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Biomassa

 

Energia da Biomassa

 

La Biomassa a fini energetici

 

le moderne caldaie domestiche

a legna per il riscaldamento dell'abitazione e dell'acqua sanitaria 


Attraverso dei processi di conversione, come combustione, gassificazione, decomposizione, fermentazione e metabolizzazione delle sostanze organiche ad opera di micro-organismi, i residui agricoli e forestali, alcune frazioni dei rifiuti urbani, gli scarti dell’industria alimentare, le alghe e, indirettamente, tutti i rifiuti organici prodotti dall’attività biologica di uomo e animali, producono energia.
Con la combustione della biomassa viene di nuovo liberata l’energia solare che era stata assorbita dalle sostanze vegetali. L’energia contenuta nelle biomasse può essere così “recuperata” sia bruciando direttamente il materiale per ottenere calore, riscaldare ambienti, cuocere cibi o produrre energia elettrica, sia trasformandola in forme di combustibile.

Le biomasse, infatti, possono essere anche convertite nei cosiddetti “biocombustibili”; ad esempio le colture oleaginose (soia, girasole, colza) sono adatte alla produzione di biodiesel, mentre con colture da amido e da zucchero (come barbabietole) si può produrre il bioetanolo.
I rifiuti organici e animali sono utili per la produzione di calore ed elettricità: ad esempio dagli escrementi animali si può ottenere un particolare gas combustibile, il biogas.
Da alcuni studi risulta che circa il 31% delle famiglie italiane utilizza, in qualche forma, biomasse a fini energetici, in gran parte legna. Due indagini statistiche dell’ENEA, ormai un po’ datate, sul consumo di legna per il riscaldamento domestico hanno stimato un consumo residenziale tra i 16 ed i 20 milioni di tonnellate/anno, anche se spesso con un’efficienza modesta.

Le caldaie domestiche a legna per la produzione di calore
Oggi le moderne caldaie a biomasse sono però in grado di sostituire le classiche caldaie a gas, visto il loro notevole rendimento (75-85%). Per tutte le tipologie di caldaia a biomasse valgono alcune considerazioni di carattere generale. Innanzitutto, è necessario disporre di spazi un po’ più ampi rispetto a quelli richiesti dai sistemi tradizionali, oltre che per la collocazione della caldaia anche per lo stoccaggio del combustibile. Il locale caldaia deve essere spazioso e ben ventilato e dovrebbe poter accogliere anche l'accumulatore termico, il boiler per l'acqua calda sanitaria, il quadro elettrico e l'impiantistica idraulica.
Un importante aspetto dell'impianto è la canna fumaria che deve allontanare e disperdere i fumi, ma anche assicurare, grazie a un tiraggio adeguato, il buon funzionamento della caldaia.
Tra le caldaie a legna quelle più innovative sono le caldaie a fiamma inversa, così definite poiché la camera di combustione è situata al di sotto della zona di carico della legna. La regolazione dell’aria necessaria alla combustione è affidata ad un microprocessore che elaborando i dati forniti da una “sonda lambda” ne permette la regolazione istantanea mediante l’utilizzo di apposite ventole (circolazione forzata dell’aria).
Mentre per le caldaie a ciocchi di legna il caricamento del combustibile avviene manualmente, nel caso di caldaie a pellet e a cippato il biocombustibili può anche essere caricato automaticamente per mezzo di appositi dispositivi meccanici che consentono la movimentazione del biocombustibili dal luogo di stoccaggio fino alla caldaia.

Scelta dell'impianto e combustibili legnosi
Per la realizzazione di un impianto termico è necessario innanzitutto stabilire la potenza della caldaia. Ovviamente tale potenza risulterà minore per gli edifici dotati di un adeguato isolamento termico. Nell’installare una caldaia a biomassa, una volta definita la potenza della caldaia è necessario definirne la tipologia. In tale decisione assume un ruolo importante sia la  disponibilità a livello locale di biocombustibili, le cui caratteristiche sono determinanti per il corretto funzionamento delle caldaie a biomasse, sia le condizioni di rifornimento e i contratti di fornitura.
Le principali tipologie di caldaie per piccole e medie utenze, attualmente disponibili sul mercato, sono progettate per bruciare tre categorie di biocombustibili:
•  legna da ardere a ciocchi (ricavata dal taglio dei boschi);
•  cippato (legno sminuzzando da scarti di potature e manutenzione dei boschi);
•  pellet (cilindretti di legno macinato e pressato).
Tra i biocombustibili, i pellet presentano un maggiore contenuto energetico e una pezzatura più uniforme e costante che li rendono di più facile gestione e trasportabilità (venduti in sacchi da 10-15 kg). Per quanto riguarda l'uso della legna si dovrebbe preferire quella con un contenuto di umidità non superiore al 25%, valore ottenibile con una adeguata stagionatura, che consente di ridurre la formazione di condensati corrosivi e la fumosità.

