International Solar Energy Society PRESENTAZIONE RISULTATI DELLO STUDIO PER L‘IMPIEGO DELLE BIOMASSE A FINI ENERGETICI Brescia- Camera di Commercio, 20 giugno2011 RELATORE: Ing. Paolo Tabarelli De Fatis 1 LA PRODUCIBILITA’ RESIDUA NELLE REGIONI PIEMONTE, LOMBARDIA , VALLE D’AOSTA E NELLE RISPETTIVE MACROAREE
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International Solar Energy Society
PRESENTAZIONE RISULTATI DELLO STUDIO PER L‘IMPIEGO DELLE BIOMASSE A FINI ENERGETICI
Brescia- Camera di Commercio, 20 giugno2011
RELATORE: Ing. Paolo Tabarelli De Fatis
1
LA PRODUCIBILITA’ RESIDUA NELLE REGIONI PIEMONTE, LOMBARDIA , VALLE D’AOSTAE NELLE RISPETTIVE MACROAREE
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ISES ITALIA
ISES ITALIA (sezione nazionale dell’ International Solar Society) è un'Associazione non profit , attiva dal 1978, con l’obiettivo di promuovere la conoscenza e l’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili e dell’efficienza energetica.
A questo scopo ISES ITALIA svolge le seguenti attività diversificate a seconda dei vari target:
• Informazione tecnica e divulgativa;• Formazione tecnica, normativa ed economica; • Assistenza a istituzioni, organizzazioni, aziende, scuole.
I soci di ISES ITALIA sono soggetti individuali, operatori e aziende del settore delle rinnovabili, enti pubblici locali e nazionali, associazioni di categoria, istituti di ricerca e università, scuole, agenzie energetiche locali.
Per maggiori informazioni consultare il sito www.isesitalia.it o scrivete a [email protected]
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Produzione (GWh) da fonti rinnovabili in Italia dal
2000 al 2010 ( Fonte: Autorità per l’energia elettrica e il gas)
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Evoluzione potenza impianti a biomassa installati in Italia dal 2000 al 2010(fonte: GSE, dati 2010 da “Comuni Rinnovabili 2011” di Legambiente)
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Che cos’è la BIOMASSA?
Serie di prodotti e sottoprodotti derivati da tre principali filiere :�Agricoltura�Silvicoltura�Allevamenti
Serie di prodotti e sottoprodotti derivati da tre principali filiere :�Agricoltura�Silvicoltura�Allevamenti
“la parte biodegradabile dei prodotti residui provenienti dall’agricoltura
(comprendente sostanze animali e vegetali), dalla silvicoltura e da
industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e
urbani”.
( fonte: D.Lgs. 387/2033,art.2,com.1 lett.a)
“la parte biodegradabile dei prodotti residui provenienti dall’agricoltura
(comprendente sostanze animali e vegetali), dalla silvicoltura e da
industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e
urbani”.
( fonte: D.Lgs. 387/2033,art.2,com.1 lett.a)
FILIERA CORTA(sviluppabile in ambito agricolo, a livello aziendale o di piccolo distretto)
LUOGO DIPRODUZIONEDELLA BIOMASSA
TECNOLOGIAapplicata
PROVENIENZA
DELLA BIOMASSA
•agricoltura( vegetale e/o animale)
• silvicoltura • da industrie
connesse
•agricoltura( vegetale e/o animale)
• silvicoltura • da industrie
connesse
entro il raggio di 70 km dall’impianto di produzione dell’energia elettrica
entro il raggio di 70 km dall’impianto di produzione dell’energia elettrica
Oltre le tradizionali produzioni agro-forestali, e si sta sviluppando il concetto di AZIENDA AGRO ALIMENTARE
Oltre le tradizionali produzioni agro-forestali, e si sta sviluppando il concetto di AZIENDA AGRO ALIMENTARE
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TRACCIABILITA
DELLE
BIOMASSE
TRACCIABILITA
DELLE
BIOMASSE
→MIPAAF
→GSE
→MIPAAF
→GSE
•Piccole caldaie per riscaldamento
domestico;
•Teleriscaldamento da
ligneo-cellulosiche;
•Piccola cogenerazione (ciclo ORC) da ligneo-
cellulosiche;
