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Stoccaggio di carbonio e riduzione delle Giornata tecnica emissione di gas climalteranti a livello di azienda agricola Stefano Amaducci, Andrea Ferrarini, Marcello Pilla, Enrico Martani, Università Cattolica del Sacro Cuore Webinar Divulgazione a cura di Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.a. Piacenza, Autorità di Gestione: Direzione Agricoltura, caccia e pesca della Regione Emilia-Romagna. 09/11/2020 Iniziativa realizzata nell'ambito del Programma regionale di sviluppo rurale 2014-2020 — Tipo di operazione 16.1.1 — Gruppi operativi del partenariato europeo per la produttività e la sostenibilità dell'agricoltura — Focus Area 5E – Ore 10:30 Promuovere la conservazione e il sequestro del carbonio nel settore agricolo e forestale. Progetto «FarmCO2Sink» - "Stoccaggio del C e riduzione delle emissioni di gas serra climalteranti a livello di azienda agricola". 30/11/2020 Capofila 1
Chi siamo Developing sustainable solutions for healthy agroecosystems youtube facebook twitter instagram pinterest Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Cosa facciamo http://dipartimenti.unicatt.it/diproves-agronomia-e-biotecnologie-vegetali-agronomia Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Gruppo Operativo PSR 2014-2020 – Focus Area 5E Gruppi operativi del partenariato europeo per l’innovazione: produttività̀ e sostenibilità̀ dell'agricoltura: promuovere la conservazione e il sequestro del carbonio nel settore agricolo e forestale DURATA DEL PIANO: 36 mesi Data inizio: 01/01/2018 Data fine: 01/01/2021 AMBITI DI INTERVENTO • Ambiente • Forestazione produttiva • Sequestro biologico del carbonio Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
6 PARCELLE FORESTALI a.1 Ceduo giovane (0-5 anni) - Selva a.2 Ceduo in maturazione (12-18 anni) - Pertuso a.3 Ceduo maturo (25-30 anni) - San Gregorio Campo b.1 Ceduo invecchiato (> 45 anni) - Pertuso b.2 Ceduo abbandonato (> 60 anni) - Torrio Retorto sperimentale 4 c.1 Fustaia transitoria disetaneiforme - Selva Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CAMPO SPERIMENTALE n.1 Pioppicoltura in zone golenali Enrico Martani, Andrea Ferrarini, Marcello Pilla, Stefano Amaducci enrico.martani@unicatt.it Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Campo sperimentale 1 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Import Export 3 3 x1000 m m x1000 Belgium 228 209 Bulgaria 34 0 Croatia 18 18 France Italy 457 0 217 0 Campo Serbia 0 106 sperimentale 1 Spain 5 13 Hungary 0 214 742 777 Fonte: CRA-PLF, Casale Monferrato Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Situazione critica in Italia: •Scarsità di superfici coltivate rispetto alla domanda di legno tondo del comparto industriale con una riduzione delle superfici coltivate del 25% dal 1970 • La pioppicoltura è vista più come una pratica agricola tradizionale rispetto Campo ad una attività forestale sperimentale 1 • Non sono riconosciuti benefici ambientali alla pioppicoltura. • Leggi e regolamenti pongono restrizioni alla coltivazione come le zone di protezione speciale (ZPS), siti di interesse comunitario (SIC) e parchi Fonte: CRA-PLF, Casale Monferrato Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
La pioppicoltura italiana è ancora ampiamente legata all’utilizzo del clone ‘I-214’ che ha certamente caratteristiche tecnologiche ideali per la fabbricazione di alcuni tipi di pannelli compensati (leggerezza e colorazione), ma presenta alcune criticità̀ dovute alla suscettibilità̀ ad avversità̀ di natura biotica (afide, ruggine e bronzatura) Campo sperimentale 1 Fonte: CRA-PLF, Casale Monferrato Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
6m 6.50 m Campo 6m 5.50 m Sesto in quadro sperimentale 1 Sesto a rettangolo 8.50 m 6m Sesto a quinconce I sesti d’impianto di un pioppeto 6.50 m Sesto a settonce Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
