoccata nell’ac-cumulatore inerziale, detto anche puffer.

È un serbatoio termicamente isolato che consente di:• ottimizzare la combustio-

ne allungando la vita alla caldaia;

• assorbire i picchi di richie-sta termica dell’impianto;

• programmare il riscalda-mento degli ambienti per le prime ore della mattina;

• disporre di maggiori quan-tità di acqua sanitaria con una sola carica di legna;

• integrare l’impianto termi-co a legna con un sistema solare termico.

L’ACCUMULO INERZIALE

all’acqua - il vettore termico - grazie agli scambiatori di calore.

1. Aria primaria pre-riscaldata2. Aria secondaria3. Turbo-camera di combustione4. Turbolatori verticali5. Sonda Lambda6. Ventilatore a tiraggio forzato e regolazione elettronica7. Pannello elettronico di comando

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IMPIANTI TERMICI AUTOMATICI A CIPPATO E PELLET

Sono generatori di piccola e media potenza da 25 kW fino a circa 400-500 kW impie-gati a scala domestica fino al servizio di mini reti di teleri-scaldamento. Sono dotate di un focolare fisso alimentato in vari modi e necessitano di cippato di qualità.

Sono generatori di potenza medio-grande, da 300 kW fino ad alcuni MW, impiegati nel set-tore civile ed industriale. Recentemente il mercato propone caldaie a grigia mobile anche di piccola taglia.

CALDAIE A GRIGLIA FISSA1. sottoalimentazione a spinta2. piastra di concentrazione fiamma3. scambiatore4. turbolatori5. flusso gas caldi6. canna fumaria7. sonda Lambda 8. scambiatore di sicurezza (EN 303-5)9. motore coclee e sist. pulizia scambiatore10. coclea asporto cenere11. barra comando sist. pulizia scambiatore12. cassetto cenere13. aria primaria14. aria secondaria pre-riscalsata

CALDAIE A GRIGLIA MOBILE

L’accumulo è un componente fondamentale per caldaie a tronchetti.

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Ambiente

Fonte figure: AIEL.

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MODERNE TECNOLOGIE PER LA PRODUZIONEDI CALORE

La combustione del legno avviene in due fasi distinte: combustione primaria e secondaria, caratterizzate da tre processi in sequenza: 1. EssiccazioneL’acqua contenuta nel legno inizia a evapo-rare già a temperature inferiori ai 100°C. Essendo l’evaporazione un processo che usa l’energia rilascia-ta dal processo di combustione, abbassa la temperatura in camera di combustione, rallentando il pro-cesso di combustione. 2. Degradazione termica (pirolisi/gassificazione)Dopo il processo di essiccazione, a partire da una temperatura di 200°C circa, il legno è sottoposto ad una fase di degradazione termi-ca che porta all’evaporazione della

sua componente volatile. Questa componente rappresenta in termini ponderali oltre il 75% del legno, perciò si può dire che la sua com-bustione significa principalmente la combu-stione dei gas che lo compongono.

3. CombustioneConsiste nella completa ossidazio-ne dei gas, una fase che inizia tra i 500 e i 600°C e si protrae fino ai 1000°C circa. Nel range 800-900°C il carbone solido è combusto e con esso anche il catrame.

La regola delle 3 TLa qualità della combustio-ne è legata a tre fattori fonda-mentali: Tempo, Temperatura e Turbolenza.

La combustione del legno è completa quando tutte le sue componenti hanno reagito con l’ossi-geno (comburente) e sono state quindi combuste. Nei moderni apparecchi termici, l’obiettivo è quindi quello di massimizzare l’efficienza del processo, limitando il più possibile la perdita di energia, cioè di gas incombusti (CO).

COMBUSTIONE COMPLETA ED EFFICIENTE

Negli ultimi anni il notevole progresso tecnologico ha prodotto apparecchi termici in grado di ottenere una combustione della legna pressoché perfetta e valori delle emissioni molto inferiori ai limiti fissati dalle norme nazionali ed europee. Per maggiori informazioni sulla problematica

delle emissioni visita il sito: www.aiel.cia.it (emissioni legno).Nelle moderne caldaie a legna le alte temperature raggiunte in camera di com-bustione, circa 800-900 °C, determi-nano una combustione molto raffinata con un rendimento termico superiore all’85-90%. In tali apparecchi i processi di combustione sono ottimizzati grazie a un sistema di aria forzata controllato da un dispositivo di regolazione (sonda LAMBDA).

