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Efisio A. Scano
Il Piano regionale delle biomasse
Le biomasse residuali
Cardedu 1 luglio 2014
Produzione di energia elettrica da biogas, RSU e
biomasse solide nell’Europa a 27
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Il potenziale delle Biomasse in campo energetico
Stime ottimistiche affermano che nel 2050 esse arriveranno a coprire
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Le biomasse danno la possibilità di generare energia elettrica e termica con
continuità, caratteristica di estremo interes...
La Disponibilità di Biomasse
La problematica più critica è rappresentata dall’approvvigionamento delle
biomasse a causa de...
Lo scenario regionale*
* Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse
L'obiettivo di...
Lo scenario regionale*
* Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse
STRATEGIA 6 – ...
Lo scenario regionale*
• Privilegiare gli impianti di piccola e media taglia distribuiti nel territorio e finalizzati
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STRATEGIA 7 – COMPARTO TERMICO (FER-C) - Porre in essere le iniziative volte ad
incentivare la produzione di energia termi...
STRATEGIA 8 – EFFICIENZA ENERGETICA E RISPARMIO. Al fine di raggiungere gli
obiettivi di scenario è ineludibile puntare no...
Tipologia Paglie Agrumi
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Potature
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ind legno
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Le biomasse residuali di derivazione agricola e industriale consentono di
superare gli svantaggi tipici dell’impiego delle...
Valutazioni per l’impiego delle biomasse residuali
 Conoscenza della disponibilità e della tipologia delle biomasse prese...
Metodologia di indagine
FASE 2
Stima delle quantità e valutazione dell’attuale riutilizzo, a scopo energetico e
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Bacini per l’approvvigionamento di residui agricoli
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Bacino
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Potenza...
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Bacini di approvvigionamento di reflui zootecnici
Totale Sardegna *
290.000 capi bovini
285.000 capi suini...
Lo scenario regionale
Potenziale Biogas
Tipologia Ind. Casearia
Scarti di
macellazione FORSU Reflui
Scarti colt.
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Biomasse residuali per
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Risvolti ambientali della valorizzazione energetica delle
biomasse residuali
Processi Biochimici
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Lo studio di un’installazione a biomasse residuali per la produzione di
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I benefici ambientali ed economici sono notevoli e rappresentati
sostanzialmente da:
o riduzione del consumo di combustibi...
Conclusioni
Le biomasse residuali, che in larga parte confluiscono attualmente al sistema di
gestione dei rifiuti, sono st...
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La valorizzazione energetica delle biomasse residuali in Sardegna può
essere realizzata attraverso la digestio...
Grazie per l’attenzione !
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Piano regionale sulle Biomasse: indicazioni per lo sviluppo Imprenditoriale - Efisio Antonio Scano

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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Piano regionale sulle Biomasse: indicazioni per lo sviluppo Imprenditoriale - Efisio Antonio Scano

  1. 1. Efisio A. Scano Il Piano regionale delle biomasse Le biomasse residuali Cardedu 1 luglio 2014
  2. 2. Produzione di energia elettrica da biogas, RSU e biomasse solide nell’Europa a 27 0 10 20 30 40 50 60 70 80 30,332 2,054 17,208 2,047 70,775 2,26 35,922 3,404 18,349 2,208 73,909 2,522 TWh Europa 2011 Italia 2011 Biogas Rifiuti Solidi Urbani Biomasse Solide Fonte: 12th EurObserv’ER Report 2012 “The state of renewable energies in Europe”
  3. 3. -10,0 10,0 30,0 50,0 70,0 90,0 110,0 Belgio Bulgaria RepubblicaCeca Danimarca Germania Estonia Irlanda Grecia Spagna Francia Italia Cipro Lettonia Lituania Lussemburgo Ungheria Malta Olanda Austria Poland Portogallo Romania Slovenia Slovacchia Finlandia Svezia RegnoUnito Tassodidipendenzaenergetica% Tasso di dipendenza energetica nell’Europa a 27 Fonte: http://www.eunews.it
