Piano delle Agroenergie di Narni

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1. Definizioni 2. Conversione energetica 3. Biomasse legnose 4. Biogas 5. Buone pratiche 6. Il «Piano delle agroenergie»

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1. Definizioni2. Conversione

energetica3. Biomasse legnose4. Biogas5. Buone pratiche6. Il «Piano delle

agroenergie»

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ENERGIE RINNOVABILI«le forme di energia prodotte da fonti di energia derivanti da particolari risorse naturali che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate o non sono "esauribili" nella scala dei tempi di "ere geologiche" e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le stesse risorse naturali per le generazioni future»

Wikipedia

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ENERGIE DA FONTI RINNOVABILI

«energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire: energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas»

Direttiva 2009/28/CE e D.Lgs. 28/2011

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ENERGIE SOSTENIBILI«si considera quella modalità di produzione ed utilizzazione dell'energia che permette uno sviluppo sostenibile, dal punto di vista della:•produzione;•utilizzazione, ovvero all'efficienza e al risparmio energetico;•impatto ambientale in termini di inquinamento.»

Wikipedia

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BIOMASSA«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, gli sfalci e le potature provenienti dal verde pubblico e privato, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani»

Direttiva 2001/77/CE e D.Lgs. 387/2003,modificati dalla Direttiva 2009/28/CE e D.Lgs. 28/2011

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CONVERSIONE DELLE BIOMASSE•Combustione

– Motore endotermico– Forno + caldaia a recupero

•Digestione anaerobica– Digestore + motore endotermico

•Gassificazione– Gassificatore + motore endotermico– Gassificatore + turbina a gas

Energia elettricaEnergia termica

Energia Elettrica+

Energia Termica

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GASSIFICAZIONE

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GASSIFICAZIONE•Il processo di gassificazione fu originariamente sviluppato nell'Ottocento per produrre gas di città per l'illuminazione pubblica e per cucinare.•Il processo di pirolisi avviene riscaldando in assenza di ossigeno e vengono liberati composti gassosi quali idrogeno, diossido e monossido di carbonio e metano (syngas)

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GASSIFICAZIONE•legname in tutte le sue forme (cippato e pellet);•paglie di cereali;•residui di raccolta di legumi secchi;•residui di piante oleaginose (ricino, catramo, etc.);•residui di piante da fibra tessile (cotone, canapa, etc.);•residui legnosi di potatura di piante da frutto e di piante forestali;•residui dell’industria agro-alimentare.

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GASSIFICAZIONE

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GASSIFICAZIONE

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DIGESTIONE ANAEROBICA•Per digestione anaerobica si intende la degradazione della sostanza organica da parte di microrganismi in condizioni di assenza di ossigeno (anaerobiosi). Si tratta di un processo alternativo al compostaggio, che è al contrario strettamente aerobico.•I principali sottoprodotti della digestione anaerobica sono essenzialmente tre: il biogas e il digestato.

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DIGESTIONE ANAEROBICA- BIOGAS

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DIGESTIONE ANAEROBICA•colture acquatiche;•alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, ortive, ecc.);•reflui zootecnici;•scarti di lavorazione (borlande, acqua di vegetazione, etc.);•Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano (FORSU).

•Alcune essenze vegetali i cui semi sono ricchi di olii che possono essere estratti.

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BIOGAS•Il biogas è una miscela gassosa composta prevalentemente da metano e anidride carbonica, ma contenente anche una piccola quantità di idrogeno e occasionalmente tracce di acido solfidrico. Il biogas può essere bruciato per produrre elettricità, solitamente tramite motore a scoppio o microturbina. Il gas è spesso utilizzato anche per la cogenerazione, generando energia elettrica e sfruttando il calore per riscaldare gli stessi digestori o effettuare il teleriscaldamento.

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DIGESTATO•Il digestato è un materiale organico stabile composto prevalentemente da lignina e cellulosa, ma anche da una varietà di componenti minerali e da una matrice di cellule batteriche morte. Questo digestato somiglia al compost domestico e può essere utilizzato quale suo succedaneo o per produrre materiale da costruzione derivato da fibre di legno.

