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LA GENERAZIONE DI ENERGIA DALLE BIOMASSE AGRICOLE

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L’accordo per una filiera agroenergetica tutta italiana
Ruolo strategico delle biomasse nello scenario europeo e nazionale
Valore dell’approvvigionamento e impiego energetico di biomasse generate nel territorio locale
L’efficienza energetica degli impianti di conversione
Considerazioni sulla sostenibilità ambientale della produzione agroenergetica

Oltre a generare energia rinnovabile in loco, per le imprese agricole è possibile fornire biomasse ad altre aziende che intendono entrare nel settore della produzione energetica. In tale contesto, ad esempio, Coldiretti e il Gruppo Maccaferri hanno siglato un accordo di interesse nazionale per lo sviluppo della prima filiera agro energetica italiana, che utilizza solo ed esclusivamente biomassa di origine vegetale proveniente dal territorio limitrofo agli impianti o in una logica di accordi di filiera. L’accordo prevede contratti di fornitura della materia prima energetica che definiscono i valori economici a partire dal prezzo di produzione. Si tratta di un’iniziativa positiva, in primo luogo perché è innovativo il sistema di remunerazione del fornitore – con un redditività stabile nel medio e lungo periodo – inoltre, in questo modo si determina una diversificazione della produzione agricola tradizionale, soprattutto in quegli ambiti territoriali ed economici che negli ultimi anni non risultano garantire un reddito soddisfacente per le imprese (produzione di cereali o, in generale, seminativi). Resta in ogni caso centrale il ruolo produttivo delle “imprese agroenergetiche”, cioè di quelle aziende agricole che, disponendo di risorse materiali utilizzabili per l’energia, intraprendono direttamente la conversione energetica, oppure si consorziano con altri soggetti per raggiungere questo scopo. Le imprese agroenergetiche contribuiscono alla produzione diffusa di energia – cioè distribuita sul territorio, là dove si generano e si rendono disponibili le materie prime – recuperano risorse materiali ed energetiche che per lo più andrebbero perse o dissipate, assicurano rendimenti energetici complessivi della filiera molto elevati e consolidano il ruolo imprenditoriale multivalente e funzionale dell’azienda agricola. Ma soprattutto possono recuperare margini di redditività che altrimenti sarebbero allocati presso altri soggetti di impresa: si garantisce così, compiutamente, la sostenibilità ambientale, energetica, economica dell’iniziativa (1). Ovviamente, ove tutto ciò sia possibile. Approfondiremo ora alcuni elementi che possono rappresentare degli spunti per ulteriori discussioni sulle politiche energetiche di settore e sui modelli della produzione agro energetica: – il costo energetico dovuto al trasporto della materia prima, dal luogo di produzione al sito dell’impianto di generazione energetica. Sia nei modelli di produzione centralizzati, sia in quelli distribuiti sul territorio, è importante che il costo energetico sia ridotto, nei margini di una piena sostenibilità ambientale della filiera, come più volte ricordato, anche in questi ultimi mesi, dalla Commissione Europea (2). – il bilancio energetico del modello centralizzato di produzione energetica, rispetto a quello della generazione distribuita sul territorio..

L’accordo per una filiera agroenergetica tutta italiana
Coldiretti e il Gruppo Industriale Maccaferri hanno espresso soddisfazione per la firma del primo decreto per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili completamente “Made in Italy” annunciata dal Ministro delle Politiche Agricole Giancarlo Galan. Si tratta del via libera all’accordo di interesse nazionale siglato tra le due realtà per lo sviluppo della prima filiera agroenergetica italiana che utilizza solo ed esclusivamente biomassa di origine vegetale proveniente dal territorio limitrofo agli impianti o in una logica di accordi di filiera italiana. Il Contratto Quadro (ai sensi degli articoli 10 e 11 del Decreto legislativo 27 Maggio 2005 n. 102, per prodotto da utilizzare ai sensi dell’articolo 2 quater della Legge 11 marzo 2006, n. 81) vede coinvolte le strutture operative dei Consorzi Agrari d’Italia presenti sul territorio nazionale. La programmazione delle superfici agricole coinvolte sarà effettuata in maniera tale da superare efficacemente la dicotomia “food or fuel”, attraverso scelte ben pianificate che risulteranno coerenti con le vocazioni territoriali. Queste scelte avranno ricadute positive sull’ambiente, nell’immediato e in prospettiva, contribuendo al conseguimento degli impegni internazionali assunti dal nostro Paese in materia di produzione di energia da fonti rinnovabili. Per arrivare a questo risultato, nei mesi scorsi era stato affidato ad un advisor indipendente il compito di analizzare i singoli progetti, proprio nell’ottica di arrivare ad una condivisione circa la sostenibilità agronomica ed economica degli stessi, nonché di mettere a punto un sistema di rapporti contrattuali innovativo per il nostro Paese. Sistema che ha lo scopo di rendere l’impresa agricola partner dell’industria di trasformazione e quindi  anch’essa partecipe della catena del valore.

