Legno

Trait d'union: la riqualificazione energetica in un'ottica di decarbonizzazione degli edifici e l'aumento dell'indipendenza energetica. - Le best reference per l'ambito residenziale riguardano la ristrutturazione con riqualificazione energetica per una casa sul Golfo degli Angeli (CA) e la riqualificazione di un condominio a Bologna con accesso a Superbonus 110% - Caso di successo in area commerciale, la riqualificazione energetica con una caldaia a legna Viessmann per l'ampliamento della centrale termica dell'Hotel Schneeberg a Ridanna (BZ)

Prospettive future: - Smart Grids - Sistemi energetici intelligenti - controllo efficiente dell'elettricità - Approvvigionamento energetico decentralizzato - Fonti di energia rinnovabile - Evitare i combustibili fossili - Minimizzare le emissioni di CO2

Il settore dei biocombustibili solidi ha avuto una crescita significativa negli ultimi anni, sia dal punto di vista tecnologico sia dal punto di vista normativo. Il mondo della normazione tecnica ha fornito un costante suo supporto al mercato che a tutt'oggi dimostra ancora grande dinamicità e un enorme potenziale. Le attività in corso, nell'ambito della normazione del CTI, sono coperte da ben cinque Commissioni Tecniche (CT). La serie UNI EN 16510 sugli apparecchi di riscaldamento domestici a combustibile solido, attualmente sotto revisione, viene seguita dagli esperti nazionali della CT 257. In particolare, la UNI EN 16510-2-7, sulle stufe alimentate sia a ciocchi di legna che a pellet, è gestita dal CEN/TC 295 WG 2 a segreteria CTI. Il ruolo dell'Italia in tale contesto è importante a fronte di un settore industriale molto sviluppato e consolidato..

Il CTI ha iniziato a lavorare alla sostenibilità dei biocarburanti da tempo. Risale agli ultimi anni del precedente millennio l'attività in materia svolta dal Comitato in un consorzio finanziato dalla Commissione Europea e finalizzato ad approfondire le emissioni di gas serra e i principali impatti associabili alle filiere di biocarburanti note all'epoca: paglia, colture vegetali dedicate, legna, biodiesel, etanolo e biogas.

La storia dell'umanità è sempre stata caratterizzata da periodi di grandi trasformazioni sociali, economiche e tecnologiche, spesso incentrate sul bisogno da parte dell'uomo di utilizzare nuove forme di energia per soddisfare i propri bisogni primari e per migliorare il proprio stile di vita. Si pensi ai profondi cambiamenti che il settore energetico ha subito nei secoli, dall'impegno della legna all'uso intensivo del petrolio fino all'introduzione del nucleare, per tornare nuovamente oggi ad una stagione in cui le fonti rinnovabili giocano un ruolo chiave, anche per limitare gli effetti del cambiamento climatico.

Il tema della biomassa è sempre stato di primaria importanza all’interno delle Commissioni Tecniche (CT) del CTI, tanto che al momento sono ben cinque le CT che se ne occupano. Per affrontare le diverse tematiche coinvolte, le CT stanno lavorando su diversi aspetti. Partendo dalle norme di prodotto della serie EN 16510, di cui la CT 257 ha in incarico la stesura delle parti 2-6 (apparecchi a pellet) e 2-7 (apparecchi a doppio combustibile pellet-legna), e arrivando alla revisione della EN 303-5, sulle caldaie con potenza fino a 500 kW. Sotto revisione c’è la UNI 10683, sull’installazione, manutenzione e verifica degli apparecchi a biomassa (CT 257), cui si collegano la revisione della UNI 10412 sulla sicurezza idronica e della UNI 8065 sul trattamento chimico dell’acqua negli impianti termici (entrambe portate avanti dalla CT 253).

Imprese agroforestali: margini in calo Integrazione verticale: la legna Vendere calore Vendere corrente Micro-gassificatori Esempi presso aziende forestali Vendere pellet Pellet su piccola scala Funzionamento minipellettatrice Cippatino Cippatino: in crescita, processo Pellet e cippatino: qualche numero, struttura costi Conclusioni: fattori di successo e limiti

A parità di massa le UFP presentano una reattività biologica paragonabile a quella del PM10 • Importanza della composizione: – ruolo del levoglucosano (legna) e di endotossina (ambiente estate) nella produzione di IL-8 – genotossicità correlata alla presenza di alcuni elementi, quali Al, Fe ed idrocarburi policiclici aromatici • Il pellet ‘brucia’ meglio della legna: con UFP ottenute da pellet di faggio biologicamente meno reattive di quelle di abete • UFP da legna di abete biologicamente meno reattive di quelle di faggio • Le UFP raccolte in inverno o in estate presentano un comportamento biologico diverso: quelle raccolte in estate sono più pro infiammatorie, mentre quelle invernali sono più genotossiche. Questo è ricollegabile ad una differente sensibilità verso componenti chimici diversi delle UFP, es. IPA, LPS.