• Scarso utilizzo dello spazio fotosintetico da parte della coltura soprattutto nei primi anni del ciclo di coltivazione Campo • Sviluppo di un cotico di flora infestante sperimentale 1 • Potenziale serbatoio di patogeni della coltura • Necessità di interventi ripetuti di controllo meccanico del cotico durante la stagione colturale • Competizione con la coltura del cotico infestante per l’acqua e per i nutrienti Problematiche Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Campo sperimentale 1 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Campo sperimentale 1: risultati Tabella 1: diametri dei pioppi espressi in cm a 1.30 metri dal suolo 1°anno 2°anno 3°anno Tesi media dev std media dev std media dev std Arable 4.6 1.2 8.3 0.6 12.5 0.9 Mix1 4.5 0.9 8.9 0.4 12.1 0.8 Mix2 4.8 1.3 8.9 1.0 12.1 1.2 Mix3 4.8 1.1 8.7 1.0 10.6 1.2 Tabella 2: Biomassa vegetale nell’interfila del pioppeto espressa in tonnellate di sostanza secca per ettaro Luglio 2019 Settembre 2019 Giugno 2020 Agosto 2020 Tesi Cover Infestanti Cover Infestanti Cover Infestanti Cover Infestanti Mix 1 0.42 4.19 6.51 4.93 4.77 7.05 2.73 5.91 Mix 2 0.46 4.63 6.83 6.87 6.34 6.36 2.52 9.18 Mix 3 0.64 6.42 8.54 4.40 6.79 5.93 2.73 9.77 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Campo sperimentale 1: risultati Tabella 3: Proprietà chimico-fisiche del terreno nello strato 0-30 cm Campionamento % Sabbia % Limo % Argilla % CaCO3 pH Aprile 2018 41 44 15 10 7.6 Ottobre 2020 20 56 24 10 7.6 Tabella 4: Contenuto di carbonio organico e azoto totale del terreno nello strato 0-30 cm Tempo Tesi Carbonio (g kg-1) Azoto (g kg-1) Aprile 2018 Ottobre 2020 Aprile 2018 Ottobre 2020 Arativo 19.1 21.4 1.3 1.4 Mix 1 19.1 21.3 1.3 1.3 Mix 2 19.1 18.4 1.3 1.3 Mix 3 19.1 20.3 1.3 1.3 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CAMPO SPERIMENTALE n.4 Confronto fra gestione selvi-colturali in boschi di Faggio Marcello Pilla, Andrea Ferrarini, Enrico Martani, Stefano Amaducci marcello.pilla@unicatt.it Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CHE COSA SONO? Boschi naturali a dominanza di FAGUS SYLVATICA Età media: 75 anni (1945 >>> 2020) Gestione ricorrente: ceduo matricinato Stato di conservazione: INSODDISFACENTE Cause: spopolamento della montagna abbandono colturale del bosco CONSEGUENZE: invecchiamento degli alberi degrado strutturale e schianti fitopatie e rischio d’incendi Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
BOSCO CEDUO: Obiettivo = legna da ardere Turno di taglio = 25-30 anni Provvigione = 160-270 t/ha N. ceppaie = 290-630/ha N. polloni = 1800-3300/ha N. matricine > 100/ha Capacità pollonifera: bassa Turno massimo = 45 anni >45 a. = CEDUI INVECCHIATI Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
QUALI SCENARI / ALTERNATIVE? Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
METODOLOGIA: Life Cycle Assessment LCA è una procedura per la valutazione degli IMPATTI AMBIENTALI di un prodotto, processo o servizio: GESTIONE DEL BOSCO DI FAGGIO - evoluzione naturale (non oggetto di taglio) - prodotti legnosi (legna da ardere, segati) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CATEGORIE DI IMPATTO: - eutrofizzazione (NH3, NO2, NO3, NOx, PO4) - acidificazione (SO2, NH3, NOx) - ecotossicità terrestre (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) - consumo energetico e di suolo - biodiversità - Riscaldamento globale (Global Warming - GW) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Operatività: Il calcolo dell’IMPRONTA DI C (Carbon Footprint - CF) avviene attraverso un bilancio di stoccaggio vs. emissioni di gas serra a effetto climalterante: - Anidride carbonica (CO2) - Protossido di azoto (N2O) - Metano (CH4) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Stoccaggio: - serbatoio