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Documento PDF - AMS Tesi di Laurea

1. 4 38E6 kg 6 57E6 kg 2 94E6 MJ 4 8E6 kg Liquami bovini Caricamento in Perdita di energia Autoconsumo Produzione tramoggia con digestato cogenerativa di coclea energia 1 82 3 3 1 67 13 43 89 8 Network relativo all indicatore Global Warming 7 95E5 MJ 6 99E4 MJ Electricity from coal 1 17E5 MJ 19 1 Electricity from gas B250 1 1 4 03E3 MJ Electricity from lignite B250 3 5E5 MJ Electricity from oil B250 Se osserviamo il grafico sottostante relativo all indicatore Risources risulta il maggiore impatto ambientale dato dalla vendita digestato con un 57 3 a seguire vi il trasporto dei sottoprodotti acquistati con un 22 9 e infine le colture dedicate con un incidenza del 19 8 anche qui in misura minore delle precedenti fasi 348 Le prime due fasi consistono infatti in un trasporto che emette enormi quantit di CO nell ambiente utilizzando combustibili fossili risorse nonostante il tragitto compiuto sia comunque limitato rispetto all impianto di Castel d Aiano Le colture dedicate invece incidono su questa macrocategoria in quanto si tratta di utilizzare trattori per seminare e trinciare che emettono CO nell atmosfera nell utilizzo di acqua per irrigare che comporta anche l utilizzo di risorse naturali anche se le quantit in gioco di acqua d irrigazione e di km compiuti per semina
2. soa CTR aa aao DJa PI sr i n 184 Il processo di produzione comincia con l immissione nella prima vasca di stoccaggio di liquami provenienti da una precedente vasca di raccolta delle colture dedicate e dei sottoprodotti industriali acquistati I liquami durante la fermentazione non devono mai seccarsi per questo motivo le vasche sono dotate di agitatori che vengono azionati in determinati momenti della giornata per evitare che si formino croste che impediscono al biogas di risalire in superficie La produzione di biogas avviene poich a una data temperatura all interno del liquido si sviluppa una determinata classe di batteri in grado di produrre biogas Questi batteri sono di diversi tipi criofili che lavorano a bassa temperatura 8 12 C mesofili 35 40 C termofili 55 C termofili spinti 70 C I migliori sono i batteri mesofili perch pi robusti e pi resistenti dei quali bisogna assicurare condizioni ambientali stabili rimescolando di continuo il liquame e temperatura costante mantenendo l ambiente riscaldato utilizzando parte dell energia dell impianto stesso Quando il liquame abbastanza maturo si deposita sul fondo dal quale viene prelevato e passato nella successiva vasca di fermentazione fermentatore tramite delle tubature per proseguire la fermentazione In ogni vasca successiva il liquame presente pi maturo di quello precedente la p
3. Livello legno miscela aria fumi di pitt _ 250 C o 350 C Termocoppia miscela di gassificazione zona ceneri Ispezione zona di i essiccazione 220 C 320 C 470 C 490 C S S 600 C gt zona di 2 pirolisi 630 C Ispezione m 750 C zona di combustione Camera di combustione E costituita da un cilindro in acciaio che poi rivestito con un elevato spessore di materiale isolante All interno presente una camera di combustione che a diretto contatto con la testa del motore di Stirling al cui interno vengono fatti confluire il syngas e l aria in percentuali controllate per ottimizzare la combustione L aria utilizzata viene preriscaldata facendola passare all interno di un recuperatore di calore serie di fasci tubieri contenenti i gas di scarico della camera di combustione che cedono una quota della propria energie termica Si raggiungono temperature comprese tra 1250 e 800 gradi 139 In pratica il syngas raggiunge la camera di combustione e tramite l apporto di aria preriscaldata brucia liberando una fiamma intensa ed una notevole quantit di energia termica si regola automaticamente il tenore di ossigeno nella camera misurato mediante sonda lambda Viene utilizzata una camera di combustione esterna le parti maggiormente riscaldat
4. Per produrre cippato possono essere utilizzati i residui delle potature boschive agricole e urbane le ramaglie e i cimali i sottoprodotti delle segherie e il legno proveniente da impianti a breve rotazione come il pioppo la robinia e l eucalipto Si tratta di una miscela estremamente eterogenea per tipologia di essenze legnose caratteristiche morfometriche dimensione granulometria e geometria e grado di umidit caratteristiche che incidono pesantemente sul rendimento di combustione La qualit del cippato dipende da v Specie arborea I legni dolci come pioppo salice e abete sono caratterizzati da un contenuto energetico per unit di volume non elevato in ragione della ridotta massa volumica presentano inoltre un elevata umidit allo stato fresco bene evitare l utilizzo di partite di cippato ricavate da legname appena abbattuto le quali potendo possedere un contenuto di umidit anche superiore al 150 del peso anidro non risultano idonee nemmeno all alimentazione d impianti predisposti per la combustione di legno umido 47 I legni duri non resinosi come quercia castagno carpino faggio robinia frassino e altre latifoglie nobili sono specie caratterizzate da un contenuto d umidit che non supera il 100 allo stato fresco e quindi possono essere utilizzate subito dopo l abbattimento pur essendo sempre preferibile una parziale stagionatura Avendo massa volumica pi elevata rispetto ai legni te
5. dal 7 al 18 Dicembre nella citt danese dove i leaders di tutto il mondo dovevano trovare un accordo vincolante un trattato quindi che fissasse le riduzioni di emissioni in modo non pi eludibile risultati di Kyoto saranno disattesi e stabilisse i come e i dove della politica ambientale globale Quello che doveva emergere dalla Conferenza erano i binari da percorrere nello scenario futuro per garantire che il surriscaldamento terrestre non proceda con i ritmi attuali Ritmi che segnerebbero la fine dell umanit prima o poi In due parole si parla di post Kyoto La Conferenza stabil quindi di ridurre le emissioni di anidride carbonica entro il 2050 della met A Copenhagen si deciso di lasciare una certa libert di azione ai Paesi per cercare di ridurre qualcosa per il 2020 ma definito per il 2050 Le fonti energetiche a livello globale sono in prevalenza fossili 80 90 concentrate in pochi areali Alcune informazioni sulle fonti energetiche non rinnovabili GAS PETROLIO CARBONE NATURALE me x 10 barili x 10 tx 109 Riserve mondiali x 10 174 436 171 1 206 781 841 086 Consumo mondiale per sec 92 653 986 203 Consumo mondiale per gg x 10 80 521 2 85 2 17 5 Data stimata di esaurimento 12 9 2068 22 10 2047 9 5 2140 1 2 LE FONTI RINNOVABILI Le energie da fonti rinnovabili definite da molti per convenzione energie rinnovabili sono quelle derivate dall utilizzo di materiali
6. Dunque l obiettivo iniziale di una LCA quello di ripercorrere a ritroso tutte le filiere produttive del sistema indagato fino all estrazione delle materie prime nel modo pi completo possibile e stimare l errore che si compie trascurando alcune unit di processo La ISO molto chiara in proposito i criteri adottati nello stabilire i confini del sistema devono essere identificati e giustificati nel campo di applicazione dello studio Anche il periodo di riferimento costituisce un vincolo nella scelta dei confini dell analisi I dati inoltre possono rappresentare una situazione media di funzionamento del sistema oppure la migliore tecnologia a disposizione BAT Best Avaliable Techniques Tutte queste informazioni che vanno a costituire le fondamenta su cui impostare l intera analisi sono raggruppate secondo la ISO 14040 nel campo di applicazione dello studio che rappresentano una sorta di carta d identit con requisiti limiti e ipotesi iniziali 208 Gli esperti nel campo stanno investendo notevoli energie per cercare di trovare un codice che consenta di utilizzare contemporaneamente grandezze energetiche ambientali ed economiche L approccio metodologico dell LCA prevede ora soltanto l impiego di grandezze energetiche ed ambientali con l intendo di collegarle a quelle economiche solo in un momento successivo e in modo indipendente Requisiti di qualit e affidabilit dei dati Tale fase i
7. accumulo dei tronchi trasporto con trattore all imposto cippatura all imposto stoccaggio cumuli di cippato in piattaforma scoperta trasporto cippato all impianto di utilizzazione con autocarro FLOW CHART MACROFASE 1 Taglio avviene con la motosega per abbattimento alberi dal tronco e TAGLIO oro caduta nella zona di abbatitura eventuale taglio dei tronchi se I maggiori dello spezzone di 5 m ESBOSCO STAGIONATURA Raccolta tronchi con argano ed escavatrice con pinza azionate dal trattore dal punto di abbattitura all imposto in rada nel bosco Legna meglio stagionata in modo che risulti a basso contenuto idrico in tal modo risulta secca al giusto punto per avere massimo rendimento in caldaia Trasporto della cippatrice dall azienda all imposto in CIPPATURA cui sono accatastati i tronchi stagionati in rada e cippatura di tale legna all imposto TRASPORTO Trasporto cippato stoccato all imposto fino all impianto di utilizzo del cippato a Castel d aiano a 7 2 km di distanza tramite autocarro 255 FASE 1_ TAGLIO Si utilizzano i seguenti tipi di alberi robinia e pioppo Non si tratta di colture dedicate ma di bosco spontaneo che non viene pertanto irrigato e fertilizzato bosco ceduo cio che cedi legna Il bosco situato ad una distanza dall azienda di circa 500 m Si utilizzano come attrezzature per il taglio la motosega ne hanno tre marca Still funziona con miscela oli
8. 14961 del 2005 Direttiva biocombustibili solidi che cataloga la dimensione delle particelle dello sminuzzato in sei classi granulometriche lt 3 mm 3 15 mm 16 45 mm 46 63 mm 64 100 mm gt 100 mm Ci possono essere due schemi di possibili filiere legno energia per l alimentazione di caldaie a cippato in zona montana nell ottica dell impresa boschiva che gestisce la filiera 1 Diradamento in bosco Le fasi sono abbattimento esbosco pianta intera allestimento meccanizzato all imposto con trascinatori ad argano ed escavatrici con pinza per accatastare i tronchi carico legname su autotreno trasporto alla piattaforma di cippatura scarico da autotreno stagionatura cippatura conferimento cippato con autotreno 2 Taglio di maturit in bosco I residui di lavorazione sono materiale presente a bordo strada a costo 0 Le fasi sono cippatura residui di lavorazione conferimento cippato con autotreno 2 11 5 Vantaggi e svantaggi cippatura e unit di misura Vantaggi minore prezzo d acquisto minore densit volumetrica il cippato pu essere considerato quasi alla stregua di un liquido in quanto non possiede un proprio volume ma assume quello del recipiente che lo contiene per tale motivo si parla di massa volumica apparente kg m3 funzione delle caratteristiche morfometriche di pezzatura e di forma delle scaglie che ne determinano il grado di costipazione maggiore facilit di movimentazione e
9. La classificazione qualitativa dei combustibili solidi definita a livello europeo dalla specifica tecnica CEN TS 14961 Tale specifica definisce una serie di informazioni normative che devono essere prese in considerazione nella stesura dei contratti di fornitura e le relative dichiarazioni di qualit del combustibile fornito Determinazione contenuto idrico Oggi la tecnologia offre strumenti portatili e pratici per la determinazione del contenuto idrico del legno molto utili nel attuazione di contratti a peso La precisione del risultato dipende dalla rappresentativit del campione e dell accuratezza con cui l operatore effettua le misurazioni Importante risulta l impostazione iniziale degli strumenti 69 Esitono due tipologie di strumenti che si differenziano per il metodo di determinazione la precisione e la rapidit della misura gt Bilancia a infrarossi bilancia di alta precisione che utilizza il metodo di essicazione a raggi infrarossi gt Analizzatore del contenuto idrico utilizza contenitori con il metodo di misura della costante dielettrica con un buon grado di precisione L operatore versa 3 5 kg di cipapto e il display restituisce il valore in pochi secondi Si utilizzano quindi questi strumenti a contatto che misurano la costante dielettrica carica elettrostatica che tanto maggiore quanto pi elevata l umidit del legno Negli ultimi anno sono stati sviluppati strumenti specifici per i
10. Per realizzare un definitivo salto di qualit del sistema biomasse da un mercato di nicchia e assistito ad un affermato e stabile sistema competitivo ed organizzato occorre selezionare tra le tante possibili opzioni le filiere energetiche di successo caratterizzate da maturit tecnologica compatibilit ambientale sicura accettabilit sociale ed elevato indice di fattibilit economica Occorre pertanto adoperarsi nell attivazione di una domanda stabile attraverso un adeguata campagna informativa e promozionale per conferire stabilit al mercato adeguate garanzie ai consumatori e speranze di reddito agli imprenditori che intendano avventurarsi nel progetto biomasse 2 9 IMPATTO AMBIENTALE BIOMASSE LEGNOSE Se coltivate in maniera sostenibile e nessuna produzione di gas serra e basso contenuto di solfuri che riduce le piogge acide Le ceneri costituiscono l effluente solido principale Sono costituite in massima parte da sostanze inerti e incombuste quali silice ossidi di alluminio potassio calcio magnesio sodio altri metalli in tracce e agglomerati carboniosi Le ceneri da combustione del legno sono quindi costituite da materiale carbonioso incombusto ad es cellulosa e in quota maggiore dalla componente minerale della biomassa in ingresso Il quantitativo di ceneri prodotte dipende dalla tipologia e dalla qualit della biomassa utilizzata dalla tecnologia impiegata per la conversione energetica e alla su
11. basata su una sega a nastro che lavorano grandi diametri e danno basse perdite di segagione oppure su seghe a disco per diametri minori e presentano maggiori perdite di segagione Per lavorare un legno duro occorre una potenza maggiore e i legni si spaccano pi facilmente allo stato fresco che stagionato 44 2 11 2 Pellet wood pellet Il pellet semplicemente segatura pressata ed assolutamente privo di qualsiasi collante o additivo chimico Viene ricavato dagli scarti di legno di qualunque provenienza Il pellet di legno un combustibile ricavato da scarti legnosi derivanti da lavorazioni industriali o da tagli boschivi essiccati e successivamente pressati meccanicamente fino ad ottenere dei piccoli cilindretti di diametro variabile tra 5 e 8 mm e altezza di 10 20 mm Generalmente per ottenere pellets s impiegano segatura e scaglie polverizzate di legno vergine cio non trattato con corrosivi colle vernici E un prodotto compatto senza ricorrere all aggiunta di additivi e sostanze chimiche estranee al legno si ottiene quindi un combustibile naturale ad alta resa Per effetto della pressatura il potere calorifico del pellet a parit di volume circa doppio rispetto a quello del legno Sul rendimento calorico influisce anche la specie legnosa e l umidit in particolare esso aumenta all aumentare della percentuale di legni duri presenti nel materiale di origine 1m diolio 6 m di legna 18 m
12. dei servizi energetici Questi servizi contribuiscono a soddisfare i bisogni come l alimentazione e l alloggio e lo sviluppo sociale migliorando anche l istruzione e la salute pubblica L energia elettrica quindi svolge un ruolo fondamentale per lo sviluppo umano Nei paesi pi poveri purtroppo siamo ancora indietro su questo processo i tassi di elettrificazione aumenteranno ma il numero totale di persone senza elettricit diminuir leggermente 11 Tutte le regioni in via di sviluppo per avranno un aumento dell uso pro capite di energia e un migliore accesso ai moderni servizi energetici come l elettricit I governi devono agire in modo deciso e per spezzare il circolo vizioso della povert energetica e del sottosviluppo nei paesi pi poveri del mondo Quest azione richieder un aumento dell offerta di energia commerciale a prezzi accessibili inoltre un adeguato controllo del settore dell energia sar indispensabile per migliore la quantit e qualit dei servizi energetici Si ipotizza quindi un quadro dell energia pi efficiente e pi rispettoso dell ambiente per favorire una rapida diffusione di tecnologie pi efficienti e pulite Innanzitutto si auspica una riduzione della domanda di combustibili fossili soprattutto grazie a politiche volte a promuovere le energie rinnovabili facendo inoltre anche diminuire la dipendenza dalle importazioni di petrolio Secondo ipotesi di scenari le emissioni nei p
13. di altri progetti indipendenti porter a decisioni peggiori Terzo se una azienda si trova dinanzi a due progetti che per semplicit chiamiamo A e B il valore attuale netto dell investimento congiunto VAN A B VAN A VAN B 370 Il VAN dipende solo dai flussi di cassa di un progetto e dal suo costo opportunit del capitale non bisogna invece considerare il reddito contabile Il tempo di recupero Alcune imprese richiedono spesso che la spesa iniziale per un qualsiasi progetto sia recuperabile entro un certo periodo prefissato cut off period Il tempo di recupero di un progetto si ottiene calcolando il numero degli anni affinch i flussi di cassa cumulati previsti eguaglino l investimento iniziale Molti progetti di investimento risultano attraenti dal punto di vista del tempo di recupero ma al contempo presentano un VAN negativo quindi dovrebbero essere scartati Ci accade perch la decisione di accettare un investimento con il metodo del tempo di recupero dipende dalla scelta del cut off period e tale scelta una scelta arbitraria varia da azienda ad azienda Quindi indipendentemente dalla scelta del cut off period la regola del tempo di recupero fornisce risposte diverse da quella del VAN La regola del tempo di recupero fornisce risposte sbagliate per i seguenti motivi 1 Ignora tutti i flussi di cassa successivi al cut off period 2 Considera allo stesso modo tutti i flussi di cassa all
14. di impianti zoologici gt chi produce biogas oltre a rendersi autonomo sul fronte energetico pu immettere sul mercato l elettricit in eccesso e incassare oltre al prezzo del quantitativo di elettricit immessa in rete anche il prezzo dei certificati verdi che impone ai consumatori di energia fossile di sostituire parte di questa energia con energia da fonte rinnovabile 183 L energia elettrica ci viene acquistata dall ENEL al prezzo di 0 09 Euro per Kwh pi 0 09 Euro per Kwh che ci vengono dati per i certificati verdi L energia elettrica ci viene perci pagata a 0 18 Euro per Kwh Il fertilizzante viene venduto Macchinari da cui composto e Prima vasca di raccolta liquami formata da muri in cemento rivestiti con materiale impermeabile realizzata presso le stalle in cui viene raccolto direttamente il liquame e successivamente cos pompato alla vasca di stoccaggio dei liquami e Tre fermentatori e un gasometro e Impianto sotterraneo di rimozione del vapore acqueo e dell azoto elementi dannosi per i motori e Motore per la produzione di energia elettrica e Sistema di raffreddamento del motore dal quale si ricava il sistema di teleriscaldamento per le abitazioni e la stalla e la temperatura nei fermentatori e Stabile nel quale sono presenti i quadri elettrici necessari per il controllo delle fasi di produzione e dell erogazione in rete dell energia UTENZE DELL IMPIANTO
15. effetto della sostanza sul problema ambientale considerato ed stabilito da un Authority sulla base di considerazioni di carattere prettamente scientifico Di seguito sono elencati i fattori peso per le varie categorie di impatto proposti da CML nell ottobre 1992 e Perla categoria estrazione di risorse abiotiche il rapporto utilizzo riserva W espresso dalla relazione W G R dove G il consumo corrente globale del minerale j Rj la riserva del minerale j 218 e Per la categoria estrazione di risorse biotiche non ancora stata realizzata una determinazione attendibile si potrebbe definire un indicatore basato sulla rarit e sul tasso di rigenerazione della risorsa e Per l effetto serra viene usato il parametro Potenziale di Riscaldamento Globale Global Warming Potential GWP che definisce la potenziale influenza di una sostanza valutata in termini relativi rispetto alla CO secondo orizzonti temporali di 20 100 e 500 anni questo per tenere conto del fatto che le varie sostanze si decompongono e inattivano solo in periodi di tempo molto lunghi e Perl impoverimento dell ozono stato introdotto il parametro Potenziale di Riduzione dell Ozono stratosferico Ozone Depletion Potential ODP la sostanza di confronto rispetto alla quale si valuta l effetto delle altre il CFC11 e Per l effetto dell ecotossicit sono stati introdotti i seguenti parametri ECA Aquatic Ecot
16. energia termica prodotta dall impianto in quanto 1 acqua calda un rifiuto dei cogeneratori 600 kW di energia termica prodotta Si fa cio girare acqua calda in dei riscaldatori all interno delle tre vasche per scaldarle nel caso la temperatura va sotto i 42 gradi mentre se si scaldano troppo nelle celle viene immesso nuovo liquame che cos rinfresca la temperatura Ci sono tubi di acciaio che collegano le diverse vasche fra loro e dall ultimo fermentatore gasometro si collega alla sala macchine e all interno vi circola il biogas mentre nei tubi in plastica circola il digestato Vasche sono di 6 metri di altezza ci sono 40 cm di cemento sopra in alto soletta 50 cm di vuoto per far circolare il biogas nel primo e secondo fermentatore e il resto 5 5 m di digestato Diametro delle vasche di 16 metri Tutto ci che all interno delle vasche va mantenuto mescolato sempre tramite agitatori a pale di 4 m di diametro e mescolano per 6 minuti ogni 20 minuti La terza vasca detta gasometro un recipiente elastico tipo tendone da circo che contiene biogas e tale parete in alto si gonfia o meno in base alla quantit di biogas che vi 191 circola all interno Alla fine il digestato rimasto lo pompo in un altra vasca vasca 4 la quale ha il collegamento poi diretto nei campi tramite pompa per concimare Il digestato per divenire tale rimane all interno dei fermentatori 80 90 giorni il risultato del p
17. impianto abbia numero di fermate annuali di 20 volte tale numero abbastanza elevato dovuto al fatto che tale impianto ancora in fase sperimentale Gli elementi costituenti tale processo di produzione calore ed elettricit sono due 1_Un primo bruciatore a metano gas naturale utilizzato per far giungere la camera di combustione a una certa temperatura in avvio per poter realizzare la combustione del cippato nel gassificatore Tale bruciatore all avvio dell impianto alimentato per mezz ora con potenza di picco di circa 60 kWh termici e dopo va a regime in pratica costituisce la pre accensione dell impianto in avvio 266 Funzionando a metano all interno del database esistente si ricercata la voce Natural gas boiler blast burner all interno della categoria Energy Gas Furnace L unit di misura prevista il kWh si devono perci calcolare i kWh erogati in input per avere 1 kWh equivalente 1 kWh lo chiamo equivalente intendendo il kWh costituito per una quota parte del 70 da kWh termico per il 17 5 da kWh elettrico e 12 5 da kWh disperso Il primo bruciatore funziona per mezz ora per 20 volte all anno con un assorbimento di 60 kW 1 2 h 20 10 h di funzionamento per l avvio anno 10 60 kW impiegati 600 kWh consumo annuale bruciatore 1 per avviare il gassicifatore 600 1 050 000 kWh prodotti all anno dal impianto 0 000571 kWh 2_Un secondo bruciato
18. impianto e pertanto redatto dal costruttore dell impianto e non limitato a quello di prodotto 413 L applicazione della IEC 61511 utile per ottenere i sistemi di allarme e blocco automatico per i parametri operativi critici e i blocchi di emergenza degli impianti tecnologici da attuare per i rapporti di sicurezza previsti dal D Lgs concernente il controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose Sempre riguardo ai grandi impianti questa si integra con la rivelazione incendio e gas Il sistema di sicurezza deve avere un indicazione di stato deve essere dotato di indicatori visivi e uditivi o segnali di avvertimento per il controllo della disponibilit del sistema componente e dello stato di attivazione L indicazione dello stato del sistema deve essere situata presso il pannello di controllo del processo oppure presso il sistema di controllo distribuito L indicazione dello stato dei componenti deve essere situata in posizioni simili o presso il dispositivo in base alle necessit La Norma CEI EN 61508 costituisce un validissimo ed utile supporto a valutazioni numeriche direttamente collegabili ai principi per la valutazione del rischio In Italia negli ultimi anni nelle aziende a rischio di incidente rilevante sono sempre pi evidenti le analisi condotte applicando norme IEC 61508 IEC 61511 in occasione degli adeguamenti tecnologici di sicurezza di impianti esistenti di progetti
19. n cHp rendimento termico della produzione mediante cogenerazione Nisur rendimento termico di riferimento della produzione separa Ne cHp rendimento elettrico della produzione mediante cogenerazione Nerse Valore di rendimento di riferimento per la produzione separata di elettricit PES 1 1 McHp Nisur Necar Ne sHp 128 La cogenerazione definita come un processo integrato di produzione combinata di energia elettrica o meccanica e di energia termica entrambe intese come energie utili realizzato dalla sezione di un impianto di produzione combinata di energia elettrica e calore che a partire da una qualsivoglia combinazione di fonti primarie di energia e con riferimento a ciascun anno solare soddisfa entrambe le condizioni concernenti il risparmio di energia primaria e il limite termico Queste condizioni sono espresse tramite l indice IRE Indice di Risparmio Energetico L indice IRE equivalente all indice PES confronta il consumo dell impianto cogenerativo con quello che si avrebbe producendo la stessa energia termica ed elettrica in sistemi convenzionali di produzione separata Un nuovo impianto di cogenerazione pu essere qualificato come tale solo se PIRE superiore al 10 come per il PES i valori di riferimento dei rendimenti di impianti di generazione separata sono forniti dall AEEG in apposite tabelle anche in funzione del combustibile impiegato Vi sono poi comunque altri metodi come La