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BUONE PRATICHEBiomasse solide

Cantine Lungarotti, Torgiano (PG). Le 200 t di scarti e di potature prodotte ogni anno, anziché restare in campo, alimentano un impianto poligenerativo da 600 kWt a olio diatermico con scambiatori di calore e gruppi frigo ad assorbimento, in grado di produrre elettricità e acqua calda per il riscaldamento invernale, acqua surriscaldata e vapore per la sterilizzazione delle bottiglie, acqua fredda a per il condizionamento estivo e refrigerata per il condizionamento delle botti.

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BUONE PRATICHEBiomasse solide

Comune di Rosà (VI). Situata ai piedi delle Prealpi Vicentine, Rosà è famosa soprattutto per le ville storiche del suo territorio. Da diversi anni il Comune ha sviluppato una rete di teleriscaldamen-to a biomasse che ormai si sviluppa per 1,5 km, fornendo calore e acqua calda a una decina di edifici pubblici, polo scolastico, palestra, caserma carabinieri, scuola materna, asilo nido, alloggi protetti per anziani, centro diurno, distretto sanitario. La centrale è formata da due caldaie della potenza di 1 MWt e di 2 MWt. Rendimento: 2.200 MWht annui.

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BUONE PRATICHEBiogas

Azienda Agricola Sant’Anna, Bagnoli di Sopra (PD). Malgrado i suoi 70 anni (è nata nel 1939) Sant’Anna è un’azienda multifunzionale che ha saputo innovare nella tradizione. Come alle origini continua ad allevare vacche da latte (15 al pascolo e 15 in stalla), ma anche cavalli, galline livornesi, tacchinelle brianzole e altro. Vende direttamente in azienda carne, uova e latticini con un caseificio interno che produce formaggi e gelati di alta qualità, ha un ristorante e laboratori didattici. Anche l’autoproduzione di energia è innovativa.

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BUONE PRATICHEBiogas

Al motore del biogas ha accoppiato un piccolo turbogeneratore (ORC) che le consente di convertire in ulteriore energia elettrica il calore residuo del biogas, aumentando di un 10% l’efficienza energetica di impiego della biomassa. Materia prima: grazie all’adozione della rotazione colturale per ridurre il consumo di fertilizzanti, il piano dieta, inizialmente basato esclusivamente su mais e triticale, si è arricchito di grano 15%, sorgo 15% e barbabietola sia a ciclo estivo che invernale (15%). Origine: 70% di origine aziendale, 30% da accordi di filiera (soprattutto per mais affetto da aflatossine).

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BUONE PRATICHEBiogas

Comune di Vottignasco (CN). Vottignasco è un piccolo Comune del Cuneese a forte vocazione agricola, con allevamenti bovini e suini e piccole imprese di meccanica agricola. Per garantire una gestione efficiente degli effluenti zootecnici, producendo biogas, il Comune ha favorito la creazione di un Consorzio di 26 aziende di allevamento che conferiscono i loro effluenti e gli insilati all’impianto. È il più grande impianto del Cuneese e la collaborazione tra i diversi soggetti del territorio ha permesso di avviare una filiera virtuosa anche nella gestione finale dell’azoto.

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BUONE PRATICHEBiogas

Tutti gli effluenti e gli insilati sono 100% forniti dagli allevatori del Consorzio, tranne un 30% dell’insilato di mais che proviene da aziende agricole limitrofe (max 8 km di distanza dall’impianto). Caratteristiche dell’impianto: impianto della potenza di 999 kWe e 586 kWt. Rendimento: in poco meno di un anno aveva prodotto 7.100 MWh. Utilizzo del calore: il 60% del calore restante al netto dell’autoconsumo viene utilizzato per lo strippaggio ammoniacale. Per il restante 40% è in progetto una rete di teleriscaldamento di un’area industriale.