Ruolo strategico delle biomasse nello scenario europeo e nazionale
Il ruolo delle agroenergie è essenziale per raggiungere gli obiettivi europei al 2020 in tema di rinnovabili: alla fine di giugno il Ministero per lo Sviluppo Economico ha elaborato il Piano di azione nazionale per le energie rinnovabili dell’Italia (PAN), in attuazione della Direttiva Comunitaria 2009/28/CE e della decisione della Commissione del 30 giugno 2009 sulla promozione delle fonti alternative (3). Per quanto attiene alle biomasse, il PAN prevede che nel settore termico il contributo alla produzione di energia da parte di questa fonte sia di 5.670 ktoe pari al 54,23 % delle rinnovabili totali, mentre la produzione di elettricità sarà coperta per il 5,74% da biomasse, 3,1% da solare e 2,05% dalla geotermia. Per il riscaldamento e il raffrescamento, lo spostamento sulle fonti alternative si dovrebbe invece attestare al 15,83%, con il contributo, per il 56%, delle biomasse. In estrema sintesi, oltre il 10% dei consumi energetici italiani potrebbe essere assicurato dalle biomasse: l’aliquota dovuta a quelle di provenienza agricola potrebbe essere dell’8% circa, come rilevato in precedenza da alcuni autori (1). Senza il contributo delle biomasse, dunque, non sarà possibile raggiungere gli obiettivi fissati dalla Commissione Europea per il nostro Paese al 2020. Tutte le iniziative che concorrono al raggiungimento di questi obiettivi, in quadro di sostenibilità energetica, ambientale ed economica dovranno essere sostenute.

Valore dell’approvvigionamento e impiego energetico di biomasse generate nel territorio locale
È importante che la biomassa sia prodotta nel territorio limitrofo all’impianto energetico. In altri termini, si deve ridurre al minimo l’energia spesa in fase di trasporto: il grafico seguente riporta esempi di costo energetico, espresso come percentuale dell’energia netta retraibile dalla biomassa (energia primaria), in relazione al mezzo di trasporto.

Risulta evidente che, all’aumentare della distanza dal luogo di produzione rispetto a quello di utilizzo, aumentano i costi energetici, in termini assoluti e relativi. Per le lunghe distanze la logistica del sistema di approvvigionamento deve prevedere mezzi di trasporto adeguati; oltre i 100 km di distanza, il costo energetico di trasporto diviene molto rilevante. Ecco alcuni esempi concreti di calcolo dei costi di trasporto della biomassa allo stato solido o liquido, determinati in precedenti esperienze da alcuni autori (4).