20. nella gestione Altro aspetto importante a livello di progettazione l alimentazione L alimentazione condiziona l impianto avviene 24 ore al giorno quindi pi frequente l alimentazione e meglio Deve quindi andare sempre se no non produce 94 Impianto pu essere fuori terra o parzialmente interrato una rampa un contenitore la pala caricatrice che carica il contenitore il quale spinge dentro la parte solida della biomassa cos la parte solida e liquida vengono alimentate separatamente tramite due diverse vie completamente indipendenti Le coclee sono sempre un pensiero un attrezzatura che ruota che ha bisogno di manutenzione e che si consuma nel tempo quindi si pensato invece di avere il caricamento della biomassa a quota zero sollevata con coclea avere una rampa e cos ho solo una coclea che immette all interno Cassone di alimentazione sopraelevato n eri Diverse tipologie di cassoni di deposito del materiale Cassone che deve essere indispensabile qualcuno ancora non lo fa ma fare economia sulle celle di carico e controllo del peso sbagliato perch l alimentazione fondamentale e va controllata Oggi autorizzazione unica richiede il monitoraggio dell impianto Sistemi di trasporto 1 Con nastro di fondo quindi con un trasporto di fondo con catena o con nastro trasportatore 2 A spinta cio parete mobile che spinge il tutto sulla coclea che alimenta 3
21. qualcosa che si muove all interno di un contenitore chiuso e quindi se uno di questi strumenti ha un problema e si brucia il motore per esempio non facile intervenire in quanto devo estrarlo aprire il telo gassometrico di copertura oppure con pozzi predisposti con un pi agevole allontanamento 1 Miscelatore verticale con una miscelazione di fondo e una miscelazione con un paragalleggiante per cui segue il livello Co motorizzazione esterna 2 Miscelatore orizzontale con un asse orizzontale e motorizzazione esterna 0 miscelatore ad asse orizzontale b miscelatore ad asse verticale 93 3 Miscelatore inclinato con motorizzazione interna Con tale miscelatore pu anche avere qualche aggiustamento per variarne la direzione per magari eliminare il problema di galleggiamenti delle croste Sh x 4 Mixer sommergibile con motorizzazione elettrica o aerodinamica interna di solito sostenuto da un palo e quindi posso variarne l altezza a N Z gt Ovvio che la motorizzazione che quella pi suscettibile a problemi all esterno Deve essere quindi completamente affidabile perch se la motorizzazione da problemi devo intervenire vuotare il digestore e intervenire per aggiustarlo Se ho problemi in queste parti o sul cuscinetto di appoggio interno quindi il miscelatore un attrezzatura scelta con grande attenzione in funzione del tipo di massa che voglio utilizzare e dell esperienza
22. quello di controllare un impianto o un processo il pi delle volte di notevoli dimensioni Un sistema di controllo costituito da diversi sottosistemi tra cui quello di acquisizione e di elaborazione dei dati In un DCS tali sottosistemi sono sia fisicamente che tecnologicamente contigui cio presenti sulla stessa macchina Tale macchina in un DCS sar in grado autonomamente di elaborare informazioni e scambiarle con il processo impianto e inoltre con altre macchine presenti nella stessa rete di controllo Rispetto agli SCADA nei DCS l intervento umano svolge un ruolo secondario rispetto al controllo automatico Le differenze da spiegare sarebbero molteplici forse ci vorrebbe un intera seduta di spiegazioni ma si pu sintetizzare in due semplici concetti 1 Un sistema DCS l insieme gerarchico di apparati hardware e software di un unico produttore da lui certificati per la supervisione e il controllo di qualsiasi tipo di processo 2 Un sistema Scada un software di supervisione che solo grazie all integratore di sistemi e apparati di terze parti permette il controllo pi o meno efficace di qualsiasi tipo processo In pratica il DCS una soluzione hardware e software dove il costruttore garantisce e certifica tutto l insieme dei prodotti forniti e la loro affidabilit mentre gli Scada sono solo dei software efficienti che tendono ad imitare spesso solo da lontano le soluzioni DCS ma che non forniscono di base alcu
23. unit funzionale in studio Si possono in questa sezione rappresentare anche scenari diversi da quello considerato e confrontare cos i risultati ottenuti 221 Tale fase non ha ancora raggiunto un livello metodologico pari a quello delle precedenti tuttavia rimane un momento importante poich consente ove possibile un miglioramento dell impatto ambientale in termini di diminuzione della richiesta d energia delle emissioni dell uso di risorse ecc importante rilevare che 1 LCA come tutte le metodologie basate sul confronto non propone una soluzione assoluta ma identifica un insieme di alternative tra le quali poi il decisore sceglier a suo giudizio la migliore L analisi del ciclo di vita infatti pu essere utilizzata per il miglioramento dei processi l innovazione dei prodotti secondo standard di produzione sostenibile sviluppo di strategie di politica ambientale Di solito questa fase consente di individuare e apportare puntuali modifiche o di adottare azioni necessarie alla riprogettazione dell intero sistema al fine di migliorarne lo stato di fatto Lo scopo ultimo tuttavia quello di ricercare la massima ecoefficienza La norma ISO definisce questa fase dell LCA come il momento in cui realizzare una valida correlazione tra i risultati dell analisi di inventario e di quella degli impatti La norma inoltre richiama fortemente il fatto che solo una chiara e comprensibile completa e consistente p
24. uso della terra coltivata o potenzialmente coltivabile molto diverso in funzione di fattori pedoclimatici sociali politici economici Anche il fabbisogno individuale molto diverso a secondo dell areale considerato 9 5 ettari per un cittadino statunitense e mezzo ettaro per un cittadino africano Considerando poi che nei paesi in via di sviluppo la terra poco male utilizzata mentre in quelli industrializzati spesso sovra sfruttata e ridotta dalla urbanizzazione crescente L andamento dei mercati appare d altronde molto pi influenzato da fenomeni speculativi che non dalla concorrenza food non food In media non sembra quindi che i biocarburanti facciano concorrenza alle culture alimentari Nei paesi in via di sviluppo i terreni coltivabili sono mal usati non vengono applicate tecniche per rimediare all acidit e alla scarsa fertilit dei suoli tropicali quindi i terreni dopo essere stai coltivati devono essere lasciati a lungo a riposo il 90 dei terreni arabili in Africa non vengono usati per molto tempo In molti paesi in via di sviluppo quindi vi potenziali sono enormi v si dovrebbero recuperare terreni incolti e mal coltivati v sostenibilit economica e ambientale v ci pu essere ottenuto solo con l applicazione rigorosa delle conoscenze tecniche generali e la messa a punto di quelle specifiche per le diverse condizioni di coltura Filiera agro energetica Nuova modalit di intervento sul terri
25. 47 1 0 260 67 7 963 0 724 69 2 0 378 9 83 1400 177 Si intende valutare se risulta migliore dal punto di vista dell inquinamento la produzione cogenerativa o separata di energia Come evidenziato nelle tabelle risulta nettamente favorevole la situazione di produzione cogenerativa come impatto su tutti i sette indici ambientali Di seguito riportato anche il grafico di confronto tra le due tipologie di produzione per avere una valutazione diretta e immediata dell alternativa migliore per l impatto ambientale I tre grafici vengono elaborati in automatico dal programma qui per semplicit riportato solamente il Probable Case OZON_FC EUTR Probable case PTU 00E402 A 1 00E 04 va 1 00E403 _ cogenerativo Produzione separata 178 3 3 IMPIANTO AGRICOLO MENGOLI DI CASTENASO Tale impianto consiste nella costruzione di un impianto centralizzato di produzione di energia elettrica partendo da liquami per la produzione di biogas ricavato da fonti rinnovabili avendo come obiettivo primario la tutela dell ambiente tramite lo sviluppo di fonti rinnovabili per la produzione di energia pulita Visto il gran fabbisogno la scarsa reperibilit il prezzo elevato delle fonti fossili provenienti da paesi esteri e l inquinamento che queste producono utilizzare elementi di rifiuto da trasformare in energia La cogenerazione da biomasse una realt impia
26. 80 KW per 90 ore Si stima che l autosufficienza energetica dell azienda consenta di migliorare il bilancio energetico riducendo il costo dei prodotti energetici del 30 Inoltre all interno dell azienda la produzione energetica consente di sviluppare sinergie e complementarit fra produzione di biodiesel produzione zootecnica e riciclo dei reflui nella produzione del biogas si realizza quindi un ciclo chiuso con impatto ambientale zero e zero emissioni come residui Questo approccio consente diversi vantaggi all azienda O vantaggio energetico poter migliorare il bilancio energetico aziendale con la cogenerazione O vantaggio economico vendita di prodotti energetici in canali diversi del mercato O vantaggio ecologico riduzione dei gas ad effetto serra e delle emissioni maleodoranti Agli aspetti positivi vanno comunque considerati dei vincoli di tipo economico dovuti alle modeste dimensioni degli impianti di trasformazione che limitano i vantaggi delle economie di scala che potrebbero essere realizzati con una migliore organizzazione della filiera La mancanza di un sistema organico di produzione raccolta e trasporto delle biomasse una delle principali cause degli elevati costi di generazione della bioenergia Le filiere agro energetiche sono filiere per la produzione di energia a partire da fonti di origine vegetale Innanzitutto occorre sottolineare che gli aspetti socio economici delle agro energie s
27. Ecotoxicity soil cronic espresso in m influenzato dalla fase di taglio con 44 300 m seguita dalla fase di cippatura con 6 780 m All Human toxicity air calcolata in m contribuiscono il taglio con 6 31x10 m seguito dalla fase di carico con 3 79 x 10 m infine la cippatura con 1 140 000 000 m All Human toxicity water calcolata in m contribuiscono il carico con 23 800 m segue la cipaptura con 5 800 m infine il taglio con 1 380 m All Human toxicity soil calcolato in m contribuisce maggiormente la cipaptura con 3 800 m seguita dalla cippatura con 492 m Resources all espresso in kg influenzato principalmente dalla fase di trasporto 0 0000195 kg seguita dalla fase di esbosco 0 0000126 kg e infine dal trasporto ceneri 0 0000097 kg Il seguente grafico rappresenta i risultati ottenuti con il metodo EDIP UMIP 96 relativamente all analisi del ciclo di vita della produzione di 4 500 quintali di cippato In particolare ad ogni categoria di impatto associato il contributo di ciascuna fase della filiera espresso in percentuale 281 Giobalw Ozone Acidificati Eutrophic Photoche Ecotoxicit Ecotoxicit Ecotoxicit Human to Human to Human to Bulk was Hazardou Radioacti Slags Resource s all arming depletion on ation micalsmo y water ywater ysoilchr xicityair xicity wat xicity soil te s waste ve waste ashes ME TAGLIO Fen ME ESB0SCO Fen IZ CIPPATURA Fen ME TRASPO
28. In questo caso risultano modificati anche i totali per Taglio ed Esbosco in quanto il 30 deriva da scarti di altre lavorazioni e quindi non costituisce il totale da cui derivano 1 4 500 q di cippato annuali 286 512 200 30 358 540 kg totali di albero per ottenere il cippato 358 540 153 660 kg derivanti da scarto di lavorazioni precedenti Il valore totale nella fase di assemblaggio da inserire perci 358 540 kg di alberi per la fase di taglio ed esbosco non pi 512 000 kg FASE 2_ESBOSCO Il verricello e la gru a cavo le troviamo nel database sotto la stessa voce Tractor and Trailer Il metodo con verricello identico al precedente anche per caratteristiche trattore e suoi strumenti Il raggio medio di km in cui sono situati i boschi da cui si prelevano gli alberi 15 km consideriamo quindi una media di 7 5 km di distanza Vi sono inoltre anche i km dalla zona di abbattimento in cui vi si arriva col trattore all imposto in cui avviene la cippatura che risulta pari a circa 200 metri 7 5 0 2 7 7 km percorsi per l esbosco 7 1 1 7 13 09 km totali km totali compiuti da un carico di alberi sul trattore Capacit di carico del trattore risulta pari a 10 t equivalenti a 10 000 kg 13 09 10 000 0 00131 kgkm km per trasportare 1 kg di alberi FASE 3_CIPPATURA La cippatrice ha una capacit di 20 q ora di cippato con consumo medio di combustibile di 5 8 litri di gasolio ora Il numero da
29. ambiente rappresentato da tutte le estrazioni e le immissioni che avvengono durante l intero ciclo di vita e il confine fra i processi ritenuti rilevanti e quelli irrilevanti in questa fase si decide l estensione dello studio stabilendo ci che deve essere incluso e ci che invece deve essere trascurato Si tiene in considerazione lo scopo dello studio precedentemente definito e ci si basa su considerazioni pratiche fondate sull opportunit di non coinvolgere elementi che di fatto non hanno alcuna rilevanza sostanziale sui risultati finali 2 Elaborazioni dei dati Data Processing raccolti i dati questi vengono correlati a tutte le unit di processo che concorrono alla produzione dell unit funzionale in studio dove per ciascuna unit di processo si determiner un appropriata unit di misura per il flusso di riferimento Successivamente i dati riguardanti l impatto vengono trasformati e riferiti all unit funzionale di prodotto attraverso la definizione di un fattore di contribuzione che esprime il contributo di ciascun processo rispetto alla produzione di un unit funzionale espressa attraverso l unit di misura prescelta Questo procedimento dovr essere eseguito per tutte le sostanze presenti in ciascun processo Un problema che pu presentarsi durante questa fase riguarda la ripartizione dei consumi e degli impatti relativi a prodotti differenti generati da uno stesso processo produttivo
30. che il motore bruci la quantit di ossigeno e idrogeno che rimane incombusta in modo che non rimanga nulla di incombusto che provocherebbe emissioni dannose in atmosfera fare in modo che sia sempre tutto carburato indispensabile per avere una costanze nella produzione del biogas e ci significa che il motore a scoppio giri sempre nel modo migliore possibile e siano garantiti i giri al minuto richiesti per il buon funzionamento Da tali controlli si riesce cos a monitorare l impianto e a intervenire per risolvere gli eventuali problemi ad esempio se la temperatura nei fermentatori non costante attorno ai 42 gradi occorre disabilitare un fermentatore mentre l altro continua a funzionare regolarmente 433 L insorgere di un problema pu essere sapendo che in condizioni di corretto A A Fra A 2 x n cn funzionamento si ottengono 160 180 m di biogas ogni ora se ci non avviene significa che qualcosa non va e si procede nel testare le diverse sezioni dell impianto per identificare il problema sicurezza passiva 7 6 1 Architettura di controllo Come per l impianto di Castel d Aiano anche questo impianto presenta un controllo distribuito realizzato mediante 3 CPU una che realizza il controllo sul motore una che esegue un controllo sull impianto per quanto riguarda il carico la temperatura nei fermentatori le diverse pompe pompe tra un fermentatore e l altro pompaggio liquami in vasca pompaggio biogas nel
31. della zona nel comune di Castel d Aiano Si tratta di un sistema di cogenerazione basato sulla gassificazione delle biomasse cippato di legno ed un motore a combustione esterna di Stirling per la generazione di calore abbinata con l energia elettrica In Europa la produzione combinata di calore ed energia elettrica di piccola taglia come questo attraverso l utilizzo di un combustibile rinnovabile come il cippato di legno ancora un settore in cui non sono presenti molte esperienze Tale impianto senza alcun dubbio quindi un impianto pilota e fortemente innovativo Lo sviluppo di un sistema di cogenerazione di piccola taglia offre numerosi vantaggi di carattere sia ambientale che di sostenibilit installare un impianto centralizzato che possa soddisfare il fabbisogno elettrico e termico di piccoli insediamenti abitativi complessi sportivi scolastici o ricreativi anche in zona montana permette una sicura diffusione della tecnologia con conseguenti benefici all occupazione e la valorizzazione delle risorse locali dell Appennino Tosco Emiliano sulla produzione di energia rinnovabile distribuita nel territorio e sull avvio di filiere agricole e forestali Gli edifici pi importanti che sono serviti dall impianto fanno parte del complesso delle scuole elementari e medie piuttosto ampio che prima della realizzazione di tale impianto era riscaldato tramite la combustione diretta del metano in caldaie di vecchia generazione
32. denominato residuo che dovr corrispondere o superare i nostri obiettivi iniziali Un tipico esempio quello di evitare il superamento del livello di rischio definito accettabile come quello di una pressione ammissibile per un attrezzatura Questa funzione di sicurezza o sicurezza funzionale potrebbe essere svolta da una valvola di regolazione che assicuri un livello di pressione su una linea in determinate condizioni di rischio dell impianto e nel contempo garantisca valori di regolazione nel funzionamento ordinario Verificate le probabilit numeriche che la catena di sicurezza fallisca alla richiesta di intervento in caso di anomalie di esercizio inclusi gli errori umani e di funzionamento valutati come rischio senza trascurare il fatto che il medesimo componente svolge numerose operazioni nel funzionamento ordinario questa potrebbe affiancarsi o addirittura sostituire una protezione passiva ad esempio un riduttore di pressione a coefficiente volumetrico fisso Si intuisce che se da un lato l adozione estensiva della sicurezza funzionale incentiva la sempre minor adozione di dispositivi attivi di mitigazione esempio valvole di sicurezza dischi di rottura ecc dall altro impone uno standard tecnologico di elevata affidabilit e costantemente in funzione per ricoprire nuove funzioni di prevenzione Tutte le Direttive di prodotto che fondano la sicurezza sul principio di affidabilit associano a tale requisito quello di au
33. di cippato 3 m di pellet Il processo di pellettizzazione prevede diverse fasi Il materiale legnoso di partenza viene posto in forno per essere essiccato allo scopo di ottenere un prodotto con grado di umidit non superiore all 8 12 In seguito viene sminuzzato al fine di omogeneizzare le dimensioni dei componenti Successivamente la materia prima giunge alla macchina pellettizzatrice dove subir una compressione a pressione molto elevata dell ordine di 100 bar necessaria a miscelare tra loro differenti specie legnose e scarti di lavorazione ma soprattutto per eliminare i vuoti 45 L attrito che si viene a creare tra le particelle produce un brusco innalzamento della temperatura fino a 250 C che determina fenomeni di parziale fluidificazione e polimerizzazione della lignina in tal modo non si rende necessaria l aggiunta di leganti peraltro vietati o comunque fortemente limitati dalle legislazioni di molti Paesi Alcuni Stati consentono l impiego di una percentuale variabile tra 1 3 in peso di collanti biologici come l amido la melassa gli oli vegetali il sulfonato di lignina la fecola di patate la farina di mais Raw material Raw material A seguito dell estrusione dalla macchina pellettizzatrice il pellet viene sottoposto ad una fase di raffreddamento necessaria ad evitare indesiderate situazioni di autoaccensione Il pellet viene poi depositato in silos o confezionato in appositi sacchi ques
34. emesse in atmosfera dannose per l ecosistema ambientale del pianeta 277 Network relativo alla macro categoria Ecosystem Quality Per il network della macro categoria Risorse Resources si evidenziano i risultati esposti precedentemente cio l impatto maggiore deriva dal trasporto del cippato con un 62 3 di incidenza a seguire il trasporto delle ceneri con un 29 6 di incidenza e infine l esbosco in misura minore con una percentuale del 8 09 Questo perch appunto il cippato da trasportare in quantit maggiore delle ceneri da trasportare e il camino dedicato al cippato pi piccolo ci comporta un numero di viaggi assai maggiore all anno nonostante i km a viaggio siano nettamente inferiori 278 Network relativo alla macro categoria Resources 279 SimaPro 6 0 5 2 3 Risultati con metodo Edip Umip96 Data 04 11 201 Periodo 20 05 26 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP World Dk Valore Caratterizzazione Categoria Unit Global war g CO2 Ozone dep g CFC11 Acidificaticg S02 Eutrophica g NO3 Photocheng ethene Ecotoxicity m3 Ecotoxicity m3 Ecotoxicity m3 Human tox m3 Human tox m3 Human tox m3 Bulk waste kg Hazardous kg Radioactiv kg Slags asht kg Resources kg Totale 9930000 505000 5 99 0 365 86500 1200 105000 804 4250 2840 5730000 409000 567000 38700 514200 44300 7 84E 09 6 31E 09 30500 1380 4490 3810 x
35. metano che oggi garantiscono il minor costo Un interessante applicazione delle acque geotermiche a basse temperature costituita dall innaffiamento delle colture di serra o dall irrigazione ad effetto climatizzante in grado di garantire produzioni agricole anche nei paesi freddi 17 Capitolo 2 La Biomassa 2 1 LA BIOMASSA COME FONTE ENERGETICA Per biomassa si intende la parte biodegradabile dei prodotti rifiuti e residui provenienti dall agricoltura sostanze vegetali e animali e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse nonch la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani Dalle biomasse vegetali si dovrebbero ottenere principalmente biocarburanti che andrebbero a sostituire parte dei carburanti liquidi tradizionali Attualmente la quasi totalit del fabbisogno energetico mondiale viene soddisfatto dai combustibili fossili vedi tabella le cui riserve come noto sono destinate ad esaurirsi L impiego dei combustibili fossili causa l immissione in atmosfera di forti quantit di CO2 gas che provoca l aumento dell effetto serra e del conseguente aumento della temperatura terrestre fattore che potrebbe portare a cambiamenti climatici catastrofici per il genere umano TIPO POTENZA ENERGIA COMBUSTIBILE TW ALL ANNO EJ Petrolio 5 6 180 Gas Naturale 3 5 110 Carbone 3 8 120 Idroelettrico 0 9 30 Nucleare 0 9 30 Geotermico eolico solare 0 13 4 legno TOTALE
36. oggi anche possibile produrre biogas per la cogenerazione di calore ed elettricit a condizioni vantaggiose La digestione anaerobica un processo biologico complesso per mezzo del quale in assenza di ossigeno la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico costituito prevalentemente da metano e anidride carbonica La produzione di biogas da biomasse esercita in questa fase di crisi del settore primario una forte attrazione su aziende agricole alla ricerca di forme diversificate di reddito soprattutto dopo l approvazione definitiva da parte del Parlamento del disegno di legge che riconosce la remunerazione pi elevata all energia elettrica che ne deriva tariffa omnicomprensiva di 0 28 euro kWh per impianti di potenza non superiore ad 1MW In realt manca ancora una disciplina specifica che regoli il trasporto di biomasse agricole e agro industriali la loro digestione anaerobica e la destinazione finale del digestato L emanazione del Testo unico ambientale decreto legislativo n 152 2006 parzialmente corretto con il successivo decreto legislativo n 4 2008 costituisce un importante passo avanti anche se ci non servito a fare completa chiarezza e a colmare alcune lacune eIn merito all autorizzazione alle emissioni in atmosfera si riscontrano posizioni completamente diverse secondo alcuni le apparecchiature di produzione di energia con trasformazione del biogas inserite in un azienda agric
37. prodotto Quanta parte del ciclo di vita del prodotto deve essere incluso nell LCA Quali cambiamenti ambientali devono essere attribuiti al sistema prodotto Quali dati sono necessari Quanto sono attendibili i dati raccolti Com modellato il sistema prodotto Come sono aggregati i dati e come sono trattate le incertezze A quali impatti ambientali e al consumo di quali risorse contribuisce il prodotto Quali di questi contributi sono pi rilevanti Quali risorse sono pi importanti Quali lacune nei dati sono pi rilevanti Definizione della meta La prima fase dell LCA consiste nella definizione dei suoi obiettivi Questo comporta la determinazione dell uso al quale l analisi ambientale verr destinata e allo stesso tempo la stima di ci per cui pu o non pu essere utilizzata Il metodo EDIP identifica quattro principali applicazioni dell LCA nello sviluppo del prodotto che sono raccolte in due principali obiettivi chiamati focusing e selecting e Focusing utilizzato nell LCA per generare le informazioni ambientali relative al ciclo di vita del prodotto identificare i miglioramenti potenziali includere un confronto con le alternative designare un punto focale riferito all ambiente e determinare dove esso risiede nel prodotto e Selecting utilizzato nell LCA per confrontare le soluzioni alternative a livello di concetto confrontare le soluzioni alternative a livello di detta
