Le biomasse forestali: stima del potenziale energetico. Il caso dell’Ogliastra - Efisio Antonio Scano

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L'intervento di Efisio Antonio Scano, responsabile scientifico Laboratorio Biocombustibili e biomasse di Sardegna Ricerche, nell'ambito del seminario "Biomasse, Biocombustibili e Biogas" organizzato …

L'intervento di Efisio Antonio Scano, responsabile scientifico Laboratorio Biocombustibili e biomasse di Sardegna Ricerche, nell'ambito del seminario "Biomasse, Biocombustibili e Biogas" organizzato dallo Sportello Energia di Sardegna Ricerche il 1° luglio a Cardedu (OG).

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  • 1. Le biomasse forestali: stima del potenziale energetico. Il caso dell’Ogliastra Efisio A. Scano Cardedu 1 luglio 2014
  • 2. La distribuzione delle biomasse forestali in Italia La più importante stima dell’estensione delle biomasse forestali in Italia è stata fornita dall’Inventario Nazionale delle Foreste e dei Serbatoi Forestali di Carbonio (INFC) i cui dati relativi ad un lavoro fondamentale iniziato nel 2005 sono stati pubblicati nel 2012. Sulla base dei dati INFC 2005 in Italia si hanno 10.467.533 ha di biomasse forestali dei quali 8.759.200 ha sono rappresentati da foreste, mentre i restanti 1.708.333 ha da aree boscate. Un’altra fonte di dati è costituita dall’Atlante Italiano delle Biomasse, un sistema informativo territoriale su base WEB-GIS con la disponibilità di un database implementato con metodologia WISDOM (Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping).
  • 3. La determinazione della disponibilità di biomassa lignocellulosica in Sardegna è ancora affetta da incertezze, soprattutto a causa della mancanza di dati precisi e coerenti relativi all’estensione superficiale delle foreste. Questo a causa delle differenti metodologie impiegate per rilievi, dei diversi criteri di classificazione e delle diverse scale adottate da parte delle Istituzioni preposte. L’Assessorato della difesa dell’Ambiente ha reso nota una prima stima sulla disponibilità di biomassa forestale, valutandone un accrescimento medio annuo di circa 1,5 milioni di tonnellate, ma precisando che è sostenibile il prelievo di 320.000 tonnellate dal territorio regionale. La distribuzione delle biomasse forestali in Sardegna
  • 4. La disponibilità delle biomasse forestali in Sardegna Con vincolo idrogeologico (ha) Senza vincolo idrogeologico (ha) Superficie non classificata per presenza del vincolo idrogeologico (ha) Totale (ha) Bosco 297.930 51% 280.692 48% 4.851 1% 583.473 Altre superfici boscate 221.239 35% 380.398 60% 28.141 4% 629.778 Totale 519.169 43% 661.090 54% 32.992 3% 1.213.251 (Fonte: INFC, 2005)
  • 5. La distribuzione delle biomasse forestali in Sardegna Con vincolo naturalistico (ha) Senza vincolo naturalistico (ha) Superficie non classificata per presenza di vincoli naturalistici (ha) Totale (ha) Bosco 145.488 25% 433.134 74% 4.851 1% 583.473 Altre superfici boscate 120.341 19% 481.297 76% 28.141 4% 629.778 Totale 265.829 22% 914.431 75% 32.992 3% 1.213.251 (Fonte: INFC, 2005)
  • 6. La distribuzione delle aree protette in Sardegna
  • 7. Realizzazione di un modello gestionale sperimentale a livello intercomunale per la valorizzazione delle terre civiche mediante l’impiego delle biomasse nella produzione di energia. Stima della disponibilità attuale e potenziale di biomasse e della loro distribuzione nell’Ogliastra, in modo da permettere una accurata localizzazione delle risorse e l’identificazione di possibili bacini di raccolta e sfruttamento. Costruzione di un modello di riferimento per lo sfruttamento sostenibile delle biomasse forestali per la produzione di energia in tutta la Regione. Gli obiettivi
