Riqualificazione di impianti termici a biomasse...Relazione sul funzionamento CT 1.0...

Valter Francescato dir.tec. AIEL Bozen-Südtirol 28.10.2016

L’energia del legno … dal bosco al camino!

Riqualificazione di impianti termici a biomasseValore strategico del CT 2.0 per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni di PM10


SOMMARIO

1. Breve presentazione di AIEL

2. Contributo del legno alla produzione di PM10:

dati ufficiali vs nostre elaborazioni e confronto con altri paesi

3. Prestazioni tecnico-ambientali delle moderne caldaie

4. Proposte AIEL: 10 misure per dimezzare il PM10


Sede operativa e staff – fondata nel 2001

9 persone a tempo pieno3 referenti territoriali

Campus Agripolis

Università degli Studi di Padova

www.aiel.cia.it

http://www.aiel.cia.it/


Associazione di filiera (500 imprese)

…. dal bosco al camino

Produzione/distribuzione

biocombustibili agroforestaliTecnologie uso energetico

combustione e gassificazione

Associazione di filiera


Biomasse legnose: cosa sono? LEGNO vergine, naturale

LEGNA DA ARDERE PELLETCIPPATO


Brochure informative AIEL: scegli la qualità certificata!


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3 Target • FAMIGLIA• IMPRESE• PUBBLICA

AMMINISTRAZIONE

Maschere di calcolo CT 2.0Catalogo Vetrina soci AIEL sempre aggiornato con oltre 2.500 prodotti idonei al CT 2.0

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SOMMARIO




3. Buone pratiche dei cittadini: piccoli gesti, grandi risultati!




Consumi di «Legna residenziale» in Italia secondo i dati ufficiali BEN (MiSE)

1. Secondo i dati ufficiali - Bilancio Energetico Nazionale(BEN) - il consumo domestico di legna e pellet èaumentato di 5 volte in 8 anni


Evoluzione del PM10 in Italia secondo i dati ufficiali (ISPRA, IE 2015)

2. Secondo i dati ufficiali – ISPRA 2015 – il PM10 prodottoannualmente dalla combustione residenziale (<35 kW) di legna epellet è > 110 kt, 5 volte superiore a quello prodotto dal traffico

Incl. usura freni e pneumaticiescl. abrasione carreggiata e risospensione del PM


Questo dicono i dati ufficiali, è proprio così?

Ma è proprio così?

Nostre recenti elaborazioni evidenziano che i dati ufficialisui consumi e le emissioni di PM10 prodotte dallacombustione domestica di legna e pellet mostrano lacunee discrepanze rispetto alla realtà.Questo è confermato anche dal confronto dei dati conaltri paesi europei


Evoluzione del consumo di legna e pellet in Italia e Germania (1997-2014)

Secondo la nostra serie storica 1999-2014, e quella del GSE 2010-2014, l’aumento

del consumo è 16-22% (33-56 PJ ≈ 2-3,4 Mt)


Evoluzione del consumo molto più contenuta e stabile

rispetto a quanto indicato dai dati ufficiali, 2 motivi

1. Sostituzione legna con pellet:++ contenuto energetico rispetto alla legna (+24%)

++ efficienza dei generatori domestici automatici (>85%)

2. Riduzione Gradi Giorno: calo dei consumi inverni miti

Evoluzione del consumo di legna e pellet in Italia (1997-2014)

EEA Report No 12/2012

Italia: 2014 -15% GG

EU: -13% in 30 anni


La riduzione dei consumi (per gli stessi

motivi) è stata registrata anche in

Germania.

Tra il 2010 e il 2014 c’è stato un calo del

10-16% del consumo di legna a scala

domestica (Döring et al. 2016)

in Baviera – la regione con i maggiori

consumi di legna – nello stesso periodo,

il calo è stato del 22% (Borchert et al. 2016).