38. soggetta una persona media nel 1990 Ma anche se i potenziali impatti per due differenti categorie d impatto sono ugualmente grandi nella normalizzazione questo non significa che siano ugualmente seri Occorre infatti attribuire un peso a ciascuna categoria d impatto La gravit delle categorie d impatto espressa da un insieme di fattori peso per categoria d impatto riferiti alle principali aree quella ambientale delle risorse e dell ambiente di lavoro La ponderazione pu essere fatta moltiplicando il potenziale impatto normalizzato o il valore del consumo di risorse con il fattore peso associato alla categoria d impatto o al consumo di risorse in questione 4 2 SOFTWARE SIMAPRO 6 0 SimaPro un codice di calcolo basato sul metodo LCA per la valutazione del ciclo di vita dei prodotti e processi in relazione al loro impatto ambientale Nella figura seguente riportato lo schema di calcolo utilizzato dal metodo nella figura i vari blocchi sono stati rappresentati con colori diversi in tal modo si voluto mettere in evidenza la differenza tra i boxes rossi impiegati per la raccolta dei dati e riservati al prodotto e a ciascuno dei suoi componenti tra quelli blu relativi ai dati contenuti nel database e quelli verdi inerenti il calcolo e la valutazione Nel momento in cui ci si appresta a realizzare 1 LCA di un qualsiasi prodotto necessario poter disporre di informazioni dettagliate riguardo a ciascuno dei suoi
39. uso agronomico sulla base delle biomasse in ingresso e della vulnerabilit del terreno 3 Maggiore di 1 MW elettrico impianti di grossa taglia non presenti in Emilia Romagna Per tali tipologie di impianto le procedure divengono pi complesse per la molteplicit della autorizzazioni concorrenti Screening Valutazione di Impatto Ambientale VIA Autorizzazione Integrata Ambientale AIA Valutazione di Incidenza ecc in capo ad autorit competenti diverse Il 387 tratta quindi gli impianti a biomassa sia di origine agricola sia essa un prodotto sia essa un rifiuto All Art 12 dice che si vuole incentivare le fonti rinnovabili per cui necessario ricondursi ad un unico procedimento tutte le pratiche autorizzazioni che sono richieste per arrivare alla costruzione e gestione dell impianto L Autorizzazione Unica completa contenuta nel D Lgs 387 prevista nei casi 110 1 Per gli impianti di potenza nominale inferiore o uguale a 3 MW termici o 1 MW elettrico che prevedano l utilizzo di materiali organici classificati come rifiuti nel D Lgs 152 se trattiamo rifiuti dobbiamo rispettare tutto quanto dettato dalla parte IV del Testo Unico Ambientale 2 Per impianti di potenza nominale superiore a 3 MW termici e 1 MW elettrico indipendentemente dai materiali organici trattati Questa procedura consiste in una autorizzazione unica da parte delle provincie nel rispetto delle normative vigenti in materia
40. x r 5 x 0 507 5 3 93 m 3 93 3 5 q m 13 86 q di cippato Peso specifico pioppo medio 400 kg m 400 kg m 3 93 1 572 kg 15 72 q _ peso di un taglio di 5 metri 15 min 1 572 kg 0 01 min_ pioppo Si ipotizza di usare una fornitura costituita dal 50 di robinia e dal 50 di pioppo e si stima quindi un tempo medio di utilizzo della motosega pari a 0 018 0 01 2 0 014 min Calcolo del quantitativo di legna da tagliare per ottenere la fornitura di 4 500 q di cippato 2 47 13 86 2 8 16 q medi di cippato 2 82 15 72 2 9 27 q peso medio di un taglio di 5 metri 8 16 4500 q cippato anno 9 27 X X 5 122 q di legna totali 50 robinia e 50 pioppio da cui derivano 4500 q cippato anno 512 200 kg FASE 2_ ESBOSCO L esbosco la fase in cui si trascinano gli alberi abbattuti fuori dalla zona di abbattimento in bosco e li si accatastano in rada all imposto Si utilizza un trattore a cui viene collegato un argano e una escavatrice con pinza Il trattore un SAME Silver 100 cv a diesel il costo medio di circa 80 000 La capacit di carico del trattore di 5 300 Kg Il percorso che compie a pieno carico all interno del bosco per trasportare la legna abbattuta all imposto per la cippatura risulta di 100 metri il percorso a vuoto di 500 m per arrivare dall azienda al bosco e di altri 500 m per ritornare I km totali che compie il trattore ris
41. 100 m si ottiene 10000 cm 50 cm 200 file di piante da seminare Per seminare queste 200 file il trattore va avanti e indietro per la profondit del campo di 60 m per cui 200 60 12 000 m da seminare in totale In totale quindi otteniamo 12 km da seminare all anno 314 In output la quantit ottenuta dalla semina risulta 60 ha 120 q ha 7 200 q di colture ottenute dalla semina 720 000 Kg Nel SimaPro si inserito il mezzo di trasporto tra quelli esistenti del database Tractor and Trailer all interno della categoria Transport Road Tractor and trailer e si calcolata la tratta percorsa annuale per effettuare la semina L unit di misura richiesta dal programma kgkm che indica i km percorsi da 1 kg Nel software Simapro si utilizza un fattore moltiplicativo che tiene conto dei km totali effettuati sia a pieno carico che a vuoto tale fattore 1 7 da utilizzare con il valore dei km a pieno carico per ottenere i km totali percorsi In questo caso per non essendoci distinzione tra trasporto a pieno carico e scarico i 12 km costituiscono gi 1 km totali da percorrere 12 km 720 000 kg 0 0000166 kgkm Irrigazione Nel software vi anche la possibilit di inserire come input delle risorse naturali quali l acqua in questa fase si considera l utilizzo annuo di acqua necessaria per l irrigazione delle colture al fine di ottenere come output sempre 1 kg di coltura dedicata L
42. 115 I CASTS TUM Osinon a E A EA 118 3 1 COGENERAZIONE o LE EE A E ETIR EEOAE 118 3 2 IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D AIANO Li 132 3 2 1 Filiera bosco legno enersi nsin i e i E o a a 155 3 2 2 Il software Mini Bref parte ambientale 163 3 2 3 Applicazione Mini Bref all impianto di Castel d Aiano 175 3 3 IMPIANTO AGRICOLO MENGOLI DI CASTENASO Li 179 do LCAESIMAPRO vice al ana 195 41 METODOLOGIA LCA ruta e leale iii 195 4 1 1 C nfil Storici cse ci ITER II a 196 CRI B e VE AEE ETA CINA IVECO OOIOO LAVIS SR OSIL TO NIE CII COSCE CIANO E EEA 197 4 1 3 Critica Eear siii ERROR INE E REA RISI ina Ra 199 4 1 4 Struttura Lca e fask sx ca Lat 200 4 1 5 Prima fase di una Lca definizione obiettivi scopi e campo di applicazione 205 4 1 6 Seconda fase di una Lca analisi di inventario 0 0 209 4 1 7 Terza fase di una Lca la valutazione d impatto Le 215 4 1 8 Quarta fase di una Lca interpretazione e miglioramento Li 221 4 1 9 Il metodo degli Eco Indicator99 LL 222 4 1 10 Il metodo Edip Umip96 Li 240 4 2 SOFTWARE SIMAPRO 6 01 10 pla a aa EE aaa pai 246 Se RISULTATI LOA raren a AINETE E E E 250 5 2 ANALISI LCA_ APPROVVIGIONAMENTO LA FENICE Li 252 5 2 1 LS dIVErse tasi oriana ile ore arpa dora a EE E OE gai 253 5 2 2 Risultati c
43. 132 e di scarsa efficienza Di conseguenza l impianto realizzato oltre ad introdurre un sistema ad energia rinnovabile determina anche un consistente risparmio energetico complessivo Oltre al complesso scolastico poco pi distante c la piscina scoperta comunale Nel periodo estivo il clima risulta mite ma molti utenti della piscina si lamentavano per la temperatura troppo bassa dell acqua per questo motivo l energia termica prodotta dall impianto nel periodo estivo altrimenti dissipata in quanto non sono in funzione i sistemi di riscaldamento va ad innalzare la temperatura della piscina di qualche grado centigrado rendendo pi gradevole la temperatura dell acqua Infine vi anche la necessit di servire gli spogliatoi del campo sportivo adiacente alla centrale L energia termica prodotta dall impianto sotto forma di acqua calda viene direttamente ceduta alle utenze o immagazzinata all interno di due accumulatori termici da 3000 litri ciascuno Gli edifici si riforniscono di calore attraverso appositi scambiatori a piastre che prelevano il calore dalle tubazioni interrate facendo circolare nello scambiatore l acqua Le caldaie a gas metano precedenti possono essere rimesse in funzione durante i periodi di fermo impianto accidentale o per manutenzioni programmate Per servire le strutture descritte stata realizzata una piccola rete di teleriscaldamento vediamone uno schema generale con raffigurate le diverse utenze servit
44. 33E 07 0 00227 0 00000109 0 00412 0 00208 0 000000677 0 00429 0 112 Ecosystem Quality PDF m2yr 7460 0 00985 135 0 0666 246 124 0 0286 256 6700 Resources MJ surplus 2 38 0 246 1 56E 17 1 42 x x 0 715 x x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita di produzione del biogas con il metodo Eco Indicator99 per le tre macro categorie d impatto Nel diagramma sottostante invece il network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo degli Eco indicator 99 considerando tutti i fattori d impatto Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la produzione cogenerativa di energia tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggiore spessore Successivamente alla produzione di energia distanziata abbiamo l autoconsumo digestato e il caricamento in tramoggia con coclea come fasi a maggiore impatto Ovviamente scendendo nel dettaglio di tale diagramma saranno rappresentate tute le altre fasi che appariranno in ordine di impatto ambientale decrescente pi si scende nel dettaglio e pi compariranno anche tutti gli input che concorrono in ogni fase infatti possiamo notare a minimo impatto globale la fase di liquami bovini Le fasi che risultano da tale network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattori d impatto e non singolarmente uno ad uno Quindi si evince facendo un bila
45. 750 Vendita elettricit generata 400 500 Valore residuale 345 000 apparecchiatura Beneficio annuo CV 425 000 Totale 1 201 250 Successivamente vi poi tutta una serie di costi evitati costi che comunque non influenzano la nostra analisi economica E quindi ora possibile inserire i dati calcolati nell analisi finanziaria e ottenere il VAN del progetto misura indicativa della fattibilit economica del progetto d investimento in particolare se il VAN positivo indica la possibilit di intraprenderlo oppure se il VAN negativo di non intraprenderlo Infatti il VAN indica la capacit di un progetto d investimento di generare flussi di cassa nel tempo cio di avere una prospettiva di rendimento nel futuro La tabella finale che ne deriva risulta la seguente 392 Periodo di ammortamento anni 10 Parametri finanziari Imposte 0 08 Indice dei prezzi per l anno i 123 Indice dei prezzi per l anno base 234 LEG EI 0 06 Tasso di interesse nominale 0 1 Tasso di inflazione s 0 05 Adjusted Factor 0 525641026 Tasso di interesse reale 0 047619048 Fattore di attualizzazione Ammortamento annuo 69 000 00 Fattore attualizzazione costi 0 078630643 Analisi finanziaria Valore attuale netto 2 775 844 01 Tempo di ritorno dell investimento anni 4 327680421 TIR 23 Ricavi Co Costi totali annui Margine Operativo Lordo MOL Ammortamento annuo REDDITO ANTE IMPOSTE R A I
46. 8 180 q di alberi Calcolo delle ore di utilizzo della motosega Complessivamente il tempo impiegato per l abbattimento di un albero compresa la preparazione e il controllo delle operazioni di circa 10 minuti Dopo l abbattimento dell albero i tronchi vengono tagliati ogni 5 metri e si impiegano circa 5 minuti per effettuare 1 taglio per un diametro di 30 cm 1 taglio corrisponde a 5 metri di tronco Viene stimato un tempo pari a 15 minuti per un taglio di un diametro di circa 1 metro come il pioppo Per realizzare l abbattitura vengono impiegate 2 persone una vigila la direzione e l altra utilizza la motosega e il tutto per 7 ore di lavoro al giorno quindi 6 60 420 minuti al giorno utilizzati per segare gli alberi Robinia Raggio medio robinia r 0 15 m Volume medio robinia di un taglio di 5 metri x r 5 7n 0 15 5 0 353 m Relazione utilizzata per calcolare il volume di alberi di robinia necessario per ottenere un certo quantitativo di cippato Volume di albero robinia 7 q m q di cippato Per il pioppo si stima una relazione analoga con un fattore del 3 5 dovuto al peso specifico che la met 0 353 7 q m 2 47 q di cippato Peso specifico robinia medio 800 kg m 800 kg m 0 353 282 kg 2 82 q _ peso di un taglio di 5 metri 5 min 282 kg 0 018 min_robinia 257 Pioppo Raggio medio pioppo r 0 50 m Volume medio pioppo di un taglio di 5 metri
47. Cassone con trituratori che miscelano il tutto e alimentano il sistema della coclea per alimentare Alimentazione separata di solida e liquida 4 Una vasca importante in grado di ospitare l alimentazione di 2 3 gg come volume dove va a finire la biomassa liquida e solida all interno di tale vasca ho una serie mi miscelatori ovvio che il miscelatore deve essere in grado di miscelare un prodotto che arriva al 12 13 di solido totale sostanza secca e quindi avere un 30 40 W per m installati Tale vasca pu essere anche pre riscaldata 95 Il meccanismo di alimentazione prevede che la biomassa solida vada in questa vasca per esempio 40 45 t al giorno di silo mais per partendo da un 35 per portarlo al 12 significa moltiplicare per 3 gt avere grande quantit di liquido per riuscire a miscelare e riscaldare il tutto e attraverso tale pompa con miscelatore di sicurezza e un trituratore per aumentare la superficie di contatto alimento Visto che non avr quasi mai tutto questo liquido devo ricircolare dall impianto una portata elevata di materiale E una soluzione abbastanza diffusa in impianti inseriti in aziende agricole in quanta vista con favore dagli agricoltori perch non li sconvolge sbatto tutto dentro e non ho pi problemi per sarebbe da evitare spreca energia miscelare un attivit energivora ricircolare prodotto in queste quantit significa sprecare biogas problemi ambientali come diffusione d
48. Contributo espresso in percentuale delle varie fasi per 4 500 quintali di cippato alla definizione del punteggio complessivo relativo alle tre macro categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 Si pu notare che per la macro categoria Risorse il trasporto del cippato all impianto incide maggiormente del trasporto ceneri nonostante il trasporto delle ceneri avvenga con un mezzo sicuramente pi per sue peculiari caratteristiche del camion impiegato per il trasporto del cippato e la distanza sia notevolmente maggiore Tale risultato pu essere giustificato dal fatto che innanzitutto il trasporto ceneri viene effettuato solo 2 volte all anno in quanto il camion ha una portata maggiore e occorrono cos un numero di viaggi minore all anno dato anche dal fatto che la quantit di ceneri da trasportare all anno risulta assai minore 450 000 kg di cippato contro i 13 500 kg di ceneri all anno in questo modo essendo il cippato in maggiore quantit da trasportare e avendo il camion una capacit di carico minore dovr essere trasportato un numero di volte assai maggiore e cos il numero dei km percorsi in totale in un anno risulter sicuramente maggiore anche se la distanza singola nettamente pi breve 274 SimaPro 6 0 Data 04 11 201 Periodo 19 52 51 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H H Valore Valutazione dei danni C
49. Ecotoxicity la fase maggiormente impattante risulta la fase di carico del cippato tramite coclea Per la categoria Land Use la fase maggiormente impattante il trasporto del cippato all impianto per la categoria Minerals la fase maggiormente impattante l esbosco per la categoria Fossil fuels la fase maggior mente impattante il trasporto del cippato all impianto Il Grafico sottostante istogramma esprime in percentuale il contributo che le varie fasi portano alla definizione del punteggio complessivo relativo alle differenti categorie di impatto In pratica visualizza graficamente e quindi in maniera immediata quanto appena detto osservando la tabella precedente Si vede infatti che la fase maggiormente impattante risulta la Cippatura gialla e il taglio rossa inoltre viene evidenziato come il trasporto del cippato all impianto l esbosco e il trasporto ceneri siano anch essi abbastanza impattanti e in particolare impattano molto solo su Land Use Minerals e Fossil fuels e non sulle prime categorie legate alla salute e all ecosistema La procedura generale di un analisi del ciclo di vita di un prodotto condotta mediante il metodo degli Eco indicator prevede che i diversi tipi di impatto siano raggruppati per categorie e successivamente venga calcolato un punteggio globale in tal modo possibile riferirsi a macrocategorie di impatto piuttosto che alle singole tipologie di danno riscontrate Le tre macro
50. Nel procedere alla valutazione non avendo trovato fate models adatti allo scopo si scelto di ricavare il fate factor da uno studio sugli effetti di un emendamento di Londra In esso la produzione residua di CFC11 correlata alla corrispondente concentrazione in atmosfera Per tutte le altre sostanze sono stati utilizzati dei fattori di equivalenza La radiazione UV che raggiunge la terra causa effetti discordanti sulla salute umana Alle conseguenze positive come la formazione della vitamina D si associano effetti negativi come scottature invecchiamento della pelle danni alla vista tumori della pelle e della cataratta L impatto sulla crescita nei casi di queste malattie quantificato in termini di Biological Amplification Factor BAF definito come l incremento percentuale di incidenza risultato di un aumento dell 1 di radiazione UV nell ambiente Un altro valore il Radiation Amplification Factor RAF che esprime in percentuale l incremento di radiazione UV rapportato alla frazione di assottigliamento dello strato di ozono Ecosystem Quality Nonostante numerosi trattati e dichiarazioni internazionali abbiano cercato di stabilire le condizioni in grado di descrivere il benessere di un ecosistema gli ecosistemi rimangono comunque strutture molto eterogenee e complesse da monitorare Un metodo per descriverne la qualit quello di considerare i flussi di massa e di informazioni che lo attraversano In un buon ecosiste
51. S Vy Vx La risoluzione infine con cui si indica la minima variazione del misurando in grado di dare luogo ad una variazione percepibile del segnale di uscita del sensore in applicazioni di particolare precisione in cui necessario poter apprezzare anche una minima variazione delle variabili da misurare la risoluzione assume una grande importanza Comportamento dinamico A fronte di una variazione della grandezza da misurare il sensore fornir in uscita un segnale proporzionale a tale variazione la risposta del sensore per non immediata ma sar disponibile con un certo ritardo che dipende dal comportamento dinamico del sensore stesso e dalle modalit con cui viene installato Il comportamento dinamico ovviamente assume particolare importanze qualora il sistema da controllare sia caratterizzato da dinamiche molto veloci poich necessario avere disponibile il segnale relativo ad una variazione prima che se ne presenti un altra 405 I sensori di temperatura portata e pressione sono tra le tipologie di sensori pi utilizzate nell industria di processo 7 2 2 Gli attuatori Un attuatore un meccanismo attraverso cui un agente agisce su un ambiente In senso lato un attuatore talvolta definito come un qualsiasi dispositivo che converte dell energia da una forma ad un altra in modo che questa agisca nell ambiente fisico al posto dell uomo un meccanismo quindi che mette qualcosa in azione automaticamente detto at
52. a disco la marca Farmi a diesel 8 litri h il consumo di gasolio il suo costo medio di 15 000 euro IVA Tale cippatrice presenta una capacit di 20 q h di cippato Nel software si ricercata la voce Diesel in wood chip machine all interno della categoria Energy Mechanical Diesel in wood chip machine Per l unit di misura di tale macchina all interno del Simapro viene utilizzato il kWh 259 CALCOLI PER LCA 1_ calcolo considerando i valori totali Considerando una fornitura annua di 4500 q di cippato e una capacit della cippatrice di 20 q h risulta 4 500 20 225 h anno di utilizzo della cippatrice per avere la fornitura annua totale Sapendo un consumo di combustibile della cippatrice di 8 litri h avremo 225 8 1800 litri di combustibile anno per ottenere la fornitura annua 1 litro equivale a 1 dm Densit o peso specifico diesel 0 850 kg dm Potere calorifico diesel 40 9 Mj kg 1 KWh 3 6 Mj 1 800 litri 1 800 dm 1 800 0 850 1 530 kg anno combustibile utilizzato nella scippatrice per otteenre 4 500 q anno 1 530 40 9 62 577 My anno di calore sviluppato da un tale quantitativo di combustibile nella cipppatrice 62 577 3 6 17 382 kKWh anno 17 382 MWh anno 17 382 kWh annuali 450 000 kg cippato annuali X 1 kg di cippato X 0 0386 kWh consumo scippatrice per produrre 1 kg di cippato 2_ calcolo considerando i valori unitari Considerando una fornitura
53. acqua contenuto nei fumi 33 Il vapor d acqua nei fumi sar dovuto alla combustione dell idrogeno e all umidit presente inizialmente nel combustibile Il numero delle calorie risultante dalla combustione del legno pertanto inferiore rispetto al potere calorifico superiore di circa 300 kcal kg denominato Potere Calorifico Inferiore PCI Il poter calorifico delle biomasse forestali varia notevolmente in funzione delle caratteristiche fisiche e della composizione chimica del materiale A parit di peso il legno di conifere ha un potere calorifico maggiore rispetto a quello delle latifoglie ci imputabile alla presenza delle resine e alle pi elevate quantit di lignina Infatti mentre per le conifere si pu raggiungere un PCI di 5 000 kcal kg legno di pino per le latifoglie il PCI non si supera le 4 500 kcal kg Una comparazione tra il valore di riscaldamento del legno e quello di altri combustibili non pu basarsi ovviamente sul solo sul potere calorifico ma deve evidentemente tener conto anche dell efficienza di combustione la quale una misura della quantit di energia prodotta rispetto a quella consuma Il potere calorifico delle biomasse legnose pu variare in funzione di tipo di essenza tipologia del legname stato di conservazione umidit presente nella biomassa 2 4 CONTENUTO ENERGETICO COMBUSTIBILE LEGNOSO Il contenuto energetico del legno dipende da e Contenuto idrico modifica riducendolo il p
54. alcol e del fumo ecc ei problemi di salute derivanti da disastri naturali eruzioni vulcaniche microrganismi non riguardano questo studio e non verranno considerati gli aspetti economici legati al benessere umano Da queste limitazioni consegue che la definizione di Human Health contemplata nell LCA molto pi restrittiva di quella considerata dal WHO per salute umana si intende in questo contesto l assenza di morti premature malattie o irritazioni causate da emissioni derivanti da processi agricoli o industriali nell aria nell acqua e nel suolo Se si vuole quantificare il danno arrecato alla salute umana necessario considerare una scala che sia capace di misurare la salute della popolazione essa dovr comprendere il numero di individui interessati dal problema il tempo sottratto a ciascun individuo da infermit o morte prematura e la gravit della malattia A livello internazionale un indicatore in grado di stimare il carico totale da attribuire a ciascun problema di salute stato sviluppato da Murray nel Global Burden of Disease Study Esso esprime il numero di Disability Adjusted Life Years DALYS misurando il peso di una infermit dovuta ad una invalidit o a una morte prematura attribuibili a ciascuna malattia Il concetto di DALY distingue gli anni trascorsi da ammalato YLD Years Lived Disabled da quelli persi per morte prematura YLL Years of Life Lost Sono stati stabiliti valori che rappresentin
55. alimentato con energia elettrica prodotta dal proprio cogeneratore e non prelevarla pi dalla rete 120 Attorno a un cogeneratore semplice un motore a combustione interna si pu costruire un sistema per fare in modo che ci sia tra richiesta e produzione un matching produzione e fabbisogno si sposino Usare energia elettrica quando non ci serve e ci serve calore invece e viceversa Svantaggi teleriscaldamento Problema di iter autorizzativi un impianto cos piccolo non dovrebbe sottostare alle stesse regole di un impianto di centinaia di MW dal 2004 aspetto economico il costo della tecnologia poi conciliare la domanda elettrica termica frigorifera di dove si va a installare il sistema con la tipologia di impianto impatto sul sistema elettrico anche aspetto ambientale perch si sostituisce la caldaia ma sempre un sistema di combustione Vantaggi teleriscaldamento Qualit di approvvigionamento elettrico avere tanti impianti di cogenerazione sul territorio una alternativa alla grossa centrale che ha bisogno di grosse infrastrutture le grosse centrali se hanno dei problemi con una grossa infrastruttura manca istantaneamente la produzione di energia elettrica e rischio black out capillarizzazione della produzione di elettricit sfruttamento di siti rinnovabili combustibile come biomassa a filiera corta a non pi di 70 km significa piccoli impianti e la tecnologia costosa e ha bisog
56. all anno di digestato prodotto dall impianto Nei campi possono essere utilizzati al massimo 800 q all anno di digestato Azienda possiede 60 ha di terreno coltivati 800 q quantit massima utilizzabile nei campi 60 ha di terreno 48 000 q all anno di digestato da utilizzare nei campi dell azienda agricola corrispondente a 4 800 000 kg di digestato 330 FASE 2_VENDITA DIGESTATO Digestato totale utilizzato nei campi dell azienda all anno e quindi digestato totale per autotocumo risulta di 48 000 q Il totali di digestato prodotto dall azienda all anno di 109 500 q 300 q al giorno 365 gg anno 109 500 48 000 61 500 q di digestato residuale dall autoconsumo e perci venduto a terzi tramite distribuzione con carro botte alle aziende utilizzatrici e acquirenti del digestato equivalente a 6 150 000 kg Si utilizza un carro botte si tratta di un trattore con la funzionalit di carro botte con capacit di carico compresa tra 120 e 190 q gt media di capacit di portata risulta di 155 q In media il carro botte compie 2 km a pieno di tragitto per trasportare il digestato alle aziende acquirenti successivamente torna all azienda Mengoli a vuoto Si inserito il mezzo di trasporto tra quelli esistenti del database Tractor and Trailer all interno della categoria Transport Road Tractor and trailer e si calcolata la tratta percorsa per effettuare la distribuzione del digestato ven