  4. 4. Evoluzione dell’importazione e della produzione di energia primaria in Italia 10 30 50 70 90 110 130 150 170 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Energiaprimaria,Mtep Importazione Produzione Produzione da rinnovabili Fonte: AEEG Relazione annuale, Marzo 2013
  5. 5. L’apporto delle biomasse al fabbisogno energetico 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 10,0 38,0 3,0 3,2 3,5 2,5 15,0 17,0 13,0 Apportoenergeticodellebiomasse% Fonte IEA, Key World Energy Statistics, 2011
  6. 6. Il potenziale delle Biomasse in campo energetico Stime ottimistiche affermano che nel 2050 esse arriveranno a coprire il 35 % della richiesta di mondiale energia con un contributo pari a 4700 Mtep/anno In Europa, attualmente sono prodotti 120 Mtep/anno da fonti rinnovabili di cui 40-50 Mtep/anno da biomasse Sono stati realizzati diversi impianti di cogenerazione e teleriscaldamento nel centro e nord Europa In Germania Impianti per la produzione di biogas In Francia impianti per la produzione di biodiesel e bioetanolo In Gran Bretagna impianti per la captazione del biogas dalle discariche In Svezia e Austria impiego massiccio del legno nel riscaldamento
  7. 7. Le biomasse danno la possibilità di generare energia elettrica e termica con continuità, caratteristica di estremo interesse per i gestori delle reti elettriche e per gli investitori. Le biomasse, a differenza delle fonti eolica e solare, comportano costi di esercizio più elevati, determinati dalla necessità di fornire, con continuità, la materia prima agli impianti. Vantaggi e svantaggi dell’impiego delle biomasse L’impiego delle biomasse contribuisce a ridurre l’impatto sulle reti di distribuzione, dovuto attualmente ad un’elevata quota di energia prodotta da fonti non programmabili, e consente di stimare con precisione l'energia producibile e, di conseguenza, i ritorni economici degli investimenti. L’uso delle biomasse a fini energetici è stato ed è tuttora oggetto di controversie e polemiche, soprattutto per quanto riguarda l’impiego di specie vegetali di interesse alimentare e di terreni agricoli.
  8. 8. La Disponibilità di Biomasse La problematica più critica è rappresentata dall’approvvigionamento delle biomasse a causa della stagionalità, della competizione con altri settori e delle elevate superfici coltivabili necessarie Perché lo sfruttamento delle biomasse risulti sostenibile è indispensabile che il territorio da cui si ricava la materia prima presenti caratteristiche di produzione concentrate, per contenere i costi di raccolta e trasporto agli impianti I residui agricoli ed i sottoprodotti delle diverse trasformazioni industriali possono rappresentare dei feedstocks disponibili sull’intero territorio regionale
  9. 9. Lo scenario regionale* * Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse L'obiettivo di ogni regione è espresso dal Fattore “O” = (FER-E + FER-C) / CFL Il Fattore “O” misura l'attuale contributo delle energie rinnovabili, al consumo finale lordo. In Sardegna, risulta pari al 4,86%. Il valore di riferimento finale dei CFL al 2020 è ottenuto come regionalizzazione dell'obiettivo nazionale (32.227 kTep) dettato dal PAN 2010 ed è pari a ca. 3.746 kTep. Dove (FER-E) rappresenta il Comparto Elettrico, (FER-C) il Comparto Termico, CFL il consumo finale lordo Fattore “O” 2020 = 15 % Fattore “O” limite 17,8 %
  10. 10. Lo scenario regionale* * Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse STRATEGIA 6 – BIOMASSA-Predisporre il Piano Regionale delle biomasse a scopo agro- energetico con la finalità di: • Favorire l’impiego di biomassa residuale; • Individuare i macrobacini di alimentazione delle biomasse di origine agricola e zootecnica; • Valutare la massima potenza installabile nel territorio regionale nelle diverse aree secondo criteri di sostenibilità tecnico-economica tenendo conto degli impianti già installati; • Privilegiare l'alimentazione da colture agricole dedicate in filiera corta escludendo alimentazioni con provenienza extra-regionale (l'implementazione di un sistema di approvvigionamento delle biomasse che sia sostenibile da un punto di vista economico-finanziario ed ambientale -bilancio complessivo delle emissioni);