Evoluzione del consumo di legna in Germania e Baviera (2010-2014)


Peso acquistato o peso consumato? Esempio con Faggio

Incertezze nelle rilevazioni del consumo di legna delle indagini campionarie

Dopo ca. 9 mesi

M50% (8 MJ/kg)

694 kg/ms

1,4 t (2P)

3,0 (4P)

M20% (14,3 MJ/kg)

453 kg/ms

0,9 t

1,9

0,5 t

H2O

- 36% peso


Germania: consumo simile, + generatori, ma ¼ di PM10??

30 kt

70%

30%

24 kt


Svizzera: Emissioni PM10 2014 (Beat Müller, BAFU)

16% incluso PM10 secondario

Usura freni, pneumatici, abrasione carreggiata e risospensione del PM

48% Verbr.

20% Verbr.


Germania: consumo simile, + generatori, ma ¼ di PM10??

Secondo ns elaborazioni le emissioni di PM10 dalla combustione residenziale dilegna e pellet nel 2015 (46 kt) sono diminuite di 10 kt rispetto al 1999 (55 kt),ovvero del 17%, con leggera flessione nel tempo

114

53

46

24

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

PM

10

-Em

issi

on

i in

kt/

an

no

PM10 da combustione legna e pellet (ISPRA, 2015)

PM10 da combustione legna e pellet (FE PoliMi+AIEL>2009)

PM10 da combustione legna e pellet in Germania (UBA, 2015)

PM10 da traffico (ISPRA, 2015)

PM10 da traffico in Germania (incl. abrasione UBA, 2015)


Serie storica dei consumi AIEL vs serie storica ISPRA

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

19992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015

Perc

entu

ale

del consu

mo d

i energ

ia

finale

(%)

Camini aperti Stufe a legna Camini chiusi

Cucine a legna Stufe a pellet Caldaia a legna

© Copyright 2016 AIEL


0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

35,0%

40,0%

45,0%

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Per

cen

tual

e d

el c

on

sum

o d

i en

ergi

a fi

nal

e (%

)

Offene Cheminées Geschlossene Chemineés Cheminéeöfen

Zimmeröfen Pelletöfen (Wohnbereich) Kachelöfen

Holzkochherde

Serie storica dei consumi di energia (%) in Svizzera 1990-2015 (Fonte: BFE, 2015)

1990-2015 -770 GWh-193.000 t legna

2015630 kt [Legna+Pellet]

41% Cheminéeöfen

37% Kachelöfen

2% Pelletöfen

Apparecchi domestici a legna e pellet


33

54

111

51 46

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100 110 120 130 140

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Em

issi

oni

di PM

10 (

kt)

FE Germania FE INEMAR 2008

FE INEMAR 2011 FE PoliMi-SSC

FE PoliMi-SSC + AIEL>2009

FE medio

403 g/GJ

FE medio

195 g/GJ

184 g/GJ

166 g/GJ

121 g/GJ

Serie storica del PM10, sensitività con FE medio

FE 2015

FE Svizzera

164 g/GJ

Incl. NMVOC(dati 2014)


1. North Rheine-Westphalia (DE 2011-12): ≤ 3,5% PM10, 20-50% sforamenti

2. Baden-Württenberg (DE 2008-09): 10-25% PM10 autunno-inverno

3. Città di Milano (2005-2006): ≤ 15% PM10, fino 20-25% OC nel PM

4. Regione Lombardia (IT 2006-2009): 1-30% PM10 autunno-inverno

5. Regione ER (IT 2011-2014): ≤ 35% OC nel PM autunno-inverno

Misure in campo del PM10 (traccianti: levoglucosano)


504

159 155 153

5018

0

100

200

300

400

500

600

Fatt

ori

di e

mis

sio

ne

in g

/GJ

Caminetto aperto Stufa a legna (incl. cucina)

Caminetto chiuso Caldaia a legna

Stufa a pellet Caldaia a pellet

Fattori di emissione (FE) utilizzati per il calcolo della produzione di PM10 della combustione

residenziale di legna e pellet in Italia nel 2015. Il FE ponderato sulla percentuale di consumo

è risultato pari a 166 g/GJ (AIEL, 2016).