I MODERNI APPARECCHI TERMICI

COMBUSTIONE DEL LEGNO

PARAMETRI DI CONTROLLODELLA COMBUSTIONE DEL LEGNO

Gas esausti Livelli ottimali Ossigeno nei fumi (O2) 5-8% Anidride carbonica (CO2) 13-16% Ossido di carbonio (CO) < 100 ppm Ossidi di Azoto (NOx) 850-1200 °C Temperatura gas esausti < 150 °C

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COMBUSTIBILI LEGNOSI DENSIFICATI

Sono prodotte dalla pressatura di diversi resi-dui legnosi non trattati con un contenuto idrico non superiore al 15% (w).I sistemi di brichettatura si distinguono in sistemi a bassa, media ed alta pressione, questi ultimi (sistema a vite e a pistone) atti-vano le forze di coesione tra le particelle evi-tando l’uso di sostanze leganti accessorie.La produttività delle brichettatrici può varia-re da 30 a 1200 kg/h.

BRIQUETTES

PELLET

0,5 - 1% (in peso)Ceneri4,6 - 5,2kWh/kgPotere calorifico inferiore

< 15%Contenuto idrico (w)> 900kg/m3Massa volumicaValoreUnità di misura

0,3 - 1% (in peso)Ceneri4,7 - 5kWh/kgPotere calorifico inferiore8 - 12%Contenuto idrico (w)

600-650kg/msrMassa sterica1150 - 1400kg/m3Massa volumica

6 - 10mmDiametro10 - 50mmLunghezzaValoreUnità di misura

PARAMETRI INDICATIVI DELLE BRIQUETTES

Parametro U.M. AIELContenuto idrico (tal quale) %su < 10Ceneri %ss 1PCI MJ/kg 16,9Azoto – (N) %ss 0,3Cloro – (Cl) %ss < 0,03Zolfo – (S) %ss < 0,05Arsenico – (As) mg/kg < 0,8Cadmio – (Cd) mg/kg < 0,5Cromo – (Cr) mg/kg < 8Rame – (Cu) mg/kg < 5Mercurio – (Hg) mg/kg < 0,05Piombo – (Pb) mg/kg < 10Zinco – (Zn) mg/kg < 100Sodio – (Na) %ss < 0,03Massa sterica kg/m3 > 600Massa volumica g/cm3 > 1,15Durabilità meccanica % 97,7Formaldeide (HCHO) mg/100g I.V.Agenti leganti 1 % < 2

1 Sono ammessi come agenti leganti esclusivamente i materiali biologici non trattati chimicamente come indicato nella normativa UNI CEN TS 14961. Per esempio amido di mais, olio vegetale grezzo estratto mediante spremitura meccanica.

Deriva da un processo industriale attra-verso il quale la segatura o le scaglie di legno vergine polverizzate, con con-tenuto idrico (w) compreso tra l’11 e il 14%, sono trasformate - con elevate pressioni - in piccoli cilindri.Nella fase di formazione del pellet il calore di attrito attiva l’effetto legante della lignina; solitamente quindi non è necessario l’uso di leganti, oppure sono limitati a precise sostanze natu-rali (amido, melassa, olii vegetali, sulfonato di lignina ecc.).AIEL ha dato vita ad un sistema di attestazione della qualità del pellet chiamato PELLET GOLD, un marchio di garanzia della qualità del prodotto.

Per maggiori informazioni www.pelletgold.net

5.5 Consumi energetici ed emissioni di CO2

Per l’adozione di sistemi rinnovabili di energia è utile e corretto poter disporre di valu-

tazioni comparative sul consumo energetico non rinnovabile necessario per alimentare

- con energia e materie prime - l’intero processo (! liere) di produzione dell’energia uti-

le. L’analisi energetica* include tutti i consumi di energia non rinnovabile che avvengono

lungo la ! liera: l’estrazione, la lavorazione, lo stoccaggio e la conversione energetica del

combustibile, compreso il costo energetico dei macchinari e delle attrezzature impiegate

per le singole fasi.

In tabella 5.5.1 si riportano i consumi energetici espressi in percentuale di energia non

rinnovabile consumata per produrre l’energia termica utile (CER**).