  11. 11. Lo scenario regionale* • Privilegiare gli impianti di piccola e media taglia distribuiti nel territorio e finalizzati all'autoconsumo energetico degli utenti ed al rilancio del settore agricolo regionale; • Fissare i criteri tecnico-economici da seguire nell'elaborazione dei progetti di impianti a biomasse necessari per ottenere il provvedimento di autorizzazione unica ponendo quale elemento inderogabile l'implementazione di un sistema di approvvigionamento delle biomasse che sia sostenibile da un punto di vista economico-finanziario ed ambientale (bilancio complessivo delle emissioni); * Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse
  12. 12. STRATEGIA 7 – COMPARTO TERMICO (FER-C) - Porre in essere le iniziative volte ad incentivare la produzione di energia termica da fonte rinnovabile. Le analisi svolte negli scenari del Piano hanno messo in evidenza che la produzione complessiva di energia rinnovabile è squilibrata sul settore elettrico (90%) rispetto a quello termico (10%). Devono essere poste in essere pertanto delle iniziative tese a riequilibrare il rapporto tra FER-E e FER-C, almeno nelle proporzioni descritte nello scenario O2, cercando di coordinare per quanto possibile le azioni già intraprese per massimizzarne l'efficacia. Per quanto specificamente attiene alla Biomassa è necessario: • favorire l’uso diretto della biomassa per la produzione di energia termica; • nello scenario O2, garantire 28,93 kTep da uso diretto termico di biomassa. Lo scenario regionale* * Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse
  13. 13. STRATEGIA 8 – EFFICIENZA ENERGETICA E RISPARMIO. Al fine di raggiungere gli obiettivi di scenario è ineludibile puntare non solo alla massimizzazione del numeratore della frazione obiettivo (O), ma anche alla riduzione sensibile del denominatore, ossia i Consumi finali Lordi (CFL). Attraverso l’introduzione di azioni mirate a favorire sia il risparmio, sia l’efficientamento energetico è possibile contribuire ad abbassare i CFL. Nel caso specifico della biomassa, introdurre incentivi concretamente rivolti a favorire lo sfruttamento della quota termica del calore utile, derivante dagli impianti di cogenerazione, sarebbe un contributo reale in tale direzione. Lo scenario regionale* * Fonte Piano d’azione per le Energie rinnovabili in Sardegna – Piano delle biomasse
  14. 14. Tipologia Paglie Agrumi e Frutteti Potature vite Potature Olivo Manutenz. verde Forestaz. Arboric. Scarti ind legno Scarti carciofo t/anno 144.307 44.017 113.780 46.044 34.641 332.826 62.855 180.671 Tipologia Scarti Pom. Scarti vinif. Scarti sansa Nocciolino oliva Acque di vegetaz. Siero e scotta Scarti Macell. Lana t/anno 56.910 12.930 18.046 2.696 13.863 123.269 7.492 1.308 Tipologia FORSU Reflui Zootec. Oli frittura Fanghi Depuraz. Colture Dedicate (Imp.esist.) Previs.ioni Sorgo Previsioni Cardo t/anno 79.289 4.174.321 2.513 67.027 234.860 443.980 128.867 Biomasse totali 6.326.512 t/anno
  15. 15. Le biomasse residuali di derivazione agricola e industriale consentono di superare gli svantaggi tipici dell’impiego delle biomasse in termini di impegno del territorio e competizione con le produzioni agricole destinate al settore alimentare. L’impiego delle biomasse residuali derivanti dal settore agricolo e industriale a scopo energetico consente di trasformare materiali di scarto, per i quali occorrerebbe affrontare le procedure ed i costi di smaltimento, in fonti energetiche. L'uso di biomasse residuali contribuisce alla quota di produzione di energia da fonti rinnovabili necessaria per il soddisfacimento degli impegni internazionali e riduce la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili. L’impiego delle biomasse residuali
  16. 16. Valutazioni per l’impiego delle biomasse residuali  Conoscenza della disponibilità e della tipologia delle biomasse presenti nel territorio di interesse.  Stima delle potenzialità energetiche e dei vincoli che ne possono influenzare l’impiego.  Stima comparativa dei costi di acquisto, approvvigionamento e stoccaggio.  Scelta della tecnologia da impiegare e determinazione della potenza installabile.  Scelta della configurazione impiantistica più adatta.  Verifica delle possibilità di connessione alle reti di trasporto e distribuzione dell’energia.  Analisi economica e finanziaria dell’investimento.
