“Filiera legno-energia: mini impianti di cogenerazione e arboricoltura consociata”

1. Giornata di Approfondimento Settore Forestale PRODUZIONE DI ENERGIA DA BIOMASSE “Filiera legno-energia: mini impianti di cogenerazione e arboricoltura consociata” Dr. Biagio Bergesio Prof. Ferruccio Pittaluga Università di Genova VignoleBorbera 08 marzo 2013

2. Arboricoltura Consociata • L’Arboricoltura Consociata, di cui lo spin off dell’Università di Genova, detiene un know-how consiste nella realizzazione di impianti consociati ad alta biodiversità che può portare notevoli benefici dal punto di vista sia produttivo che ambientale. Affinchè il progetto di coltivazione funzioni è indispensabile individuare e quantificare gli effetti dei diversi tipi di consociazione in modo da scegliere quella più adatta in funzione dell'ambiente e degli obiettivi da raggiungere. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

3. Arboricoltura Consociata Scelte di Coltivazione: • produzione di biomassa legnosa tramite forestazione caratterizzata da crescita rapida ed alta valenza energetica; • produzione di biomassa legnosa tramite forestazione ‘bilanciata’ tra specie arboree a crescita rapida ed alta valenza energetica e produzione di legname pregiato. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

4. Arboricoltura Consociata Le specie più rappresentative per una moderna Arboricoltura Consociata di tipo bilanciato (tra valenze energetiche e legname di qualità) adatta all’Italia settentrionale sono le seguenti: • Noci e Farnie, ad esempio consociate con piante azotofissatrici, producono pezzature e qualità di legname migliore e anzitempo (15mo anno circa, anziché 50mo anno). A fine turno, da 200 piante/ha si può ottenere una produzione di ca. 120 t/ha. • Ciliegi e Frassini (‘maggiore’ e ‘meridionale’) giungono a maturità attorno al 20mo anno, e anch'essi possono essere destinati ad utilizzazioni di pregio. Al momento del taglio, se sono presenti 200 piante/ha, si può contare su una produzione di ca. 150 t/ha. • Ontani e Olmi (‘campestre’), piante accompagnatrici per eccellenza, si possono ceduare dal 12mo anno per ricavarne legna da ardere, paleria e, in certi casi, legname pregiato. Da 400 piante/ha si ottengono produzioni oscillanti tra 200 e 400 t/ha. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

5. Arboricoltura Consociata Crescita piante a 18 mesi dal trapianto Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

6. Arboricoltura Consociata Crescita piante a 8 anni dal trapianto Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

7. Arboricoltura Consociata Al fine di ottimizzare gli effetti della consociazione in base agli obiettivi che si intendono ottenere, è utile innanzitutto suddividere le specie utilizzabili in tre diverse categorie: • specie arboree principali, che dovranno garantire le produzioni più pregiate e conseguentemente determinare la maggior parte del reddito, concentrato a fine turno oppure scaglionato in epoche diverse. Le specie principali potranno essere anche più di una all'interno di ogni impianto e la distanza tra le piante dovrà essere tale da garantire ad ogni pianta il raggiungimento di dimensioni idonee alla commercializzazione (tali distanze possono essere ridotte qualora si vogliano effettuare diradamenti selettivi). Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

8. Arboricoltura Consociata • specie arboree secondarie, che possono svolgere la funzione di fissazione dell'azoto, di induzione di specifiche azioni di ricondizionamento del terreno, di accompagnamento delle piante delle specie principali, di produzioni secondarie, ecc. • specie arbustive, che possono svolgere attività simbiontiche, umificanti e azotofissatrici, nonché di accompagnamento delle specie principali, di insediamento e richiamo di insetti impollinatori. AA Azotofissatrici Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

9. Arboricoltura Consociata La produzione di biomassa a valenza energetica prodotta, ha le seguenti caratteristiche: • 25-28 % di umidità alla raccolta, come cippato verde, e per questo motivo si conservano per molto tempo senza marcire, a differenza degli ibridi di pioppo che alla raccolta possiedono il 60- 65% di umidità e hanno scarsa conservabilità; • grazie al basso tenore di umidità ed al fatto che il loro legno possiede molta lignina (simile agli idrocarburi) e meno cellulosa (simile agli zuccheri) rispetto al legno dei pioppi, platani e salici, hanno un elevato potere calorifico alla raccolta, pari ad un valore medio di 3200 – 3500 kCal/kg, ben al di sopra del valore di 1800 - 2000 kCal/kg dei pioppi, platani e salici; Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

10. Arboricoltura Consociata • Con una raccolta ogni 5-6 anni, le specie consociate possono fornire produzioni medie di 100 ton/(ha x anno), rispetto a quelle dei pioppi, platani e salici pari a 15 - 40 ton/(ha x anno); perciò, calcolando il corrispondente contenuto energetico del cippato misto ottenibile con tale consociazione, si evidenzia una capacità produttiva superiore di quasi 7 volte rispetto a quella del cippato verde di pioppi, platani e salici. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