di C biogenico: legno, corteccia, radici, foglie, lettiera, humus e microrganismi del suolo - prodotti legnosi ottenuti dal taglio del bosco Emissioni: - consumo di combustibili fossili per cantieri forestali, attività di trasformazione artigianale e trasporto di lavorati/semilavorati legnosi - decomposizione di legno morto, lettiera, humus e microrganismi del suolo forestale Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LA SPERIMENTAZIONE Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Localizzazione: Consorzio Agro-forestale dei “Comunelli di Ferriere” Forme di gestione: A. Governo a ceduo = PASSATO B. Ceduo in abbandono = PRESENTE C. Conversione all’alto fusto = FUTURO Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
N.6 parcelle forestali: A.1 Ceduo giovane (0-5 anni) - Selva A.2 Ceduo in maturazione (12-18 anni) - Pertuso A.3 Ceduo maturo (25-30 anni) - San Gregorio B.1 Ceduo invecchiato (60 anni) - Pertuso B.2 Ceduo abbandonato (75 anni) - Torrio Retorto C.1 Fustaia transitoria disetaneiforme - Selva + rif. Fustaia coetanea matura (>100 anni) - V. Taro Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
AMBITO DI ANALISI LCA intero ciclo di vita: “from cradle to grave” Inventario (LCI) stoccaggio vs. emissioni: 1. serbatoi di carbonio biogenico 2. impatto cantieri di utilizzazione 3. impatto filiere produttive 4. vita utile prodotti legnosi Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
1. SERBATOI DI CARBONIO Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
RILIEVI FORESTALI 5 comparti (carbon pools): • biomassa epigea vivente • necromassa • biomassa ipogea vivente • lettiera • suolo Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
BIOMASSA VIVENTE EPIGEA: • Fusto da lavoro • Rami principali • Rami, rametti • Cimale • Foglie BIOMASSA VIVENTE IPOGEA: • Radici grossolane • Radici fini Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
NECROMASSA: • Snags (legno morto in piedi) • Logs (legno morto caduto a terra) • Fine wood debris (detrito legnoso fine) • Ceppaie morte Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LETTIERA: • Orizzonte OL (materiale caduto di recente) • Orizzonte OF (materiale già frammentato) • Orizzonte OH (materiale amorfo umificato) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
SUOLO: Lal, 2005 -“Forest soils and carbon sequestration” The soil C stock may comprise as much as 85% of the terrestrial C stock in the boreal forest, 60% in temperate forests and 50% in Tropical Rain Forest… >>> il suolo è il principale serbatoio di carbonio in ambiente appenninico • C organico (SOC) • C biologico (microfauna, microrganismi) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Rilievi pedologici: • Identificazione orizzonti di suolo • Misurazioni densità apparente • Carotaggi e prelievo campioni a varie profondità per successiva analisi: 0-5 cm / 5-15 cm / 15-30 cm / 30-50 cm />50 cm Analisi di laboratorio: >>> determinazione del contenuto in C dei campioni di legno morto, lettiera, suolo. Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
PRIMI RISULTATI: cubatura della biomassa vivente Area Comunello Volume epigeo Volume ipogeo Volume totale (m3*ha-1) (m3*ha-1) (m3*ha-1) A1 Selva 33,30 28,74 62,04 A2 Pertuso 116,92 38,63 155,55 A3 (a,b,c) San Gregorio 210,65 50,56 261,21 B1 Pertuso 276,88 66,45 343,33 B2 Torrio-Retorto 329,56 79,09 408,65 C1 (a,b) Selva 259,58 62,30 321,88 >100 anni Boschetto (PR) 448,69 107,69 556,38 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
PRIMI RISULTATI: cubatura della necromassa Necromassa Necromassa Necromassa Area Comunello > 5 cm < 5 cm totale (ton*ha-1) (ton*ha-1) (ton*ha-1) A1 Selva 0 3,35 3,35 A2 Pertuso 0,66 1,28 1,94 A3 (a,b,c) San Gregorio 5,79 2,37 8,16 B1 Pertuso 0,78 4,23 5,01 B2 Torrio-Retorto 4,10 5,07 9,17 C1 (a,b) Selva 0,40 1,89 2,29 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