  17. 17. Metodologia di indagine FASE 2 Stima delle quantità e valutazione dell’attuale riutilizzo, a scopo energetico e non. FASE 1 Indagine conoscitiva per l’acquisizione di informazioni generali relative alle diverse attività presenti nella regione che originano biomasse residuali. Biomasse residuali considerate  Residui del settore agricolo  Residui del settore forestale  Residui del settore zootecnico  Residui di lavorazioni agroindustriali  Residui delle lavorazioni del legno e affini
  18. 18. Bacini per l’approvvigionamento di residui agricoli B.1 B.2 B.3 B.4 B.5 Bacino Residuo prodotto tal quale (t/anno) Potenza elettrica (MWe) B.1 21.445 3,8 B.2 9.523 1,6 B.3 23.560 4,1 B.4 16.233 2,8 B.5 22.825 4,0 Fonte: Rapporto IGEAM per conto di Sardegna Ricerche
  19. 19. B.1 B.2 B.3 B.4 Bacini di approvvigionamento di reflui zootecnici Totale Sardegna * 290.000 capi bovini 285.000 capi suini, per un totale di 5.000.000 t/anno di reflui Produzione Potenziale 95.490.000 Nm3 biogas/anno Totale quattro bacini principali ** Bovini 172.343 Suini 108.444 Produzione Potenziale 51.137.102 Nm3 biogas/anno Fonti: *Progetto Agribiogas ** Rapporto IGEAM per conto di Sardegna Ricerche
  20. 20. Lo scenario regionale Potenziale Biogas Tipologia Ind. Casearia Scarti di macellazione FORSU Reflui Scarti colt. Carciofo Scarti Colt. Pomodoro Colture Dedicate Totale MW Inst. 1,42 0,37 4,96 111,07 14,02 4,42 21,13 157,38 Potenziale Termochimico Tipologia Paglie Potatura Agrumi e frutteti Potatura vite Potatura olivo Manuten. Verde Forestali+ Arboric. Scarti Ind. Legno Scarti Vitic. ed Enol. Scarti nocciol. Sanse Totale MW Inst. 78,11 15,60 42,70 16,9 4,17 115,77 41,50 2,89 1,58 8,26 327,48
  21. 21. 19,74% 3,24% 1,72% 2,99% 32,77% 8,91% 4,58% 21,82% 1,84% 2,40% Residui colturali del carciofo Residui colturali del pomodoro Residui vitivinicoli Scarti di macellazione Siero di latte ovino Fanghi di depurazione Manutenzione del verde FORSU Acque di vegetazione Sanse denocciolate Lo scenario regionale
  22. 22. Biomasse residuali per macrocategorie 86,57% 8,41% 4,87% 0,16% Reflui zootecnici Residui agricoli Residui agroindustriali Scarti di macellazione 52,60% 26,74% 14,72% 5,50% 0,43% Industria latt/casearia Industria del legno Industria olearia Industria enologica Industria del pomodoro 30,85% 24,64% 19,43% 9,72% 7,86% 7,51% Residui colturali carciofo Paglie Potature vite Residui colturali pomodoro Potature ulivo Potature frutteti
  23. 23. Potenziale energetico Processi Biochimici (BIOGAS) Processi Termochimici 0 150 300 450 600 750 900 Industria lattiero/casearia Scarti di Macellazione Reflui zootecnici Scarti di carciofo Scarti di pomodoro GWh/anno 0 100 200 300 400 500 600 700 Paglie Potature frutteti Potature vite Potature ulivo Residui industria del legno Residui industria enologica Residui industria olearia GWh/anno