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BUONE PRATICHEBiogas

Società Agricola Iraci Borgia, Bevagna (PG). Iraci Borgia dalla coltivazione tradizionale del tabacco, coltura ad alto reddito che dava lavoro a 5 dipendenti, è passata qualche anno fa alle colture energetiche e ha garantito col biogas la conservazione dei posti di lavoro. Di recente ha ridotto drasticamente la quota di insilati grazie a una serie di accordi con aziende della zona per il ritiro dei loro residui. In tal modo ha dato anche risposta a problemi significativi del settore olio (la gestione della sansa) e di un vicino allevamento suinicolo che ha potuto riprendere l’attività zootecnica grazie alla possibilità di cedere i liquami all’impianto di biogas.

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BUONE PRATICHEBiogas

Materia prima: insilati (mais, sorgo, triticale) 70%, sanse denocciolate ed acque di vegetazione olearie 20%, vinacce 5%, reflui zootecnici 5%. Origine: 75% di origine aziendale, 25% da accordi di filiera. È stata costituita una ATS con 12 frantoi. Caratteristiche dell’impianto: impianto di digestione anaerobica di 999 kWe – 1.200 kWt. Rendimento: circa 8.000 MWh/anno. Utilizzo del calore: 35% per riscaldamento digestori, 10% per uffici e abitazioni, 25% per le serre aziendali.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIECos’è il «Piano delle agroenergie»:•uno studio del potenziale bioenergetico del territorio del comune di Narni;•uno strumento di valutazione della sostenibilità ambientale delle filiere bioenergetiche;•un vademecum per la realizzazione di percorsi partecipati.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE1.Le bioenergie devono rispondere ai principi della sostenibilità;2.la strategia di impiego delle biomasse non va pianificata in base ai fabbisogni energetici ma in base alle materie prime disponibili;3.le bioenergie devono essere di supporto alla produzione di cibo o alla manutenzione del territorio e dei boschi, nonché come reddito aggiuntivo all’agricoltura.

In quest’ottica le bioenergie possono svolgere un ruolo molto importante e tutt’altro che negativo: tutto, come sempre, dipende da come e dove viene fatto.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE

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IL PIANO DELLE AGROENERGIELIVELLO 1 LIVELLO 2 LIVELLO 3 AREA [HA]

1 Superfici artificiali 1.1 Tessuto urbano 111 - Tessuto urbano continuo 117,81 0,60%112 - Tessuto urbano discontinuo 548,75 2,78%

1.2 Unità industriali commerciali e di trasporto 121 - Unità industriali o commerciali 120,51 0,61%122 - Reti di strade e binari e territori associati 347,58 1,76%

1.3 Miniere, discariche e luoghi di costruzione 132 - Cave e discariche 113,56 0,57%2 Aree agricole 2.1 Seminativi 211 - Seminativi non irrigati 2'026,20 10,26%

212 - Suolo permanentemente irrigato 6'832,85 34,58%2.2 Colture permanenti 221 - Vigneti 287,40 1,45%

222 - Frutteti e frutti minori 3,06 0,02%223 - Oliveti 772,05 3,91%

2.3 Pascoli 224 - Pascoli 700,03 3,54%3 Foreste ed aree semi naturali 3.1 Foreste 311 - Foreste a latifoglie 5'261,03 26,63%

312 - Foreste a conifere 39,91 0,20%313 - Foreste miste 1'955,80 9,90%

3.3 Spazi aperti con poca o nessuna vegetazione 333 - Aree scarsamente vegetate 19,44 0,10%4 Terre umide 4.1 Terre umide interne 411 - Paludi interne 6,78 0,03%5 Corpi d'acqua 5.1 Acque interne 511 - Corsi d'acqua 112,31 0,57%

512 - Corpi d'acqua 166,88 0,84%6 Zona militare 324,99 1,64%

TOTALE 19'756,95

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE

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IL PIANO DELLE AGROENERGIETerreni con disponibilità di biomasse legnoseLIVELLO 1 LIVELLO 2 LIVELLO 3 AREA [HA]

