BILANCI MATERIALI ED ENERGETICI
SU FILIERA DI UTILIZZO
Alla fine del mio lavoro di tesi specialistica ho trattato ed approfondito la parte di analisi economica inserendola, sia per completezza, sia per dare slancio a sviluppi futuri su questi temi.
Con la parola “inizio biologico” intendo l’inizio della vita di una biomassa, che può essere la fase in cui si pianta un albero e/o una piantina a crescita rapida, o la potatura di zone verdi o la raccolta di rifiuti solidi urbani, etc., cercando ovviamente di chiudere il cerchio della filiera, con l’utilizzo finale delle biomasse, per la produzione di energia.
Ho diviso i costi energetici in due grandi categorie: 1. costi così detti sul campo;
2. costi di produzione.
Della prima categoria fanno parte i costi diretti ed indiretti:
- i costi diretti sono quelli sostenuti per gli impianti di irrigazione, per la gestione delle macchine, per carburanti e per la manodopera.
- i costi indiretti sono quelli derivanti da eventuali fertilizzanti e prodotti secondari che si usano per queste biomasse.
La seconda categoria riguarda i costi di raccolta, trasporto e dei vari trattamenti prima di poter arrivare all’uso finale della biomassa.
Ho raccolto inoltre, dati di produttività di terreni, di residui, di potature, di campi coltivati a scopo alimentare e di rendimento di terreni e dei residui prodotti per coltivazioni tipiche.
Tutti questi elementi sono stati confrontati con i dati della produttività di ogni specie, espressi in tonnellate su ettaro per anno, per capire se su una superficie è conveniente o no produrre biomasse, per trasformarle in energia.
Infine, ho raccolto i valori riguardanti i costi per i trattamenti delle biomasse durante la loro vita dal campo fino all’utilizzo finale, come i costi di eventuali cippatrici, pellettizzatrici, per l’eventuale essiccamento, etc.
Con i dati ho ricavato grafici, tabelle e schemi per riuscire ad esprimere il tutto in maniera più facile, semplice ed immediatamente percepibile. Nelle tabelle della pagina seguente, sono riportati i dati provenienti sia da studi condotti a livello nazionale, che su scala europea.
In particolare i dati di studi europei sono stati divisi in due zone tra loro climaticamente più affini e cioè:
− South Europe che comprende il Portogallo, la Spagna, l’Italia e la Grecia.
− Middle Europe che comprende l’Austria, la Francia, la Germania, il Belgio, il Lussemburgo, l’Olanda , l’Irlanda, la Svizzera e la Gran Bretagna.
Successivamente elaborati ed incrociati tra loro per ricavare i costi totali dal campo all’utilizzo energetico finale.
Tra tutte le biomasse presenti sono state scelte le più rappresentative e su queste sono stati eseguiti i vari calcoli.
Nel bilancio energetico sono riportate le quantità di materiale in gioco espresse in t/ha e le energie espresse in GJ/ha non dimenticando ovviamente, la percentuale di umidità che questi materiali possiedono. In questo bilancio, come prima cosa è stata considerata l’energia posseduta (potere calorifico) da ogni singola biomassa espressa in GJ/ha, decurtata di quella parte di energia spesa o prelievi, nei vari passaggi dal campo alla produzione.
Nel primo sono stati raggruppati tutti i prelievi energetici diretti ed indiretti spesi sia sul campo, sia per la produzione che per la raccolta. Nel secondo, sotto la voce milling, sono computati quei prelievi energetici necessari per i vari pretrattamenti come le cippatrici, le pellettizzatrici, etc.
Il quarto e quinto, sono tutti e due prelievi interni al processo di combustione.
In particolare, il quarto è l’energia richiesta per togliere l’umidità residua (20%) dalle biomasse, mentre il quinto è l’energia consumata durante il processo, considerando un rendimento medio del processo di combustione del 30%.
Alla fine di tutti questi passaggi otteniamo l’energia disponibile (indicata con Available Energy) della quale potremmo, in teoria, disporre a nostro piacimento.
Dai dati e dai risultati ottenuti si può dire che tra tutte le varie biomasse esaminate le più “convenienti” dal punto di vista energetico, sono il gruppo dei legni, quindi i pioppi e i salici, ma anche la miscanthus ha una discreta quantità energetica disponibile, nonché entrambi hanno la caratteristica di essere tra le specie vegetali a crescita più rapida.
Altre biomasse abbastanza adatte al nostro scopo sono le paglie derivanti dal mais, dal gran turco e dai girasoli, mentre sia le patate, che le barbabietole da zucchero, anche se possiedono un grande potere calorifico, in realtà hanno tanta umidità da eliminare, che alla fine attualmente il loro utilizzo non è il più conveniente, pero se in futturo con il costante e inarrestabile aumento dei prezzi dei combustibili fossili, anche loro potranno essere competitivi sul mercato energetico.
Tutte queste deduzioni sono meglio visibili nella tabella sottostante che riporta i valori finali totali delle biomasse prese in esame.
Biomasse Produtività (t/ha) Potere calorifico (GJ/ha) Energia Disponibile (GJ/ha) Poplar 10 167 38 Willow 8 127 28 Maize 7.8 115 8 Wheat 6.9 107 6 Sunflower 2.2 47 6 Mischanthus 47 565 99 Sugarbeet 55 205 12 Potato 35 305 36
Tabella – Tabella riassuntiva delle proprietà delle biomasse esaminate
Nelle pagine seguenti, sono riportati i grafici sopra descritti con questa sequenza: Poplar (pioppo), Willow (salice), Maize (granturco), Wheat (grano), Sunflower (girasoli), Miscanthus (miscanthus), Sugarbeet (barbabietola da zucchero) e Potato (patata).