  24. 24. Risvolti ambientali della valorizzazione energetica delle biomasse residuali Processi Biochimici Processi Termochimici DigestatoResidui di processo Upgrading del biogas H2S NH3 CH4 Residui di processo Ceneri Stoccaggio delle biomasse Reflui liquidi Emissioni di particolato Potassio, Zolfo, Cloro, Calcio, Zinco Ceneri volatili
  25. 25. Lo studio di un’installazione a biomasse residuali per la produzione di energia comporta la valutazione:  del consumo di altre risorse (acqua e territorio)  degli impatti esterni ed interni sul sito prescelto  dell’emissione di gas serra  del possibile inquinamento atmosferico  della produzione di reflui da trattare  della collocazione dei residui di processo (ceneri e digestato). Risvolti ambientali della valorizzazione energetica delle biomasse residuali
  26. 26. I benefici ambientali ed economici sono notevoli e rappresentati sostanzialmente da: o riduzione del consumo di combustibili fossili o riduzione delle emissioni di gas serra o riduzione del volume delle discariche o avvio allo smaltimento di materiali stabilizzati o sfruttamento integrale delle materie prime destinate alle trasformazioni agroindustriali o possibilità di produrre energia autonomamente nei siti di localizzazione delle unità produttive agricole e industriali. Risvolti ambientali della valorizzazione energetica delle biomasse residuali
  27. 27. Conclusioni Le biomasse residuali, che in larga parte confluiscono attualmente al sistema di gestione dei rifiuti, sono state considerate risorse energetiche. La riclassificazione delle biomasse residuali, finalizzata alla valorizzazione energetica, può consentire il risparmio di risorse energetiche di origine fossile, la riduzione globale delle emissioni di Biossido di Carbonio e la progressiva riduzione dei volumi di rifiuti da destinare allo smaltimento in discarica. La valorizzazione energetica delle biomasse derivate da residui agricoli o agroindustriali è subordinata alla caratterizzazione chimico-fisica ed energetica e alla validazione degli impianti utilizzabili, allo scopo sia di massimizzarne il beneficio energetico e quindi economico, sia di minimizzarne gli impatti sull’ambiente.
  28. 28. Conclusioni La valorizzazione energetica delle biomasse residuali in Sardegna può essere realizzata attraverso la digestione anaerobica e la combustione. Le biomasse residuali in Sardegna sono in grado di fornire un contributo pari a circa il 7% al soddisfacimento dei consumi energetici finali consolidati nel 2011. La valorizzazione sostenibile delle risorse individuate è subordinata alla valutazione e alla gestione razionale delle problematiche ambientali connesse con i processi di conversione energetica. È possibile realizzare impianti, anche su piccola scala, e localizzarli all’interno dei bacini nei quali si ha una adeguata disponibilità di risorse. Le biomasse residuali possono contribuire alla creazione di un modello di generazione energetica diffusa, integrato nei contesti specifici e largamente accettato dalle comunità locali.
  29. 29. Grazie per l’attenzione !

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