57. alle fasi unitario quindi l output della scheda 1 kWh equivalente suddiviso nelle sue quote avremo output termico ed elettrico e perdita con le rispettive percentuali e come loro valore 1 kWh cos tutti gli input inseriti nelle fasi sono valori unitari per l ottenimento di 1 KWh e non dei KWh totali all anno Il computo totale sar anche qui effettuato nell assemblaggio in cui verr inserito per ogni fase il totale corrispondente per esempio per l output termico ed elettrico sar inserito 6 000 000 di kWh per le dispersioni 818 000 KWh Nella fase della produzione di energia si prefeito non suddividere il KWh tra termico ed elettrico come nel precedente impianto in quanto qui nella lettura dei risultati risulta pi idoneo un loro raggruppamento per avere una visione d insieme dell impatto che produce la produzione cogenerativa di energia ovviamente si tratta sempre di kWh equivalente composto dalla quota perte utile di eenrgie e la quota parte di perdita sempre presente in qualsiasi impianto E da notare che per la fase di carico in tramoggia delle materie prime sar utilizzato come valore totale 6 570 000 Kg di materie prime la somma di sottoprodotti acquistati e colture dedicate quantit effettivamente caricata dalla tramoggia di carico Stessa cosa per la macrofase utilizzo digestato in cui il valore totale da inserire nell assemblaggio delle sue fasi sar il totale di digestato prodotte all anno
58. alle risorse e alle necessit locali e Ricercare la migliore tecnologia per utilizzare il combustibile risorsa disponibile e Rendere sostenibile la filiera di approvvigionamento e salvaguardare gli aspetti sociali Le biomasse non tutto ora quello che luccica I sistemi di trattamento recupero utilizzo e smaltimento delle ceneri che gli impianti a biomassa inevitabilmente produrranno una minima in peso rispetto alla quantit di materiale trattato se viene bruciato legname essiccato un valore comunque diverso dalle ceneri prodotte dal carbone 7 La movimentazione delle ceneri associata a consumi energetici ed emissioni che devono essere sommati ai consumi energetici e alle emissioni indotti dalla raccolta e dal trasporto all impianto al fine di valutare l effettiva sostenibilit di questa scelta Altro problema critico il livello di tossicit delle ceneri ed in particolare delle ceneri volanti raccolti dagli impianti di depurazione dei fumi 436 Il contenuto di cadmio cromo rame piombo e mercurio delle ceneri volanti derivanti dalla combustione di legname quercia faggio abete superiore a quella riscontrabile nelle ceneri volanti prodotte dalla combustione di carbone Risulta carente la valutazione dell impatto ambientale e sanitario che i nuovi impianti a biomassa inevitabilmente indurranno A tal riguardo ci sembra insufficiente il riferimento all utilizzo delle migliori tecnologie disponibili c
59. anno e dipende anche dal tipo di culture alcune sono pi idroesigenti di altre Per esempio 10 irriguo il mais e il resto niente acqua crescono naturalmente La quantit di acqua circa 40 50 mm di acqua a irrigazione per circa 10 ettari di terreno Cmq la media di irrigazione 2 volte all anno Niente fertilizzanti chimici alle culture solo un antiparassitario viene dato che contiene anche un po di concime e ne vengono messi 15 Kg ad ettaro per il mais Per il resto le culture dedicate sono concimate solo con il digestato In un anno si possono dare al massimo 800 quintali per ettaro di digestato che equivale a 350 Kg di azoto in quanto per ogni tonnellata di digestato ci sono circa 3 kg di azoto mineralizzato naturale Utilizzo trattore uno da 250 CV fa un ettaro di terra in 2 ore e mezzo di manodopera trattore a gasolio e consuma 34 35 litri in un ora Costo del trattore per contoterzisti per cui c un prezzario Questo trattore da 250 CV fa 2 ore per ettaro ogni giorno un altro trattore da 80 100 CV per affinamento e semina terreno e per 1 ettaro fa 1 ora e mezza di manodopera al giorno 189 L azienda possiede 60 ettari di terreno in tutto Mucche 250 capi di bovini vacche da latte Granarolo viene a ritirare il latte di cui 130 adulte e 110 che sono in mungitura cio sono attive per il latte mentre le altre sono a riposo o in cinta Le mucche producono 12 13 m di liquame al giorno 1m 10 Q Sot
60. annua di 4500 q di cippato e una capacit della cippatrice di 20 q h risulta 4500 20 225 h anno di utilizzo della cippatrice per avere la fornitura annua totale 225 450 000 kg di cippato annuali 0 0005 h di utilizzo cippatrice per produrre 1 kg di cippato 260 0 005 8 litri gasolio h 0 004 litri di carburante per ottenere 1 kg di cippato 0 004 0 850 kg dm densit gasolio 0 0034 kg di carburante della cippatrice per avere 1 kg di cippato 0 0034 40 9 Mj kg 0 139 Mj calore sviuluppato dalla cippatrice per produrre 1 kg di cippato 0 139 3 6 kWh 0 0386 kWh per produrre 1 kg di cippato con la cippatrice FASE 5_TRASPORTO In tale fase avviene il trasporto del cippato dall imposto nel bosco dove nella stagione estiva viene cippato il legname precedentemente tagliato e lasciato stagionare durante l inverno fino all impianto di utilizzazione del cippato a Castel d Aiano I km percorsi in totale durante tale tragitto del trasposto del cippato sono 7 2 a viaggio ovviamente sarebbe il doppio e cio 14 4 km totali compreso il viaggio a vuoto durante il ritorno dopo aver consegnato il cippato all impianto 7 2 sono 1 km tra l impianto a l azienda La Fenice Per la ragione indicata precdentemente anche in tale fase si utilizza il fattore 1 7 che tiene conto sia dei viaggi a pieno carico che di quelli a vuoto del mezzo di trasporto Per il trasporto in questione La Fenice utilizza un camion Fi
61. autorizzazione non pu che essere rilasciata anche in questo caso per un impianto di trattamento rifiuti e l utilizzazione agronomica del materiale digerito si configura come operazione di recupero Tuttavia se i requisiti dell articolo 183 del citato decreto relativi alla qualifica di Sottoprodotti sono rispettati anche questo tipo di biomasse destinate alla produzione di biogas e il relativo digestato si sottraggono alla disciplina dei rifiuti per essere normati dal decreto dell aprile 2006 Il disegno di legge che riconosce agli impianti di taglia non superiore ad 1 MW la tanto attesa tariffa onnicomprensiva di 0 28 euro kWh all energia elettrica da biomassa agricola e non solo compresi quelli che ricevono o hanno ricevuto finanziamenti in conto interesse o in conto capitale per importi sino al 40 del costo complessivo porter certamente ad uno sviluppo esponenziale del numero degli impianti Impianti a biogas devono sottostare al D Lgs 387 che si applica a tutti gli impianti che producono energia elettrica da fonte rinnovabile qualunque essa sia sotto le fonti rinnovabili ci sono le biomasse In Emilia Romagna vi un elevata presenza di allevamenti Il processo autorizzativo descritto quindi a livello nazionale dal D Lgs 387 La Regione Emilia Romagna ha pubblicato una delibera che si pone come obiettivo quello di snellire e omogeneizzare l iter burocratico per incentivare la produzione di energ
62. carico infatti consentito l impiego di mezzi meccanici automatizzati 52 maggiore contenuto energetico PCI 10 5 14 4 MJ kg 2 000 3 500 kcal kg variabile in funzione dell umidit della specie legnosa e della massa volumica I valori inferiori si riscontrano nel caso di legno dolce e di particelle di grandi dimensioni quelli pi elevati sono tipici del legno duro e di particelle minute migliori condizioni di combustione cio maggior rendimento minori emissioni e un pi ridotto quantitativo di ceneri infatti il combustibile di pezzatura pi piccola e uniforme garantisce indiscutibilmente una pi omogenea miscelazione con l aria e quindi un processo termochimico a regime utilizzo del 20 25 in pi di massa legnosa anche i rami riduzione lavoro di de pezzatura ottenere fino a 300 400 q h di scaglie Svantaggi potenza richiesta elevata mancanza di un vero mercato costo trasporto maggiore Unit di misura eIl metro cubo mc di legno pieno fa riferimento al volume interamente occupato dal legno eIl metro stero ms che considera i vuoti per pieni ed utilizzato per i combustibili legnosi Il metro stero accatastato msa per la legna da ardere ordinatamente accatastata Il metro stero riversato o alla rinfusa msr l unit di misura utilizzata per il cippato Potere calorifico quantit di calore sviluppata nella combustione completa di una quantit unitaria di c
63. causato da sostanze tossiche La fate analysis produce come risultato un legame tra l emissione di una sostanza in aria acqua suolo agricolo e industriale e una concentrazione nelle acque superficiali e di falda Il metodo utilizzato per stimare il danno fondato su di un algoritmo esso fornisce come risultato la frazione di specie esposta ad una concentrazione maggiore o uguale al NOEC Il percorso principale di esposizione sono le acque superficiali per gli ecosistemi acquatici e le falde acquifere per i terrestri mentre l assunzione tramite il cibo considerata irrilevante Per ciascuna sostanza possibile stimare una curva rappresentativa della risposta degli organismi alle diverse dosi di sostanza Il problema da affrontare in questo tipo di valutazione che il danno attribuibile ad un incremento marginale della concentrazione di una specifica sostanza dipende non solo dall entit dell incremento stesso ma anche dal livello di danno attualmente raggiunto nell ecosistema dovuto alla combinazione delle sostanze gi presenti nell ambiente Il danno all ecosistema causato da acidificazione ed eutrofizzazione Acidificazione ed eutrofizzazione sono fenomeni causati da deposizioni di sostanze inorganiche come solfati nitrati e fosfati Le deposizioni che derivano principalmente da emissioni atmosferiche o da immissioni dirette nell acqua hanno come effetto principale la variazione dei livelli di nutri
64. col terreno a 1 grado costante si comincia a condensare ed essiccare in parte Poi trattamento di rifinitura con un gruppo frigorifero Esperienza dice di fare attenzione nel realizzare tali tubazioni interrate l essicazione gratuita per attenzione che le tubazioni siano posizionate su una livelletta costante se no se fa avvallamento sottoterra il motore non funziona perch non arriva gas con l avvallamento la condensa si ferma e si chiude anche parzialmente la sezione di passaggio del gas Molti allora dicono che il biogas meglio fuori e non interrato Nella condensa si concentrano poi NH e H2S polveri ed impurit 2 Desolforazione pulizia del gas Riferita all idrogeno solforato che se si ossida diventa H2SO4 e il motore non va molto bene a girare con acido solforico all interno Ci sono diversi metodi biologico la pi utilizzata perch quella meno costosa sia insufflando aria attorno al 5 del volume di biogas prodotto nello stesso gasometro sia in una torre di desolforazione specifica soluzione buona ma molto costosa intervenire con trattamento chimico sempre in sicurezza con addizione di cloruro ferrico FeC13 o cloruro ferroso FeCl2 per poter addizionarlo nel caso che l HS mi scappi per proteggere il motore 3 Filtrazione finale su carboni attivi Cogenerazione campo dei motori quali motori abbiamo a disposizione quali sono i rendimenti ecc gt Motori a gas i pi diffusi rendimento dipe
65. combustibile dalle scarse caratteristiche termo fisiche e contenente elevati inquinanti A causa del rimescolamento continuo generato dalla rotazione del tamburo la combustione avviene in maniera completa con diminuzione degli incombusti 5 La combustione a doppio stadio Tecnologia nella quale si verificano in una prima camera gassificazione e pirolisi poi in corrispondenza di una seconda camera a valle si ha la completa combustione dei prodotti gassificati dove avviene anche il trasferimento dell energia a fluido vettore Gassificatori Produzione di un gas combustibile detto gas di gasogeno o syngas da avviare a motori endotermici o a turbine a gas avviene un processo termochimico che origina una miscela combustibile di CH4 e CO2 con ossidazione incompleta di una sostanza in ambiente ad elevata temperatura 900 1 000 C La gassificazione un processo chimico fisico complesso mediante il quale si trasforma un combustibile solido legno scarti agricoli rifiuti in un combustibile gassoso 56 Il processo si realizza in 3 fasi una prima fase di essiccazione in cui si ottiene la disidratazione del materiale luna seconda fase di pirolisi in cui si ottiene una parziale distillazione del legno Quna terza fase di gassificazione in cui i prodotti della pirolisi reagiscono con l agente gassificante Il processo consiste nell ossidazione incompleta a causa dell assenza o della carenza di ossigeno d
66. combustibili fossili tuttavia il sole il vento e il mare potrebbero gi con le tecniche di conversione attuali coprire pienamente la richiesta energetica I costi delle energie rinnovabili si stanno inoltre rapidamente abbassando premessa indispensabile per una loro diffusione su larga scala L energia per esempio che arriva dal sole sulla terra in 40 minuti pari a tutta l energia consumata dall umanit in un anno Questo imponente flusso di energia luminosa genera inoltre tutti i fenomeni che danno origine alla vita sul pianeta Sulla terra sono le trasformazioni dell energia solare che danno origine al vento alla pioggia ai cicli meteorologici che permettono la vita Prendendo in considerazione l energia ottenibile con l attuale tecnologia disponibile per sfruttare sole vento e mare si possono ipotizzare gi scenari futuri rassicuranti 10 Il protocollo di Kyoto un trattato internazionale in materia ambientalistica riguardante il riscaldamento globale sottoscritto nella citt giapponese di Kyoto l 11dicembre 1997 da pi di 160 paesi 5 Il trattato entrato in vigore il 16 febbraio 2005 dopo la ratifica anche da parte della Russia Il trattato prevede l obbligo di operare una riduzione delle emissioni di elementi inquinanti in una misura non inferiore al 5 2 rispetto alle emissioni registrate nel 1990 considerato come anno base nel periodo 2008 2012 Tenere in considerazione l evoluzione delle diverse fonti en
67. corretto dal punto di vista ambientale Ing F Paolini Tesi in Impatto ambientale dei Sistemi Energetici Sviluppo di un codice di calcolo basato su indicatori tecnico economici per l impatto ambientale di sistemi energetici anno accademico 2008 2009 Ing Mazza MINIBREF Manuale utente 16 2 2010 Ing Mazza Tesi in Impatto ambientale dei Sistemi Energetici Sviluppo di un codice di calcolo per la valutazione dell impatto ambientale dei sistemi energetici cogenerativi anno accademico 2008 2009 Ing M Progressi Tesi in Valorizzazione delle risorse primarie e secondarie Applicazione di una metodologia LCA all impiego di biomasse legnose a fini energetici un confronto tra la produzione di energia da cippato e da pellet anno accademico 2006 2007 Fondazione METES Dossier Fonti energetiche rinnovabili la sfida delle agro energie 2008 450 Antonini V Francescato e AIEL Numeri e nozioni di Xiloenergetica L Zuccaro Le fonti rinnovabili di energia e l utilizzo delle biomasse nell ambito della riforma del sistema elettrico nazionale Documento pdf Sminuzzatura cippatura Ministero delle Attivit produttive Ministero dell Ambiente e dalla tutela del Territorio APAR Renael La cogenerazione nell ambito della Campagna di informazione comunicazione ed educazione a sostegno delle fonti rinnovabili del risparmio e dell uso efficiente dell energia in attuazione dell articolo 15 del Decreto Legislativo
68. cos di ridurre l energia necessaria per forzare la circolazione 2 11 8 Le cippatrici La cippatrice una macchina specificatamente progettata per la riduzione del legno in scaglie e pu essere fissa semovente carrellata allestita su rimorchio o su autocarro o montata sull attacco del trattore Pu essere dotata di motore autonomo o essere azionata dalla presa di potenza del trattore Quando la cippatura avviene in luogo diverso dall utilizzo finale il prodotto trasportato su autocarro o autotreno 62 A seconda della potenza esistono diverse cippatrici gt A piccola potenza collegate a tre punti del trattore di solito e sono azionate dalla presa di potenza trattore o con motore indipendente circa 50 kW Lavorano diametri fino a 20 cme arrivano a produrre 20 t giorno gt A media potenza allestite anche su rimorchi e azionate da motori a scoppio indipendenti 50 110 kW Lavorano diametri fino a 30 cm e arrivano a 50 t giorno gt A elevata potenza allestite su rimorchi o autocarri e generalmente presentano un motore autonomo gt 130 kW o azionate dal motore dello stesso autocarro Macinano diametri elevati gt 30 cm e possono arrivare a 60 t giorno Il vaglio un importante accessorio di tali macchine permette di selezionare le scaglie in fase di espulsione raffinando il cippato e allo stesso tempo abbassano la produttivit La produttivit di una cippatrice varia a se
69. d Aiano_Orl Metodo EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP World Dk Valore Caratterizzazione Categoria d impat Unit Totale TAGLIO OrlESBOSCO CIPPATURA TRASPORTO CARICO OUTPUT EL OUTPUTTDISPERS TRASPORTO CEN SMALTIMENTO IN DISC Global warming g CO2 9550000 124000 134 6030000 344 3290000 5750 92100 2940 92 1 7680 Ozone depletion g CFC11 5 71 0 0894 1 02E 06 4 54 0 000000768 1 07 0 000392 0 00627 0 0002 0 000000206 0 00582 Acidification g 802 85600 293 0 314 56400 2 314 28700 6 59 105 3 36 0 619 71 4 Eutrophication g NO3 104000 197 0 144 93600 3 72 10100 6 64 106 3 39 0 998 120 Photochemical stg ethene 2110 695 0 0352 1310 0 0388 84 2 0 811 13 0414 0 0104 1 47 Ecotoxicity water m3 5420000 100000 75 5200000 59 9 102000 293 4680 149 16 1 6650 Ecotoxicity water m3 538000 9490 2 02 518000 1 85 9100 28 8 461 14 7 0 497 663 Ecotoxicity soil c m3 17800 10900 0 00362 6780 0 0202 56 4 2 96 47 3 1 51 0 00543 LAI Human toxicity ai m3 3 08E 09 1 54E 09 11000 1140000000 67400 3 79E 08 612000 9800000 312000 18100 1410000 Human toxicity w m3 29500 339 23 2 5800 16 3 23200 5 89 94 2 3 4 91 6 66 Human toxicity sim3 1620 933 0 00455 492 0 0543 185 0 503 8 05 0 257 0 0146 0 524 Bulk waste kg x x x x x x x x x x x Hazardous waste kg x x x x x x x x x x x Radioactive waste kg x x x x x x x x x x x Slags ashes kg x x x x x x x x x x x Resources all kg 0 000106 x 0 00006 x 0 0000362 2 26E 21 x x x 0 0000097 x Risultati dell analisi del ciclo di vita di 4 500 quintali di cippa
70. del bilancio d esercizio Altra cosa l ammortamento dettato dal legislatore fiscale il quale si applica in sede di determinazione della base imponibile ai fini della liquidazione delle imposte Quello civilistico libero a parte qualche limitazione data dal codice civile per quanto riguarda l avviamento quello fiscale deve essere determinato in base a precise aliquote di ammortamento previste dal fisco pubblicate con decreto ministeriale ogni anno che indicano la quota massima deducibile ai fini della determinazione del reddito d impresa fiscalmente imponibile Molto spesso le aziende ritengono le aliquote fiscali adeguate anche sul piano civilistico e le utilizzano ma lo fanno per libero arbitrio L oggetto dell ammortamento Gli ammortamenti possono essere di diversa natura a seconda dell oggetto da ammortizzare si distingue in 1 Immobilizzazioni materiali insieme di tutti i fattori produttivi ad utilit pluriennale fisicamente tangibili ad esempio fabbricati macchinari impianti automezzi attrezzature industriali e commerciali computer mobili d ufficio ecc 2 Immobilizzazioni immateriali insieme di tutti i fattori produttivi ad utilit pluriennale non fisicamente tangibili ad esempio brevetti e marchi diritti di utilizzo di opere dell ingegno concessioni governative costi di ricerca amp sviluppo costi di pubblicit ecc Tali beni e servizi vengono acquistati o prodotti in economia dall impres
71. determinato una progressiva riduzione del numero delle colture ha utilizzato una sempre maggiore lotta alle piante infestante con la conseguente riduzione della biodiversit vegetale sia delle colture che delle specie spontanee ed animale per la micro e macro fauna Inoltre la sfruttamento intensivo del territorio ha portato ad un depauperamento della sostanza organica dei suoli inoltre poich il terreno agricolo funziona da scambiatore di carbonio con l atmosfera un uso improprio dei suoli pu avere come conseguenza un aumento netto del carbonio in atmosfera Una politica di corretta gestione del territorio dovrebbe passare attraverso due fasi 1 predisposizione di un quadro di riferimento che tracci le linee di indirizzo per una gestione sostenibile del territorio Zi individuazione di interventi coerenti e organizzati 2 3 BIOMASSA LEGNOSA Per biomasse legnose o biomasse ligno cellusoiche si intendono le biomasse composte principalmente da lignina e cellulosa che possono provenire dal settore forestale come residui delle utilizzazioni boschive essere scarti delle industrie di trasformazione del legno scarti di potatura e produzioni di colture legnose dedicate Durante la sua combustione viene liberata energia sottoforma di calore che pu essere usata per riscaldare quanto attraverso particolari impianti termo elettrico a produrre energia elettrica La combustione porta a liberare energia e composti chimici come anidride ca
72. di errato nell attualizzare i flussi di cassa reali a un tasso di attualizzazione reale sebbene non sia un modo di procedere molto comune Viene riportato di seguito un semplice esempio che dimostra l equivalenza dei due metodi supponiamo che un impresa preveda normalmente i flussi di cassa in termini nominali e che li attualizzi a un tasso nominale del 15 In questo caso per i flussi di cassa vengono stimati in termini reali cio in Euro correnti Co Ci C2 C3 100000 35000 50000 30000 Attualizzare questi flussi di cassa reali al 15 sarebbe incoerente 375 Vi sono quindi due alternative rielaborare i flussi di cassa in termini nominali e attualizzarli al 15 o rielaborare il tasso di attualizzazione in termini reali per attualizzare 1 flussi di cassa reali Entrambi i metodi conducono al medesimo risultato Supponiamo che l inflazione prevista sia il 10 annuo In tal caso il flusso di cassa per l anno 1 che 35000 correnti sar 35000 1 10 38500 dell anno 1 Analogamente il flusso di cassa per l anno 2 sar 50000 1 10 60500 dell anno 2 e cos per l anno 3 sar 30000 1 10 39900 Se si attualizzano questi flussi di cassa nominali al tasso di attualizzazione nominale del 15 abbiamo VAN 100000 38500 1 15 60500 1 15 39900 1 15 5500 Invece di trasformare la previsione dei flussi di cassa in termini nominali potremmo c
73. di successo pu rivelarsi molto remunerativa in quanto si pu prevedere la realizzazione nelle aree limitrofe di molti altri impianti una domanda ancora modesta per altro spesso stagionale e frammentata 157 un mercato in costante crescita ma non ancora totalmente strutturato Bench in tutta Italia si riscontri grande abbondanza di combustibili legnosi la loro distribuzione e fornitura non ancora ben organizzata uno scarso valore e soprattutto una ridotta densit energetica se confrontata con quella dei combustibili fossili che rende fortemente oneroso il trasporto su lunghe distanze Infatti stato calcolato che una centrale a biomassa ubicata oltre un raggio di 30 40 km dalla zona di prelievo del legname diventa antieconomica Pertanto prima di adottare una particolare tecnologia di riscaldamento caldaia a pezzi di legna a cippato o a pellets importante analizzare le diverse disponibilit di rifornimento del combustibile presenti sul territorio e assicurarsi contratti di fornitura a lungo termine con rivenditori affidabili e competenti difficile accessibilit spesso legata allo scarso sviluppo della viabilit forestale all elevata pendenza all instabilit dei versanti alla modesta capacit portante del terreno a eventuali limitazioni d uso dei suoli e alla presenza di vincoli Riguardo ai boschi non accessibili ma denotati da potenzialit di gestione attiva la creazione di una rete vi
74. domestici della ristorazione colture energetiche mais sorgo zuccherino barbabietola da foraggio patate ecc e residui colturali Fonti di energia utilizzate in Italia 179 16 Fonti fossili 18 Il D Lgs 378 2003 scopo del Decreto quello di favorire lo sviluppo di impianti di microgenerazione elettrica alimentati da fonti rinnovabili successivamente definisce il biogas come la fonte energetica rinnovabile non fossile e le biomasse come la parte biodegradabile dei prodotti rifiuti e residui provenienti dall agricoltura dalla silvicoltura e delle industrie connesse nonch la parte biodegradabile dei rifiuti industriali ed urbani Afferma inoltre che la realizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili e le opere ad essi connesse sono di pubblica utilit ed indifferibili ed urgenti vengono altres previste procedure semplificate per l adeguamento normativo rispetto agli scarichi in atmosfera ed individuata un unica Amministrazione locale quale interlocutore per l ottenimento di necessari permessi alla costruzione ed all esercizio degli impianti alimentati da fonti rinnovabili Il Decreto istituisce poi il mercato dei certificati verdi in pratica stato definito l obbligo a partire dal 2002 da parte di tutti i produttori ed importatori di energia elettrica da fonte convenzionale combustibili fossili di immettere in rete annualmente elettricit prodotta da fonti rinnovabili tr
75. e stoccata all interno delle piante sottoforma di molecole complesse ad alto contenuto energetico I principali polimeri contenuti nelle biomasse forestali sono e La cellulosa La cellulosa la principale componente del legno conferisce al legno resistenza essendo particolarmente resistente agli agenti chimici e L emicellulosa presente in percentuali variabili Si trova nella parete cellulare delle piante e negli spazi lasciati liberi dalla cellulosa Come la cellulosa insolubile in acqua ma contrariamente a quest ultima solubile in soluzione acquosa alcalina eLa lignina il componente che differenzia il legno dagli altri materiali vegetali Presente in percentuali che variano conferisce rigidit alla pianta Una frazione importante del legno costituita dai composti inorganici sali di calcio magnesio sodio potassio silicio che solitamente si ritrovano a combustione avvenuta nelle ceneri La percentuale dei composti inorganici varia in funzione di diversi fattori quali la tipologia di terreno la specie arborea l organo della pianta Vediamo la composizione elementare delle principali tipologie di legname Laccio 48 9 52 43 1 2 1 Roverella 49 4 6 1 44 5 20 Faggio 48 3 6 0 45 1 0 6 Betulla 48 9 6 2 43 9 1 0 Carpino 48 1 6 1 44 9 0 9 Ontano 49 2 6 2 44 6 0 7 Frassino 49 4 6 1 44 5 Pioppo nero 49 7 6 3 44 0 Tiglio 49 4 6 9 43 7 0 6 Pino silvestre 49 9 6 3 42 0 0 7 Abete ross
