Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento Nicola Colonna Dipartimento Biotecnologie, Agro-industria e protezione della Salute Centro Ricerche Casaccia, Roma

I temi Vantaggi e limiti dell’opzione biomasse Pluralità di opzioni Peculiarità dell’approvvigionamento Un potenziale territoriale inespresso Limiti allo sviluppo delle filiere agroenergetiche Complessità delle filiere: esempi L’analisi del potenziale di un territorio Gli strumenti GIS a supporto delle valutazioni Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Pregi e limiti delle biomasse Rinnovabilità Ampia disponibilità Pluralità opzioni energetiche No intermittenza Limiti Dispersione Stagionalità Basso contenuto energetico Onerosità Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Quali biomasse ? BIOMASSE PRODUZIONI AGRICOLE AGRICOLTURA RESIDUI Erbacee annuali Quali biomasse ? PRODUZIONI AGRICOLE Erbacee poliennali AGRICOLTURA Colture arboree Scarti colt. erbacee RESIDUI SOTTOPRODOTTI Scarti potature ZOOTECNIA Deiezioni BIOMASSE AGRO INDUSTRIA Sottoprodotti Agroindustria Taglio boschi FORESTE Residui forestali Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Biomasse diverse, problemi differenti Prodotte a scopo energetico Residuali da produzioni agricole Residuali dal settore agroindustriale Residuali dal settore agroforestale girasole, colza, triticale, sorgo, pioppo, robinia...... paglie, culmi, sarmenti, frasche.... bucce, gusci, siero, scarti..... tagli, residui, refili Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Una fase cruciale ed onerosa Per approvvigionamento si intende l’assicurare in maniera continua e competitiva le materie prime per un determinato processo di trasformazione al fine di soddisfare uno specifico uso finale energetico. E’ importante tener conto di molteplici aspetti: Quantità da approvvigionare; Distanze tra luoghi di produzione/ disponibilità e trasformazione; Qualità della materia prima (massa volumica, umidità, deperibilità, PCI, contenuto macromicroelementi, omogeneità); Stagionalità. Ogni combinazione Territorio/Biomassa/Uso finale ha delle peculiarità che devono essere indagate Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Atlante italiano Biomasse, ENEA, 2008 Le biomasse residuali in Italia, 2006 Biogas da allevamenti bovini Residui e scarti agricoli Atlante italiano Biomasse, ENEA, 2008 Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Usi finali delle agroenergie in Italia Riscaldamento domestico, individuale e collettivo (teleriscaldamento)‏ Calore di processo e/o elettricità in cogenerazione presso siti industriali (industria del legno, distillerie)‏ Produzione di elettricità (o elettricità e calore in cogenerazione) da impianti dedicati alimentati con biomasse, oli vegetali, biogas Biocarburanti per i trasporti (biodiesel, ETBE)‏ Assenza di statistiche sulla quantità e l’origine delle biomasse utilizzate Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

I limiti della situazione attuale Valorizzazione solo parziale delle biomasse disponibili sul territorio nazionale (forestali, agricole)‏ Poche filiere agro-energetiche locali complete (importazione di legna e di materie prime per i biocarburanti)‏ Fluttuazione del valore dei certificati verdi e incertezza applicabilità coefficienti moltiplicativi filiera corta Incertezza normativa (standard, procedure autorizzative impianti, trasporto liquami e sottoprodotti)‏ Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Importazioni prodotti legnosi Fonte: FAO, Forestry Statistics, 2008 Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Conviene l’agroenergia? Costi elevati di raccolta, trasporto e stoccaggio conseguenti alla limitata densità energetica e/o al contenuto di umidità; Se la biomassa viene prodotta e/o acquistata il suo costo e/o il suo prezzo possono variare nel tempo; Convenienza economica se la biomassa è già concentrata presso un sito specifico; Valore aggiunto per il risparmio sui costi di smaltimento di reflui, scarti e residui di lavorazione. Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