  • 8. Per determinare le aree effettivamente idonee alla produzione, al prelievo e all’impiego energetico del materiale legnoso, è stata applicata una metodologia basata sull’analisi GIS degli strati informativi a disposizione: la carta dell’uso del suolo e la carta delle pendenze. E’ stata ottenuta una carta rappresentativa degli ambiti forestali che possono essere destinati alla produzione di biomasse per l’utilizzo energetico. La carta delle pendenze è stata ottenuta a partire da un modello digitale del terreno (DEM) avente una risoluzione di 10 m2. Si è, dunque, arrivati a individuare, sull’intero territorio, aree aventi pendenza omogenea con una superficie minima di 2.000 metri quadrati. La metodologia di indagine
  • 9. Gli strati informativi "uso del suolo" e "pendenza" sono stati sovrapposti, in modo da ottenere un terzo strato informativo contenente le informazioni riguardanti le classi di uso del suolo di interesse energetico e le classi di pendenza. Sono state poi definite le classi di vocazionalità, che hanno consentito di individuare il grado di attitudine delle formazioni forestali per un loro utilizzo a fini energetici. La metodologia di indagine
  • 10. Uso del suolo Superficie (ha) 3111 - Boschi di latifoglie 32.300,1 3112 - Arboricoltura con essenze forestali di latifoglie 91,2 31121 - Pioppeti, saliceti, eucalipteti ecc. Anche in formaz. miste 1.510,3 31122 - Sugherete 1.093,3 31123 - Castagneti da frutto 16,3 31124 - Altro 74,5 3121 - Bosco di conifere 5.394,5 3122 - Arboricoltura con essenze forestali di conifere 1.129,4 3123 - Boschi misti di conifere e latifoglie 1.789,6 Totale 43.399,2 Classi di uso del suolo utilizzabili per la produzione di biomasse forestali
  • 11. Carta delle pendenze in Ogliastra Vocazione massima: 0%–20% Vocazione media: 20%–40% Vocazione minima: 40%–60% Vocazione nulla: > 60%.
  • 12. Per individuare con la maggiore precisione possibile le formazioni forestali che effettivamente costituiscono la biomassa ritraibile dal territorio in esame, è stata impiegata la carta della copertura vegetale. Tale strato informativo consente, infatti, di ottenere informazioni più dettagliate rispetto alla carta dell’uso del suolo e di evidenziare gli aspetti selvicolturali e le diverse potenzialità energetiche di ogni formazione. Carta della copertura vegetale in Ogliastra La sovrapposizione delle carta del suolo e di quella della vegetazione ha consentito di verificare quale percentuale di una determinata classe d’uso del suolo può essere effettivamente impiegata nella produzione delle biomasse.
  • 13. Stima della biomassa forestale ritraibile
  • 14. Stima della biomassa forestale ritraibile E’ stata stimata una disponibilità potenziale di biomasse di origine forestale su base umida pari a circa 47.256 tonnellate, di cui 14.728 (31,2%) da utilizzare come legna da ardere e circa 32.528 (68,8%) da trasformare in cippato e/o in pellet. Partendo da tali considerazioni e valutando un’età media dei soprassuoli mappati di almeno 25 anni, si può stimare una provvigione ritraibile pari a circa 1.181.392 tonnellate. I valori così ottenuti rappresentano la fitomassa arborea epigea totale presente in tutto il territorio della Provincia Ogliastra.