76. effetti della deposizione in termini di PDF tramite le specie target presenti nella cella considerata Per l analisi del danno si ricorre a un particolare fate model basato sui preesistenti livelli caratteristici di ogni cella Nel modello utilizzato si tengono in considerazione solamente i cambiamenti nelle aree naturali le variazioni di acidit e di livelli nutritivi nelle aree agricole sono considerate poco rilevanti Al momento un problema dato dalla mancanza di un modello che quantifichi l eutrofizzazione e l acidificazione nei modelli acquatici Finora l unico modello utilizzabile in grado di creare una relazione tra l incremento di deposizione e la variazione del PDF per le piante nel territorio olandese Soluzione temporanea quindi quella di assumere che le aree naturali olandesi siano caratterizzate da un livello di sensitivit paragonabile a quelle europee Naturalmente questa ipotesi comporta un certo numero di errori dovuti alle particolari caratteristiche geo morfologiche del territorio olandese Il danno all ecosistema causato dal land use L impatto sugli ecosistemi a seguito dei cambiamenti nello sfruttamento del territorio certamente molto significativo soprattutto in molte parti dell Europa Lo studio dell impatto risulta estremamente delicato poich tali cambiamenti non inducono effetti localizzati esclusivamente nell area in cui si verificano ma possono coinvolgere anche le 235
77. era da aspettarselo infatti l impianto a biogas ha una produzione di energia elettrica annua maggiore energia per la quale sono previsti dei ritorni economici grazie alla sua vendita a Enel Tale maggiore produzione giustificata dal fatto che l impianto Mengoli di potenza maggiore nonostante ci richieda ovviamente dei costi di investimento maggiore Da notare che non stato analizzato il VAN e quindi il ritorno economico dell impianto di Castel d Aiano a cippato con approvvigionamento da Orlandini a Pistoia Questo perch l impianto risulta comunque il medesimo con stessi costi operativi stessi costi d investimento e stessi ricavi ci che cambia solamente il costo d acquisto delle fonti rinnovabili di poco maggiore in quanto il costo al quintale di cippato acquistato un po superiore in questo secondo caso Il risultato di VAN che ne consegue da questo approvvigionamento alternativo risulta perci molto simile e dello stesso ordine di grandezza del caso analizzato 394 Capitolo 7 Architettura di controllo impianti a biomassa 7 1 SISTEMI DI CONTROLLO DISTRIBUITO DCS Obiettivo di questa sezione richiamare i principali concetti relativi alle architetture di automazione per l industria di processo Processo Insieme coordinato di trasformazioni e trasmissione di energia materiali informazioni finalizzato ad un obiettivo Processo industriale Continui siderurgia carta vetro pet
78. essere quanto pi omogeneo possibile in quanto maggiore la sua eterogeneit e maggiori sono i costi di investimento per avere una tecnologia in grado di gestire il pi complesso processo di combustione Bench le caldaie a griglia fissa riescano a bruciare cippato fresco maggiore il contenuto idrico del cippato maggiore la perdita di efficienza del processo di conversione energetica in quanto parte dell energia deve essere consumata per far evaporare l acqua dal legno E il sistema pi adatto e conveniente per le industrie della lavorazione del legno soprattutto per le gamme di potenza medio piccole La speciale struttura del focolare impedisce la formazione di scorie anche nel caso di materiale molto secco e trucioli Costituiscono un sistema economico anche per la combustione di biomassa proveniente dal bosco Le caldaie a griglia mobile impiegate soprattutto in contesto industriale grazie alla maggiore facilit di movimentazione del minor grado di rimescolamento del combustibile e della pi agevole rimozione delle ceneri Se si vuole utilizzare convenientemente questi assortimenti legnosi direttamente dal bosco alla caldaia la griglia mobile ad avanzamento arretramento il sistema ideale Questo impianto di facile manutenzione e ha una elevata tollerabilit di combustibile La camera di combustione rotante migliora la combustione e quindi il rendimento nominale utile della caldaia si tratta di caldaie indicate per
79. essere trasformato in lavoro il limite massimo teorico della quota di calore effettivamente convertibile in lavoro fissato dal rendimento Il coefficiente di rendimento caratteristico per ogni tipo di motore e rappresenta il rapporto tra la resa energetica che ne deriva ed il combustibile introdotto I grandi motori termoelettrici hanno un efficienza elevata e il coefficiente di rendimento discretamente alto pu raggiungere un 55 Ma il medesimo motore quando produce in cogenerazione presenta coefficienti che raggiungono l 85 perch il potere calorifero del combustibile utilizzato al meglio si recupera infatti il calore derivante dalla produzione di elettricit e quindi non viene scartato come negli impianti a produzione separata Naturalmente gli investimenti per adattare i motori sono notevoli Nella piccola media cogenerazione l energia termica un prodotto secondario mentre la micro cogenerazione diretta principalmente alla produzione di calore e secondariamente di energia elettrica L impianto viene alimentato con un certo quantitativo combustibile a cui corrisponde una energia chimica Ec l energia che si libera durante il processo di combustione L impianto attraverso una serie di trasformazioni fornisce l energia elettrica Eel Il rendimento globale di conversione dell impianto ng misura quanta dell energia fornita dal combustibile effettivamente trasformata in energia elettrica ng
80. essi contenuta e l ossigeno atmosferico All inizio del processo i batteri fermentativi avviene una fermentazione ad opera dei batteri metanogeni pero produrre biogas assimilano le sostanze organiche immesse nel reattore che vengono cos degradate in composti organici pi semplici fase idrolitica Questi vengono successivamente trasformati da batteri acidogeni in acidi organici a basso peso molecolare come l acido acetico fase acidogenica Nella fase finale tali acidi verranno convertiti in metano e anidride carbonica dall attivit di un certo numero di metano batteri fase di metanizzazione La produzione di biogas avviene dunque tramite un processo in serie dove i microrganismi a valle utilizzano i prodotti dei microrganismi a monte Per ottimizzare l attivit dei microrganismi necessario creare all interno del digestore condizioni ambientali non dannose per nessuna delle specie batteriche in esso presenti Il biogas cos prodotto viene raccolto essiccato compresso ed immagazzinato per poter essere impiegato come fonte di energia termica combustibile per caldaie o elettrica in motori a combustione interna 99 Vi anche il recupero di biogas dalle discariche di rifiuti urbani Trattamento biogas 1 Essicazione Si fa in due step prima in modo naturale sfruttando il terreno e portare la linea del biogas sottoterra facendogli fare un certo percorso in modo che il biogas da 38 gradi a contatto
81. etene Ad esso contribuisce principalmente la fase di cippatura con 1 310 g seguita dalla fase di taglio con 695 g L Ecotoxicity water chronic espressa in m ed influenzata dalla fase di cippatura con 5 200 000 m seguita dalla fase di carico 102 000 m e infine il taglio 100 000 m L Ecotoxicity water acute espressa in m ed influenzata nell ordine dalla fase di cippatura con 518 000 m seguita dalla fase di taglio con 9 490 m e infine il carico 9 100 m L Ecotoxicity soil cronic espresso in m influenzato dalla fase di taglio con 10 900 m seguita dalla fase di cippatura con 6 780 m All Human toxicity air calcolata in m contribuiscono il taglio con 1 54x10 m seguito dalla fase di carico con 3 79 x 10 m infine la cippatura con 1 140 000 000 m All Human toxicity water calcolata in m contribuiscono il carico con 23 800 m segue la cipaptura con 5 800 m infine il taglio con 339 m All Human toxicity soil calcolato in m contribuisce maggiormente il taglio con 933 m seguito dalla cippatura con 492 m Resources all espresso in kg influenzato principalmente dalla fase di esbosco 0 00006 kg seguita dalla fase di trasporto 0 0000362 kg e infine dal trasporto ceneri 0 0000097 kg Il seguente grafico rappresenta i risultati ottenuti con il metodo EDIP UMIP 96 relativamente all analisi del ciclo di vita della produzione di 4 500 qui
82. fasci tubieri e cilindri Stirling ecc e cos via gli altri controlli esplicitati all interno delle singole CPU L intero sistema monitorato da una CPU di sicurezza 431 BUS ETHERNET IMPIANTO DI PRODUZIONE Da tale schema si pu notare come anche la CPU 3 di interfaccia uomo macchina sia collegata al bus di sicurezza questo al fine di poter disabilitare l utente a compiere certe attivit in caso scatti qualche intervento di sicurezza in modo per esempio di non permettere la manipolazione di certe grandezze che comporterebbero un grave danno all impianto Inoltre abbiamo anche dei sensori e attuatori di sicurezza collegati al bus di sicurezza anche nelle 3 CPU abbiamo dei sensori che rilevano le grandezze fisiche da controllore e degli attuatori che permettono l intervento sui dispositivi da tenere sotto controllo che sono dimensionati con un ordine di grandezza superore degli altri presenti nell impianto essendo appunto tali dispositivi di sicurezza devono scattare prima del raggiungimento di un certo valore soglia di allarme antecedente al valore soglia dei sensori distribuiti nell impianto BUS DI SICUREZZA Sensori di sicurezza Attuatori di sicurezza CPU3 PEN 432 7 6 CONTROLLO DELL IMPIANTO A BIOGAS MENGOLI Il monitoraggio del sistema realizzato anche qui tramite un PLC con diverse CPU ognuna controllante diverse sezioni dell impianto In questo impianto tutto il s
83. fornisce in uscita un segnale di potenza sufficiente per essere elaborato dall unit di controllo 403 La scelta di un sensore avviene in base a diverse caratteristiche e vengono perci selezionati in base a e Prestazioni Va bene per l applicazione e Caratteristiche elettriche e Caratteristiche meccaniche Che dimensione ha il sensore La scelta della connessione dei sensori avviene in funzione di diverse considerazioni e Come collegare il sensore al controllore Direttamente tramite cavo o tramite rete sensor network e Considerazioni sull ambiente la distanza le dimensioni rendono praticabili le diverse soluzioni Gli elementi e le propriet da considerare sono numerosi e di diversa natura ritardi e rumori di misura devono essere minimizzati il pi possibile sia tramite la corretta installazione sia tramite un accurata scelta delle caratteristiche degli strumenti utilizzati Il rumore principalmente causato da accoppiamenti indesiderati con sorgenti di segnale estranee al circuito di misura in tutti i casi il livello di rumore dipende a diversi fattori tra cui il trasduttore utilizzato l ampiezza del segnale la lunghezza e il percorso del collegamento ecc Tra i principali metodi per attenuare il rumore vi sono e Collegamenti pi brevi possibili e Separare le linee di potenza da quelle di segnale e Uso di cavi con schermo metallico collegato a massa Le propriet dei sensori L ac
84. fornitura annuale di cippato all impianto 7 2 1 7 12 24 km totali carichi e scarichi a viaggio 12 24 75 viaggi totali annulai per trasportare i 4 500 q 918 km totali 918 450 000 kg cippato all anno 0 00204 kgkm MACROFASE 2 PROCESSO PRODUTTIVO gassificazione e motore stirling Carico del cippato mediante coclea azionata da un motore elettrico con una certa potenza il cippato situato in un deposito adiacente l impianto cippato alimenta il gassificatore che lo trasforma attraverso la sua combustione in syngas il syngas prodotto alimenta il motore stirling che permette di ottenere energia elettrica tramite generatore e termica tramite ricircolo 262 FLOW CHART MACROFASE 2 Stoccaggio del cippato nel deposito dell impianto in attesa di essere icato dalla tramoggia di carico nell impianto Tale fase non bmporta impatti ambientali e pertanto non verr considerata Carico del cippato attraverso una coclea di carico che fa entrare il c CARICO cippato nel gassificatore la coclea attivata da un motore elettrico che omporta consumi GASSIFICATORE E Cippato entra nel gassificatore e si produce syngas MOTORE attraverso l accensione del primo bruciatore necessaria per STIRLING attivare il gassificatore Motore stirling non assorbe corrente funzionando a syngas solo in fase di avvio presenta una potenza di picco che assorbe corrente STOCCAGGIO CENERI In uscita dal processo produttivo ho d
85. grezzo di cui annualmente necessita la produzione di cemento rappresentano un ingente consumo di fonti non rinnovabili E possibile ridurre l impatto ambientale dell industria del calcestruzzo Si presa in considerazione una soluzione a breve termine attraverso l utilizzo di sottoprodotti di altri processi industriali quali le ceneri da biomassa in parziale sostituzione del clinker di cemento Portland al fine di ridurre l impatto ambientale legato allo smaltimento di un rifiuto e quello legato alle emissioni di anidride carbonica connesse con la produzione di clinker in cementeria 153 In termini di produzione energetica la biomassa consiste in tutto quell insieme di materiali organici che possono essere utilizzati direttamente come combustibili oppure trasformati in altre sostanze solide liquide o gassose di pi facile utilizzo negli impianti di conversione Le pi importanti tipologie di biomassa sono residui forestali scarti dell industria della trasformazione del legno trucioli segatura ecc scarti delle aziende zootecniche i rifiuti solidi urbani limitatamente alla sola parte organica residui delle coltivazioni destinate all alimentazione umana o animale paglia o piante espressamente coltivate per scopi energetici Il principale vantaggio ambientale conseguente allo sfruttamento della risorsa biomassa per fini energetici consiste nel limitare l emissione di anidride carbonica in atmosfera poich que
86. ha una valore economico negativo e ci spinge verso l aumento degli investimenti in ricerca e sviluppo per le fonti rinnovabili La domanda crescente di petrolio della Cina tiene il prezzo al barile alto In tale contesto il prezzo dell energia non destinato a scendere 12 L impatto economico del permanere di un prezzo dell energia basato sul petrolio cos alto comporta aumento dell inflazione aumento della disoccupazione aumento delle speculazioni sui prezzi petroliferi Un aumento della domanda energetica a base petrolifera comporter anche un forte aumento delle emissioni di CO2 in atmosfera di cui pi di 2 3 deriva dai paesi in via di industrializzazione come la Cina L Italia per esempio un paese molto dipendente dal petrolio e dall importazione di combustibili fossili e avr un aumento della bolletta energetica Inoltre le riserve di idrocarburi si stanno rapidamente esaurendo e crescono le importazioni delle fonti energetiche generando cos una forte dipendenza energetica per l Italia Quindi senza interventi di politica economica si avr un peggioramento del settore energetico Questa prospettiva comporter maggiori costi per i consumatori minore competitivit per le imprese e minore sostenibilit ambientale Per poter migliorare le condizioni di elevato costo energetico dipendenza e scarsa compatibilit ambientale si deve accelerare lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili hanno emissioni z
87. i loro sistemi di controllo devono seguirne l evoluzione lasciando la possibilit di aggiungere nuove funzionalit un sistema di controllo scalabile non deve presentare nessun collo di bottiglia n in termini di capacit di elaborazione n in termini di capacit di comunicazione Soltanto un architettura di controllo distribuita pu garantire una crescita illimitata in quanto possibile aggiungere nuovi nodi dotati delle necessarie capacit di comunicazione e calcolo E evidente come negli impianti analizzati le propriet di componibilit e scalabilit siano imprescindibili Si deve infatti lasciare aperta la possibilit di poter ampliare o modificare la struttura dl sistema di controllo in seguito all introduzione di nuove tecnologie relative alla produzione di energia quindi un approccio distribuito del sistema di controllo dell impianto essenziale Infine un sistema DCS introduce maggiore affidabilit robustezza ai guasti facilit di messa in opera e rendere pi semplice la manutenzione una soluzione distribuita con un mapping delle funzioni dei nodi consente di diagnosticare pi facilmente un malfunzionamento e di isolarlo isolando il nodo che l ha generato una soluzione centralizzata renderebbe molto pi onerosi i meccanismi di diagnosi del guasto e del suo confinamento A fronte di numerosi vantaggi l adozione di un sistema DCS rende per molto pi complicata la fase di progettazione in quanto nec
88. impianti alimentati a fonti rinnovabili La quota percentuale calcolata sulla base della produzione e delle importazioni da fonti non rinnovabili nazionali dell anno precedente I soggetti all obbligo possono adempiervi immettendo in rete elettricit prodotta da fonti rinnovabili oppure acquistando da altri produttori titolo comprovanti la produzione della quota I suddetti titoli sono chiamati Certificati Verdi CV e spettano all elettricit prodotta dagli impianti alimentati da fonte rinnovabile per un periodo che inizialmente era fissato in otto anni e che poi nel 2006 con un decreto legislativo stato elevato a 15 anni I Certificati Verdi vengono emessi dal GSE Gestore Servizi Energia su richiesta previa qualificazione dell impianto cio previo riconoscimento all impianto del possesso dei requisiti stabiliti dalla normativa Attestano la produzione di energia da fonti rinnovabili o assimilate Il mercato dei Certificati Verdi consente dunque ai produttori di energia elettrica che non raggiungono la quota minima di energia prodotta da fonti rinnovabili di sopperire a tale mancanza acquistando i CV da titolari di impianti a fonti rinnovabili che dunque ne traggono vantaggio economico In pratica i Certificati Verdi sono lo strumento con il quale i soggetti sottoposti all obbligo della quota verde devono dimostrare di avervi adempiuto e quindi costituiscono l incentivo alla produzione da fonte rinnovabile Si crea c
89. impianto di digestione anaerobica una modifica poi capire se sostanziale o meno a secondo della normativa Per la normativa emissioni una modifica dello stabilimento l installazione o la modifica di un impianto o di un attivit presso uno stabilimento che comporti una variazione di quanto indicato nella autorizzazione alle emissioni Qualunque cosa si faccia va comunicato alle autorit competenti La modifica sostanziale per la normativa emissioni una modifica che comporta un aumento o variazione qualitativa delle emissioni o che altera le condizioni La Regione Emilia Romagna uscir a breve con una delibera dove dice che l inserimento di un impianto di digestione anaerobica in una realt in AIA da ritenersi una modifica ma non sostanziale Occorre analizzare l attivit entro cui tale impianto si va a inserire per capire tutte le ripercussioni 112 Semplificzione Nella finanziaria 2007 stato stabilito che per impianti soglia fino a certe potenze la costruzione possibile mediante semplice denuncia di inizio attivit per il biogas la soglia 250 kW ed lasciata la possibilit di stabilire soglie pi alte infatti l anno scorso in estate si detto che l installazione e l esercizio di impianti di piccola cogenerazione pu essere realizzato secondo solo la denuncia di inizio attivit fino a 1 MW elettrico Va per approfondito il concetto di cogenerazione Chi fa tes
90. inserire risulta lo stesso del caso precedente in quanto le caratteristiche della cippatrice sono le medesime Risulta pertanto 0 0386 kWh 287 FASE 4_TRASPORTO Il trasporto realizzato con un autotreno con capacit pari a 200 220 q di cippato Il trasporto parte da Pistoia carico di cippato e giunge a Castel d Aiano per un totale di 60 8 km a pieno carico percorsi e il ritorno a vuoto 220 q viaggio 22 000 kg viaggio 60 8 1 7 103 36 km totali percorsi tra carichi e scarichi 103 36 22 000 0 0047 kgkm 5 3 2 Risultati con metodo Eco Indicator99 Completato l inventario delle emissioni e dei consumi di risorse imputabili all impianto di produzione cogenerativa di Castel d Aiano con approvvigionamento azienda Orlandini possibile attraverso modelli predisposti all interno del software SimaPro 6 0 giungere anche qui alla valutazione dell entit con cui ogni singola fase contribuisce al punteggio relativo alle varie categorie di danno considerate nel metodo Eco Indicator99 Dall analisi della tabella sottostante si pu risalire all entit del danno con cui ciascuna fase contribuisce alla definizione del punteggio totale SimaPro 6 0 Data 08 11 201 Periodo 10 21 07 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano_Orl Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A Valore Valutazione dei danni Categoria d i Unit Totale TAGLIO O ESBOSCO CIPPATURA TRASPOR
91. interesse nominale 1 tasso d inflazione 1 Ammortamento in 10 anni calcolato sul valore solo delle attrezzature acquistate Ammortamento costante per i 10 anni di durata Dividiamo innanzitutto i costi relativi all investimento iniziale cio costi sostenuti solamente all avvio del progetto e considerati come un flusso di cassa in uscita esborso iniziale Co dai costi operativi che si registrano invece ogni anno costi d esercizio annuali dell attivit infine avremo dei ricavi annui derivanti dalla vendita dell energia elettrica prodotta e dai benefici derivanti dai certificati verdi Investimento esborso iniziale In tale voce sono considerati tutti i costi sostenuti in fase di realizzazione del progetto come i lavori edili e di predisposizione terreni i costi di acquisto terreno se non di propriet i costi per la realizzazione delle reti elettriche delle tubazioni ecc i costi per l allaccio alla rete nazionale i costi di eventuali consulenze i costi per predisporre e definire il progetto i costi per le strumentazioni del monitoraggio emissioni se presenti i costi della rete di controllo tramite PLC ecc Il costo del terreno nullo in quanto il terreno utilizzato di propriet del Comune di Castel d Aiano Non sono presenti costi di avviamento in quanto un progetto del tutto nuovo nato da zero e quindi non presenta un valore dell avviamento da considerare non cio un
92. interno del cut off period dacch non tiene assolutamente conto del tasso di attualizzazione Alcune imprese per attualizzano i flussi di cassa prima di calcolare il periodo di recupero La regola del tempo di recupero attualizzato si chiede Quanto deve durare il progetto affinch esso abbia senso in termini di valore attuale netto Questa modifica alla regola del tempo di recupero risolve la difficolt creata dal fatto che si d un uguale peso a tutti i flussi di cassa prima del cut off period Il tempo di recupero attualizzato una regola migliore del recupero non attualizzato Riconosce infatti che un Euro all inizio del periodo di recupero ha pi valore di un Euro alla fine del periodo di recupero Per la regola del tempo di recupero attualizzato dipende ancora dalla scelta arbitraria del cut off period e continua a non prendere in considerazione tutti i flussi di cassa dopo tale data La semplicit della regola del tempo di recupero la rende uno strumento facile per descrivere i progetti di investimento Tuttavia esso non guida le decisioni dei manager nella scelta tra accettare o rifiutare un progetto di investimento 371 Il tasso interno di rendimento Il tasso interno di rendimento rappresenta il tasso di attualizzazione che d un VAN 0 Ci significa che per ricavare il TIR di un progetto di investimento della durata di T anni necessario risolvere la seguente equazione VAN Co C 1 TIR C
93. kW gt Portata Utilizzate su piazzale e in bosco con potenza da 25 a 90 KW azionate dalla presa di potenza del trattore Bocca di uscita Bocca di alimentazione Organo di frantumazione gt Trainate Utilizzate su piazzale e in bosco con potenza da 25 a 350 kW azionate dalla presa di potenza del trattore oppure da motore autonomo a scoppio 64 Organo di frantumazione Bocca di alimentazione gt Semovente Utilizzate su piazzale o in bosco con potenza da 100 a 150 KW motore autonomo o a scoppio gt Fissa Utilizzate su piazzale con potenza da 30 a 700 KW motore autonomo Bocca di uscita Organo di frantumazione Bocca di alimentazione 65 2 Organo sminuzzatore gt Cippatrice a disco E costituita da un pesante volano su cui sono montati 2 o 4 coltelli in posizione radiale vi una controlama regolabile che permette di variare le dimensioni delle scaglie fra 0 3 e 4 5 cm num giri minuto 500 bocca di alimentazione disposta a 45 rispetto al disco Sistema di espulsione Organo di frantumazione Bocca di alimentazione gt Cippatrice a tamburo Sono macchine pi grandi e pi potenti delle precedenti per lavorare quindi anche ramaglie l organo di taglio un cilindro di acciaio su cui sono montati fino a 12 coltelli in posizione tangenziale il materiale restituito pi eterogeneo scaglie fino a 6 5 cm i coltelli vanno