•Energia elettrica e
cogenerazione da
biogas;•Energia elettrica e
cogenerazione da oli
vegetali;
•Trigenerazione da oli
vegetali
•Piccole caldaie per riscaldamento
domestico;
•Teleriscaldamento da
ligneo-cellulosiche;
•Piccola cogenerazione (ciclo ORC) da ligneo-
cellulosiche;
•Energia elettrica e
cogenerazione da
biogas;•Energia elettrica e
cogenerazione da oli
vegetali;
•Trigenerazione da oli
vegetali
CARATTERISTICA
→ CV
FILIERE LUNGHEAGRO-INDUSTRIALI
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
STRETTA RELAZIONE TRA SETTORE AGRICOLO E QUELLO INDUSTRIALE
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NECESSITA UN ELEVATO LIVELLOORGANIZZATIVO
FORTE COINVOLGIMENTO DELLE AMMINISTRAZIONI
PER
LA
PRODUZIONEDI
BIODIESEL BIOETANOLO
ENERGIA ELETTRICA
DA COMBUSTIBILI SOLIDI E LIQUIDI
FILIERE LUNGHEO AGRO-INDUSTRIALI
ORIENTATE ALLA PRODUZIONE DI
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BIOETANOLOBIOETANOLOBIOEDIESELBIOEDIESEL ENERGIA ELETTRICAE CALORE
ENERGIA ELETTRICAE CALORE
BIOCOMBUSTIBILI
SOLIDI
BIOCOMBUSTIBILI
SOLIDIBIOCOMBUSTIBILI
LIQUIDI
BIOCOMBUSTIBILI
LIQUIDI
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FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIGNEO-CELLULOSICI E ARBORICOLTURA A CICLO BREVE
� FONTI DELLA BIOMASSA• SCARTI LEGNOSI derivanti da gestione forestale e attività di segheria
• RESIDUI DA POTATURA provenienti dalla manutenzione del verde
pubblico da frutteti
• LEGNA DA PIOPPICULTURA e ARBORICOLTURA a rapido accrescimento
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FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIGNEO-CELLULOSICI E ARBORICOLTURA A CICLO BREVE
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FILIERA DEL BIOGAS
� LA BIOMASSA� Reflui Zootecnici� Scarti di macellazione � FORSU (Frazione Organiche dei Rifiuti Solidi Urbani)
� Agroindustria
� FINALIZZATA ALLA CONVERSIONE TERMOELETTRICA DELBIOGAS
Ottenuto tramite un processo biochimico definito digestione
anaerobica
� TECNOLOGIA APPLICATAMotori a ciclo Otto di piccola e media taglia ( potenza elettrica da 300kW a 3MW)
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FILIERA DEI BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI EBIOCARBURANTI
LA BIOMASSA
• Biomassa derivante da agricoltura trasformati in
biocarburanti liquidi per processo chimico
(transesterificazione) : olio di colza, di girasole, di palma e di
oliva.
• Gli olii vegetali possono essere usati grezzi per produrre
energia.
• Tecnologia applicata:
•Appositi motori a ciclo Diesel di media e grande taglia
(potenza elettrica da 500 kW a oltre 20MW)
Bioetanolo e Biodiesel sono idrocarburi ottenuti da
materie vegetali
PER
COMBUSTIONE
PERTRAZIONE
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FILIERA OLIO-ENERGIA
� L’OLIO VEGETALE PURO VIENE IMPIEGATO IN MOTORI DIESEL MODIFICATI
� IL PANNELLO PROTEICO VIENE INVIATO
� AL SETTORE ZOOTECNICO COME MANGIME PER ANIMALI
� OPPURE UTILIZZATO COME COMBUSTIBILE IN IMPIANTI A BIOMASSA SOLIDA
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METODOLOGIA DELLO STUDIO
STUDIO IN DUE FASI
1. STATO ATTUALE DEL TERRITORIO
E ANALISI DELLE RISORSE
2. CALCOLO ENERGIA PRODUCIBILE NELLE IPOTESI DI
SFRUTTAMENTO DELLE RISORSE
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OGGETTO DELLO STUDIO
province
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FONTE DATI DISPONIBILI
DATI RICERCATI ED ANALIZZATI PER REGIONE , PROVINCIA E MACROAREE
ATLANTE BIOMASSE ENEA 2006
ANNUARIO STATISTICO
REGIONALE
FORSU Frazioni Organiche dei
Rifiuti Solidi
Urbani
ATLANTE BIOMASSE ENEA 2006
BDN 2010SCARTI DIMACELLAZIONE
BDN 2010
ISTAT 2007PATRIMONIO ZOOTECNICO
ENEA 2006/2009
ISTAT 2006PATRIMONIO AGRICOLO
