Emissioni climalteranti del teleriscaldamento con cippato

Le esperienze del Crea di Casale Monferrato. A cura di Mario A. Rosato

Mario A. Rosato di Mario A. Rosato

Tecnica
Questo articolo è stato pubblicato oltre 3 anni fa

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Foto 1: caldaia binder da 200 kW e accumulo di acqua per il teleriscaldamento delle strutture del Crea-Plf di Casale Monferrato (Al)

L’unità di ricerca per le produzioni legnose fuori foresta (Plf) del Crea di Casale Monferrato ha condotto una ricerca di nove anni  sulla produzione di legno in Src (short rotation coppice, o cedui a turno breve) e l’utilizzo del cippato risultante in un mini-impianto di teleriscaldamento, analizzando il bilancio totale di emissioni di gas serra.

Le specie messe a confronto sono state: pioppo (Populus sp.), salice (Salix sp.), robinia (Robinia pseudoacacia) e olmo siberiano (Ulmus pumila), con ceduazione biennale. Il cippato prodotto è stato poi utilizzato per alimentare una centrale termica, composta da una caldaia da 200 kW a griglia mobile, un serbatoio d’accumulo da 5 m3, un silo per il cippato da 40 m3 e i corrispondenti sistemi a coclea per la movimentazione del cippato e delle ceneri. Tale centrale termica fornisce il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria ad alcuni edifici del centro di ricerca (1.500 m3) e alle serre sperimentali (1.200 m3) mediante una tubazione lunga 75 m. Un apposito sistema elettronico gestisce automaticamente la portata di cippato ed il flusso d’aria alla camera di combustione in funzione della effettiva domanda termica. Il controllo di combustione tramite sonda lambda garantisce emissioni al camino molto al di sotto dei limiti di norma.

La ceduazione del legno è stata praticata mediante una tradizionale trinciatrice per mais, con testata opportunamente modificata, per la cippatura del legno. L’umidità del cippato alla ceduazione è riportata nella tabella 1.


Foto 2: Falciatrinciacaricatrice con testata modificata per la raccolta e cippatura in impianti Src con turno biennale
 
Poiché la corretta combustione nella caldaia richiede cippato con al massimo 35% di umidità, è necessario sottoporre il prodotto ad essiccazione. Nell’ambito dello studio, l’essiccazione è stata praticata all’aria aperta in cumuli di altezza inferiore a 4,5 m, coperti da una tettoia o da teli impermeabili. In questo modo, il cippato, partendo da una umidità media del 55% raggiunge il 30-35% in 6 mesi (primavera-estate). Il materiale essiccato è stato poi prelevato man mano che serviva e conservato nel silo della centrale termica. Il consumo di cippato, avente umidità variabile fra il 16% ed il 38%, è risultato dell’ordine di 100 ton/anno.
Le colture in Src sono state effettuate con densità pari a 8.333 alberi/ha (pioppo e salice), 7.500 alberi/ha (robinia) e 10.000 alberi/ha (olmo siberiano). La ceduazione è stata praticata al secondo, quarto, settimo e nono anno.

Foto 3: Cavallermaggiore (Cn). Impianto Src con robinia e modello biennale
 
In base agli effettivi consumi colturali e raccolti, è stata condotta l’analisi del ciclo di vita (Lca, life cycle analysis) secondo la metodologia Iso 14040 e Iso 14044. Il modello di calcolo utilizzato tiene conto delle emissioni indirette (materiali utilizzati per fabbricare i macchinari, per produrre diserbanti, insetticidi e concimi) e dirette (trattamento dei rifiuti generati dal processo, gasolio consumato per tutte le attività colturali necessarie, elettricità dei servizi ausiliari quali pompe per irrigazione e soffianti). L’impatto ambientale delle filiere in studio è stato calcolato in base a tre parametri: le emissioni di gas serra, in tonnellate equivalenti di CO2; le emissioni acide equivalenti o potenziale acidificante (inquinamento locale) espresse in kg equivalenti di SO2 per kg di fumo prodotto e le emissioni dei precursori dell’ozono troposferico (Topp, Tropospheric ozone precursors potential), espresse in kg equivalenti di O3 per kg di fumo prodotto.

Nella Tabella 1 abbiamo riassunto per i nostri lettori le conclusioni dello studio.

Tabella 1: Comparazione dei parametri più importanti delle quattro filiere studiate
 
  1. A titolo comparativo: per produrre la stessa quantità con gas naturale e con gasolio le emissioni ammontano a 0,768 kg/MJ e 1,150 kg/MJ rispettivamente
  2. A titolo comparativo: per produrre la stessa quantità di acqua calda con gas naturale e con gasolio il costo energetico ammonta a 1,3272 MJ/MJ e 1,5388 MJ/MJ rispettivamente

Conclusioni
Dallo studio si desume che la robinia risulta la specie più favorevole sotto ogni punto di vista per la produzione di cippato per teleriscaldamento. Infatti questa specie può crescere senza apporti di concimazione, senza irrigazioni, nelle aree della pianura padana e in zone collinari e non presenta problemi fitosanitari tali da richiedere trattamenti chimici; tutto ciò influisce positivamente sul bilancio energetico e ambientale. Tuttavia non bisogna dimenticare che nuovi cloni di pioppo e salice, selezionati per produzione di biomassa, e coltivati in ambienti con caratteristiche favorevoli possono assicurare produzioni maggiori, rispetto a quelle della robinia, con ridotti interventi colturali. L’olmo siberiano è ancora in fase di studio, ha produzioni interessanti ed è comunque una specie rustica.

Si ringraziano la Sara BerganteGianni Facciotto, Alessandro Suardi, Domenico Coaloa e Giuseppe Nervo per le informazioni fornite. Altre pubblicazioni degli stessi autori sono disponibili gratuitamente nel sito www.populus.it

Lo studio completo cui si riferisce il presente articolo è stato gentilmente reso disponibile dagli autori per essere scaricato gratuitamente QUI

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Fonte: Agronotizie

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Tag: innovazione ricerca energie rinnovabili ambiente biomasse sostenibilità bioenergie

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