94. la biomassa potrebbe rappresentare un passo decisivo verso l ampliamento del mix di fonti energetiche disponibili e soprattutto verso una minore dipendenza dai principali produttori di idrocarburi 38 Con l avvento e il perfezionamento di tecnologie innovative quali le caldaie automatiche si possono conseguire elevati rendimenti di combustione fino all 80 90 inoltre alcuni processi recentemente brevettati consentono la sua trasformazione in combustibili gassosi syngas e biogas e liquidi biofuels a ridotto impatto ambientale Offre inoltre la possibilit di essere impiegata in tecnologie e soluzioni impiantistiche ormai consolidate analoghe a quelle predisposte per i combustibili fossili non implicando pertanto eccessivi costi di riconversione adattamento o riconfigurazione Le emissioni inquinanti ascrivibili alla conversione energetica della biomassa sono nettamente al di sotto dei valori comunemente registrati impiegando combustibili fossili In particolare la combustione di biomassa produce SO in quantit trascurabili e mediante l impiego di moderne tecnologie il quantitativo di CO pu essere contenuto e la produzione di polveri risultare inferiore La biomassa disponibile a prezzi pi contenuti rispetto alle altre fonti energetiche il prezzo della caloria prodotta a partire dal combustibile legno in una qualsiasi delle sue forme legna da ardere cippato pellet inferiore rispetto a quello relativo alle trad
95. la superficie potenzialmente disponibile verr coltivata quindi interessando anche superfici ora non coltivate la produzione di biomasse potrebbe raddoppiare Uno studio globale e completo mostra che a seconda degli scenari alle bioenergie pu essere destinata quasi la met degli arativi oppure che per esse non c spazio In mezzo si hanno tutte le combinazioni e tutte le possibili scelte conseguenti alle possibilit di rispondere a un infinit di domande riferite a situazioni specifiche Fra le bioenergie rientrano i biocarburanti biocarburanti o biocombustibili sono prodotti sostitutivi e o integrativi della biomassa e del gasolio utilizzati per autotrazione macchine agricole e aviazione L UE prevede che tali biocarburanti entro il 2020 sostituiranno il 10 dei carburanti tradizionali I fautori dei biocarburanti li presentano come uno dei mezzi importanti per contrastare le cause antropiche del cambiamento climatico i detrattori dei biocarburanti invece ritengono errati i bilanci energetici e ambientali positivi e accusano di fare concorrenza alla produzione di cibo aspetto questo molto importante da analizzare 72 Gli arativi rappresentano solo il 12 13 della superficie terrestre per cui si ritiene essere ampia la riserva di terra coltivabile in realt solo il 25 delle superfici totali potrebbe essere sfruttato per scopi agricoli in quanto per il restante troppo freddo arido umido o montagnoso In effetti l
96. minore la produzione in quanto magari la sicurezza ben progettata fa scattare prima dei dispositivi di sicurezza in modo da prevenire in parte gravi danni all impianto e non comporterebbe cos grossi fermi impianto in pratica non si rompe nulla o poco o comunque componenti riparabili e sostituibili velocemente che comportano spese minori 419 Importante risulta analizzare dettagliatamente i diversi rischi che si possono incontrare e progettare la loro prevenzione o mitigazione in funzione del sistema che abbiamo di fronte e dei costi diretti e indiretti derivanti dalle diverse soluzioni di livello di sicurezza installato Storicamente l automazione sempre stata vista come passiva cio si interveniva in modo da attenuare il pi possibile i problemi derivanti da un evento rischioso gi intervenuto programmando magari prima tutti i possibili interventi immediati da effettuare nel caso dei diversi possibili rischi Oggi ci sta orientando sempre di pi grazie anche ai progressi nell automazione e nella sua elettronica e componentistica verso sistemi di sicurezza attiva tramite il monitoraggio continuo e dettagliato dell impianto e tramite azioni di correzione anticipata rispetto al verificarsi dell evento rischioso Progettazione di sistemi critici per la sicurezza Trattando sistemi critici per la sicurezza tutti gli aspetti di affidabilit disponibilit manutenibilit e sicurezza RAMS Reliability Availab
97. ottenere insilati dei cereali inoltre vi il TRINCIATURA trasporto dei prodotti trinciati nella zona di acumulo a terra vicino alla tramoggia di carico compiendo circa 300 metri di distanza dai campi alla zona di accumulo utilizzo di un trattore diesel da 250 CV usato per 2 5 ore per ettaro di terreno PRESSATURA Utilizzo del trattore che trincia per pressare passando CUMULI A TERRA avanti e indietro sopra i cumuli a terra e far uscire cos l eventuale acqua o aria ACCUMULO A TERRA L accumulo a terra non comporta nessun problema ambientale non si disperde nulla di nocivo in atmosfera VI solo comincia un po la fermentazione 313 L accumulo a terra non viene considerato in quanto non impatta a livello ambientale dal momento che non produce nessuna emissione n al suolo n in aria n in acqua inizia solamente in parte la fermentazione Trattore per semina Il campo a coltivazione di 60 ha Sapendo che 1 ha equivale a 100 m Le piante sono disposte a una distanza di 50 cm una dall altra La produttivit delle colture di 12 t ha equivalente a 120 q ha La semina viene effettuata una volta all anno Avremo quindi 60 100 6 000 m di terreno da seminare dei quali 100 m di lunghezza e 60 m di larghezza n del trattore Il campo ha la seguente diposizione e metratura 60m 100 m Le piantine dei cereali si trovano a una distanza di 50 cm per cui con una lunghezza del campo di
98. ovvero sistemi per il controllo protezione osservazione che hanno uno o pi apparati elettrici elettronici elettronici programmabili Includono tutti gli elementi del sistema come alimentazione elettrica sensori ed altri apparati di input data highways reti di comunicazione dati ed altri sistemi di comunicazione attuatori ed altre attrezzature di emissione comando Safety Function funzione di sicurezza ovvero la funzione che deve essere implementata per ridurre un pericolo o mantenere uno stato di sicurezza per l attrezzatura sotto controllo rispetto ad uno specifico evento pericoloso Safety Related System ovvero il sistema progettato per ottenere da solo o con altri sistemi E E SEP dispositivi elettrosensibili o con altre tecnologie il livello di integrit richiesto dalle funzioni di sicurezza identificate Safety Integrity Level SIL ovvero la probabilit richiesta ad un sistema di sicurezza per effettuare correttamente le sue funzioni in tutte le condizioni previste il SIL funzione dell affidabilit dei componenti selezionati e della frequenza di prova stabilita Quindi la funzione di sicurezza deve rientrare in una condizione di affidabilit misurata dal SIL Una volta valutato quantitativamente o dimensionalmente un rischio ci si pone l obiettivo di ridurlo fino ad un livello accettabile 411 Per ottenere questo si interpongono dei livelli di sicurezza che sottraggono quantit di rischio fino ad un livello
99. perch generalmente l effetto di alcuni prodotti su queste categorie talmente ambiguo da risultare difficilmente interpretabile Inventario La metodologia Eco indicator 99 necessita di alcune specificazioni per la definizione dell inventario in cui sono prese in considerazione emissioni in aria acqua e suolo e un parametro da considerare e specificare la concentrazione delle polveri fini egli effetti dei fertilizzanti utilizzati in agricoltura non sono da considerare come emissioni nel suolo poich gi inclusi nei dati sullo sfruttamento del terreno ej quantitativi di pesticidi fungicidi e erbicidi direttamente applicati al suolo vengono considerati come emissioni al suolo coltivato Nell analisi di previsione viene calcolata la quantit di tali sostanze che emigrano verso altri comparti aria acqua suolo naturale e industriale la parte rimanente che resta sul suolo coltivato non modellata ma inclusa nei dati sul land use e l azione delle sostanze radioattive classificate in isotopi valutata in becquerel e minerali e i combustibili fossili non vengono considerati come materiali grezzi e l uso del territorio viene definito come prodotto dell area per il tempo di occupazione ed dipendente dal tipo di uso se oggetto di trasformazioni deve essere specificata la destinazione originale e quella ottenuta dopo la modifica 225 La Caratterizzazione Il metodo utilizza quattro differen
100. pre trattamenti e bassi costi operativi niente problemi di miscelazione sedimenti e croste tecnologia semplice e robusta e bassi costi di manutenzione niente sistemi per rendere liquido il materiale E una soluzione interessante se abbiamo dei solidi materiale palabile ma nel nostro Paese ci sono pochi esempi Impianto che ha una certa meccanicosit costituito da una serie di celle che lavorano in modo discontinuo ogni cella funziona in batch riempita innescata rapidamente e attivarla mano a mano con materiale che inoculo dal digestore miscelato La cella resta in funzione poi parte la fermentazione e dopo arriva la produzione di biogas passati i 45 gg a seconda del tipo di biomassa utilizzata Dopo i 45 gg la cella viene aperta previa eliminazione del biogas eventualmente ancora presente per evitare pericoli per gli addetti e viene svuotata e riempita nuovamente ecc Il biogas raccolto in un gasometro dove i vari biogas delle diverse celle con caratteristiche diverse perch si trovano ad et diverse di fermentazione si mescolano e all utilizzo arriva un biogas cos costante 2 Digestione ad umido quando il substrato ha un contenuto di solidi totali lt 10 Possiamo miscelare quindi circa attorno all 8 10 di sostanza secca Ogni giorno necessario muovere il 100 delle sostanze inserite nel digestore alta quantit di liquido da muovere sono necessari dei pre trattamenti per contenere gli alti costi operativi prob
101. produttori e GSE Viene erogata per un periodo di 15 anni Tale tariffa si distingue in e 0 28 euro KWh per gli impianti di taglia non superiore a 1 MW elettrico alimentati a biogas e biomasse prescindendo dalla vicinanza tra luogo di produzione e impianto e 0 18 euro KWh per gli impianti di taglia non superiore a 1 MW elettrico alimentati da biocombustibili liquidi gas di discarica e gas residuati da processi di depurazione 117 Capitolo 3 Casi studio 3 1 COGENERAZIONE Definizione produzione combinata in un unico processo di energia elettrica meccanica e di calore La produzione per meccanica elettrica e calore non si realizza nella pratica in Italia ma solo produzione di elettricit e calore l energia meccanica sarebbe l equivalente dell energia elettrica come qualit ma nessuno riesce a misurarla tale energia Quindi abbiamo elettricit e calore in un unico processo con un unico motore primo che ha alla base l utilizzo di un combustibile La maggioranza di impianti cogenerativi usano combustibile fossile in primis metano poi GPL e derivati petrolio per qualsiasi combustibile pu essere utilizzato per la cogenerazione Per l elettricit la qualit energetica ed economica cambia e dipende da e Elettricit auto consumata si usa l elettricit all interno della struttura dove la produce la pi redditizia e Elettricit immessa elettricit che ha la propriet di
102. produzione di biomasse da impiegare come fonti rinnovabili di energia consente quindi di riconsiderare le tecniche colturali favorendo una gestione agricola meno dannosa per l ambiente ed il suolo purch si avviino sistemi di rotazione tra coltivazioni energetiche e coltivazioni agricole annuali Per le risorse forestali invece in molti paesi europei una quota ampia delle foreste sotto utilizzata I residui forestali e le ceppaie svolgono importanti funzioni ambientali come rifornire il suolo di sostanze nutritive regimentare i flussi d acqua e contribuire a prevenire l erosione del suolo Ma la rimozione della biomassa forestale sia per il prelievo di legname che di energia pu avere ripercussioni negative su queste funzioni per cui il prelievo periodico di biomasse legnose richiede una valida gestione selvicolturale Di particolare importanze per la biodiversit avere ceppi grandi habitat ideale per funghi alcuni tipi di piante insetti e piccoli animali Quando si effettua un prelievo dei residui forestali importante per lasciare una certa quantit di residui visto che in un albero la pi bassa concentrazione di nutrienti di solito contenuta nel legno e la pi alta nel fogliame E importante mantenere il fogliame sul sito poich un altra funzione dei residui quella di diminuire l esposizione diretta del terreno all acqua piovana al sole e al vento sarebbe quindi buona prassi che le radici fossero lasc
103. quali i produttori e distributori di biomassa e biogas sono tenuti a garantire la tracciabilit e rintracciabilit della filiera pena l esclusione dal sistema di incentivi In caso di sostituzione in data successiva all autorizzazione del combustibile ammesso ai presenti incentivi con altre biomasse di origine agricola possibile comunque beneficiare delle diverse e specifiche forme di incentivazione eventualmente previste per tali combustibili Per quanto riguarda gli incentivi per gli impianti sono previsti due principali meccanismi alternativi a seconda della potenza nominale media annua caratteristica dell impianto 1 Per gli impianti con una produzione annua superiore a 1 MW legge finanziaria 2008 previsto il rilascio dei cosiddetti Certificati Verdi Un impianto qualificato a fonti rinnovabili riceve un numero di certificati verdi proporzionale alla produzione di MW annui secondo coefficienti moltiplicativi variabili in base alla fonte rinnovabile utilizzata La vendita di certificati verdi da luogo annualmente ad introiti in denaro 116 2 Tali certificati sono emessi dal GSE Gestore Servizi Elettrici ed hanno una durata di 15 anni Il mercato dei certificati verdi consiste nella compra vendita e contrattazione di crediti tra chi produce energia da fonti rinnovabili ed il GSE I CV possono essere richiesti a consuntivo in base all energia netta effettivamente prodotta dall impianto nell anno precede
104. regioni limitrofe Inoltre sar necessario distinguere tra occupazione permanente del territorio e trasformazione Diversamente dagli altri modelli utilizzati in questo caso si utilizzeranno esclusivamente dati sperimentali come osservazioni sul numero delle specie presenti oltre ad informazioni provenienti da sperimentazioni di laboratorio o simulazioni computerizzate Questi aspetti influenzano in modo rilevante il modello e il numero di specie osservato il risultato dell influenza di una serie di fattori quali la concentrazione delle sostanze tossiche il livello di acidit o di nutrienti il cambiamento di clima ecc Questo implica che non possibile separare gli effetti dei cambiamenti dell uso del suolo dalle altre categorie di impatto e esistono diversi tipi di copertura del suolo e per ciascun tipo il numero di specie presenti pu variare ampiamente nelle diverse zone d Europa e la disponibilit di informazioni provenienti da osservazioni sul campo un problema sostanziale per due motivi vi sono sufficienti informazioni solo per pochi tipi di uso del suolo 1 tipi di uso del suolo per cui sono disponibili le informazioni non sono sempre adattabili con facilit alle applicazioni pratiche dell LCA L esaurimento delle risorse La categoria di danno Resources stata introdotta per la prima volta con la nuova versione della metodologia Diversamente dalle altre categorie di danno non s
105. relativi a masse legnose effettivamente esboscabili catalogati per specie forestale e per tipologia di intervento di valorizzazione del territorio Essi possono consistere in tagli di miglioramento realizzabili su popolamenti non maturi ne sono un esempio le conversioni e i diradamenti oppure in tagli di rinnovazione attuabili su popolamenti adulti maturi governati a ceduo o a fustaia Nel caso di area boschiva forestale a gestione passiva cio in assenza di piani di intervento di valorizzazione sarebbe opportuno non prelevare alcuna quantit perch la biomassa pu considerarsi una risorsa rinnovabile solo se gestita secondo criteri di sfruttamento razionale La Stima della quantit di biomassa cippabile effettuata tenendo conto dei coefficienti percentuali di attitudine alla cippatura per tipo di assortimenti legnosi potenzialmente ottenibili con i tagli previsti in zone di gestione attiva del patrimonio boschivo 159 Una pianificazione e gestione appropriate apportano benefici diretti all ecosistema forestale e all ambiente in cui esso inserito e mirano a ricomporre nel tempo una componente arborea stabile e mista in grado di perpetuarsi conservando una continuit qualitativa e quantitativa Gli interventi selvicolturali perci non devono consistere in un asportazione totale della biomassa ricavabile da un utilizzazione forestale ma devono essere possibilmente regolati da piani di assestamento forestale red
106. se ci si trova in condizioni urbane il consumo pu essere aumentato del 30 Le banche dati contenute nei programmi software per la redazione di LCA attualmente disponibili contengono le informazioni complete riguardanti tutti i possibili mezzi di trasporto su strada fornendo dati particolareggiati sui consumi diretti e indiretti e semplificando lo svolgimento dei calcoli Un ulteriore aspetto molto importante poi quello che riguarda la quantificazione degli aspetti positivi associati al recupero di alcune tipologie di rifiuti Per valutare i benefici del recupero di materia o di energia consueto l utilizzo della metodologia degli impatti evitati Dato un sistema che permette un recupero mediante questo approccio si sottraggono dagli impatti ambientali generati quelli associati alla produzione dei flussi recuperati Il risultato di questo approccio quindi la valutazione degli impatti ambientali di un sistema tenuto conto anche in termini quantitativi dei benefici associati agli eventuali recuperi A tal proposito ancora da osservare come dovendo effettuare una sottrazione di impatti possa verificarsi un risultato negativo Ovviamente questo dato deve essere interpretato osservando che in presenza di valore negativo il sistema produce minori impatti rispetto al sistema tradizionale Uno dei temi pi dibattuti relativamente allo studio degli impatti ambientali quello dell effetto serra tra le principali sostanze res
107. secondo luogo considerare le linee guida dell economia agraria consolidata per evidenziare il reddito netto dell imprenditore agricolo che dedica una parte della sua superficie aziendale ad una coltura finalizzata alla produzione di energia I risultati analizzati danno esiti positivi per la remunerazione dell investimento considerando anche che l energia prodotta che non viene auto consumata pu essere venduta a un certo costo per ogni kW prodotto 1 14 NORMATIVA BIOMASSA Programmi direttive dell UE e Riduzione delle emissioni di gas serra e Energia elettrica rinnovabile e Combustibili per trasporto e Prestazioni energetiche degli edifici applicazione delle fonti rinnovabili solare biomasse e Co generazione di energia elettrica e calore gt valutazione del contributo delle fonti rinnovabili Politica agricola e comunitaria Premio alle coltivazioni energetiche Premio di 45 per ettaro per una superficie massima di 1 5 milioni di ettari Tutte le coltivazioni ammissibili richiesto il contratto di utilizzo se questo non all interno dell azienda agricola 103 I Certificati Verdi Il D Lgs 16 3 1999 ha introdotto questo strumento di incentivazione dell elettricit prodotta da fonti rinnovabili Si basa sull obbligo a carico dei produttori ed importatori di energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile di immettere nel sistema elettrico nazionale una quota minima di elettricit prodotta da
108. sostituiti ogni certo quantitativo di tonnellate lavorate in funzione del tipo di legno formata da un cilindro cavo del diametro minimo di 30 cm 66 Bocca di alimentazione Coltello Sistema di espulsione Controcoltello Tamburo trinciante Rulli di convogliamento gt Cippatrice a vite senza fine o a coclea L organo di taglio una grossa vite a sezione decrescente con i bordi taglienti che ruota su un asse orizzontale sono poco diffuse adatte a lavorare tronchi interi e producono scaglie pi grandi fino a 8 cm i tronchetti vengono fatti avanzare contro una vite senza fine con bordi taglienti rotanti Sistema di espulsione Vite senza fine Criteri di scelta Per scegliere la cippatrice pi idonea alle nostre esigenze di deve tenere conto di Diametro della legna da sminuzzare Destinazione dello sminuzzato Quantit di prodotto da lavorare 67 Costi Variabili in funzione della potenza della scippatrice variano da poche centinaia di euro fino a 5 600 000 Le cippatrici presentano alto consumo di combustibile Sicurezza nelle cippatrici Utilizzare una cippatrice lavoro tutt altro che privo di pericoli Gli incidenti che possono accadere sono spesso assai gravi e non di rado provocano periodi prolungati di incapacit lavorativa o addirittura invalidit Il principale rischio quello di essere ghermiti con forza dai cilindri di trascinamento
109. sufficiente che tali sistemi forniscano un risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata gt negli altri casi necessario che il sistema cogenerativo garantisca un risparmio di energia primaria pari almeno al 10 rispetto ai valori di riferimento per la produzione separata di elettricit e calore Benefici di avere CAR La priorit di dispacciamento cio un impianto cogenerativo pu immettersi in rete senza sottostare ai meccanismi di borse per produrre energia elettrica c un mercato dell energia elettrica non in tempo reale ma per il giorno dopo se l offerta non buona non si produce quel giorno Non sono soldi ma un vantaggio di poter vendere e di lavorare defiscalizzazione da acquisto del combustibile il combustibile per un impianto non paga la cisa sul gas del riscaldamento quindi risparmiando su questa tassa abbiamo il costo che la met scambio sul posto che consente di usare la rete elettrica come un serbatoio di accumulo di elettricit un sistema incentivante cio quando l energia elettrica non serve per l autoconsumo la immettiamo in rete e la preleviamo solo quando serve per solo per impianti fino a 200 kW titoli di efficienza energetica TEE certificati bianchi perch alla cogenerazione riconosciuto un risparmio energetico negli usi finali di energia termica ed elettrica Con il termine cogenerazione come abbiamo visto si intende la produzione congiunta e i
110. tali categorie di danno alle sostanze individuate nello studio del ciclo di vita del prodotto Il metodo dell LCA richiede in primo luogo un inventario di tutte le emissioni e di tutti 1 consumi di risorse da attribuire al prodotto nel suo intero ciclo di vita il risultato di questo inventario un elenco di emissioni di consumi di risorse e di impatti di altro genere che opportunamente organizzato prende il nome di inventory result Data la grande quantit di dati al fine di rendere la procedura pi comprensibile e facilmente interpretabile pratica comune raggruppare i tipi di impatto per categorie e calcolarne un punteggio globale riferendosi cos alle categorie di impatto piuttosto che alle differenti tipologie di impatto riscontrate Nello sviluppare i progetti Eco indicator 99 e 95 stato utilizzato un approccio top down attraverso il quale sono stati dapprima definiti i risultati richiesti dalla valutazione nel caso specifico le tre categorie di danno precedentemente definite 223 Ci ha implicato la necessit di una definizione chiara e univoca del termine ambiente e dell approccio con cui affrontare e valutare i diversi problemi ambientali Quando si applicano gli Eco indicator 99 ad un LCA necessario considerare che tutte le emissioni e tutte le forme di sfruttamento del territorio sono valutate con riferimento all Europa I risultati ottenuti devono essere inoltre considerati come marginali nel se
111. terrestre L origine di questo calore da porre in relazione con la natura interna del pianeta e con i processi fisici che in esso hanno luogo Si definisce gradiente geotermico l aumento di temperatura con la profondit calcolata dalla superficie terrestre esso non un valore fisso e distribuito omogeneamente su tutto il pianeta ma pu variare nella litosfera da zona a zona In media il valore del gradiente geotermico pari a circa 3 C ogni 100 metri di profondit ma nelle zone geologicamente attive come quelle vulcaniche e in prossimit delle dorsali oceaniche tale valore pu arrivare a 9 16 C ogni 100 metri La risorsa geotermica costituita da acque sotterranee che venendo a contatto con rocce ad alte temperature si riscaldano e in alcuni casi vaporizzano e vanno a formare i cosiddetti serbatoi geotermici in essi il calore assorbito dall acqua trattenuto da uno spesso strato di rocce impermeabili A causa dell esaurimento che dopo un certo numero di anni possono subire i campi geotermici sono stati avviati esperimenti per tentare operazioni di ricarica Quella geotermica una fonte energetica a erogazione continua e indipendente da condizionamenti climatici ma essendo difficilmente trasportabile utilizzata prevalentemente a livello locale Attualmente il costo di un kWh di energia elettrica ottenuto in centrali geo termoelettriche non molto distante da quello relativo a centrali a ciclo combinato a
112. tra un sistema industriale e il sistema ambiente Risulta quindi chiaro come gli input del sistema siano parametri che intervengono nel dibattito sui problemi del risparmio delle risorse mentre gli output riguardino i problemi di inquinamento Si comprende come la definizione della funzione del sistema e dei confini dello stesso rappresentino le operazioni chiave per la buona riuscita di uno studio di LCA 201 Dunque pi che descrivere il prodotto una LCA descrive il sistema che lo genera o in altre parole la funzione del sistema stesso Questo importante da chiarire per evitare il rischio di identificare l analisi del ciclo di vita dei processi con un analisi del ciclo di vita dei prodotti Il modello del sistema oggetto di indagine in una LCA risulta sempre essere una semplificazione della realt poich non include una rappresentazione completa delle interazioni con l ambiente ma solo quelle pi significative Questo tipo di metodologia comprende la sfera della produzione quella della distribuzione e quella dell utilizzazione E legittimo quindi sostenere che l affermazione di questa tecnica come strumento strategico innovativo a livello industriale sia cominciata offrendo un metro di confronto tra diverse produzioni divenendo supporto d immagine per i processi produttivi a impatto ambientale pi limitato La struttura moderna della LCA proposta dalla norma ISO 14040 e successive sintetizzabile in quattro