•Ricerca Forestale (INFC) 2008,
•Istat 2006,
•Dati delle Regioni Piemonte e Lombardia,
•Ersaf ( per Lombardia),
• Web
PATRIMONIO FORESTALE
FONTISETTORE
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UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE
UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE LIGNEO-CELLULOSICHE
A. PICCOLE CALDAIE ( CALDAIE A GRIGLIA FISSA)
DA 25 kW A CA. 400-500 kW
CON DEPOSITO CIPPATO E COCLEA DI TRASPORTO
B. CALDAIE A GRIGLIA MOBILE > 500 Kw
CON PROCESSO COGENERATIVI
C. TURBINE A VAPORE > 5 MW A FLUSSO ASSIALE
E MULTISTADIO
TRA 500 kW E 5 MW A SINGOLO STADIO CON FLUSSO ASSIALE O RADIALE
RENDIMENTO ELETTRICO: 35-45 % PER GRANDI IMPIANTI
20-25% PER IMPIANTI MEDI
8-12% PER IMPIANTI PICCOLI
+ RECUPER ENERGIA TERMICA
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UTILIZZAZIONE DELLE BIOMASSE TURBOGENERATORE ORC ABBINATO CON TELERISCALDAMENTO, MOTORE STIRING,MOTORE A VAPORE
RENDIMENTO ELETTRICO
ORC 12 -18% MOTORE STIRING 12%
MOTORE A VAPORE 6-20%
RECUPERO ENERGIA TERMICA( CIRCA 97-98%)
L’ENERGIA TERMICA PUO’
ALIMENTARE
SIA TELERISCALDAMENTI SIA
GRUPPI FRIGO
+
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Short Rotation Forestry SRF
DEFINIZIONE:COLTIVAZIONE PER LA PRODUZIONE DI BIOMASSA DI SPECIE FORESTALI A RAPIDO ACCRESCIMENTO(PIOPPI, SALICI, ROBINIA,EUCALIPTO) CON PRESENZA DI PARTICOLARI CONDIZIONI DELTERRENO
RICHIEDE - PRESENZA DI VIE DI COMUNICAZIONE
- FILIERA CORTA (SRF IN PROSSIMITA’ DELL’IMPIANTO)
PER ACCEDERE AD AUTORIZZAZIONI E INCENTIVI
- PRESENZA NELLE PROSSIMITA’ DI UNA RETE ENEL
VALUTAZIONI ECONOMICHE•IMPIANTO SRF VANTAGGIOSO SE COME INTEGRAZIONE AD ALTRE RISORSE•PSR ( Piano di Sviluppo Rurale) DI LOMBARDIA E PIEMONTE HANNO PREVISTO INCENTIVAZIONI •DISPONIBILITA’ DI SUOLI RESIDUALI CON AFFITTI BASSI
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SHORT ROTATION FORESTSITUAZIONE ATTUALE
SRF IN PIEMONTE: 307 ettari
Soprattutto pioppi PIOPPI
Provincia di Alessandria, Torino, Biella e Cuneo
SRF IN LOMBARDIA: 13,1% del territorio adibito a colture non food di cui oltre ca. 64% a SRF
Principalmente in provincia di Pavia , Lodi, Mantova e Cremona
SRF IN VALLE D’AOSTA: Il territorio risulta non idoneo all’implementazione di SRF
Le principali cause dell’antieconomicità di tale investimento sono:
- mancano zone fertili e pianeggianti
- territorio con basso sviluppo della viabilità
- costi elevati per manutenzione dei boschi e raccolta
CARATTERISTICHE DEGLI ALLEVAMENTI PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS ( DIMENSIONE MINIMA)
SOGLIA MINIMA DI CAPI ( CON ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI*):≥ 100 BOVINI
≥ 500 SUINI
SOGLIA MINIMA DI CAPI PER IMPIANTI DI GRANDE DIMENSIONE(SENZA ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI*):
≥ 1000 BOVINI
≥ 2000 SUINI
IL 2% DELLE AZIENDE DEL SETTORE POSSIEDE IL 85% DEL PATRIMONIO SUINO NAZIONALE MENTRE PER IL SETTOREBOVINO ESSENDO LE AZIENDE DI DIMENSIONI PICCOLE SI IPOTIZZANO FORME CONSORTILI TRA ALLEVATORI
*ALTRI ELEMENTI CODIGESTIVI/FERMENTESCIBILI: SCARTI AGRICOLICULTURE ENMERGETICHE p.e.mais,sorgo,cereali vernini, erba medica e altre erbacee
FORSU : frazioni organiche dei rifiuti solidi urbaniSCARTI DI MACELLAZIONE
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PIEMONTEPATRIMONIO DELLE RISORSE DISPONIBILI
�PATRIMONIO BOSCHIVO
� 870.594 ha di cui 30% non disponibile e 33% di difficile reperimento
� + altri 47.685 ha di superficie arboricoltura da legno
�PATRIMONIO AGRICOLO
� principalmente coltivazione di cereali ( frumento, riso, mais, orzo),
vigneti e frutteti (nocciolo)
� Superficie : ca. 1,2 milione ha
�PATRIMONIO ZOOTECNICO
�2,2 milioni ca. capi di bestiame (bovini, suini, caprini e ovini) a fine 2010 di