Il potenziale contributo delle biomasse agricole in Toscana - Fiper
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Il nuovo Rinascimento delle biomasse !
Filiera biomassa-energia: un’opportunità per la crescita, occupazione
e tutela del territorio italiano
Assemblea FIPER – Firenze 30 marzo 2012
Il potenziale contributo delle biomasse
agricole in Toscana
Prof. Enrico Bonari
Scuola Superiore Sant’Anna – Pisa
CRIBE – Centro Interuniversitario di Ricerca
sulle Biomasse da Energia - Pisa
Nel momento in cui:
… il crescente bisogno di energia e la necessità di
ridurre le emissioni di CO2 suggeriscono un più
deciso ricorso alle fonti rinnovabili …
… le colture dedicate per le filiere dell’ “agrienergia”
possono contribuire a risolvere il problema,
accrescere le possibilità di scelta a livello degli
agricoltori e la biodiversità degli agroecosistemi …
… già nel PNERB (1999) era
previsto che nel 2010-2012 si Disponibilità di biomasse residuali
(Da Coratella e Riva, 1997)
producessero 8-10 Mtep/anno
Agricole Forestali Agroin.li TOTALE
di energia da biomasse (metà
liquidi e metà solidi) rispetto ai (kt/anno)
3-3,5 di allora; valorizzando i
Nord 3.468 3.529 798 7.787
residui agro-forestali e agro-
industriali già disponibili nel Centro 1.432 2.371 297 4.102
Paese e le colture dedicate fino Sud 1.817 1.116 416 3.350
a 200-250.000 ha (nel 2005) e fino Isole 1.132 702 137 1.965
a 500-600.000 ha (nel 2010); ITALIA 7.849 7.714 1.639 17.202
Scorte mondiali di cereali Da oggi al 2050 la
popolazione crescerà da
NEL 2000 bastavano per 115 GIORNI
6.8 a 9 miliardi; la
OGGI solo domanda di prodotti
per 57 GIORNI animali aumenterà; il
consumo di cibo sarà 8
volte l’attuale produzione
Occorre “tornare a produrre” e
mettere a punto nuovi “sistemi (55 GT di cereali)
colturali” per: ( ESA 2010)
• contenere il consumo delle
“risorse” e i rischi ambientali; SAU Anno Anno Differerenza
• la migliore conservazione della ha 000.000 2000 2010 ha 000 %
fertilità del terreno (sostenibilità
nel tempo); Nord 5,2 4,5 - 699 - 13,4
• ridurre i costi di produzione e Centro 2,5 2,1 - 407 - 16,2
“valorizzare” i prodotti sul piano
qualitativo e commerciale; Sud+Isole 6,9 6,2 - 689 - 10,0
• la massima soddisfazione ITALIA 14,6 12,8 - 1,831 -12,3
economica degli agricoltori e dei
consumatori;
Ruolo strategico delle colture da biomassa:
Mitigazione dei cambiamenti 300
279 totale
climatici legno forestale
250 residui solidi urbani
Diversificazione degli 228 (incluso legno
ordinamenti produttivi 200 187
forestale nel 2003)
colture da energia
Incremento dei posti di lavoro Produzione
Presidio del territorio rurale 150
potenziale
Contenimento dell’erosione
dei suoli e della perdita di 100
69
di energia
nutrienti per lisciviazione (Mtep)
50
Contenimento della perdita di da biomasse
sostanza organica del terreno 0 EU-25
Valorizzazione di acque reflue 2003 2010 2020 2030
o parzialmente contaminate Anno
Potenziale energia da biomassa • Biogas: 2,14 Mtep
in Italia al 2020: • Oleaginose: 0,56 Mtep
• Legnosa compresi i residui
12,7 Mtep agro-forestali: 10,0 Mtep
Possibilità di valorizzazione delle varie biomasse
agricole e forestali nelle diverse filiere agroenergetiche
Colture oleaginose
Biocarburanti Biodiesel
da colture dedicate Colture zuccherine
e amidacee
Bioetanolo
Biomasse Colture legnose (I o II generazione)
lignocellulosiche da
colture agrarie Colture erbacee
Biocombustibile
Ramaglie/Potature
Residui agricoli solido (combustione
Paglie / Stocchi
e forestali diretta,gassificazione
Residui ortofloroviv. pellets, ecc)
Zootecnici
Reflui Biogas
Agroindustriali
Percorsi preferenziali (linea continua) e secondari (linea tratteggiata)
Le ricerche condotte negli ultimi venti anni hanno permesso di
restringere la scelta delle specie a quelle che, per adattabilità, facilità
di gestione e produttività , sono più adatte ai nostri ambienti :
Sorgo
Canna comune, miscanto,
panico e cardo
Pioppo, (eucalipto,
robinia)
Punti di forza e di debolezza delle colture da biomassa
lignocellulosica a livello aziendale
SRF
Criteri Sorgo Arundo Miscanto
pioppo
Produttività in
sostanza secca ☺ ☺ ☺/☹ ☹
Qualità della
biomassa ☹ ☹ ☹ ☺
Facilità di
meccanizzazione ☺ ☺/☹ ☺/☹ ☺/☹
Protezione e fertilità
del suolo ☹ ☺/☹ ☺/☹ ☺
Inserimento negli
avvicendamenti ☺ ☹ ☹ ☺/☹
Le colture dedicate
utilizzate come: Fitodepurazione e/o
fitorimedio
Rifugio per la fauna Assorbimento CO2
Conservazione Miglioramento
biodiversità paesaggio
Funzione
Produzione
ambientale
biomassa
Barriere verdi varie COLTURE
(frangivento-
fonoassorbenti – DEDICATE
difesa, ecc)
Canna comune Arundo donax Andamento delle rese di ecotipi
di canna su terreni freschi e
profondi della pianura pisana
5000 50
Resa in sostanza
4000 40
CGR (g m-2 d-1)
(g m-2)
48
secca
3000 30
37 2000 20
1000 10
0 0
90 120 150 180 210 240 270 300 330
Giorni Giuliani
P = 1439 mm
P = 971 mm
Andamento della produzione di
biomassa (7° e 8° anno) con
diversa piovosità annua
C = concimato NC = non concimato
A = racc. autunnale I = racc. invernale
Effetto della concimazione e
dell’epoca di raccolta sulla
resa e della biomassa di
canna comune (cv. Pisa) in
momenti diversi del ciclo e
in terreni marginali
3° anno
2° anno
1° anno
RizomiShort Rotation Forestry
(S.R.F.)