  • 15. Caratterizzazione chimico-fisica della biomassa forestale r = 20 m A = 1256 m2 Albero campione
  • 16. Caratterizzazione chimico-fisica della biomassa forestale Legno cippato Campione finale Quartatura Riduzione delle dimensioniAnalisi Essiccamento
  • 17. Caratterizzazione chimico-fisica della biomassa forestale Profili sovrapposti delle conifere 28,69 71,31 0,81 55,73 20,13 38,47 0,21 4,42 0,03 12,71 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 Utot % Sostanza Secca % Ceneri tq % Sostanze Volatili tq % Carbonio Fisso % C tq % N tq % H tq % S % tq PCI tq MJ/kg Pinus pinaster Pinus halepensis Pinus pinea Pinus niger Pinus radiata Pinus canariensis
  • 18. Caratterizzazione chimico-fisica della biomassa forestale Profili sovrapposti delle latifoglie 27,32 72,68 1,20 56,75 19,57 38,72 0,28 4,53 0,06 12,73 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 Utot % Sostanza Secca % Ceneri tq % Sostanze Volatili tq % Carbonio Fisso % C tq % N tq % H tq % S % tq PCI tq MJ/kg Quercus ilex Arbutus unedo Macchia mediterranea mista Eucaliptus
  • 19. Valutazione del potenziale energetico del territorio BIOMASSA PER CIPPATO Potenziale energetico annuo (MJ) Potenziale energetico annuo (GWh) Conifere e latifoglie con corteccia 290.139.072 80,6 BIOMASSA PER LEGNA DA ARDERE Potenziale energetico annuo (MJ) Potenziale energetico annuo (GWh) Latifoglie 160.140.276 44,5 Il potenziale energetico complessivo calcolato è pari a 125.1 GWh anno-1
  • 20. Aree vocate all’installazione di impianti produttivi
  • 21. Scelta della tecnologia di conversione energetica E’ stato applicato un Criterio di Decisione Multiattributo basato sul Metodo di Pugh Sono state prese in considerazione quattro possibili tecnologie di conversione energetica:  Combustione (A)  Pirolisi (B)  Gassificazione (C)  Pirogassificazione (D)
  • 22. Scelta della tecnologia di conversione energetica Criterio Peso % Disponibilità di impianti di piccola taglia 25 Caratteristiche delle materie prime 5 Consolidamento della tecnologia 9 Rendimento 5 Necessità di apparecchiature ausiliarie 3 Costi e facilità di manutenzione 4 Necessità di raffinazione dei prodotti 2 Impatto ambientale 10 Necessità di operatori specializzati 5 Costi di investimento 12 Costi di processo 10 Tempi di ritorno dell’investimento 10
  • 23. Conclusioni Sulla base del potenziale energetico del territorio esaminato è possibile e auspicabile, solamente l’installazione di impianti di piccola taglia, distribuiti nelle zone più vocate della provincia. L’installazione di impianti centralizzati di media taglia (1 MW di potenza) con impiego di biomasse di produzione locale può risultare di difficile realizzazione. La tecnologia più adeguata per la conversione in energia è risultata la combustione da realizzarsi mediante unità in assetto cogenerativo per sfruttare quindi sia la componente elettrica che quella termica ed in modo da accedere agli incentivi per la produzione previsti dalle norme. La realizzazione di impianti di piccola taglia consente di ipotizzare usi civici dell’energia elettrica e termica generate, identificando come utenti finali le pertinenze pubbliche, quali uffici, scuole ed altre strutture comunali.
  • 24. Conclusioni Gli impianti di piccola taglia risultano particolarmente sostenibili sia dal punto di vista economico che ambientale perché possono essere alimentati con biomasse provenienti interamente da filiere locali e contribuire ad una migliore gestione del territorio e ad un utilizzo razionale delle risorse forestali. La pianificazione forestale territoriale e di dettaglio è condizione essenziale affinché le amministrazioni, i proprietari e i gestori di aree forestali possano programmare in modo sostenibile l’utilizzo delle superfici forestali, al fine di perpetuare nel tempo la risorsa boschiva locale, a beneficio della produzione di biomasse per l’autoconsumo. Il modello impiegato in questo studio, opportunamente integrato con altri significativi elementi può rappresentare un valido strumento operativo non solo per la Provincia dell’Ogliastra, ma anche per altre aree della Sardegna.
  • 25. Grazie per l’attenzione !Grazie per l’attenzione !