Il consumo energetico per la produzione e l’uso ! nale del combustibile comporta l’emis-

sione in atmosfera di una certa quantità di anidride carbonica (CO2) e di altri gas ad e" etto

serra che sono espressi in forma aggregata con il parametro CO2 equivalente.

I valori riportati in tabella 5.5.1 consentono di calcolare la riduzione di CO2 conseguibile

sostituendo i combustibili fossili con quelli legnosi.

Tabella 5.5.1 Consumi energetici ed emissioni di CO2

Sistemi di riscaldamento CER %

CO2 kg/MWh

CO2 eq. kg/MWh

Legna da ardere (10 kW) 3,69 9,76 19,27Cippato forestale (50 kW) 7,81 21,12 26,04Cippato forestale (1 MW) 8,61 21,13 23,95Cippato da SRC di pioppo (50 kW) 10,44 27,39 40,16Pellet (10 kW) 10,20 26,70 29,38Pellet (50 kW) 11,08 28,95 31,91Gasolio (10 kW) 17,33 315,82 318,91Gasolio (1 MW) 19,04 321,88 325,43GPL (10 kW) 15,03 272,51 276,49Metano (10 kW) 14,63 226,81 251,15Metano (1 MW) 17,72 233,96 257,72

* Analisi condotta con il database GEMIS (Global Emission Model for Integrated Systems versione 4.42, Öko-Institut e.V. Darmstadt (Germania) www.oeko.de).** CER: Cumulated Energy Requirement, è la misura dell’ammontare complessivo di risorse energetiche (primarie) necessarie per erogare l’unità di energia termica utile.

80 5. COSTI DELL’ENERGIA, ANDAMENTI E CONFRONTI

Energia

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Fonte figure: AIEL, Itabia.

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Mercato

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ENERGIA DEL LEGNO

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Il legno normalmente non si trova allo stato anidro, ma ha un contenuto di acqua che si può esprimere in due modi:Umidità del legno (anidro) u (%)Esprime la massa di acqua presente in rapporto alla massa di legno anidro.Contenuto idrico del legno w (%)Esprime la massa di acqua presente in rapporto alla massa di legno fresco.

L’ACQUA NEL LEGNO

Il potere calorifico del legno indica la quantità di energia che può essere ricavata dalla combustione completa di un’unità di peso e resa utile per gli scopi desiderati.

Il potere calorifico del legno è influenzato dal suo contenuto idrico, e quindi, durante il processo di com-bustione, parte dell’energia liberata - pari a 2,44 MJ/kg - è sottratta per l’evaporazione dell’acqua.

POTERE CALORIFICO

3 Kgdi legna stagionata

= 1 Kgdi gasolio

LA COMPOSIZIONE CHIMICA DEL LEGNO DELLE DIVERSE SPECIE È MOLTO SIMILE

Il potere calorifico delle diverse specie legnose, a parità di peso e contenuto idrico, varia molto poco e ciò è dovuto alla loro stessa composizione chimica. Il potere calorifico si esprime in MJ/kg o kWh/kg e indicativamente assume questi valori:

PCI anidro (medio) = 18,5 MJ/kg = 5,14 kWh/kg

COSTO ENERGIA PRIMARIA (E.P.) COMBUSTIBILI LEGNOSI E FOSSILI Fonte: Antonini E. – Francescato V. – AIEL (2008)

Rilevazioni: dicembre 2007 MWh Prezzoeuro

Costo E.P.euro/MWh

Rapporto rispetto

al cippatoaliquota

IVA

1 t cippato (w 30%) 3,4 71,4 21,00 1,00 10%1 t cippato (w 40%) 2,81 59,01 21,00 1,00 10%1 t legna a pezzi (35-50 cm) (w 25%) 3,69 130,0 35,23 1,68 10%1 t Pellet (w 8%) sfuso 4,7 180,0 38,30 1,82 10%1 t Pellet (w 8%) - sacchi da 15 kg 4,7 250,0 53,19 2,53 10%100 mc Metano (servito) 1 67,0 67,00 3,19 20%1 t Gasolio agricolo (2000-5000 l) 11,67 737,1 63,16 3,01 10%1 t Gasolio per serre (2000-5000 l) 11,67 644,1 55,19 2,63 10%1 t Olio Combustibile BTZ (S=0,3%) 11,40 835,0 73,25 3,49 20%1000 l Gasolio riscaldamento civile 10,67 1037,8 97,27 4,63 20%1000 l GPL (SFUSO bombola proprietà) 6,39 1095,6 171,41 8,16 20%1000 l GPL (SFUSO bombola comodato) 6,39 1078,7 168,75 8,04 20%

LEGNA E CIPPATO. PRODUZIONE, REQUISITI QUALITATIVI E COMPRAVENDITA 73

5.3 Costi dell’energia utile

Un aspetto importante nelle valutazioni economiche è il calcolo del costo dell’energia

utile, ovvero comprensivo dell’investimento e delle spese accessorie per il funzionamento

dell’impianto.