- coltivazione, di specie forestali a
rapido accrescimento (pioppi, salici,
robinia, ontano, eucalipto, ecc.)
- impiantate con alto grado di
fittezza (6.000-10.000 p.te/ha)
- raccolte con cicli di taglio molto più
frequenti (2-3 anni) rispetto alle
tradizionali utilizzazioni
Potere calorifico inferiore: 16 – 24 MJ/kg Contenuto in ceneri: 0,5 – 2%80
RESA IN SOSTANZA SECCA (t ha )
-1
70
S.R.F. Pioppo
60 pianura pisana, terreno
50 franco, coltura asciutta
40
30
20
10
0
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Anni
T3 T2 T1
Frequenza t/ha t/ha*a €/t
Alcune valutazioni
T1 annuale 69 9,8 131
economiche ed energetiche
T2 biennale 165 13,8 51
T3 triennale 197 16,4 41 T2 T3
Input (Gj ha-1 anno-1) 24,7 100 23,9 97
Output (Gj ha-1 anno-1) 269,8 100 361,4 134
Output - input (Gj t-1 anno-1) 20,4 100 21,5 105
Output/input 10,9 100 15,1 139Alcune valutazioni S.R.F. Avvic. Erb:
Arundo
economiche…. Pioppo
Bietola-
Frumento -
donax
(*) aggiornata 2010 (12 anni) (*) Sorgo –
da Bonari et al., 2004 (al 2011) Girasole -
Frumento –
T2 = taglio biennale; T2 T3 Ciclo Set.Aside
T3 = taglio triennale 13,8 16,4 16 anni ( media )
Costo mezzi tecnici
331 305 603 392
(€ ha-1 anno-1)
Costo mezzi meccanici
381 311 259 328
(€ ha-1 anno-1)
Costi variabili
712 616 862 720
(€ ha-1 anno-1)
P. L . V.
(€ ha-1 anno-1)
1025* 1218* 1789* 1091
Ricavi - Costi
313 602 927 371
(€ ha-1 anno-1)
* Prezzo vendita: 57 € t -1 (30% di umidità ) per pioppo e 40 € t -1 (45% di umidità) per cannaSostenibilità agroambientale
delle colture da biomassa vs
sistema erbaceo
Sistema erbaceo (= 100)
SRF. SRF.
A B
RISCHIO DI EROSIONE 49 38
CONCIMI AZOTATI 65 39
CONCIMI FOSFORICI 59 59
AZOTO PERDUTO 72 69
FOSFORO PERDUTO 61 57
IMPIEGO FITOFARMACI 21 8
IND. PERSIST. SUOLO 42 0,1
IND. TOSSICITA’ ACQUE 7 0,0
CARBONIO FISSATO 542 317
CARBONIO AL TERRENO 404 221
S.O. UMIFICATA 0-5 cm 176 149La sostenibilità territoriale Bioenergy Farm Project
delle agri-energie Alcune ipotesi
di “distretti
agroenergetici”
- massima “decentralizzazione” della
produzione di energia (elettrica e
in Toscana
termica) e di biocarburanti per
meglio “valorizzare le biomasse
residuali” già presenti sul territorio
(filiere diverse);
- verificare la “vocazionalità” delle aree
agricole, forestali e agro-industriali,
per la disponibilità di biomassa nel
suo complesso e per le diverse colture
dedicate (non irrigue)
- nelle aree più vocate, puntare su
produzioni di biomasse “di qualità”
predisposte e “pre-lavorate” in loco
e/o per la co-alimentazione di centrali
ed impianti già esistenti …
(da Bonari et al., 2004)Evoluzione della SAU e delle colture
SAU 2000 2010 Diff. % nelle province della Toscana (ISTAT)
(ha x 000)
Arezzo 88.3 68.3 -22.7
Firenze 127.2 127.0 -0.2 Pisa
Grosseto 192.1 135.0 -29.7
Pisa 92.7 72.6 -21.8
Siena 152.2 129.6 -14.8
Toscana 768.7 625.4 -18.7
Siena GrossetoPOTENZIALITA’
Indice di Aridità
COLTURE DA BIOMASSA
stagionale
Max 10% SAU = set-aside (AGROMETEO)
Tessitura
dei suoli (JRC)
Profondità
dei suoli (JRC)Fattori di esclusione:
355.055 ha Aree pendenza >15%; Seminativi
irrigui; Oliveti, vigneti, frutteti ;
Colture permanenti, prati stabili,
risaie, ecc.; Vivai, ortive e colture
protette; Aree urbanizzate e
infrastrutture; Zone umide e corpi
idrici, ecc.