L’uso della legna per riscaldamento può dare un contributo importante nella lotta ai cambiamenti climatici ma è necessario proseguire lo sviluppo tecnologico degli apparecchi a biomassa per rendere davvero compatibile tale risorsa con la qualità dell’aria delle nostre città, considerato che anche le migliori stufe oggi hanno fattori di emissione di PM10 ben superiori a quelle dei combustibili gassosi (tipicamente, gas naturale).

UNI TS 11263 – Caratterizzazione del pellet a fini energetici • UNI TS 11264 – Caratterizzazione di legna da ardere, bricchette e cippato • UNI EN 14961 - Specifiche e classificazione dei biocombustibili solidi • UNI EN 15234 - Assicurazione di qualità per i biocombustibili • UNI EN 15234 - Assicurazione di qualità per i biocombustibili solidi • UNI TS 111263 – Oli e grassi vegetali e animali. Caratterizzazione a fini energetici

L'analisi svolta mostra come il settore agricolo della regione Campania sia in grado di fornire una notevole quantità di residui, pari a circa 318000 t/anno, cui corrisponde un significativo contenuto energetico, pari a quasi 130 ktep/anno. Nell’ipotesi di utilizzo energetico dei residui per la produzione di energia elettrica, in centrali con efficienza media di conversione del 25% e 7500 ore annue di funzionamento, si potrebbero realizzare impianti per una potenza cumulata di circa 51 MW. Per quanto riguarda la biomassa forestale, lo scenario attuale mostra utilizzazioni forestali per legna da ardere e sottoprodotti pari a quasi 266000 t/anno s.s., corrispondenti ad un contenuto energetico complessivo di circa 115 ktep/anno.

Attività professionali non regolamentate - Figure professionali che eseguono l’installazione, la manutenzione e la pulizia degli impianti termici a legna o altri biocombustibili solidi comprese le opere di evacuazione dei prodotti della combustione - Requisiti di conoscenza, abilità e competenza.

La tipologia di apparecchi che vogliamo prendere in esame è facilmente influenzata da fattori semplici: data di fabbricazione dell'apparecchio e stato di mantenimento, qualità e percentuale di umidità del legno combustibile, posizionamento del combustibile all'interno dell'apparecchio, funzionalità e abbinamento impianto fumario/apparecchio.

La biomassa è una fonte rinnovabile, ciò non ne giustifica il suo spreco o l’utilizzo non conforme. Per il raggiungimento dell’obiettivo del 17% di energia rinnovabile la produzione e l’utilizzo del calore sono destinati a fornire il contributo più rilevante. Realizzazione, in particolare nei territori montani, di centrali di teleriscaldamento e/o cogenerative a biomassa di potenza da 5/10 MW termici e 0,5/1 MW elettrici.

Caminetti e stufe a biomassa, fonte di energia rinnovabile disponibile localmente ed economica. Riduzione della dipendenza energetica dalle importazioni di combustibili fossili tradizionali. Risorsa per zone lontane dalle reti distributive di energia fossile. Valorizzazione della risorsa forestale – nuove possibilità di reddito per le aziende agricole.

La filiera è in grado di fornire impianti a biomassa “chiavi in mano”, per piccole potenze - inferiori a 1MWe - e grandi potenze - fino a 30 Mwe. Produzione combinata di elettricità e calore, con percentuali variabili (0-100%), seguendo le richieste anche legate alla stagionalità. Sistema di combustione a griglia oppure letto fluido, in virtù della tipologia di biomassa. Utilizzo di ciclo ORC oppure tutto vapore. In presenza di territori che fanno già uso di risorse locali per produzione di calore, una piccola centrale cogenerativa incrementa sicuramente l’efficienza e riduce drasticamente le emissioni di CO2. L’utilizzo di energia elettrica con buona disponibilità, anche a distanza dalle grosse centrali, consente un alleggerimento in termini di costi e perdite del sistema di distribuzione.

Gli impianti cogenerativi con ORC Turboden consentono di produrre con ottima efficienza ed estrema semplicità di esercizio energia elettrica e calore da biomassa legnosa. La potenza dei turbogeneratori è generalmente compresa tra i 600 kW elettrici ed i 6 MW elettrici.

Turbina monostadio ad azione adatta per il funzionamento con vapor saturo con generatore a magneti permanenti e gruppo statico di conversione della frequenza. La tipologia è derivata da quella delle turbine multistadio, con una sola ruota e senza riduttore di giri. Grazie alla contropressione di scarico di 5 Bar le dimensioni sono ridotte.

I boschi di castagno sono gli unici che potrebbero essere utilizzati tramite tagli a raso matricinati per la produzione di cippato. Questa attività avrebbe anche lo scopo di rinnovare popolamenti che attualmente offrono poco anche dal punto di vista fungino (e turistico). Le faggete delle Comunalie, frequentemente rinnovate, producono più funghi che i castagneti (mentre 30 anni fa era il contrario).