A titolo esempli! cativo è stato determinato il costo di produzione di sei diversi sistemi di

generazione termica con caldaie di 100 kW e con medesimo grado di utilizzo annuo (1300

ore). Indicativamente un’abitazione di circa 100 m2 e con tre persone che vi abitano, ha un

consumo annuo di ca. 10-15 MWh. Tale potenza (100 kW) quindi, può servire orientativa-

mente una palazzina di 6 appartamenti (tabella e gra! co 5.3.1).

Le assunzioni fatte (es. la scelta del saggio d’interesse, della durata dell’investimento, del ren-

dimento medio annuo del generatore etc.) e i valori utilizzati si riferiscono a condizioni medie.

Tabella 5.3.1 Le voci di costo ed i valori per i diversi sistemi

IMPIANTI E COSTI OPERATIVI U.M. LEGNA A. LEGNA C. CIPPATO PELLET METANO GASOLIO GPL

Saggio d’interesse % 5 5 5 5 5 5 5Durata investimento (anni) a 20 20 20 20 20 20 20Potenza della caldaia kW 100 100 100 100 100 100 100Ore annuo funzionamento h 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300 1.300Prod. energia primaria MWh/a 130 130 130 130 130 130 130Rend. stagionale impianto % 75% 75% 79,0% 84% 90% 85% 90%Energia utile* MWh/a 97,50 97,50 102,70 109,20 117,00 110,50 117,00Costi investimento (IVA incl.) " 45.000 45.000 65.000 40.000 13.000 18.000 13.000Costi del capitale = reintegra (R) "/a 1.361 1.361 1.966 1.210 393 544 393Fabbisogno annuo combustibile u.m. 32,7 32,7 38,2 28,3 13.542 13.000 19.062Costo/prezzo combustibile** "/u.m. 77 130 88 216 0,72 1,04 1,22Spesa annua combustibile (a) "/a 2.944 4.971 3.365 6.104 9.750 13.463 24.863Energia elettrica (b) "/a 50 50 200 100 30 30 30Costi operativi (O=a+b) "/a 2.994 5.021 3.565 6.204 9.780 13.493 24.893Spese emissioni e pulizia camino (c) "/a 130 130 130 130 60 60 60Manutenzione ord. e straord. (d) "/a 300 300 400 200 95 95 95Costi d’esercizio (E=c+d) "/a 430 430 530 330 155 155 155COSTI ANNUI (R+O+E) "/a 4.785 6.812 6.060 7.744 10.328 14.192 25.441COSTI ENERGIA UTILE "/MWh 49,08 69,87 59,01 70,92 88,27 128,44 217,44

* Poteri calori! ci impiegati: legna M20 3,98 MWh/t, cippato M30 P45 3,4 MWh/t, pellet 4,6 MWh/t, metano 9,6 kWh/m3, gasolio 10 kWh/l, GPL 6,82 kWh/l.** Prezzi (IVA inclusa, per i combustibili legnosi è al 10%).Abbreviazioni - Legna A.: legna da ardere autoprodotta, pezzatura voluta; Legna C.: legna da ardere comperata sul mercato locale (P500); Cippato: M30 P45.