RISORSE BIOMASSE BIOCOMBUSTIBILI USI FINALI Suolo, Acqua, Manodopera, Semi (talee, rizomi), Nutrienti, Energia (meccanica, elettrica), Mezzi tecnici (difesa, diserbo)‏ PRODUZIONE PROCESSI C. F. B. DISTRIBUZIONE CONSUMO BIOMASSE Mais, Triticale, Sorgo, Miscanto, Panico, Colza, Girasole, Soia, Pioppo, Robinia, Kenaf, paglie, residui legnosi, scarti.... BIOCOMBUSTIBILI Olio, Biodiesel, Etanolo, ETBE, Cippato, Pellet, Biogas, Syngas… USI FINALI Calore (riscaldamento/raffreddamento), Elettricità, Cogenerazione, Trasporti Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Ciclo “chiuso” del carbonio Centrale combustione Taglio Raccolta Trasporto Coltivazioni arboree dedicate Fonte: IEA, modificato Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Fasi a monte dell’impianto Produzione: consumo di risorse Raccolta: mezzi, taglio, sramatura Trasporto: gomma, treno, nave Stoccaggio: perdite, contenuto di H2O Forestazione produttiva Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Consumi energia e risorse Operazioni colturali per l’impianto e la crescita di una coltura arborea specializzata a fini energetici da: ENEA, 1999 Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Criteri di sostenibilità e sistema di verifica Emissioni di gas serra Risparmio minimo almeno 35% Uso del suolo/stock di carbonio No deforestazione e conversione di aree umide Variazioni d’uso del suolo da valutare anche per le emissioni indirette di gas serra Biodiversità No aree naturali protette o aree ad elevata biodiversità Buone regole agricole ed ambientali eco-condizionalità Impatto sui paesi poveri Monitoraggio ed analisi Direttiva sulle energie rinnovabili, 2009/28/CE del 23 aprile 2009 Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Complessità delle filiere Produzione/Raccolta Colture/Tecniche/ Meccanizzazione Trasporto/Concentrazione Logistica/Organizzazione Conversione bio/termo/fisica Tecnologia/Processi/Taglie Usi finali Incentivi/Sostituzione Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Aziende con coltivazioni arboree Problema gestione massa potature (1-4 t/ha)‏ Uso energetico versus trinciatura/interramento Misura di prevenzione fitopatologica Potature Raccolta/imballaggio Caldaia Innovazione macchine/logistica/organizzazione Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Aziende zootecniche e biogas Gestione moderna stalla Produzione di cereali insilati per co-digestione Reperimento altri scarti fermentescibili Spandimento digestato Investimenti / organizzazione stalla / stoccaggi Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

La filiera della produzione di biogas Aspetti rilevanti: Temporali Allevamenti zootecnici Reflui zootecnici Coltura foraggera Scarti agroalimentari La filiera della produzione di biogas Raccolta e trasporto Raccolta, trinciatura e trasporto Trasporto e stoccaggio Digestione anaerobica Fanghi stabilizzati Aspetti rilevanti: Temporali Spaziali Normativi Biogas Recupero, trasporto e spandimento Cogenerazione Terreno agricolo Elettricità Calore Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Obiettivo della stima è conoscere : ENEA - Filiera Legno energia La stima del “potenziale” di un territorio Elemento cruciale della pianificazione energetica che consente di: valutare le opzioni di politica energetica, valutare progetti, pianificare azioni e definire politiche mirate, valutare costi associati. Obiettivo della stima è conoscere : Quante x Dove x Tipo Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

P.E.A.R. Stima Biomassa Forestale Regione Liguria, 2003 ENEA - Filiera Legno energia Potenziale comunale P.E.A.R. Stima Biomassa Forestale Regione Liguria, 2003 Densità Dove è più opportuno e/o conveniente fare una politica forestale- energetica ? Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Stima scarti di potatura ENEA - Filiera Legno energia Stima scarti di potatura Fonte: ENEA, Studio Valle dei Latini Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Dal potenziale lordo alla disponibilità reale L’insieme delle biomasse residuali prodotte/presenti in un territorio Disponibilità netta Biomasse residuali al netto dei riusi: uso domestico, lettiere, sovescio, triturazione Disponibilità reale Le biomasse economicamente e tecnicamente accessibili per la raccolta e successivo impiego Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Stima Territoriale Tipo e forma di governo Acclività ENEA - Filiera Legno energia Stima Territoriale Tipo e forma di governo Acclività Tipologie stradali Accessibilità reale Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Impiego del GIS per definire i bacini di approvvigionamento di impianti Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Considerazioni conclusive L’approvvigionamento è un elemento che deve essere attentamente valutato per ogni iniziativa nel campo delle biomasse E’ centrale per la competitività economica di una inziativa ma anche per la sua sostenibilità energetica ed ambientale E’ necessario valutare in modo integrato gli aspetti quantitavi, qualitativi, spaziali, temporali e normativi Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento

Considerazioni conclusive (2) I sistemi GIS possono utilmente supportare l'analisi tecnica ed organizzativa delle fasi di approvvigionamento ed aiutare a definire i costi associati L’attenta valutazione della fase di approvvigionamento assume carattere strategico alla luce dei criteri di sostenibilità introdotti dalla recente direttiva europea e dagli ulteriori interventi normativi in cantiere. Una valutazione attenta, in fase di fattibilità, delle fonti di approvvigionamento e dei rischi associati , assicura la sostenibilità nel tempo dell’iniziativa. Agroenergie: analisi e valutazione delle filiere di approvvigionamento