Fattori di emissione medi (FE) dei generatori domestici (Elab. AIEL 2016)


Percentuale numerica, di consumo e di emissioni di PM10 per tipo di generatore e di biocombustibile in ITALIA nel 2015 (46 kt)

83

%


Contributo alle emissioni di PM10 delle caldaie automatiche 36-1.000 kW (2015)

Nostre stime 2015

Consumo annuo ca. 8 PJ (0,5 Mt)

Produzione di PM10: 0,3 kt di PM10

0,7% del PM10 prodotto dalla

combustione domestica!


Un confronto a scala regionale: Veneto-Austria

AUSTRIA

CONSUMO: 63,6 PJ 4,4 Mt

PM10: 8,7 kt (FE 137 g/GJ)

VENETO

CONSUMO: 26,7 PJ 1,9 Mt

PM10: 10,4 kt (FE 424 g/GJ)


Evoluzione del consumo di legna e pellet in Veneto 2006-2013

1,83

1,36

2,13

1,87 1,78

-

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

ENEA-CIRM1997 - Veneto

ENEA-ATESIA1999 - Veneto

APAT-ARPAL2006 Veneto

ARPA Veneto2013

ISTAT 2013Veneto

Consu

mo f

inale

di le

gna e

pellet

in M

t Calcolando le emissioni di PM10 in Veneto

nel 2006 con i medesimi FE 2013 risulta

un calo delle emissioni di PM10

del 20%

1. Turnover tecnologico(stufe a pellet= -emissioni e -consumi)

2. Calo dei consumi: turnover e GG

APAT-ARPAL ARPAV Variazione % Variazione

2006 2013 2006-2013 Numero

Camino aperto legna 16% 14% -14,6% 16.060-

Stufa tradiz.legna 55% 39% -29,3% 108.720-

Caminetto chiuso legna 19% 14% -25,1% 31.592-

Sufa avanzata legna 7% 19% 5,9% 2.610

Stufa pellet 3% 14% 445,1% 76.822

N totale 668.299 672.000 1%

Kachelöfen


Percentuale numerica, di consumo e di emissioni di PM10 per tipo di generatore e di biocombustibile in Veneto nel 2013 (3,6 kt)

80%

Generatori tradizionali a legna: 70% num. 64% consumo 80% PM10

Stufe a pellet: 14% num. 11% consumo (200 kt) 4% PM10

2013, Elab AIEL su dati ARPAV FE

AA.VV.

Camini aperti legna 14% 3% 9% 504

Stufe tradizionale a legna (incl. cucina) 39% 43% 48% 160

Camini chiusi/inserti a legna 14% 19% 21% 156

Stufa a legna moderna 7% 8% 6% 119

Stufa in maiolica 9% 10% 8% 111

Stufe a pellet 14% 11% 4% 53

Caldaia innovativa (legna) 3% 8% 4% 75

Totale/media 100% 100% 100% 142

% Consumo

finale% Numerica % PM10


Relazione sul funzionamento CT 1.0 gennaio-dicembre 2015


Il potenziale del Conto Termico per la riqualificazione degli AD

Indagine campionaria 2013 di ARPA Veneto: il 24% delle famiglieintervistate hanno dichiarato di essere disposte a sostituire ilvecchio generatore con uno più efficiente e meno inquinante afronte di un incentivo economico

672.000 impianti domestici x 0,24 = 161.280

2015 - CT 1.0 0,18% degli impianti sostituiti (308)

Rottamazione con CT consente di:• Rispetto delle norme legislative e tecniche (progettazione, installazione)• Garantire installazione corretta + Dichiarazione di Conformità (installatori abilitati)

• Riqualificare impianti fumari ( ≈ 400 incendi in Veneto)• Corretta compilazione del Libretto d’Impianto + manutenzione (APE)• ++ efficienza – emissioni (es. uso pellet certificato)• Effetti positivi sulla qualità dell’aria e sull’economia regionale


Studi scientifici recenti hanno dimostrato che

1. Uso di pellet certificato riduce di 2-4 volte le emissioni di PM10

2. La sostituzione di tradizionali generatori a legna con stufe a pellet, in ambito urbano e suburbano, riduzione media del PM2,5dal 14 al 50% nei mesi invernali

3. Massicce campagne di sostituzione di vecchie stufe a legna con nuovi generatori performanti ad alto rendimento e basse emissioni calo del 27% del PM2,5


Confronto tra emissioni di PM : pellet cert. e non cert.

