Post on 02-May-2015
transcript
slide slide 11slide slide 11
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
L’impiego energetico della biomassa: L’impiego energetico della biomassa: scelte tecnologiche escelte tecnologiche evantaggi ambientalivantaggi ambientali
Silvia Maltagliati Dipartimento di Energetica “S.Stecco”
Università di Firenze
slide slide 22slide slide 22
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
BIOSIT
Strumento di pianificazione energetica su base Informativa Territoriale per la riduzione delle
emissioni di Gas serra tramite l'uso di biomassa
Finanziato dalla Commissione EuropeaLIFE-Environment demonstration projects
PARTNERSHIP
DE - Dipartimento di Energetica "S.Stecco”Università di Firenze coordinatore
DEART - Dipartimento Economico Agrario Risorse Territoriali Università di Firenze
ETA - Energia, Trasporti, Agricoltura (S.R.L. Firenze)
slide slide 33slide slide 33
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Obbiettivo generale del progetto è lo sviluppo di uno strumento innovativo su base SIT (Sistema Informativo Territoriale) per pianificare la gestione delle risorse di biomassa ad uso energetico in Toscana con i seguenti obbiettivi specifici
Obbiettivi e scopi del Progetto
1) Promozione e sviluppo sostenibile (*) degli impianti a biomassa;1) Promozione e sviluppo sostenibile (*) degli impianti a biomassa; 2) Riduzione delle emissioni di inquinanti atmosferici e di CO2;2) Riduzione delle emissioni di inquinanti atmosferici e di CO2; 3) Valorizzazione del territorio e recupero dei terreni abbandonati;3) Valorizzazione del territorio e recupero dei terreni abbandonati; 4) Miglioramento della gestione dei terreni agricoli e forestali;4) Miglioramento della gestione dei terreni agricoli e forestali; 5) Integrazione tra aree rurali ed urbane.5) Integrazione tra aree rurali ed urbane.
Requisito di esportabilità del prodotto ad altre Regioni o altre aree
(*) economicità ma soprattutto sostenibilità ecologica
slide slide 44slide slide 44
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Partnership
ETA - Energia, Trasporti, Agricoltura (S.R.L. Firenze)
Esperta in attività di R&D e disseminazione internazionale relative alle
risorse rinnovabili e all’ambiente
DE - Dipartimento di Energetica, Università di Firenze
Esperto in sistemi energetici: ricerca, applicazioni e didattica.
- analisi energetica (incl. Ottimizazione termodinamica dei cicli)
- otimizzazione dei componenti impiantistici
- analisi impatti ambientali
DEART - Dipartimento Economico Agrario Risorse Territoriali , Università di Firenze
Esperto in economia e politica agraria, forestale e montana, : ricerca e didattica
- mercato regionale, nazionale ed internazionale del legno
- politica e legislazione agricola e ambientale comunitaria e regionale
- pianificazione territoriale
slide slide 55slide slide 55
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Situazione attuale in Italia
Dati GRTN di produzione energia elettrica da biomassa
Fonte: “Impianti a biomassa per la produzione di elettricità” Prof. Ing. G. Riva- CTI
Combustibili alternativi: Biomassa- CDR- RSU
GWh (2000)sola produzione energiaelettrica
142.8
cogenerazione 393.8TOTALE 536.6
ipotesi 6000 ore/ annoMWe (2000)
sola produzione energiaelettrica
23.8
cogenerazione 65.6TOTALE 89.4
GWh (2001) MWesola produzioneenergia elettrica
1069(2.5 t)
240-250
Dati ANPA- Osservatorio Nazionale Rifiuti per la produzione energia elettrica da RSU (e assimilati) in 33 impianti (termovalorizzazione)
GWh (2001) MWesola produzioneenergia elettrica
- 80-90
Dati dei gestori degli impianti per la produzione di energia elettrica da CDR in 11 impianti (8 operativi, gli altri in fase di costruzione o avviamento)
slide slide 66slide slide 66
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Situazione attuale in Italia
Censimento degli impianti a BIOMASSA esistenti e/o in costruzione
Tipologia:forni a griglia fissa e mobile (combustibili di varia umidità), forni a letto fluido: impianti a vapore (standard Rankine)gassificazione: impianti a gas, motori alternativi
Elenco:27 impianti di potenza complessiva pari a 257 MWe
(tra i 19 analizzati) MWe totali effic. ore/ anno t/ MWhetutti gli impianti 217.4 0.23 7000 1.44in esercizio > 1 anno (11) 96.1in costruzione e/ o avvio oin esercizio < 1 anno
21.3
Analisi:19 analizzati: 12 a griglia mobile, 4 a letto fluido, 1 gassificazione
Combustibile:difficoltà di reperimento di sufficienti quantità di prodottoapprovigionamento extraregionaleimpianti in esercizio: cippato di legno (9), CDR e cippato (3 impianti),sansa e cippato.....25-55 Euro/t (tal quale, con umidità anche 50%)
Fonte: “Impianti a biomassa per la produzione di elettricità” Prof. Ing. G. Riva- CTI
slide slide 77slide slide 77
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Articolazione del lavoro
modello di stima del potenziale energetico da biomassa