Il sistema di monitoraggio statistico della produzione elettrica, sviluppato da TERNA con il supporto diretto del GSE per le fonti rinnovabili, è oggi ampiamente avviato e consolidato. Lo sviluppo del sistema di monitoraggio degli usi termici delle FER è invece un’operazione più complessa, poiché è necessario rilevare statisticamente anche gli usi finali diretti di famiglie, imprese, servizi, agricoltura, caratterizzati da frammentazione degli impianti sul territorio e eterogeneità delle possibili applicazioni.

Per utilizzare la biomassa ad alta efficienza e su larga scala, il suo calore specifico deve essere aumentato. Con metodi meccanici o termochimici. Il processo di torrefazione è una possibilità: la biomassa è scaldata in assenza di ossigeno ad una temperatura compresa tra 200 e i 300 C, si liberano sostanze a basso peso molecolare e soprattutto il contenuto di umidità praticamente si azzera perché l’acqua evapora. La densità energetica del legno torrefatto, che assume un colore bruno, cresce del 30%, ed i rendimenti in peso ed in energia sono molto elevati. Possono essere utilizzate biomasse legnose di differente natura e composizione, che forniscono legno torrefatto con caratteristiche del tutto simili.

Nei consumi per riscaldamento raffreddamento (al contrario di quelli di elettricità o per trasporti) la scelta di passare alle FER è quasi sempre una scelta consapevole della domanda e non imposta dall’offerta. Le maggiori potenzialità sembrano esserci oggi nel settore civile (domestici e servizi). Le politiche di promozione delle fonti rinnovabili nel settore riscaldamento raffreddamento devono coinvolgere in modo più forte i protagonisti della domanda rispetto ai settori elettrico e dei trasporti.

Negli ultimi 20 anni in Italia si è andato formando un settore di produzione di “Caminetti e Stufe a biomassa” di rilievo. Il settore rappresenta ormai un pezzo significativo dell'industria italiana degli apparecchi domestici, dando occupazione a oltre 3500 addetti diretti. Circa 500 mila apparecchi a biomassa prodotti all'anno, di cui 2/3 a pellet e 1/3 a legna.

Il recente rapporto ISTAT “I consumi energetici delle famiglie italiane” stima i consumi di legna da ardere nazionale. Tuttavia per risalire al relativo contributo energetico è utile conoscere anche l’umidità del combustibile. Il CTI ha quindi svolto le valutazioni qui descritte sulla base di rilievi sperimentali.

Impianto cogenerativo con ORC Triogen per la produzione di energia termica ed elettrica da cippato di legna

La combustione della legna in piccoli apparecchi può avere un impatto importante sulla qualità dell’aria. Anche in tale ambito ci possono essere differenze importanti funzione della tipologia di apparecchio, del combustibile, delle caratteristiche di installazione, della manutenzione e della modalità di uso. Impianti di media /grande taglia possono offrire una valida alternativa rispetto all’uso della biomassa in stufe e caminetti. Il progressivo diffondersi della biomassa va seguito con attenzione (non tutti gli impianti sono uguali; non tutte le biomasse sono uguali).

Lo scopo di questo lavoro è analizzare la realtà delle stufe a pellet nel 2011, cercando di dare ad un ipotetico lettore tutte le informazioni necessarie alla valutazione di questi recenti sistemi di riscaldamento. Considerato che l’efficienza e le prestazioni di tali sistemi sono legati alla qualità della biomassa bruciata e alle caratteristiche delle apparecchiature che la utilizzano, la ricerca si divide grossomodo in due parti. Nella prima parte si esamina il combustibile partendo dall’analisi delle fasi di produzione del pellet, valutandone mercato e qualità ed elencando infine pregi e difetti di questo materiale senza dimenticare di confrontarlo con i combustibili tradizionali quali gasolio metano e legna.

Panoramica nel dettaglio sui progetti a biomasse realizzati in Italia, dal Sulcis-2 CFBC, una tecnologia a letto fluido circolante operante in combustione carbone- cippato di legna, al CT Mercure, una tecnologia a letto fluido bollente operante con sola biomassa legnosa.

Introduzione alla cogenerazione a Biomassa, il caso dell'Impianto di Zola Predosa, qualità del biocombustibile: legna, cippato, pellet, classificazione normativa del cippato, produzione cippato di qualità.

Biomasse e biocombustibili: una sostanziale differenza per la qualità, correlazione tra ceneri e particolato primario, norme vigenti sui biocombustibili solidi per uso non industriale, principali grandezze utilizzate per definire i biocombustibili, novità normative dal 2014 UNI EN ISO 17225, DLgs n. 152/06 “Norme in campo ambientale” , norme vigenti – Il processo produttivo, sistema normativo (non elettrico), come sono elaborate le norme tecniche,

In questo lavoro si sono caratterizzate le emissioni prodotte dalla combustione della legna di abete utilizzando diverse parti della pianta: ramaglie, rami, tronco (senza corteccia), radici, corteccia e aghi. Le prove sono state svolte presso i laboratori dell'Università degli Studi di Trento, in una caldaia a gassificazione a fiamma rovesciata ad alta efficienza da 25kW. I risultati sono stati confrontati con dati di letteratura scientifica.