Calcolo del costo di trasporto della biomassa solida mediante autotrasporto – Trasporto della biomassa per 100 km (andata + ritorno del mezzo) Si assume un valore energetico della biomassa tal quale pari a 2.800 kcal/kg ed un valore energetico del carburante fossile di 10.200 kcal/kg. Sono necessari 4 kg di gasolio per 100 km per tonnellata di tal quale, pari a 40.800 kcal. Il contenuto energetico della biomassa sarà di 2.800 x 1000 = 2.800.000 kcal. Il rapporto percentuale del costo di trasporto rispetto al contenuto energetico della biomassa, che si assume quale “indice numerico” del costo considerato, sarà pertanto: 40.880 / 2.800.000 x 100 = 1,46% –Trasporto della biomassa per 150 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 2,17% -Trasporto della biomassa per 200 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 2,90% -Trasporto della biomassa per 1.000 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 14,5%

Calcolo del costo di trasporto della biomassa solida mediante nave – Trasporto della biomassa per 2.000 km (andata + ritorno del cargo) Si assume un valore energetico della biomassa tal quale pari a 2.800 kcal/kg ed un valore energetico del carburante fossile di 10.200 kcal/kg. Sono necessari 5,26 kg di gasolio per 2.000 km per tonnellata di tal quale, pari a 10.520 kcal Il contenuto energetico della biomassa sarà di 2.800 x 1000 = 2.800.000 kcal Il rapporto percentuale del costo di trasporto rispetto al contenuto energetico della biomassa, ossia l’indice numerico, sarà pertanto: 10.520 / 2.800.000 x 100 = 1,91% – Trasporto della biomassa per 3.000 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 2,86% – Trasporto della biomassa per 10.000 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 9,55% – Trasporto della biomassa per 15.000 km (andata + ritorno del mezzo)   indice numerico = 14,32%

Calcolo del costo di trasporto della biomassa liquida (olio vegetale) mediante nave -Trasporto della biomassa per 2.000 km (andata + ritorno del cargo) Si assume un valore energetico della biomassa tal quale pari a 8.900 kcal/kg ed un valore energetico del carburante fossile di 10.200 kcal/kg Sono necessari 5,26 kg di gasolio per 2.000 km per tonnellata di tal quale, pari a 10.520 kcal Il contenuto energetico della biomassa sarà di 8.900 x 1.000 = 8.900.000 kcal Il rapporto percentuale del costo di trasporto rispetto al contenuto energetico della biomassa, ossia l’indice numerico sarà pertanto: 10.520 / 8.900.000 x 100 = 0,60% – Trasporto della biomassa per 10.000 km (andata + ritorno del mezzo) indice numerico = 3,00% – Trasporto della biomassa per 15.000 km (andata + ritorno del mezzo) indice numerico = 4,50%

Nel caso dell’autotrasporto delle biomasse solide, si dissipa una considerevole percentuale di energia primaria già oltre i 100 km di distanza (200 km andata-ritorno del mezzo). Inoltre, nel caso di approvvigionamento dall’estero, il sistema di trasporto via nave incide relativamente poco con combustibili liquidi quali gli oli vegetali, per l’elevata densità energetica del prodotto trasportato. Occorre però tener in conto che anche in questo caso il trasporto internazionale (via nave) è solo una sezione del sistema complessivo di trasporto, poiché sono comunemente necessari altri mezzi per il trasporto locale del combustibile sia nel luogo di produzione sia in quello di utilizzo, i cui costi si sommano ai precedenti.

L’efficienza energetica degli impianti di conversione
Nelle centrali di grande taglia, il coefficiente di conversione in energia elettrica è solitamente elevato, poiché si dispone di soluzioni impiantistiche molto efficienti per lo scopo considerato; questo assunto rappresenta un vantaggio rispetto agli impianti di più piccola potenza. Negli impianti di grande potenza risulta invece impossibile recuperare la stragrande aliquota di energia termica prodotta, che dovrà essere dissipata, riducendo il rendimento energetico complessivo alla sola aliquota elettrica: si riporta nella tabella seguente il bilancio energetico di una centrale elettrica a biomassa di grandi dimensioni proposta nella Regione Marche. La centrale intende impiegare biomasse solide combustibili:

Potenza MW Riparto %
Potenza termica complessiva 80 100
Potenza elettrica 22 27,5
Potenza termica allocata nell’impianto erba medica 3 3,75
Recupero energetico complessivo 25 31,25
Perdite energetiche 55 68,75