ANALISI DI LABORATORIO: contenuto di C* Legno fresco di faggio: Densità = 0,58 ton/m3 Carbonio = 49,8% Necromassa: Carbonio = 45,4-47,6% *1 ton C = 3,67 ton CO2 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Lettiera OL: Contenuto C = 40,1% Lettiera OF: Contenuto C = 30,1% Lettiera OH: Contenuto C = 23,4% Suolo: Contenuto C = to be determined… Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Biomassa vivente: grafico illustrativo 140 120 100 80 Biomassa epigea ( 60 Biomassa ipogea ( 40 20 140 0 120 A1 A2 A3 B1 B2 C1 100 80 Biomassa epigea (ton C/ha) 60 Biomassa ipogea (ton C/ha) 40 20 Webinar Piacenza, 0 09/11/2020 Ore 10:30
Necromassa: grafico illustrativo 5 4 3 Necromassa < 5 c 2 Necromassa > 5 c 1 05 4 A1 A2 A3 B1 B2 C1 3 Necromassa < 5 cm (ton C/ha) 2 Necromassa > 5 cm (ton C/ha) 1 Webinar Piacenza, 09/11/2020 0 Ore 10:30 A1 A2 A3 B1 B2 C1
Lettiera: grafico illustrativo 18 16 14 12 OL (ton C/ha) 10 OF (ton C/ha) 8 6 OH (ton C/ha) 4 1 82 1 60 14 A1 A2 A3 B1 B2 C1 12 OL (ton C/ha) 10 OF (ton C/ha) 8 6 OH (ton C/ha) 4 Webinar 2 Piacenza, 0 09/11/2020 Ore 10:30 A1 A2 A3 B1 B2 C1
RIFERIMENTI IN ITALIA D’Andrea, 2012 “Stock di carbonio e produttività in una rete nazionale di foreste vetuste di faggio” - Ph.D. Università della Tuscia C Pool Loc. 1 Loc. 2 Loc. 3 Loc. 4 Loc. 5 Loc. 6 Loc. 7 Loc. 8 Loc. 9 Bio. epigea 167,9 146,6 166,8 185,5 240,3 279,6 134,6 225,6 267,5 Bio. ipogea 42,5 36,8 36,3 50,1 62,3 81,3 34,0 59,8 75,9 Necrom. 2,8 8,2 0,6 7,4 4,4 5,1 0,9 19,1 10,1 Lettiera 9,4 7,3 8,7 5,2 6,4 9,0 8,5 6,4 4,8 Suolo 147,2 182,0 203,3 83,1 271,5 280,9 258,2 261,4 275,4 C (t*ha-1) 369,8 380,9 415,7 331,3 584,9 655,9 436,2 572,3 633,7 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LIFE CYCLE ASSESSMENT Steps operativi: 1. serbatoi di carbonio biogenico 2. impatto cantieri di utilizzazione 3. impatto filiere produttive 4. vita utile prodotti legnosi Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
2. CANTIERI FORESTALI Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Attività selvicolturali a confronto: A. ceduazione con rilascio di matricine B. evoluzione naturale bosco ceduo C. taglio di avviamento all’alto fusto D. cippatura ramaglie vs. rilascio in bosco Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
INVENTARIO – LCI Fattori di valutazione: • emissioni dirette (inputs energetici) • logorio macchinari e attrezzature Dati rilevati: • utilizzo di motoseghe e verricello • operatività di trattori forestali • operatività di escavatori con pinza idraulica • trasporto di mezzi, operai e legname Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Modalità di rilevazione: • Interviste a… Consorzio Comunelli di Ferriere Cooperativa Monte Ragola Commercianti legnami Segheria Aschieri - De Pietri Centrali a biomasse legnose Ospedale S. Maria - B.go Taro • Cantiere dimostrativo a Selva di Ferriere (PC) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CANTIERE DIMOSTRATIVO: Selva di Ferriere - Area C1 a Fustaia transitoria di faggio (60 anni) già oggetto di 1^ taglio di avviamento all’alto fusto Caratteristiche >>> finalità: • Taglio di conversione irregolare - 2^ intervento >>> Disetaneizzazione della fustaia transitoria • Diradamento selettivo >>> Miglioramento qualitativo della futura fustaia Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
TECNICHE: tagli a piccole buche (250 m2 vs. 695 m2) 3 3 diametro N° V unitario (m ) V totale (m ) 16 4 0,136 0,544 18 3 0,18 0,540 19 3 0,204 0,612 20 4 0,23 0,920 22 1 0,288 0,288 24 1 0,353 0,353 26 1 0,425 0,425 28 1 0,505 0,505 29 1 0,548 0,548 35 1 0,847 0,847 Totale /ha 90 - 25,214 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