Superficie colture
dedicate < 10%
Residui agricoli
erbacei < 20%
Residui agricoli
legnosi < 75%
Legno / biomassa
Superfici assegnabili alle diverse colture (da sole o totale > 50%
combinate) in Toscana senza l’ irrigazione.Disponibilità residui vite (t/ha s.s.)
= 0,113 • resa uva + 2,00
Disponibilità residui oliveto (t/ha s.s.)
= 0,566 • resa olive + 1,496
Disponibilità residui colturali di
cereali a paglia (H.I. = 50%)Potenziale energetico annuo dalle Biomasse residuali agr. (A) e biomasse da
colture dedicate stimate per il 2013 (B) (t
biomasse lignocellulosiche (GJ/anno) s.s./anno)
293.000 t s.s./anno
19.644.000 GJ/anno
562.000 2.427.000 A
247.000
103.000
432.000 2.201.000
2.899.000
1.538.000
777.000 t s.s./anno
4.324.000 B
Grosseto
Manciano 4.911.000Energia potenziale da residui agroindustriali Stima del potenziale energetico del biogas
prodotto a partire da residui agroindustriali
a livello comunale (GJ/anno) liquidi (A) e della combustione della sansa
esausta (B) (GJ/anno)
599.000 247.500
67.000 A
6.700
5.100
121.200
24.700 Ponte
Buggianese
24.300
31.300 61.400 351.500
Pienza
B
Castel del Piano
138.400
Manciano
119.200296.000;
736.000;
5,8 MWe
2,3 MWe 2.866.000;
22,7 MWe
Il potenziale energetico
144.000; dell’agricoltura toscana
1,1MWe
561.000; 2.760.000;
4,4 MWe 21,8 MWe
Totale : ca.
3.700.000
29,3 MWe
24.000.000 GJ/anno
(= 190 MWe)
1.896.000
15 MWe • 81% biomasse
lignocellulosiche
5.315.000;
42,1 MWe • 13% biocarburanti
• 2.5% reflui agroindustriali
5.985.000;
47,4 MWe
• 3.5 % reflui zootecnici +
residui agricoli724.000 GJ; 268.000 GJ;
5,73 MWe 2,12 MWe
Il potenziale
604.00GJ;
4,78 MWe 3.152.000 GJ;
FORESTALE
928.000 GJ;
24,97 MWe
della Regione
7,35 MWe
Toscana
1.394.000 GJ;
11,04 MWe Stima
CREAR
2.465.000 GJ;
19,53 MWe
528.000 GJ;
4,18 MWe
15.000.000
2.695.000 GJ;
GJ/anno
21,35 MWe
2.299.000 GJ;
18,21 MWe
(120 MWe)1.460.000 GJ; 564.000 GJ;
11,6 MWe 4,5 MWe Stima del
potenziale
748.000 GJ; 6.018.000 GJ;
5,9 MWe 47,7 MWe energetico da
1.486.000 GJ; biomasse
11,8 MWe agroforestali
5.095.000 GJ;
40,4 MWe
in Toscana
5.226.000 GJ; (CREAR + CRIBE
41,4 MWe 2009)
2.424.000 GJ; 39.000.000
19,2 MWe
GJ/anno
8.011.000 GJ;
63,5 MWe
(310 MWe)
8.284.000 GJ;
½ agricoli e
65,6 MWe ½ forestaliUn progetto … ambizioso ?
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
bonari@sssup.it
Tel: 050-883317SRF di Pioppo
classi diametriche e qualità della biomassa
Valori medi
Legno
Cellulosa (C) 54,5
Emicellulosa (E) 16,1
Lignina (L) 18,8
Ceneri (Ce) 1,1
Corteccia
Cellulosa (C) 27,4
Emicellulosa (E) 11,2
Lignina (L) 19,3
Ceneri (Ce) 6,2Sostanza organica SRF pioppo (e turno di taglio:T1,T2,T3)
vs Mais-Frum.(MW) e Set-aside (US)
Biomassa microbica (MBC)
Arundo donax vs Set-aside
Respirazione del suoloPuoi anche leggere