113. tramite un camion all utilizzo agronomico del digestato prodotto dall impianto Non si considera il ciclo di vita dei macchinari impiegati nelle diverse fasi e Qualit dei dati Per lo svolgimento dello studio stato impiegato il codice di calcolo SimaPro 6 0 Per la maggioranza degli elementi si fatto riferimento alle banche dati impostate all interno del codice e Metodologia di valutazione dell impatto ambientale I metodi utilizzati nello studio sono Eco Indicator99 H e Edip Umip96 V2 1 5 4 1 Le diverse fasi Vediamo di seguito la schematizzazione delle macrofasi della filiera di produzione del biogas Ogni macrofase poi suddivisa nelle sue diverse fasi con i relativi macchinari e verranno analizzate una a una riportando anche i calcoli necessari in ogni fase per giungere ai valori da inserire all interno della LCA 309 Rappresentazione schematica delle macrofasi che compongono la filiera del bioga agricolo Nei calcoli effettuati per determinare i valori da inserire nell analisi LCA si tenuto conto di ricavare un valore unitario da inserire nelle singole schede delle diverse fasi Nelle schede dedicate ad ogni fase necessario indicare l output unitario che si vuole ottenere a fronte di un certo input sempre unitario riferito all ottenimento di quell output nel processo produttivo la fase di produzione dell energia ha come output l ottenimento di 1 KWh e in input i valori di consumi energetic
114. tronco preventivamente scortecciato v Tipo e regolazione dell azione della cippatrice Il cippato propriamente detto ha pezzatura fine e granulometria abbastanza uniforme esso ottenuto per mezzo di sollecitazioni taglianti impresse dalla cippatrice al materiale da trattare Il cippato pu essere ricavato anche per sfibratura in tal caso il prodotto si presenta pi grossolano di forma allungata e piuttosto irregolare conservandosi in parte la struttura originale dei tessuti legnosi La velocit di rotazione dell organo di taglio la velocit di avanzamento del pezzo di legno e le condizioni della superficie di taglio dei coltelli sono parametri che incidono fortemente sia sulla qualit del cippato sia sulla produttivit della macchina 48 Risulta di fondamentale importanza un accurata regolazione di questi aspetti oltre ad una periodica manutenzione degli organi meccanici in particolare la pulizia e l affilatura dei coltelli v Pezzatura cippato La pezzatura del cippato se non sufficientemente piccola e uniforme pu incidere negativamente su rendimento di combustione elementi legnosi pi grossi comportano maggiori emissioni e pi ceneri densit del materiale aumentando la densit apparente si rendono pi onerose le operazioni di carico trasporto e movimentazione tempo di essicazione particelle pi grosse rendono pi difficoltosa la circolazione dell aria funzionamento dell impianto i
115. unit di misura richiesta per l acqua il m utilizzando la voce del software Water fresh equiparata cio all acqua del rubinetto Tra le colture coltivate solamente il 10 irriguo costituito da mais e quindi avremo il 10 di 1 kg come output che necessita di acqua Considerando che occorrono 50 mm di acqua per 10 ettari di terreno e che l irrigazione avviene 2 volte all anno in media per questo tipo di colture 50 mm 10 ha gt 5 mm 1 ha equivalente a 0 005 m di acqua necessaria per ogni ettaro di terreno Produttivit colture sempre di 12 t ha Il nostro terreno di 60 ha non necessita tutto di essere irrigato ma solamente un 10 per cui 60 ha 10 6 ha di terreno da irrigare 315 Avendo una produttivit di 12 t per ettaro risulta 12 6 72 t equivalente a 72 000 kg resa del 10 del terreno di mais 6 72 000 X 0 1 10 di 1 kg di output di coltura X 0 0000083 ha resa del 10 del terreno di mais 0 005 m di acqua 0 0000083 0 0000000415 m di acqua necessaria per ottenere 1 kg di coltura considerando che solamente il 10 necessita di acqua Trattore per trinciatura La trinciatura un metodo di raccolta delle colture effettuando u n taglio particolare per cui ottengo 1 cosiddetti insilati dei cereali coltivati Nel SimaPro si inserito il mezzo di trasporto tra quelli esistenti del database Tractor and Trailer all interno della categoria Transport Road T
116. visto sono il calcio il silicio il potassio e il magnesio presenti perlopi sotto forma di ossidi Dal punto di vista dell uso della cenere come fertilizzante ad essere rilevante la quantit di calcio potassio e fosforo Il contenuto di questi elementi si situa tra il 20 25 per il calcio dal 2 fino al 10 per il potassio e dal 0 5 fino al 1 5 per il fosforo Il calcio non pu per essere considerato soltanto come fertilizzante in quanto ha l importante funzione di mantenimento della fertilit del suolo Il contenuto di metalli pesanti piombo e zinco nei differenti tipi di cenere varia quanto pi la percentuale di legna non naturale carta imballaggi o addirittura rifiuti domestici elevato tanto pi alto sar il contenuto di metalli pesanti nelle ceneri importante sottolineare che secondo l Ordinanza federale sull inquinamento atmosferico nei riscaldamenti a legna a carica manuale quali ad esempio le stufe da camera i caminetti le pigne ecc pu essere utilizzata unicamente legna allo stato naturale non trattata in alcun modo Siccome la cenere di legna contiene importanti quantitativi di potassio e di fosforo pu essere presa in considerazione come fertilizzante Rispetto al composto o ai fanghi di depurazione il contenuto di azoto e di sostanza organica tuttavia limitato Per potere essere usata come fertilizzante il contenuto di metallo pesanti della cenere non deve oltrepassare dei valori indic
117. x x x x X x x 4 18E 05 x TAGLIO FEESBOSCO CIPPATURA TRASPORTO CARICO OUTPUT ELEOUTPUT TIDISPERS TRASPORTO CEN SMALTIMENTO IN DISC 28 1 6030000 198 3290000 5750 92100 2940 92 1 7680 2 14E 07 4 54 0 000000422 14 07 0 000392 0 00627 0 0002 0 000000206 0 00582 0 0657 56400 1 38 28700 6 59 105 3 36 0 619 71 4 0 0301 93600 2 27 10100 6 64 106 3 39 0 998 120 0 00738 1310 0 0217 84 2 0 811 13 0414 0 0104 1 47 15 7 5200000 29 8 102000 293 4680 149 16 1 6650 0 422 518000 0 94 9100 28 8 461 14 7 0 497 663 0 000758 6780 0 0145 56 4 2 96 47 3 1 51 0 00543 7 1 2290 1140000000 46400 3 79E 08 612000 9800000 312000 18100 1410000 4 87 5800 8 99 23200 5 99 94 2 3 4 91 6 66 0 000952 492 0 0413 185 0 503 8 05 0 257 0 0146 0 524 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 0 0000126 x 0 0000195 x x T 14E 21 x 0 0000097 x Risultati dell analisi del ciclo di vita di 4 500 quintali di cippato con il metodo EDIP UMIP96 Il Global warming GWP 100 rappresenta il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento della temperatura media terrestre conseguente all effetto serra ed espresso in grammi di anidride carbonica emessa Esso risulta particolarmente influenzato dalla fase di cippatura con 6 030 000 g CO seguita dalla fase di carico con 3 290 000 g CO successivamente vi il taglio con 505 000 d CO L Ozone depletion indica il contributo di ciascuna fase della filiera al deperimento dello
118. 0 100 000 690 000 euro esso rappresenta il valore da ammortizzare 69 000 10 69 000 all anno essendo all anno quinto avremo un esborso per ammortamento di 69 000 5 345 000 Il valore residuo risulta 690 000 345 000 345 000 Costi operativi Per quanto riguarda i costi operativi si tratta di quei costi sostenuti annualmente per la corrente gestione dell impianto compresi i costi di manutenzione i costi della materia prima i costi del personale i costi operativi fissi come gli amministrativi ecc Fonti energetiche fossili 50 000 Fonti energetiche rinnovabili 173 000 Parti di ricambio 150 000 Personale 120 000 Imprevisti emergenze 50 000 Licenze e autorizzazioni 100 000 Costi amministrativi 100 000 Costi operativi indiretti 110 000 Costi totali di manutenzione 1 200 Costo materie prime 10 000 Totale 864 200 389 Per il calcolo delle fonti energetiche rinnovabili si calcolato il costo annuo da sostenere per approvvigionarsi dei sottoprodotti la quale applica un costo di 20 a tonnellata dovendo l impianto rifornirsi di 100 quintali equivalente a 10 t al giorno di sottoprodotti l esborso per l approvvigionamento delle fonti rinnovabili risulta 10 t 20 200 al giorno 200 365 73 000 all anno Pi 100 000 per spese varie di gestione sottoprodotti ed esborso per medicinali e veterinario per le m
119. 0 gradi Anche qui l aria immessa nell ammasso di cippato per mezzo di un ventilatore il calore necessario circa 3 4 Mj per Kg di acqua Accanto a sistemi dedicati per la produzione di calore bene sfruttare calore a basso costo o gratuito coprodotto e recuperato da impianti di cogenerazione biogas o impianti a cippato e cos questa energia termica pu essere valorizzata per essiccare anche il cippato Dispositivi semplificati di essicazione Per l essicazione del cippato sono proposte strutture semplificate fisse o mobili con una doppia pavimentazione forata attraverso la quale immessa aria calda Il sistema di distribuzione del calore costituito da una serie di tubazioni rigide facilmente allestite nell essicatoio 61 Asciugatura indotta dal calore dei processi fermentativi Il calore originato dai processi di demolizione della sostanza legnosa nei cumuli di cippato origina moti convettivi che richiamano aria pi fresca dal basso e lateralmente perci sono particolarmente efficaci le pavimentazioni ventilate nelle coperture di stoccaggio L effetto di auto riscaldamento sull asciugatura del cippato molto efficace in combinazione con sistemi di ventilazione forzata Nelle strutture con sistemi di circolazione dell aria forzata i cicli di aerazione sono regolati dalla differenza di temperatura interno esterno gi da differenze di 5 10 gradi favorita la circolazione naturale dell aria consentendo
120. 000 323869 7562 40000 80000 30000 43182 63416 50000 80000 30000 53978 29269 40000 80000 30000 43182 63416 50000 80000 90000 53978 29269 Come si pu vedere nella figura vengono indicati i costi dell impianto X l impianto gi quotato di cui si conoscono tutti i valori e la sua taglia X a fianco viene indicata la taglia dell impianto che si sta analizzando Y e il fattore di scala scale factor nell ultima colonna vengono evidenziati i valori di costo corrispondenti all impianto Y 379 In questo modo ottengo i valori di costo pur non conoscendoli direttamente e sapendo l energia prodotta ottengo 1 ricavi della produzione dalla conoscenza dei costi e dei ricavi possono cos ottenere i flussi di cassa e il corrispondente VAN dell impianto Il Mini Bref presenta inoltre un foglio di Analisi finanziaria in cui vengono riportati i costi e ricavi annui il costo opportunit del capitale l esborso iniziale di capitale l ammortamento annuo e tramite questi valori permette di calcolare in automatico il VAN estrapolando i costi dal precedente foglio quello mostrato nella figura sopra 2 Semplice calcolo del VAN In alternativa per avere una maggiore precisione nei risultati si potrebbero considerare i costi realmente sostenuti per l impianto analizzato e inserire i rispettivi valori nel foglio Analisi finanziaria direttamente calcolando cos il VAN direttamente Nella present
121. 00262 5 12E 06 8 03E 09 0 0000788 1 15E 08 0 000178 2 28E 08 3 66E 07 1 17E 08 6 25E 09 8 27E 08 Resp orge DALY 7 44E 05 3 72E 05 4 23E 12 0 0000304 2 96E 10 6 76E 06 4 23E 09 6 76E 08 2 16E 09 1 29E 10 3 84E 08 Resp inor DALY 0 0124 0 000106 3 55E 08 0 0102 0 000000253 0 0021 6 29E 07 1 01E 05 3 21E 07 0 000000112 0 0000129 Climate ch DALY 0 00202 8 31E 05 5 85E 09 0 00124 4 12E 08 0 000682 1 18E 06 1 89E 05 6 03E 07 1 92E 08 0 00000158 Radiation DALY 1 15E 06 7 61E 08 6 79E 15 0 00000102 2E 14 x 2 8E 09 4 48E 08 1 43E 09 9 09E 15 1 07E 09 Ozone lay DALY 1 08E 05 6 55E 07 2 25E 13 0 0000082 4 44E 13 1 93E 06 6 26 10 9 92E 09 3 16E 10 2 17E 13 1 05E 08 Ecotoxicity PDF m2yr 181 24 5 0 000163 43 1 0 00523 113 0 013 0 207 0 00661 0 00237 0 0515 Acidificatic PDF m2yr 465 3 82 0 000176 396 0 00974 64 1 0 0302 0 483 0 0154 0 0043 0 504 Land use PDF m2yr 0 00628 x 0 00175 x 0 00317 x x 1 07E 18 x 0 00136 x Minerals MJ surplus 0 0103 x 0 00464 x 0 0037 x 1 75E 18 x 0 00198 x Fossil fuel MJ surplus 0 635 x 0 0476 x 0 399 x x 1 1E 16 x 0 189 x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita di 4 500 q di cippato con il metodo Eco Indicator99 per le varie categorie d impatto Si notato in particolare per le categorie Respiration Organics Respiration Inorganics Climate Change Ozone Layer Radiation Acidificatio Eutrophication che la fase che contribuisce maggiormente al relativo punteggio la cippatura mentre per la categoria 271 Carcinogens
122. 15 471 Le forme della biomassa gt GASSOSA biogas gt LIQUIDA biodiesel gt SOLIDA biomassa legnosa Energia dalle biomasse Schema esemplificativo delle diverse modalit con cui ottenere energia dalle biomasse tramite conversione delle biomasse in combustibile Le bioenergie spesso vengono indicate come biomasse e rappresentano le energie rinnovabili ricavate direttamente o indirettamente dai vegetali Hanno una origine biologica recente derivante dalla fotosintesi e provenienti da agricoltura selvicoltura e industrie collegate comprese pesca e acquacoltura e inoltre se rispondete a certe caratteristiche la porzione biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani L origine delle biomasse detta sporca cio costituita da scarti vegetali residui di lavorazione sterco animale e ha una conversione in energia poco efficiente Attualmente le bioenergie rappresentano una piccola parte del consumo energetico mondiale ed essenzialmente tale apporto determinato da combustione diretta utilizzata per il riscaldamento e la cottura nei paesi in via di sviluppo L energia elettrica prodotta da biomassa rappresenta attualmente solo il 11 della produzione mondiale di energia questa percentuale in base a stime prudenziali destinata ad aumentare Conversione fisico chimica Olio combustibile 19 Le bioenergie solo per un 30 interessano direttamente l agricoltura che pu esser
123. 2 1 TIR Ct 1 TIR 0 In realt per calcolare il TIR occorre andare per tentativi Si prende ora in considerazione come esempio un progetto che produca i seguenti flussi di cassa Co Ci C2 4000 2000 4000 Il tasso interno di rendimento il TIR della seguente equazione VAN 4000 2000 1 TIR 4000 1 TIR 0 Tentiamo arbitrariamente di risolvere l equazione utilizzando un tasso di attualizzazione uguale a zero In questo caso il VAN non 0 ma 2000 VAN 4000 2000 1 4000 1 2000 Il VAN positivo quindi il TIR deve essere maggiore di zero Il passo seguente consiste nel tentare con un tasso di attualizzazione del 50 In tal caso il VAN 880 Il VAN negativo quindi il TIR deve essere inferiore al 50 Continuando per tentativi a calcolare diversi valori attuali netti ricavati da una serie di tassi di attualizzazione si ricava che un tasso di attualizzazione del 28 d il desiderato VAN pari a zero Il TIR con i dati dell esempio quindi il 28 372 La regola del TIR Pu capitare di confondere il tasso interno di rendimento e il costo opportunit del capitale dacch entrambi appaiono nella formula del VAN come tassi di attualizzazione Il tasso interno di rendimento una misura di redditivit che dipende unicamente dall ammontare e dalla collocazione temporale dei flussi di cassa di un progetto Il costo
124. 29 dicembre 2003 n 387 e dell articolo 1 comma 119 lettera a della legge 23 agosto 2004 n 239 Compagnia delle opere agroalimentari articolo di R Belotti Le vacche e il biogas da un azienda familiare tradizionale Agricoltura No Food Emilia Romagna articolo di G Di Paolo Energia dalla stalla Ecco l altra agricoltura Studio Bartucci scheda tecnica su La promozione della biomassa da filiera corta AIEL manuale pratico Legna e cippato 2009 Prof Ing Negrini corso di Principi di Ingegneria Elettrica Energia dalle biomasse anno accademico 2006 2007 GSE Direzione operativa G Tangari Normativa e Incentivi certificati verdi e conto energia 23 maggio 2008 BTS biogas M Mittermair Impianti di biogas agricoli Ravenna 2010 Lab amp Lab M Mengoli Impianti a biogas l azienda Mengoli di Castensao Ravenna 2010 P Belluco Politecnico di Milano Robotica Introduzione agli attuatori 2009 C R P A S p A Reggio Emilia LIFE 2006 Nordest S r l brochures Attrezzatura professionale Ing S Palmieri e COSEA Impianto di cogenerazione a biomasse il sistema gassificazione pi motore Stirling L impianto di Castel d Aiano 2008 M Cossalter Tolmezzo Esperienze di progettazione e costruzione impianti a biomassa in Friuli Venezia Giulia Prof Ing M Bianchi Universit di Bologna La tecnologia della cogenerazione inquadramento e concetti base Ravenna 2010 Lab amp Lab Prof Ing A De Pasca
125. 3 infine sempre i liquami 7 710 g NO3 J Photochemical smog espresso in grammi di etene Ad esso contribuisce principalmente la fase di produzione cogenerativa di energia con 3 180 g seguita dalla fase di autoconsumo digestato con 122 g e dal caricamento in tramoggia con 117g infine i liquami con 64 3 g L Ecotoxicity water chronic espressa in m ed influenzata dalla fase di produzione cogenerativa di energia con 3 840 000 m seguita dalla fase di autoconsumo digestato con 147 000 m e il caricamento in tramoggia 141 000 m e infine i liquami bovini 77 700 m L Ecotoxicity water acute espressa in m ed influenzata nell ordine dalla fase di produzione generativa di energia con 344 000 m seguita dalla fase di autoconsumo digestato con 13 100 m e caricamento in tramoggia 12 600 infine il liquami bovini 6 950 m L Ecotoxicity soil cronic espresso in m influenzato dalla fase di produzione cogenerativa di energia con 2 130 m seguita dalla fase di autoconsumo digestato con 81 4 m e caricamento in tramoggia con 78 3 m e infine i liquami bovini con 43 1 m All Human toxicity air calcolata in m contribuiscono la produzione cogenerativa di energia con 14 3x10 m seguito dalla fase di autoconsumo digestato con 547 000 000 m e di caricamento con 526 000 000 m infine i liquami bovini con 289 000 000 m All Human toxicity water calcolata in m contribuisco
126. 508 0 410 T 4 PROGETTAZIONE SICUREZZA irris sarii a AEE ER CADI A Eni 418 7 5 CONTROLLO DELL IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D AIANO 421 7 5 1 Architettura di controllo L Li 427 7 6 CONTROLLO DELL IMPIANTO A BIOGAS MENGOLI 433 7 6 1 Architettura di controllo 0 434 S INPA TTO SOCIALE lle Reese 436 8 1 SALVAGUARDARE GLI ASPETTI SOCIALI E AMBIENTALI 0 436 8 2 IL CONSENSO COCALE 1 0 ori LORO A A EE E A E e 439 9 CONCLUSIONE sioni ieri dirlo 444 BIBLIOGRAFIA ira iii easier paia 450 Introduzione La presente tesi si pone l obiettivo di analizzare le tecnologie energetiche da fonte rinnovabile in particolare l energia da biomassa La trattazione nata da una collaborazione tra Arpa di Bologna Universit degli studi di Bologna CISA e CoSeA Nell ambito degli impianti a biomassa col presente elaborato si vorr mettere in evidenza l impatto ambientale sociale ed economico che comportano attraverso il confronto tra impianti e metodologie di analisi differenti Verranno analizzati nel dettaglio due casi studio 1 Impianto a cippato di legno di Castel d Aiano progetto CISA COSEA e ARPA 2 Impianto a biogas da biomassa agricola azienda agricola Mengoli di Castenaso Tali impianti verranno analizzati in tutti i loro aspetti progettuale costruttivo di controllo tramite plc di impatto ambi
127. 600 kW di energia termica l energia che risulta dal raffreddamento del blocco motore dei gas di scarico motori a scoppio a ciclo otto Parte dell energia termica viene impiegata per scaldare i batteri parte per scaldare l acqua che serve nelle stalle scaldare le stalle e una parte per scaldare la casa e anche per essicatoi per foraggi Tubi in acciaio inossidabile dove scorre l acqua di raffreddamento dei fermentatori per mantenere costante una temperatura di 40 gradi Sala quadri dove ci sono i quadri elettrici che controllano tutto il sistema Nel 2009 l impianto ha prodotto 2 500 000 kWh elettrici di cui P11 usati dall azienda agricola per mungitura pompaggio acqua refrigeramento e casa e funzionamento impianto il resto venduto alla rete Enel 89 Dell energia termica il 40 impiegata per scaldare in inverno i batteri d estate anche se la temperatura inferiore ai 40 gradi al terzo anno di vita della flora batterica i batteri cominciano a generare calore da soli e il 15 per le esigenze in stalla e di famiglia Impianto da 350 kW costa circa 1 500 000 di euro ora per adeguarsi alle ultime norme spendere ancora Impianti a biogas sono remunerati con gt certificati verdi questo caso l energia elettrica pagata pi un sostentamento valore di 17 centesimi a kW gt omnicomprensivo impianti moderni dopo il 2008 e prendono 28 centesimi a kW che cos per un azienda agricola una ri
128. 9 6 750 0 042 kgkm Equivalentemente 283 9 km a viaggio 2 volte all anno che compie tale viaggio 567 8 km anno totali 567 8 13 500 kg di ceneri annue da smaltire 0 042 kgkm L unit di misura sempre kgkm cio i km percorsi da 1 kg di ceneri Le ceneri trattate sono considerate inerti di ceneri di torba All interno della scheda per tale fase si utilizzato nella riga indicante l output rifiuti Waste in inert landfill indicante la discarica per materiali inerti come questi Come trattamento rifiuto stato usato Waste inert to landfill nella categoria Trattamento rifiuti Landfill Inert Material TOTALI Quando si realizza l assemblaggio delle diverse fasi per consultare i risultati totali di impatto ambientale vengono selezionate le fasi di interesse per quell assemblaggio e indicate le quantit annue totali Taglio Esbosco 512 200 kg di alberi da cui si ottiene 450 000 kg di cippato visto che la fase taglio e la fase esbosco trattano alberi va indicato il quantitativo totale di alberi da trattare per ottenere la fornitura annua di cippato Cippatura Trasporto Carico 450 000 kg cippato di fornitura annuale da contratto visto che i n tali fasi si cippa e si trasporta e si carica in tramoggia del cippato Combinazione Gassificazione e Stirling_output elettrico 210 000 kWh 17 5 de totale di 200 kW 6 000 ore di funzionamento anno Combinazione Gassificazione Stirling_output t
129. APPLICAZIONI BIOMASSA LEGNOSA u LL 37 2 7 VANTAGGI DERIVANTI DALL USO DELLA BIOMASSA LEGNOSA 38 2 8 SVANTAGGI DERIVANTI DALL USO DELLA BIOMASSA LEGNOSA Li 40 2 9 IMPATTO AMBIENTALE BIOMASSE LEGNOSE L vii 41 210 FILIERA LOGISTICA iii tdi dear 43 2 11 COMBUSTIBILI SOLIDI DA BIOMASSA L onns ine pE E E AEA Ei 43 2 1T 1 Leena da ardefe aner e EEE REEE AEE SE ETA AEEA EE E E a Eteo 44 2 11 2 Pellet wood peletonie ie Ra To I E ai iii 45 2511 3 Cippato wood chip clirer eri Alicia 47 2 11 4 Cippatura e fasii eir o ii a a a e e a ia 51 2 11 5 Vantaggi e svantaggi cippatura e unit di misura ssssssessssreesssssrrrererrrrreresessee 52 2 11 6 Caldaie per impianti alimentati a cippato e caratteristiche id 2 11 7 Stagionatura legno e cippato 0 57 2 118 Ee cippatrici ss cortina nea rara aan aiar 62 2 11 9 Norme e requisiti qualitativi del cippato serrerrrssrrerrssrrrrrererserrree 69 2 12 AGROENERGIEB inesse nm e R E E e REE E RITA Die par 70 2 12 1 Buone pratiche per le bioenergie ii 79 2 12 2 Effetti dell anidride carbonica LL 81 2 13 DIGESTIONE ANAEROBICA E BIOGAS i 85 2 14 NORMATIVA BIOMASSA i iii i I a 103 2 14 1 Norme per la produzione di biogas LL 107 214 2 Sistemi di incentivazione sieniin RL iena Lai
130. ATO POMPAGGIO LIQUAMI Come si pu vedere dalla figura in tale fase vi sono diversi elementi che assorbono energia eLe pompe di collegamento tra una vasca e l altra pompa 1 pompa 2 pompa 3 per permettere al prodotto della fermentazione di passare da una vasca all altra e La pompa che invia il biogas ottenuto dalla terza vasca il gasometro alla sala macchine dove verr utilizzato dai cogeneratori per produrre energia elettrica e dal raffreddamento del motore e dai gas di scarico si produrr energia termica eI tre mixer presenti nelle tre vasche per mantenere costantemente mescolato il prodotto della fermentazione ed evitare in questo modo la formazione di croste in superficie dannose per il funzionamento dell impianto 325 Tutti questi elementi comportano un assorbimento pi o meno elevato di energia necessaria per il buon funzionamento dell impianto e per la produzione dell energia preventivata i diversi assorbimenti di questi elementi sono considerati come gli input della presente fase per produrre il kWh equivalente di energia Inoltre vi anche il consumo energetico di corrente del motore e cogeneratore per il loro funzionamento e poter cos produrre l energia Tali elementi sono tutti controllati dal PLC sistema di controllo che governa tutto l impianto Per considerare gli assorbimenti energetici causati dai motori dalle tre pompe dai tre mixer e dalla pompa del biogas nel database stata co
131. Alle precedenti possibile tuttavia aggiungere alcune tecnologie innovative o comunque oggi ancora non pienamente affermate a livello commerciale quali e Microturbine e Motori Stirling e Celle a combustibile Per recuperare il calore in uscita dall impianto altrimenti perduto si utilizzano diversi scambiatori di calore un primo scambiatore che permette il raffreddamento dell olio lubrificante che disponibile a bassa temperatura non oltre gli 80 C un altro scambiatore per il raffreddamento dell acqua destinata a refrigerare il motore stesso ed infine un ultimo scambiatore posto allo scarico del motore che permette di innalzare di molto la temperatura del fluido di scambio termico generalmente acqua che pu arrivare allo stato di vapore surriscaldato A parte il costo degli scambiatori questo non costituisce una complicazione eccessiva di impianto perch tali motori hanno bisogno per funzionare comunque di un sistema di raffreddamento altrimenti si rischia il surriscaldamento del motore stesso La cogenerazione consente di raggiungere un livello di efficienza di utilizzo del combustibile oltre l 80 riuscendo anche a contenere notevolmente le emissioni di gas serra rispetto alla produzione separata di elettricit e calore La normativa vigente in Italia stabilisce che un impianto di produzione combinata pu essere considerato impianto di cogenerazione soltanto se soddisfa determinati criteri stabiliti dall Autorit p