produttività di biomassa (in Toscana) applicazione della metodologia individuata tramite il modello
definizione dei bacini di raccolta tramite ottimizzazione dei costi di trasporto della biomassa all'impianto applicazione alla Regione Toscana, 19 bacini di raccolta
tecnologie di produzione di energia elettrica da biomassa
potenziale energetico e distribuzione impianti nei bacini applicazione alla Toscana
impatto ambientale algoritmo di calcolo della CO2 evitata
impatto sociale
disseminazione risultati
slide slide 88slide slide 88
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 1: Definizione del modello di stima del potenziale energetico da biomassa agro-forestale su base GIS
Si definisce GIS un sistema informatico progettato in modo da permettere all’utente di raccogliere, gestire ed analizzare grandi quantità di dati georeferenziati, nonché applicare algoritmi di trasformazione dei dati stessi
MappeMappe
• uso del suolo (IFT)• caratteristiche del territorio
• informazioni su costi e produttività• caratteristiche fisiche della biomassa
DatabaseDatabase GISGIS
• Produttività di biomassaProduttività di biomassa• Costi di produzione e trasportoCosti di produzione e trasporto• Potenziale energetico Potenziale energetico • Impatto ambientale e socialeImpatto ambientale e sociale
tipologie di imprese
slide slide 99slide slide 99
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 2: Stima su base GIS della produttività di biomassa in Toscana
Esempio:scarti della paglia di cereale e biomassa forestaleproduttività (tonn/km2/anno)
Tipologia delle risorse di biomassa per uso energetico Risorse attuali- Residui forestali (da operazioni silviculturali) - Residui dell’industria del legno- Residui agricoli: legnosi da potatura, erbacei da colture di cerealiRisorse potenziali- Short Rotation Forestry (SRF)- Colture energetiche (erbacee)
IFT=Inventario Forestale Toscana
(distribuzione sul territorio delle specie vegetali e delle attività)
Analisi di produttività per specie vegetale e/o attività
Produttività: tonn/km2/anno
+
slide slide 1010slide slide 1010
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 3: Progettazione ed implementazione di un algoritmo di calcolo del costo della biomassa all'impianto; definizione dei bacini di raccolta
1) Implementazione nel GIS di un algoritmo di calcolo dei costi totali: produzione, raccolta, stoccaggio e trasporto dal campo al centro di raccolta
Allocation resources distance meters
0 - 10 669 10 669 - 21 339 21 339 - 32 008 32 008 - 42 677 42 677 - 53 346 53 346 - 64 016 64 016 - 74 685 74 685 - 85 355
2) Localizzazione di 19 centri di raccolta “strategici” (in base alle infrastrutture esistenti, e alle aree industriali presenti sul territorio)
3) Ottimizzazione dei costi di trasporto dalle zone di produzione ai 19 centri di raccolta
Estensione dei 19 bacini di raccolta ottimali
slide slide 1111slide slide 1111
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 4: Tecnologie di produzione di energia elettrica da biomassa
Tecnologie diffuse per la generazione elettrica; taglia < 10 MWe
Potenza[MWe]
Tecnologie
0.25 1.5 GI + DE
1.5 2.5GI + DE
MG/ VG/ BFB + ST
2.5 10MG/ VG/ BFB + ST
GI + GT
Fonte: “Biomass Combustion and Co-Firing”, handbook, Sjaak van Loo and Jaap Koppejan, 2002
slide slide 1212slide slide 1212
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 5: Stima su base GIS del potenziale energetico e della distribuzione ottimale degli impianti
Esempio:potenziale energetico dei residui forestali e agricoliGJ/(km2 anno)
metodologia
Produttività X
LHC (biomassa secca){Energia el. /unità biomassa (secca)
GJ/(km2 anno)
slide slide 1313slide slide 1313
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 6: Stima dell'impatto ambientale dell’impiego energetico della biomassa
Esempio:CO2 evitata tramite l’impiego energetico della biomassa agricolatonn/(ha anno)
1 kWh elettrico= 0.58 kg CO2 [Dati ENEL 1999].
metodologia
distribuzione territoriale di energia elettrica prodotta
X
slide slide 1414slide slide 1414
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 7: Stima dell'impatto sociale dell’impiego energetico della biomassa
Operators in the biomass-energy sector
85,2 to 102 (2)68,4 to 85,2 (3)51,6 to 68,4 (3)34,8 to 51,6 (4)18 to 34,8 (7)
92
Operetors in the connection sectorOperetors in the pellets sector
Occupazione (# di operatori) nel settore della raccolta e trasporto della biomassa (rosso) + produzione energia e pellets (verde)
Due comparti:
raccolta biomassa
produzione energia e pellets
slide slide 1515slide slide 1515
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco”
Workshop – 29 Settembre 2003Workshop – 29 Settembre 2003
Azione 8: Disseminazione risultati e utenti finali
Sito WEB
Manuale
Brochure
Pubblicazioni
Presentazione a Congressi
Regione Toscana (o altre Regioni; PER)
Comunità Montane
Aziende produttrici di energia da biomassa (localizzazione e gestione delle risorse)