Costo dei combustibili legnosi
I combustibili legnosi, a parità di calore prodotto, presentano un costo minore rispetto ai combustibili fossili (gasolio, gpl e metano). Per la legna da ardere il costo varia da zero (per chi dispone di legna propria) a circa 11 € per quintale; nel caso del cippato il prezzo è compreso tra 3 €/q e 6 €/q. Il pellet è più costoso: il costo al quintale varia da 12 a 18 €.
Da un confronto tra i combustibili legnosi e quelli tradizionali emerge che il costo dell’energia da biomassa è in tutti i casi nettamente inferiore, con un risparmio dei costi di esercizio che consente di recuperare il capitale investito nella caldaia in tempi anche rapidi (vedi box). 
UN ESEMPIO - Caldaia da 20 kW e tempi di ritorno confrontati con soluzioni tradizionali (prezzi 2006)
• Fabbisogno energetico stimato per il riscaldamento e per la produzione di acqua sanitaria:
45.000 kWh/anno (pari a: 4.700 m3/anno di metano - 4.500 litri/anno di gasolio - 6.250 litri/anno di gpl - 130 q/anno di legna da ardere stagionata)
L'impianto: caldaia a fiamma inversa da 20 kW, centralina di regolazione, accumulatore inerziale da 1000 litri, boiler da 300 litri
· Investimento (stima): 13.000 € + IVA 20% (compresa installazione)
· Detrazione IRPEF: 41% = 5.330 €
· Costo da ammortizzare: 13.000 - 4.860 = 7.670 €
· Spesa per la legna: 130 q al costo di 11 €/q = 1.430 €/anno
CONFRONTO LEGNA - METANO
· Metano risparmiato: 4.700 m3/anno al costo di 0,62 €/m3 = 2.914 €/anno
· Risparmio di esercizio: 2.914 - 1.430 = 1.484 €/anno
· Tempo di recupero dell'investimento: 7.670 : 1.484 = 5,2 anni
· Tempo di recupero dell'investimento con legna a costo zero: 7.670 : 2.914 = 2,6 anni
CONFRONTO LEGNA - GASOLIO
· Gasolio risparmiato: 4.500 l/anno al costo di 0,83 €/l = 3.730 €/anno
· Risparmio di esercizio: 3.730 - 1.430 = 2.300 €/anno
· Tempo di recupero dell'investimento: 7.670 : 2.300 = 3,4 anni
· Tempo di recupero dell'investimento con legna a costo zero: 7.670 : 3.730 = 2 anni
CONFRONTO LEGNA - GPL
· Gpl risparmiato: 6.250 l/anno al costo di 0,62 €/l = 3.870 €/anno
· Risparmio di esercizio: 3.870 - 1.430 = 2.440 €/anno
· Tempo di recupero dell'investimento: 7.670 : 2.440 = 3,2 anni
· Tempo di recupero dell'investimento con legna a costo zero: 7.670 : 3.870 = 2 anni
 
Teleriscaldamento a legna
La realizzazione di una rete di teleriscaldamento a biomassa legnosa, in combinazione o meno alla produzione di energia elettrica, rappresenta la prospettiva migliore per molte medie utenze, case e piccoli quartieri, dove è più rapido l’ammortamento dell’impianto. In Italia settentrionale sono operative diversi impianti di questo tipo, come anche mini-reti di teleriscaldamento per poche utenze.

Siti utili:
•  AIEL (Associazione Italiana Energia dal Legno)  - www.aiel.cia.it/aiel
•  BIOHEATwww.bioheat.info
•  FIPER - www.fiper.it (per teleriscaldamento a biomasse)
•  ITABIA (Italian Biomass Association)www.itabia.it
•  Assobiodieselwww.assobiodiesel.it

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