Fonte: Caserini et al. 2014Politecnico Milano e Innovhub SSC

20 g/GJ

140 g/GJ

100 g/GJ

150 g/GJ

67 g/GJ

83 g/GJ

80 g/GJ


189 mg/Nm3 ≈ 122 g/GJ 36 mg/Nm3 ≈ 25 g/GJ

Caldaie a legna: confronto tra vecchie e moderne tecnologie (2000, già 15 anni fa!)

- 5 volte!!


Importanza della corretta informazione e del rispetto delle norme!

Giornale di Vicenza, 16.10.2014

FALSO!


SOMMARIO







Evoluzione tecnologica delle caldaie: CO e ɳ (Fonte: BLT Wieselburg, AT)

Evoluzione emissioni di CO Evoluzione del rendimento termico


11

31

17 14

22

67

93

14

32

18 18

36

85

120

0

20

40

60

80

100

120

140

PBs CBs LBs LBb PSs LSs LSb

Particolato

PM secco Pn [g/GJ]

PM umido Pn [g/GJ]

PM a potenza nominale (Orasce et al. 2012)

PBs: caldaia a pellet (abete), 25 kW; CBs: caldaia a cippato (abete), 30 kW; LBs: caldaia a legna (abete), 30 kW, LBb: caldaia a legna (faggio), 30 kW; PSs: stufa a pellet (abete), 13 kW, LSs: stufa a legna (abete), 8 kW LSb: stufa a legna (faggio), 8 kW

Caldaie e stufe allo stato della tecnica (2006)


http://www.josephinum.at/fileadmin/content/BLT/Pruefberichte/g2015048.pdf

Polveri

Monossido Carbonio

Carbonio Organico

Ossidi di azoto

Caldaia allo stato della tecnica (2015)

http://www.josephinum.at/fileadmin/content/BLT/Pruefberichte/g2015048.pdf


1 caldaia cippato BAT 20 g/GJ (100 kW – 200 MWh) = 0,4 Stufe tradizionali

Moderne tecnologie vs tecnologie tradizionali

1 stufa = 9,2 t legna = 12% Energia p.

1 caldaia 100 kW riscalda 20 abitazioni (150 m2)

16 caldaie 100 kW riscaldano 320 abitazioni

= al PM10 prodotto da 1 km di strada


Emissioni per 1 km, di strada, mediamente trafficata EURO 3

Km per area di infuenza 1

N° Passaggi giornalieri 10 000 veicoli/gg

% km/aa g/km kg/aa

MOTOCICLI 10% 365 000 0,05 18,3

AUTOVEICOLI 50% 1 825 000 0,05 91,3

AUTOCARRI LEGGERI 25% 912 500 0,07 63,9

AUTOCARRI PESANTI 15% 547 500 0,1 54,8

100% 3 650 000 0,27 228

Polveri

EURO 3

Fonte: Ing. A. Segatta, 2015


Prestazioni tecnico-ambientali Pn>500 kW (cippato/pellet)

77 certificazioni in situ Pn > 500 kW

Impianti alimentati sia a pellet sia a

cippato

Sistemi filtro a gravità

(ciclone/multiciclone) = FG

oppure FG + filtri elettrostatici o a

maniche = FG+EF/FM


Risultati: solo prove con esito positivo in Num. rappresentativo [53]

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

PA1_1 [7] CA1_1 [8] PA1_2 [14] CA1_2 [10] CA2_2 [7] CB1_2 [7]

mg/Nm3Polv

eri

valore medio

IC max (95%)

IC min (95%)

Limite EN 303-5 Cl. 5

FE ≈5-10 g/GJ


Composizione chimica del PM1 prodotto da vecchi e moderni apparecchi (Brunner et al. 2011)


Cell Survival

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Particle concentration in cell medium [µg/ml]

Su

rviv

al

[%]

Test tossicologici (sopravvivenza cellulare)

Particolato inorganico,

simile al filtro vuoto!