11. Arboricoltura Consociata I possibili effetti positivi ottenibili con la Consociazione possono essere riassunti in sei punti: • Diversificazione della produzione, sia attraverso l'uso di più specie principali che diano prodotti diversi in termini qualitativi e/o temporali, sia attraverso l'uso di specie secondarie che diano produzioni complementari quali legna da ardere, biomassa, miele, frutti... • Diminuzione dei rischi, sia quelli dovuti alle incertezze economiche legate alla variabilità del mercato ed alla lunghezza dei cicli di coltivazione, sia quelli causati da agenti biotici (la presenza di più specie all'interno di un impianto limita la propagazione di malattie e di attacchi parassitari), sia quelli di origine abiotica (nel caso di gelate, vento, siccità o eccesso di umidità è possibile avere danni limitati ad una determinata specie e non ad un'altra). Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

12. Arboricoltura Consociata • Aumento delle potenzialità produttive, sia attraverso l'utilizzo di specie azotofissatrici come specie secondarie che potenziano i nutrienti nel terreno e la sua ossigenazione sia attraverso consociazioni che riescano a sfruttare meglio, direttamente con le specie principali, le preesistenti potenzialità dei terreni locali. • Miglioramento della qualità del legname, attraverso consociazioni con specie arboree secondarie atte a produrre tronchi più slanciati e rami più fini, ottenendo così produzioni qualitativamente superiori rispetto a quelle normalmente ottenibili in impianti puri. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

13. Arboricoltura Consociata • Diminuzione e semplificazione di alcuni interventi colturali, attraverso l'utilizzo di specie secondarie che inducano la piante delle specie principali a svilupparsi con una forma più slanciata e con rami più fini. • Miglioramento del paesaggio, in quanto un popolamento composto da più specie risulta più gradevole alla vista e più accogliente per numerose specie animali che vi possono trovare un habitat idoneo. L'effetto visivo della consociazione sarà gradevole soprattutto nel caso di utilizzo di specie con diverso periodo e colore di fioritura, diverso periodo di emissione delle foglie, diverso colore e forma della chioma, a patto che si utilizzino specie con colori non troppo diversi. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

14. Mini impianti: Gassificazione in “open source” Per le imprese che hanno poco terreno; per le imprese agroindustriali; per le imprese che hanno un eccesso di biomassa; per la frazione solida essicata da frantoi e cantine si potrebbe utilizzare: La gassificazione in “open source” da • 5 Kw; • 10 Kw; • 20/25 Kw; • 100 Kw. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

15. Mini impianti : Gassificazione in “open source” La novità, a differenza delle varie soluzioni di gassificazione e pirogassificazione, consiste in un impianto realizzato in “progress” con la possibilità di adattamento alle esigenze aziendali: • produrre energia elettrica e calore; • produrre energia termica; • produrre carbone attivo ed energia elettrica; • costo di circa 1.200,00€/kw con possibilità di ulteriori benefici economici se le migliorie vengono messe in rete. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

16. Mini impianti : Gassificazione in “open source” Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

17. Mini impianti : Gassificazione “convenzionale” I Mini Impianti di Gassificazione in Batterie da 45 Kw per cogenerazione : • Energia Elettrica; • Energia Termica Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

18. Piccoli impianti: “Dissociazione molecolare” I Mini Impianti di “ Produzione di calore, freddo e ….” da 300 Kwt a ….” Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

19. Mini impianti : Le miniraffinerie Per imprese e coooperativedel mondo agro-zootecnico, ortofrutticolo, floricolo, ittico, forestale, agroindustriale e del consumo si può iniziare a valutare: Le Mini Bioraffinerie da: • 250 kg/h Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

20. Mini impianti : Le miniraffinerie La nuova tecnologia industriale, grazie all’ottimizzazione dei parametri di funzionamento del processo, associata a tecniche di upgrade dei prodotti liquido-gas, rende possibile la produzione di un bio-olio che può essere utilizzato per l’alimentazione di motori diesel lenti e con un upgrade più spinto anche in diesel veloci (da verificarne l’utilizzo in funzione della normativa Nazionale: vigente e futura). Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

21. Mini impianti : Le miniraffinerie Alcuni dati: • Cippato post essicazione con umidità di circa il 10%. • Produzione sostanza carboniosa: fino al 37%, pari ad una produzione del 20-22% di carbone attivo • Produzione bio-olio dopo upgrade 36-40% • Potere calorifico inferiore: 8.493 Kcal/kg • Acidità: dopo upgrade ph 5-7 • Pulizia da particolato: 99% • Produzione gas fino al 10% Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

22. Conclusioni Come già accennato all’inizio ci sono sicuramente molte altre tecnologie e soluzioni di produzione di biomasse forestali e tecnologie per il loro utilizzo energetico, ma, qualunque sia la soluzione, a mio parere, la scelta finale deve essere fatta in funzione delle reali esigenze aziendali, non ultima, la possibilità di accedere, oltre che alle incentivazioni sulle FER ad altre opportunità di finanziamento quali: • certificati bianchi; • conto calore; • incentivi ambientali. Oltre a: • Fondo Kyoto; • Fondi di rotazione regionali. Prof. F. Pittaluga UNIGE - Dr. B.Bergesio

23. GIORNATA DI APPROFONDIMENTO SETTORE FORESTALEProduzione di energia da biomasseGrazie per l’attenzioneDr. Biagio BergesioLegacoop Agroalimentare b.bergesio@tin.it Prof. Ferruccio Pittaluga Università di Genova “Filiera legno-energia: mini impianti di cogenerazione e arboricoltura consociata” VignoleBorbera - 08/03/20123