TECNICHE: diradamento selettivo (445 m2 vs. 695 m2) V unitario V totale diametro N° 3 3 (m ) (m ) 8 1 0,027 0,027 10 1 0,045 0,045 11 1 0,056 0,056 12 3 0,069 0,207 13 1 0,083 0,083 14 2 0,099 0,198 15 4 0,117 0,468 Totale/a.d.s. 13 - 1,084 Totale/ha 259 - 21,62 Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LIFE CYCLE ASSESSMENT Steps operativi: 1. serbatoi di carbonio biogenico 2. impatto cantieri di utilizzazione 3. impatto filiere produttive 4. vita utile prodotti legnosi Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
3. FILIERE PRODUTTIVE Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
TERRITORIO DELL’ALTA VAL NURE Prodotti a base di faggio: • legna da ardere (abitazioni, pizzerie) • tronchi da lavoro (segheria per pallets) • biomasse a destinazione energetica (cippato) Fasi analizzate: • trasporto della materia prima • trasformazione artigianale o industriale • consegna del prodotto finito Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LEGNA DA ARDERE Caratteristiche del tronco di faggio: • umidità media legno fresco = 40% • potere calorifico inferiore = 18,75 MJ/Kg • ceneri alla combustione ≈ 1% • combustione regolare, senza scoppi Resa termica della combustione: • stufa a legna ≈ 70% >>> energia termica prodotta = 2,2 MWht/ton fresca Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
EUR-PALLET (EPAL) Caratteristiche: • dimensioni = 800 x 1200 mm • altezza = 144 mm • 9 piedini (145 x 100 mm) uniti 3 a 3 • 5 +3 listelli superiori incrociati • 3 listelli inferiori • inforcabile da 4 lati = “a quattro vie” • peso = 15-25 kg • capacità di carico = 1500 kg Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
CIPPATO DI LEGNO Caratteristiche della ramaglia di faggio: • umidità media rami freschi = 42-45% • potere calorifico inferiore = 17,5 MJ/Kg • ceneri alla combustione ≈ 3% Resa della combustione: • centrale termica a biomasse ≈ 70% >>> energia termica prodotta = 1,9 MWht/ton fresca • centrale elettrica a biomasse ≈ 30% >>> energia elettrica prod. = 0,8 MWhel/ton fresca Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
LIFE CYCLE ASSESSMENT Steps operativi: 1. serbatoi di carbonio biogenico 2. impatto cantieri di utilizzazione 3. impatto filiere produttive 4. vita utile prodotti legnosi Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
4. VITA UTILE Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Durata dei principali prodotti a base di faggio: • Legna da ardere < 1 ANNO* • Biomasse a destinazione energetica < 1 ANNO* • Legname per pallets ≈ 4-5 ANNI** • Legname per arredo (sedie, pavimenti, ecc.) > 30 ANNI** * vs. evitate emissioni di combustibili fossili ** riciclaggio materiali (cippato, compost, ecc.) Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
BILANCIO FINALE C Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Fattori di calcolo: +) Stock di C (biomassa vegetale e suolo) -) Decomposizione necromassa -) Impatto dei cantieri di utilizzazione -) Impatto della filiera di trasformazione +) Evitate emissioni (bio-combustibile) +) Prodotti durevoli +) Riciclo materiali a fine ciclo Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Bilancio finale del C: WORK IN PROGRESS… Webinar Piacenza, 09/11/2020 Ore 10:30
Giornata tecnica Webinar Divulgazione a cura di Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.a. Piacenza, Autorità di Gestione: Direzione Agricoltura, caccia e pesca della Regione Emilia-Romagna. 09/11/2020 Iniziativa realizzata nell'ambito del Programma regionale di sviluppo rurale 2014-2020 — Tipo di operazione 16.1.1 — Gruppi operativi del partenariato europeo per la produttività e la sostenibilità dell'agricoltura — Focus Area 5E – Ore 10:30 Promuovere la conservazione e il sequestro del carbonio nel settore agricolo e forestale. Progetto «FarmCO2Sink» - "Stoccaggio del C e riduzione delle emissioni di gas serra climalteranti a livello di azienda agricola". 30/11/2020 Capofila 74
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