Diesel soot

[Nussbaumer und Klippel, 2005 – Verenum – Switzerland]


0,43 1,9

10

25

1,3

17

9

0,03 0,15 0,12 0,12 0,08

12 1110 10 10 10 10

121 121

0

20

40

60

80

100

120

140

PBs CBs LBs LBb PSs LSs LSb

Benzo(a)pyrene

BaP da freddo [mg/GJ]

BaP potenza nom. [mg/GJ]

Guidebook 2013 [mg/GJ]

PBs: caldaia a pellet (abete), 25 kW; CBs: caldaia a cippato (abete), 30 kW; LBs: caldaia a legna (abete), 30 kW, LBb: caldaia a legna (faggio), 30 kW; PSs: stufa a pellet (abete), 13 kW, LSs: stufa a legna (abete), 8 kW LSb: stufa a legna (faggio), 8 kW

Caldaie e stufe allo stato della tecnica (2006)

Confronto fattori di emissione: PM, PAHs, TEQ (Orasce et al. 2012)

Moderni

generatori

automatici a

cippato/pellet

Tossicità

Equivalente del

PM è 1.000 volte

inferiore a una

stufa tradizionale

a legna

Progresso dei

generatori a legna


Moderne caldaie automatiche: progressi tecnologici in corso (A. Weissinger, 2016)

1. ESP integrato

2. Estremizzazione della separazione dei processi di combustione

Obiettivo: caldaie NZEBRidurre (quasi) a zero le emissioni di PM inorg.


SOMMARIO







Proposte di AIEL a Governo e Regioni: 10 misure per dimezzare il PM10

1. Pubblicare urgentemente decreto di attuazione dell’art. 290 (DLgs152/2006), applicare a tutti i meccanismi incentivanti generatori abiomasse domestici (regolamentazione <35 kW)

2. Similmente agli autoveicoli, orientare i provvedimenti di limitazionedell’esercizio dei generatori a biomasse SOLO alle classi prestazionalipeggiori. Omogenizzare a scala nazionale i provvedimenti

3. Promuove in EU la revisione delle norme di prodotto, test diomologazione più evoluti e in grado di riflettere le condizioni di esercizioreale per differenziare prodotti «realmente» performanti basati su RD

4. Promuovere la certificazione di processo e di prodotto dei biocombustibililegnosi (ISO 17225)

5. Abbassare l’IVA al 10% SOLO al pellet CERTIFICATO (ISO 17225-2)


6. Forte promozione del CONTO TERMICO (incentivo rottamazione)

7. Attuare urgentemente la riforma del Dlgs. 152/2006 (proposte AIEL)

8. Attivare maggiori verifiche e controlli presso gli impianti domestici:DiCo, Libretti, manutenzione impianti fumari, messa a norma!!

9. Favorire e omogeneizzare a scala nazionale (veri) percorsi diqualificazione professionale degli installatori e manutentori di impiantia biomasse (FER). Standard formativo delle Regioni deludente!

10. Attivare campagne di informazione ed educazione a scala regionale enazionale per rendere più consapevoli i cittadini sul corretto uso dellarinnovabile legno:

6. Qualità del biocombustibile e corretta gestione del generatore;7. Corretta progettazione, installazione e manutenzione8. Riqualificazione impianti e acquisto AD «realmente» performanti

Proposte di AIEL a Governo e Regioni: 10 misure per dimezzare il PM10


Proposte di AIEL a Governo e Regioni: primi risultati

www.certificazioneariapulita.it


Valter Francescato

AIEL – Associazione Italiana Energie Agroforestali

[email protected]

www.aiel.cia.it

Grazie per l’attenzione/Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

www.energiadallegno.it

mailto:[email protected]

http://www.aiel.cia.it/

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