Due tipi di risorse - con le relati-ve efficienze d’uso - vannoconsiderati: la materia prima e

le tecnologie di trasformazione. Perquanto riguarda le risorse di materiaprima, il potenziale delle diverse fontidi biomasse - espresso in energia pri-maria - disponibile in Italia è stimabilein: 24-30 Mtep/anno, così ripartito:

BIOMASSE MtepRESIDUI

Agricoltura e agroindustria 5Foreste e industria legno 4.3Verde pubblico urbano 0.3Zootecnia 10-12

LEGNA DA ARDERE 2-4COLTURE DEDICATE 3-5TOTALE RISORSE POTENZIALI 24-30

Vi è però una sostanziale inefficien-za nella raccolta, trasformazione efornitura della biomassa all’impiantodi conversione energetica, per cuisolo il 30-35% è effettivamente uti-lizzabile attualmente, anche al nettodegli usi alternativi della materia pri-ma. Questa bassa efficienza derivaessenzialmente da alcuni dei già ci-tati punti di debolezza del “sistemabiomasse”, tra cui in particolare:

> Limitata impostazione sistemica dei progetti; > Precarietà dei bacini territoriali di produzione di biomassa; > Difficoltà di istituire accordi di filiera pluriennali tragli operatori del settore.

Le risorse tecnologiche edingegneristiche, invece,comprendono un gruppo ditecnologie mature che con-sentono realizzazioni mol-to flessibili e adattabili allerealtà locali. In particolare: per le FILIE-RE CORTE sviluppabili nel-

l’ambito agricolo, a livello aziendale odi piccolo distretto, hanno raggiunto lamaturità “di mercato”:

> Piccole caldaie per il riscaldamento domestico;> Teleriscaldamento da lignocellulosiche;> Piccola cogenerazione ciclo ORC) da lignocellulosiche;> Energia elettrica e cogenerazione da biogas; > Energia elettrica e cogenerazione da oli vegetali;> Trigenerazione da oli vegetali.Per le FILIERE AGROINDUSTRIALI,che si basano su una stretta rela-zione tra agricoltura e industria,con un elevato livello organizzati-vo, sono disponibili tecnologie con-solidate per:> Produzione di energia elettrica e calore da biocombustibili solidi(pellets e cippato);> Produzione di biodiesel;> Produzione di bioetanolo.

Le efficienze di conversione negli usifinali variano molto a seconda del ti-po di realizzazione; una valutazionedegli ordini di grandezza è riportatanella seguente tabella:

Riscaldamento domestico 30%Teleriscaldamento 80%Energia elettrica 15-25%Cogenerazione 60%Trigenerazione 50%

Nel Position Paper del Governo italia-no “Energia: temi e sfide per l’Europae per l’Italia”, inviato alla Commissio-ne Europea nel Settembre 2007, èstimata, tra l’altro, l’energia primariache le varie categorie di biomassedovrebbero fornire nel 2020 per laproduzione di energia elettrica, ener-gia termica e biocarburanti:

Energia elettrica 3 Mtep 14,50 TWh/anno con potenza installata di 2.415 MWe

Energia termica 9,3 MtepBiocarburanti 4,2 MtepTOTALE 16,5 Mtep

Per poter valutare il percorso da se-guire per realizzare 16,5 Mtep nel2020, occorre riferirsi alla situazioneattuale. Il documento fornisce per il2005 i seguenti consumi di energiaprimaria da biomasse:

Energia elettrica 1,35 MtepEnergia termica 1,88 MtepBiocarburanti 0,30 MtepTOTALE 3,53 Mtep

In realtà questi dati non tengonoconto delle biomasse auto-prodotte eauto-consumate al di fuori dei circuiticommerciali, soprattutto nel settoredegli usi termici domestici. Una elabo-razione approfondita di questi usi èstata eseguita da Itabia attingendo edelaborando dati parziali da varie fonti.Risulta che l’energia primaria per usitermici è pari a circa 4 Mtep, anziché1,88 Mtep, per cui il totale dell’energiaprimaria fornita nel 2005 ammonta acirca 5,65 Mtep. In ogni caso, per raggiungere gliobiettivi al 2020 dovremmo triplica-re gli attuali consumi di materia pri-ma. Per questo occorre esaminare lasituazione nazionale rispetto ai varielementi summenzionati. !

Risorse/Efficienza

!

Consumi di biomasse legnose in Italia nel 2006 (fonte AIEL)

17,6

0,7

3,51,2 0,4 1,3

0

4

8

12

16

20

24 Legna da ardere per uso domesticoPellet per uso domesticoCippato nell'industria del legnoCippato per cogenerazioneCippato per teleriscaldamentoCippato per produzione elettricità

Milioni di t

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Fonte figure: AIEL.