3 Foreste ed aree semi naturali 3.1 Foreste 311 - Foreste a latifoglie 5'261,03312 - Foreste a conifere 39,91313 - Foreste miste 1'955,80TOTALE 7'256,73

LIVELLO 1 LIVELLO 2 LIVELLO 3 AREA [HA]2 Aree agricole 2.2 Colture permanenti 221 - Vigneti 287,40

222 - Frutteti e frutti minori 3,06223 - Oliveti 772,05TOTALE 1'062,51

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IL PIANO DELLE AGROENERGIEIl bosco assolve a diversi benefici di tipo ecologico-ambientale (salvaguardia della biodiversità miglioramento della qualità ambientale), produttivi (legno e prodotti non legnosi), protettivi (frane valanghe erosione), sociali (lavoro paesaggio ricreazione). I servizi d’interesse pubblico che sono potenziati grazie ad una gestione sostenibile dei boschi sono:•miglioramenti delle condizioni di biodiversità;•riduzione delle emissioni di gas di serra in atmosfera;•minori effetti di erosione superficiale;•riduzione dei fenomeni di compattazione del terreno;•miglioramento delle condizioni paesaggistiche.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIEUn approccio sostenibile alla gestione dei cedui è stato individuato con il Progetto SUMMACOP, che promuove un nuovo approccio alla gestione dei boschi governati a ceduo. Il progetto prevede un insieme di interventi di ceduazione a raso su piccole superfici, con rilascio di riserve a gruppi e di aree di non intervento o in evoluzione libera, e di taglio di avviamento o diradamento.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIETale approccio consente il superamento dello schematismo numerico dei parametri di riferimento per il governo a ceduo; la maggiore flessibilità che ne deriva favorisce l’adattamento dell’intervento alla variabilità sia microstazionale (impluvi, crinali, dossi rocciosi, ecc.), da trattare in modo differenziato, sia di composizione (es. valorizzazione specie sporadiche di pregio, aiuto alla rinnovazione di specie preferite), ed a funzioni specifiche del bosco (es. fruizione pubblica lungo viabilità, produzione di legname da opera).

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE•1 kg di legna secca (15% umidità residua) fornisce 4,3 kWh di energia.

•Immaginando di utilizzare un sistema con caldaia a olio diatermico e un turbogeneratore ORC si avrebbe circa:

– Energia elettrica 2˙150 MWh anno;– Energia termica 9˙500 MWh anno;

LIVELLO 1 LIVELLO 2 LIVELLO 3 AREA [HA] POTATURE [t] ENERGIA [MWh]2 Aree agricole 2.2 Colture permanenti 221 - Vigneti 287,40 436,76 1'878,06

222 - Frutteti e frutti minori 3,06 223 - Oliveti 772,05 3'060,36 13'159,54 TOTALE 1'062,51 3'497,12 15'037,60

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE

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IL PIANO DELLE AGROENERGIEIpotesi di calcolo1.rotazione agricola quadriennale (mais, sorgo, frumento insilato, terreno a riposo);2.coltivazione in regime biologico;3.utilizzo del digestato come ammendante/fertilizzante;4.coinvolgimento degli allevamenti con una consistenza di capi non inferiore a 20 capi;5.acque di vegetazione e vinacce calcolate in funzione delle superfici coltivate a ulivi e viti.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIETipologia di biomassa Quantità (n. capi o ha)

Quantitativo di Biomassa disponibile (t)