È pur vero che recentemente sono state proposte soluzioni tecnologiche che assicurano rendimenti di conversione in energia elettrica più elevati, sino ad oltre il 35%; si tratta però di impianti di dimensioni ancora più elevate. In ogni caso se l’impianto di piccola dimensione produttiva può garantire l’allocazione dell’energia termica, ossia se in sede di progettazione quest’aspetto è stato considerato e risolto positivamente, il bilancio energetico dell’unità di generazione, ancorché di piccola dimensione, è sicuramente superiore. Preme sottolineare la forte pressione della Commissione Europea in questa direzione, che intende prescrivere alte efficienze degli impianti energetici a biomasse, e quindi alti coefficienti di sostituzione dei combustibili fossili. La Commissione Europea entra nel merito delle differenti filiere, assumendo indicatori precisi per la riduzione delle emissioni di gas climalteranti (3).

Considerazioni sulla sostenibilità ambientale della produzione agroenergetica

Il dibattito sulla determinazione di modelli produttivi specifici per le biomasse è ricco e articolato. La progettazione e l’allestimento di soluzioni centralizzate, ossia che concentrano in un unico punto la produzione di biomassa di un determinato territorio, risulta accettabile dal punto di vista degli aspetti economici per i fornitori, in un quadro di assunzione di impegni contrattuali precisi e vincolanti. Si delinea però un quadro di politiche energetiche, al livello europeo, che tende a premiare, ossia a garantire sostegni economici e finanziari, solo alle iniziative sostenibili dal punto di vista ambientale. È programmata la certificazione della sostenibilità, e l’argomento sarà sicuramente oggetto di attenzione nell’ambito della “nuova PAC”. Sulla base di queste riflessioni, è importante subordinare la produzione di energia rinnovabile (da biomasse) ai criteri di sostenibilità ambientale ed economica, poiché la scelta europea restituisce al territorio una piena centralità nell’ambito delle strategie di pianificazione, comprese quelle attinenti al settore energetico. Anche l’adozione di impianti centralizzati di più grande dimensione deve rispondere pienamente a queste impostazioni strategiche. Rispetto alla scelta dei grandi impianti appare preferibile comunque una produzione energetica caratterizzata dalla diffusione sul territorio di impianti di piccola taglia che assicurino l’allocazione dell’energia termica e non solo di quella elettrica: la cosiddetta cogenerazione distribuita, nell’ambito della cosiddetta “filiera corta”. In tutti i casi, anche per le soluzioni di più grandi dimensioni, si ritiene corretto valorizzare gli impianti di produzione il cui sistema logistico di approvvigionamento sia caratterizzato da un costo energetico dovuto al trasporto del combustibile non superiore al 2% rispetto al contenuto energetico della biomassa e che inoltre abbiano rendimenti energetici di conversione molto elevati. A questo proposito si rileva che alcuni Paesi concedono i sostegni ai sistemi produttivi (cogenerativi) solo quando è utilizzato almeno il 30% dell’energia termica disponibile.  

Autore: Roberto Jodice, Presidente del Consorzio Cortea, Trieste CORTEA è un consorzio senza scopo di lucro, partecipato da società ed associazioni, che ha l’obiettivo di studiare e diffondere le tecnologie legate al settore delle fonti rinnovabili di energia ed dell’efficienza energetica. In particolare, si impegna nel comparto della produzione di energia da biomasse. Ha sede a Trieste (in raccordo con l’Area di Ricerca sita in Padriciano) e a Crotone, in collaborazione con il Parco tecnologico ivi insediato.

Riferimenti bibliografici:
1- L’impresa agroenergetica . Ruolo e prospettive nello scenario “2 volte 20 per il 2020”. A cura di E.Bonari, R.Jodice, S.Masini.Gruppo 23 Quaderni, Edizioni Tellus, Roma 2009. 2- Report from the Commission to the Council and the European Parliament on sustainability requirements for the use of solid and gaseous biomass sources in electricity, heating and cooling. 25.02.2010 (65/66). 3- Ministero dello sviluppo economico – Piano di azione nazionale per le energie rinnovabili dell’Italia (conforme alla direttiva 2009/28/CE  e alla decisione della Commissione del 30 giugno 2009) . Roma 30 giugno 2010. 4- Comunicazione personale, F.Ciancaleoni e R.Jodice.

 

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