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Mercato

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Gra! co 5.2.1 Costi dell’energia nel periodo 2001-2008 (IVA escl.)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

dic-00 giu-01 dic-01 giu-02 dic-02 giu-03 dic-03 giu-04 dic-04 giu-05 dic-05 giu-06 dic-06 giu-07 dic-07 giu-08 dic-08

!/M

Wh

Cippato (M30; P45)

Gasolio riscaldamento

GPL

Pellet (M10)

Gasolio per serre (accisa 0%)

Legna ardere (M20; P330)

Gra! co 5.2.2 Costi dell’energia nel periodo 2001-2007 in Germania meridionale

72 5. COSTI DELL’ENERGIA, ANDAMENTI E CONFRONTI

Prez

zo e

nerg

ia (!

/MW

h)

LEGNA DA ARDERE "DURA, ASCIUTTA# 33 CM, CONSEGNA ENTRO 10 KM $ IVA INCLUSA

GASOLIO DA RISCALDAMENTO 3000 LITRI $ IVA INCLUSA

CIPPATO "M 35%#CONSEGNA ENTRO 20 KM $ IVA INCLUSA

PELLET DI LEGNO 5 T SCIOLTO, CONSEGNA ENTRO 50 KM IVA INCLUSA

76 !/ms

72 !/t

195 !/t

0,57 !/l

Fonte: www.tfz.bayern.de

gen lug gen lug gen lug gen lug gen lug gen lug gen lug

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Leggi e norme

Fonte: audizione alla Commisione Agricoltura del Senato di Alessandro Ortis 27/10/2009.

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Assumendo lo scenario al 2020 indicato lo scorso anno dalla Commissione, in cui si mantiene costante il tasso di crescita dei consumi di energia primaria degli ultimi anni, il consumo finale di energia sarebbe stimabile in circa 167 Milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (Mtep). L'obiettivo italiano (17%) equivarrebbe quindi a 28Mtep di energia finale che dovrà essere attribuibile alle fonti rinnovabili, a fronte di un valore attuale di circa 8 Mtep. Questo obiettivo è talmente rilevante che, secondo il Position Paper del Governo italiano del settembre 2007, supera il potenziale massimo teorico di utilizzo delle fonti rinnovabili, stimato pari a 24,5 Mtep. Di questi:

9,0 Mtep sono riferiti alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili (104TWh);9,3 Mtep sono riferiti alla produzione termica da biomassa;4,2 Mtep sono riferiti alla produzione di biocarburanti;2,0 Mtep sono riferiti alla produzione termica da solare e geotermia.

Per adeguare l'obiettivo assegnatoci alle dimensioni del potenziale è quindi indispensabile adottare misure per ridurre (al 2020) il consumo finale tendenziale di circa il 13%; naturalmente una riduzione ulteriore del consumo finale potrebbe consentire di ridurre l'obiettivo al di sotto del potenziale.

Occorre evidenziare che tale potenziale massimo teorico di sviluppo delle rinnovabili, pur essendo inferiore all'obiettivo europeo definito nella menzionata direttiva, è pari a circa tre volte l'attuale utilizzo di fonti rinnovabili; l'incremento in termini assoluti, pari a circa 16,5 Mtep, sarebbe ripartito per 4,5 Mtep al settore elettrico, per circa 4 Mtep ai carburanti e per ben 8 Mtep alla produzione termica.

Tale obiettivo presenta quindi numerose criticità: solo a titolo di esempio, i 9,3 Mtep di produzione termica da biomassa (rispetto agli attuali 2 Mtep) vanno confrontati con i circa 25 Mtep di consumo di metano per usi civili; non potendo trattarsi di consumi aggiuntivi si dovrebbe ipotizzare quindi che alcuni milioni di famiglie passino dall'attuale tipo di riscaldamento ad una forma di utilizzo delle biomasse.

Nonostante tale evidenza, fino ad oggi l'attenzione dei sistemi di incentivazione è stata più rivolta ad altre fonti rinnovabili, quali il solare fotovoltaico o l'eolico; ciò è singolare anche in considerazione del fatto che tali fonti, pur meritevoli, presentano, a differenza delle biomasse, una filiera di produzione fortemente basata sull'importazione della componentistica, ed apportano quindi un contributo più modesto di valore aggiunto nazionale.

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Per approfondimenti

Alcuni link utili:www.fire-italia.org;www.aiel-cia.org;www.itabia.it;www.cner.it; www.gse.it;www.nextville.it.

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