Produzione di biogas (mc)

allevamenti di bovini 1'859,00 16'812,39 925'052,45 24,90%allevamenti di ovini 10'316,00 7'943,32 794'332,00 21,38%allevamenti di suini 2'655,00 8'841,15 132'617,25 3,57%colture erbacee dedicate 7'065,82 0,00%terreni incolti convertiti colt erbacee dedicate 700,00 13'183,33 1'779'166,67 47,88%residui delle attività agroindustriali (cantine e frantoi)

acqua di vegetazione e sansa 53,5 10'700,00 0,29%vinacce 110 10'450,00 0,28%

allevamenti di avicoli 14'000,00 308'000,00 63'308,00 1,70%Totale 3'715'626,37

Totale rapportato al metano 2'229'375,82 mc

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE•Ipotizzando di abbinare al biodigestore un cogeneratore costituito da un motore endotermico, si può avere:

Autocons. DisponibileEnergia primaria 22'226,88 MWhore funzionamento anno 8000 hPotenza media disponibile 2'778,36 kW

cogeneratore da 600 kW 1,95 -produzione elettrica 9'335,29 MWh 933,53 8'401,76 produzione termica 10'179,91 MWh 4'580,96 5'598,95

Page 39: Piano delle Agroenergie di Narni

IL PIANO DELLE AGROENERGIE•Le principali colture erbacee coltivate afferiscono al gruppo dei cereali autunno vernini e alle colture primaverili estive da rinnovo, e sono principalmente grano tenero e duro, triticale, girasole, mais e sorgo.•La possibilità di utilizzare colture in successione con altre piante a ciclo stagionale diverso permette di aumentare la biodiversità dei terreni, di favorire l’incremento di sostanza organica nel suolo, di migliorare la ritenzione idrica e ridurre il rischio di patogeni per le piante, inoltre di avere terreni liberi per lo spandimento del digestato, in diversi periodi dell'anno.

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IL PIANO DELLE AGROENERGIE•Nella rimessa in coltura dei terreni abbandonati, come nella riconversione dei terreni condotti a colture no food, in maniera intensiva, bisogna tener presente il basso grado di fertilità degli stessi. Per questo il primo problema da porsi in questi casi è il ripristino della giusta fertilità del suolo tramite delle lavorazioni colturali soft, un adeguato piano delle concimazioni e una sostenibile rotazione agronomica delle colture.•In particolare con la concimazione si debbono si soddisfare le esigenze delle colture, ma soprattutto il mantenimento, o dove necessario, il ripristino della fertilità del suolo, senza tuttavia provocare dannosi sovraccarichi di nutrienti nell'ambiente che sarebbero causa d'inquinamento.

Page 41: Piano delle Agroenergie di Narni

LE BIOENERGIE•Colture non food in avvicendamento con colture food. Se la coltura dei cereali fosse quantomeno intercalata da una oleaginosa o da una proteica otterremmo un suolo più fertile e meno infestato da patogeni. Un’altra coltura che tra le sue varie qualità ha anche uno straordinario potere di pulizia del terreno è la canapa. Sotto i fusti di qualche metro di una canapa seminata fitta non nascono infestanti e si può quindi usare, come si dice in gergo tecnico, come pianta da “rinnovo” o “preparatoria” di un cereale o di altre colture senza dover ricorrere a diserbanti.

Page 42: Piano delle Agroenergie di Narni

LE BIOENERGIE•Colture di secondo raccolto. Seminare, subito dopo il raccolto estivo, un’altra coltura sullo stesso terreno (un cereale invernale o una leguminosa). Questo da un duplice beneficio: maggiori opportunità di cibo, o di reddito, e copertura semipermanente del terreno, garantendo un miglioramento del suolo. La possibilità di coltivare oggi un triticale o un loietto in autunno per usi energetici consente di ottenere benefici di reddito e di suolo, senza consumare altra terra.

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LE BIOENERGIE•Tornare a coltivare su terreni marginali o contaminati. La possibilità di integrare il reddito con altre colture che potrebbero beneficiare degli incentivi energetici può frenare l’abbandono dell’agricoltura. I terreni contaminati da insediamenti industriali in disuso o peggio dallo scarico di rifiuti tossici. Per molti anni, in varie zone contaminate la produzione alimentare non sarà più possibile. Solo delle colture non food potrebbero essere usate per energia o per impieghi di chimica verde.