132. Alma Mater Studiurum Universit degli studi di Bologna FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN INGEGNERIA GESTIONALE TESI DI LAUREA IN VALORIZZAZIONE DELLE RISORSE PRIMARIE E SECONDARIE LS IMPATTO AMBIENTALE SOCIALE ED ECONOMICO DEGLI IMPIANTI A BIOMASSA CONFRONTO TRA IMPIANTI E METODOLOGIE DI ANALISI DIFFERENTI CANDIDATO RELATORE Ornella Ronchini Chiar ma Prof Alessandra Bonoli CORRELATORI Ing Sergio Palmieri Co Se A Ing Andrea Paoli DEIS Ing Paolo Cagnoli ARPA ANNO ACCADEMICO 2009 2010 SESSIONE II Indice Io LEENERGIEALTERNATIVE pupo la 6 1 1 SOSTENIBILITA E SVILUPPO ENERGETICO SOSTENIBILE Li 6 1 2 LE FONTIRINNOVABILI vii ia Ia De I eau 9 12 ENERGIA SOLARE voire aa lo ea 14 L22 ENERGIA IDROELETTRICA ssoi EA AIA iti 15 L 2 3 ENERGIA EOLICA eo lia e E A LR LI Ai 16 1 2 4 ENERGIA GEOTERMICA amp lt crre nai REEERE ENAERE 17 ZEA BIONAS ili iaia darsi 18 2 1 LA BIOMASSA COME FONTE ENERGETICA vii 18 22 DEFINIZIONE BIOMASSA rire iaia 24 2 3 BIOMASSA LEGNOSA ili e O ei 27 2 3 1 Caratteristiche chimiche r is orssarticiaziren ai EE EET EN iaia 31 2 3 2 Caratteristiche fisiche nonn ini eparina aaa ENA NERE ape iaasre 32 2 3 3 Caratteristiche e ergetich s re p a E a AE a AAK EERE E Ea AEE Re 33 2 4 CONTENUTO ENERGETICO COMBUSTIBILE LEGNOSO i 34 2 5 BENEFICI BIOMASSA LEGNOSA ornen I I 36 2 6
133. Ci implica che non esiste una unica categoria di danno per la determinazione della qualit dell ecosistema al pari di quella utilizzata per la sfera Human Health Si presentano quindi due diversi problemi e si utilizzano due diversi gruppi di specie come rappresentativi dell ecosistema nella sua totalit le piante vascolari per l acidificazione l eutrofizzazione e l uso del suolo e un ampia serie di organismi acquatici e bentonici per gli effetti tossici esi utilizzano due livelli di danno diversi per determinare l effetto sull ecosistema il livello per il quale le specie sono irreparabilmente danneggiate e il livello per il quale le specie si estinguono 233 Le specie superiori come rettili uccelli e mammiferi non sono state incluse La valutazione sarebbe risultata troppo gravosa a causa dei loro comportamenti difficilmente schematizzabili in un modello evidente tuttavia quanto la sopravvivenza degli animali sia legata a quella degli organismi pi semplici i quali provvedono a fornire l habitat ideale ed il sostentamento attraverso il cibo agli organismi pi complessi Le differenze tra PAF e PDF non consentono di esprimere il valore del danno inferto alla qualit dell ecosistema mediante una semplice somma dei due valori Il problema pi rilevante la differenza tra 1 livelli di danno per i quali le specie risultano affette e quello per il quale le specie si estinguono Il danno all ecosistema
134. E 08 133 2510000 696 4570000 2310000 385 4750000 Ozone depletion g CFC11 45 0 00000101 0 817 0 00000152 1 49 0 751 0 00000293 1 54 Acidification g 502 1210000 0 31 21900 4 85 39900 20200 0 899 41500 Eutrophication g NO3 424000 0 142 7710 7 6 14000 7080 0 412 14600 Photochemical smog g ethene 3540 0 0348 64 3 0 0892 117 59 1 0 101 122 Ecotoxicity water chronic m3 4280000 74 1 77700 109 141000 71400 215 147000 Ecotoxicity water acute m3 383000 1 99 6950 3 54 12600 6390 5 78 13100 Ecotoxicity soil chronic m3 2370 0 00358 43 1 0 0568 78 3 39 6 0 0104 81 4 Human toxicity air m3 1 59E 10 10800 289000000 176000 526000000 266000000 31400 547000000 Human toxicity water m3 977000 23 17700 32 3 32200 16300 66 7 33500 Human toxicity soil m3 7780 0 00449 141 0 164 257 130 0 013 267 Bulk waste kg x x x x x x x x x Hazardous waste kg x x x x x x x x x Radioactive waste kg x x x x x x x x x Slags ashes kg x x x x x x x x x Resources all kg 0 0003 0 0000593 3 75E 21 0 0000688 x x 0 000172 x x Risultati dell analisi del ciclo di vita della produzione del biogas con il metodo EDIP UMIP96 Il Global warming GWP 100 rappresenta il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento della temperatura media terrestre conseguente all effetto serra ed espresso in grammi di anidride carbonica emessa Esso risulta particolarmente influenzato dalla fase di produzione cogenerativa di energia con 124 000 000 g CO seguita dalla fase di caricamento in tram
135. Ea Ee Un valore indicativo di yg 0 35 ci significa che solo il 35 dell energia introdotta nell impianto motore termico effettivamente convertito in energia elettrica mentre il restante 65 dell energia viene di fatto perduta La maggior parte di questa quota di energia non sfruttata viene persa sotto forma del calore 02 scaricato dal ciclo termodinamico Il calore Q2 ceduto dall impianto vale circa il 55 dell energia introdotta mentre il restante 10 rappresenta altre perdite di vario genere EP 123 E da sottolineare l importanza di questa quota di calore che scaricato nell ambiente da parte di una centrale La cogenerazione nasce dunque dal tentativo di recuperare in maniera utile tutto o parte di questo calore Q2 che deve necessariamente essere scaricato da un impianto con motore termico Tale calore in certi casi pu essere utilizzato utilmente nell industria ad esempio sotto forma di vapore oppure pu essere destinato ad usi civili come per il riscaldamento degli edifici Qualora l impianto abbia tali caratteristiche si parla di produzione combinata di energia elettrica e calore 0 semplicemente produzione combinata Gli impianti di produzione combinata dunque convertono energia primaria di una qualsiasi fonte solitamente l energia primaria quella di un combustibile in energia elettrica ed in energia termica calore prodotte congiuntamente ed entrambe considerate utili La produzione
136. Edip Umip96 si usano molti indicatori legati all ecosistema al consumo di risorse e all impatto che ha il prelievo di risorse dal territorio inquinamento acqua aria suolo tossicit umana per acqua aria suolo 300 In questo approvvigionamento possiamo comunque notare un impatto del taglio inferiore al caso del precedente approvvigionamento sempre nel metodo Edip Umip96 in quanto come detto il taglio in questo caso incide in misura minore per le ragioni dette precedentemente taglio per il 30 da scarti e non da alberi e per il 50 utilizzo della gru a cavo e non della motosega Le fasi che risultano dal network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattoti d impatto e non singolarmente uno ad uno Quindi si evince facendo un bilancio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la cippatura ci era da aspettarselo in quanto la cippatrice consuma molta energia per la quale occorre di conseguenza un elevato consumo di combustibile diesel dalla presa di potenza del trattore che emette in atmosfera sostanze dannose E dunque evidente che in proporzione in confronto anche alla cippatura il trasporto impatta in misura minore di quest ultima anche questo risultato logico in quanto il trasporto contenuto nell arco di 100 km raggio di distanza in cui sono stati compiuti studi dai quali risulta una distanza per cui l impatto del trasporto non estre
137. Idraulici e Pneumatici Esistono vari tipi di attuatori in base al tipo di servomotore impiegato e i principali sono elettrici elettrostatici elettromagnetici idraulici Quelli idraulici trasformano l energia idraulica immagazzinata in un serbatoio di accumulazione in energia meccanica mediante opportune pompe si basano quindi sul principio di funzionamento di variazione di volume sotto l azione di un fluido in pressione Gli attuatori pneumatici trasformano l energia pneumatica fornita da un compressore e la trasformano in energia meccanica tramite pistoni o turbine ad aria si utilizza aria compressa e la regolazione qui non di tipo continuo ma del tipo aperto chiuso Quelli elettrici trasformano l energia elettrica fornita dalla rete di distribuzione o batterie in energia meccanica 407 7 3 NORMATIVA Obiettivo di questo paragrafo richiamare le principali normative inerenti i sistemi di controllo automatico in particolare la normativa sulla sicurezza IEC 61511 e 61508 inoltre verr descritta la normativa che riguarda il PLC in generale e le sue principali componenti definite dalla norma 7 3 1 PLC e standard IEC 1131 3 Definizione PLC Programmable Logic Controller sistema elettronico a funzionamento digitale destinato all uso in ambito industriale che utilizza una memoria programmabile per l archiviazione interna di istruzioni orientate all utilizzazione per l implementazione di funzioni sp
138. Imposte 3 REDDITO NETTO R N Ammortamento annuo Flussi di cassa costanti Si pu notare l ottenimento di un VAN positivo del valore di 2 775 844 e un tempo di recupero dell investimento pari a 4 anni circa per cui possibile intraprendere l investimento dell impianto in quanto genera un ritorno economico inoltre l investimento nell impianto presenta un TIR del 23 maggiore del costo opportunit del capitale pari al 10 per cui risulta praticabile anche dal punto di vista del tasso interno di rendimento Da tenere presente che si sono ipotizzati flussi di cassa entrate annue costi annui costanti nel periodo di vita utile dell impianto 20 anni 393 Dal punto di vista economico risulta possibile confrontare le due tipologie di impianto analizzate in quanto il metodo del VAN consente di valutare la scelta tra pi progetti d investimento Per decidere tra progetti d investimento alternativi sufficiente confrontare il loro Valore Attuale Netto VAN e scegliere quello che presenta il VAN positivo maggiore nella nostra analisi quindi l investimento che presenta il VAN maggiore l impianto agricolo Mengoli infatti presenta anche un Tasso Interno di Rendimento maggiore 23 contro il 16 dell impianto di Castel d Aiano Ovviamente entrambi i progetti presentano un VAN positivo per cui entrambi possono essere intrapresi L impianto Mengoli presenta un VAN maggiore ma tale risultato
139. In forma generale una materia prima proveniente da manutenzione boschiva e residui agro alimentari 43 2 11 1 Legna da ardere La legna da ardere pu essere confezionata secondo diverse dimensioni Il grado di umidit generalmente compreso tra il 30 e il 50 in funzione del periodo di tempo intercorso dal taglio della pianta Il costo di acquisto al dettaglio varia in funzione della distanza dal luogo di produzione normalmente compreso tra 0 07 e 0 13 kg La legna ottenibile tramite potatura ramaglie ecc residui di manutenzione boschiva Dopo la prima lavorazione con motosega in bosco il materiale trasportato al piazzale di lavorazione dove subisce la riduzione a misura d impiego combustibile Precisamente avviene la selezione il materiale viene separato generalmente a mano secondo le categorie la troncatura riduzione lunghezza legname tagliando il tronchetto in direzione perpendicolare alle fibre e la fenditura riduzione larghezza legname spaccando il tronchetto con una forza parallela alle fibre Le macchine per la lavorazione della legna di ardere sono spaccalegna e segalegna La prima dotata di un organo di spacco a cuneo o a vite quelle a cuneo di uso domestico presentano 2 o 4 facce e lavorano in verticale esercitando una forza di spacco quelle a vite presentano un cono filettato che si avvita nel legno fino a spaccarlo sono pi veloci delle precedenti ma poco precise La seconda
140. Le attivit e le tecnologie sopra accennate sono solo alcuni esempi di cause di impatto ambientale che si manifesta in varie forme ed in diverse scale tra esse si ricordano l inquinamento dell aria dovuto principalmente ai processi di combustione utilizzati per la produzione di energia l inquinamento chimico e biologico delle acque causato in massima parte dagli scarichi urbani industriali agricoli e zootecnici l inquinamento da rumore particolarmente rilevante nei centri urbani ed in prossimit di aeroporti e vie di comunicazione gli effetti sul paesaggio e sull assetto del territorio dovuti alla realizzazione di grandi impianti industriali ed energetici e alla costruzione di infrastrutture gli effetti sanitari ed ambientali dovuti ad incidenti che possono verificarsi in impianti a rischio rilevante quali centrali nucleari impianti idroelettrici e chimici La situazione generale in cui versa oggi il rapporto tra specie umana e ambiente che la circonda non si pu definire sostenibile La conferenza delle Nazioni Unite su ambiente e sviluppo tenutasi a Rio de Janeiro nel 1992 ha affermato che la sostenibilit comporta non solo una riduzione dell uso delle risorse tale da garantire il mantenimento per le generazioni future ma anche una uguale possibilit di accedervi da parte di tutti i popoli della Terra L obiettivo oggi quello di identificare una strategia di intervento che consenta di limitare l us
141. METRO COGENERATORE E MOTORE 323 La presente fase ha in testa la fase di carico delle materie prime insilati e sottoprodotti tramite coclea nella prima vasca e il pompaggio dei liquami dalle stalle nella prima vasca in coda la fase ha la vasca del digestato in cui si riversa la materia prima dopo il trattamento di fermentazione 350 kW erogati totali dall impianto 8 700 ore di funzionamento all anno La produzione annua di energia risulta cos suddivisa 2 500 000 kWh di energia elettrica 3 500 000 kWh di energia termica 6 000 000 kWh di energia totali La perdita del 12 di energia totale prodotta dall impianto di conseguenza la produzione di energia utile corrisponder a un totale di 88 Ricaviamo la produzione totale di energia annua 6 000 000 12 X X X 1 12 6 000 000 X 6 000 000 1 0 12 6 000 000 0 88 6 818 000 kWh di energia totale all anno prodotta 2 500 000 kWh corrispondono al 36 7 dell energia totale utile prodotta dall impianto 3 500 000 kWh corrispondono al 51 3 dell energia totale utile prodotta dall impianto In totale quindi l energia utile prodotta risulta 36 7 51 3 88 818 000 KWh di energia persa all anno Per ogni kWh 36 7 la quota parte elettrica 51 3 la quota parte termica e il 12 sono le perdite 324 CARICAMENTO IN TRAMOGGIA VASCA 1 VASCA 2 SALA MACCHINE GASOMETRO VASCA DIGEST
142. Oltre a tale rischio l utilizzazione e la manutenzione di una macchina cippatrice comporta i seguenti rischi essere colpito con violenza da pezzi di legno rigettati oppure proiettati attorno alla zona della tramoggia di alimentazione venire catturato o tagliarsi durante i lavori di riparazione di pulizia e di manutenzione subire delle lesioni all udito a causa del forte rumore venire schiacciato da altri veicoli in movimento Differenti provvedimenti di tipo tecnico e misure riguardanti l organizzazione del lavoro permettono di ridurre o addirittura eliminare questi rischi Tra le principali misure preventive aumentare la distanza tra i bordi anteriori della tramoggia di alimentazione e i cilindri di trascinamento in modo che essa sia almeno di 150 cm rendere maggiormente visibile la staffa di comando del dispositivo di arresto in modo che chi introduce il materiale legnoso possa arrestare tempestivamente la macchina La macchina cippatrice deve essere sistemata in una zona ampia prestando attenzione che tutt intorno non vi siano muri recinzioni o ringhiere in posizione stabile in modo che essa sia assolutamente fissata al suolo La zona di lavoro attorno alla macchina deve essere preventivamente sgomberata per evitare che ci si possa inciampare e cadere Nei luoghi pubblici e sulle strade la zona circostante la cippatrice deve essere segnalata e posta in sicurezza in modo da evitare che terze persone possan
143. PETTIVA Salute umana Qualit Risorse dell ecosistema Gerarchica 40 40 20 Ugualitaria 30 50 20 Individualista 55 25 20 Contributi in peso delle categorie di danno nelle tre diverse prospettive culturali Per la stima dei parametri di valutazione si costituito un campione di individui rappresentativo delle diverse prospettive culturali al quale sottoporre un questionario Tale procedura non risulta statisticamente corretta a causa della scarsa dimensione del gruppo ma l approssimazione ottenuta risulta accettabile ai fini dello studio Si possono inoltre calcolare i contributi percentuali delle diverse categorie di impatto relative alle tre categorie di danno nelle tre differenti prospettive culturali gerarchica ugualitaria ed individualista Tali contributi tengono conto per ogni categoria di impatto dei diversi pesi attribuiti alle emissioni e alle risorse nelle fasi di normalizzazione e valutazione 4 1 10 Il metodo Edip Umip96 Il metodo EDIP si sviluppa attraverso quattro fasi ognuna delle quali risponde ad un certo numero di domande 1 definizione della meta 2 definizione dello scopo 3 inventario 4 valutazione dell impatto Qual lo scopo dello studio LCA Qual il gruppo target Quali decisioni deve supportare lo studio LCA Quale grado di approfondimento si deve raggiungere Quale prodotto deve essere valutato Che funzione assolve il
144. Perdita di energia EEE Vendita digestato REI A utoconsumo digestato RIBIIINNI Produzione cogenerativa di energia Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengol Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe E199 H A Caratterizzazione Contributo espresso in percentuale delle varie fasi della produzione del biogas alla definizione del punteggio complessivo relativo alle differenti categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 334 LEGENDA Colture dedicate mumnianioconsumo digestato Liquami bovini zione cogenerativa di energia Sottoprodotti acquistati e Vendita digestato Caricamento in tramoggia con coclea Me Perdita di energia Sotto riportiamo anche il grafico istogramma relativo solo alle 3 macro categorie elencate per avere un idea ancora pi chiara ed immediata dell impatto delle diverse fasi a livello pi macro Si pu notare come la fase di produzione di energia sia la pi impattante nella macro categoria Salute Umana ed Ecosistema e non compaia invece nella categoria Risorse questo da imputare al fatto che per la produzione cogenerativa di energia avviene un consumo di elettricit da parte dei tre mixer e delle 3 pompe impiegate nell impianto con consumi abbastanza consistenti in particolare i mixer che funzionano per un numero elevato di ore 18 minuti ogni ora L uso di tale elettricit sicuramente dannosa per la salute umana e per l ecosistema pianeta in quanto per produrla occo
145. RTO Fen E CARICO VE COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO VI COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO EENE DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI VE SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP Worid Dk Caratterizzazione Contributo espresso in percentuale delle varie fasi della filiera di cippato alla definizione del punteggio delle singole categorie di impatto con il metodo EDIP UMIP 96 Dall analisi del grafico possibile evincere come le categorie di impatto Global warming GWP 100 Ozone depletion Acidification Eutrophication Ecotoxicity water chronic Ecotoxicity water acut siano influenzate principalmente dalla fase di cippatura Alla definizione del punteggio delle categorie Photochemical smog Ecotoxicity soil chronic Human toxicity air Human toxicity soil invece concorre principalmente la fase di taglio Per la categoria Resources all invece le categorie che generano maggiore impatto solo la fase di esbosco trasporto e trasporto ceneri Nel diagramma sottostante network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo Edip Umip96 considerando tutti i fattori d impatto 282 Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la cippatura tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggio
146. TIVA vasche di di fermentazione attraverso una pompa Input acqua Si utilizza la voce del software Water fresh all interno degli input risorse naturali intesa come acqua di acquedotto 1 litro 1 dm 1 m 1 000 litri Si utilizzano per abbeveraggio75 litri di acqua al giorno per ogni capo bovino In totale si hanno 250 capi bovini 75 250 18 750 litri di acqua al giorno per tutto l allevamento di mucche 18 750 litri 1 000 18 75 m di acqua al giorno per tutti i 250 capi bovini 18 75 12 000 kg di liquame totali prodotti al giorno X 1 kg di liquame come output X 0 00156 m di acqua per produrre 1 kg di liquame in output Input cereali Si utilizza la voce del software Corn all interno degli input risorse naturali intesa come cereali 318 Le mucche sono distinte tra mucche attive in numero 110 cio capi bovini che producono latte e mucche non attive in numero 140 cio capi a riposo perch o in al lattazione o incinta I capi a riposo mangiano 25 kg di insilati al giorno per ogni capo bovino I capi attivi mangiano 39 kg di insilati al giorno per ogni capo bovino Vediamo la media di kg in alimentazione alle mucche 39 110 25 140 2 31 kg di insilati al giorno per ogni mucca 31 250 capi 7 750 kg di insilati al giorno per produrre 120 q al giorno di liquame 7 750 12 000 X 1 kg di liquame come output X 0 646 kg di cibo per produrre 1
147. TO CARICO OUTPUT ELI OUTPUT TIDISPERS TRASPORTO CENI SMALTIMENTO IN DISC Carcinogens DALY 0 000258 1 25E 06 3 84E 08 0 0000788 2 33E 08 0 000178 2 28E 08 3 66E 07 1176 08 6 25E 09 8 27E 08 Resp organ DALY 4 63E 05 9 12E 06 2 02E 11 0 0000304 4 8E 10 6 76E 06 4 23E 09 6 76E 08 2 16E 09 1 29E 10 3 84E 08 Resp inorge DALY 0 0123 2 59E 05 17 07 0 0102 0 000000419 0 0021 6 29E 07 1 01E 05 3 21E 07 0 000000112 0 0000129 Climate char DALY 0 00196 2 04E 05 2 795 08 0 00124 7155 08 0 000682 0 00000118 1 89E 05 6 03E 07 1 92E 08 0 00000158 Radiation DALY 1 09E 06 1 86E 08 3 24E 14 0 00000102 3 39E 14 4 4E 23 2 8E 09 448E 08 143E 09 9 09E 15 1 07E 09 Ozone layer DALY 1 03E 05 1 61E 07 1 07E 12 0 0000082 8 08E 13 1 99E 06 6 2E 10 9 92E 09 3 16E 10 2 17E 13 1 05E 08 Ecotoxicity PDF m2yr 163 6 01 0 000777 43 1 0 00885 113 0 013 0 207 0 00661 0 00237 0 0515 Acidification PDF m2yr 462 0 937 0 000839 396 0 0161 64 1 0 0302 0 483 0 0154 0 0043 0 504 Landuse PDF m2yr 0 0148 x 0 00835 x 0 00506 3 13E 19 x x x 0 00136 x Minerals MJ surplus 0 0315 x 0 0222 x 0 00738 1 05E 18 x x x 0 00198 x Fossil fuels MJ surplus 1 12 x 0 227 x 0 704 1 2E 17 x X x 0 189 x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita di 4 500 q di cippato con il metodo Eco Indicator99 per le varie categorie d impatto 288 Dalla tabella si pu notare per le categorie Respiration Organics Respiration Inorganics Climate Change Ozone Layer Radiation Acidificatio Eutrophication la fase che cont
148. X Fy X Fop dove C la conseguenza grave del rischio Fy la frequenza di probabilit del rischio Fop la frequenza dell intervento effettuato In pratica il rischio collegato a un evento all evento sono associate tre componenti 1 La probabilit dell evento con cui avviene riguarda la manutenzione 2 La gravit dell evento cio C riguarda la sicurezza passiva quella storica IEC 61511 3 La diagnosticabilit dell evento cio la percentuale di eventi che diventano fatali riguarda la sicurezza attiva quella di nuova tendenza IEC 61508 Queste tre componenti sono poi le componenti del rischio in se stesso R 7 5 CONTROLLO DELL IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D AIANO Nel sistema di controllo dell impianto di Castel d Aiano vi sono CPU del tipo Siemens SIMATIC ET 200s Tutto il sistema stato acquistato da un azienda austriaca la Larsys System Tale dispositivo un sistema multifunzionale e bit modulare I O con livello di protezione internazionale IP 20 International Protection ogni componente sia esso elettrico elettronico o meccanico presenta diversi livelli di protezione che pu essere perfettamente adattato per attivit task di automazione robusto e pu anche essere usato sotto condizioni di alto stress meccanico I moduli di interfaccia con una CPU integrale trasferiscono la potenza di elaborazione in una CPU direttamente nel dispositivo I O essi inoltre trasferiscono all un
149. a Mengoli il digestato venduto rappresenta perci un entrata un ricavo La quantit in esubero al netto dell auto consumo risulta di 61 500 q all anno il digestato venduto come fertilizzante a un costo di 0 50 al quintale per cui 61 500 0 5 30 750 Come entrate risulta inoltre vi la vendita di energia elettrica generata immessa in rete nazionale e venduta all Enel a un costo di 0 18 per kWh prodotto e immesso In questo caso si ha una produzione di 2 500 000 kWh elettrici all anno al netto dell energia elettrica auto consumata 11 per cui risulta venduta una quota dell 89 dell energia elettrica totale prodotta dall impianto 2 500 00 89 2 225 000 KWh energia elettrica venduta all anno 0 18 2 225 000 400 500 all anno dalla vendita di energia elettrica prodotta dall impianto Per quel che concerne i benefici invece l impianto essendo entrato in funzione prima il 31 12 2007 non gode del sistema incentivante della tariffa omnicomprensiva del valore di 0 28 per KWh verde prodotto nel caso in questione per cui l impianto pu beneficiare solo della tariffa del Certificato Verde del valore di 0 17 per kWh verde prodotto e si avr 0 17 2500 000 425 000 Inoltre si avr un valore residuo dell apparecchiatura di 345 000 che costituisce un entrata dal momento che un valore non ancora ammortizzato 391 Vendita scarichi trattati 30
150. a ancora pompabile 190 Avviene una fermentazione anaerobica nei fermentatori ci sono 3 fermentatori 1 2 3 e c un 5 di aria insuflata per togliere lo zolfo volatile per ottenere zolfo solido che cos precipita sul fondo delle vasche desolforazione o deprazione Si carica la tramoggia di alimentazione culture dedicate insilati di mais farine e sorgo sottoprodotti industriali acquistati una volta al giorno tramite un sistema computerizzato che carica la tramoggia con 1 20 di quello totale all ora Il carico della tramoggia al giorno comprende 80 90 quintali di insilati propri 100 120 quintali di sottoprodotti industriali acquistati 120 130 quintali di liquame bovino ottengo 350 Kwh Fermentatore 1 2 3 in serie cos con 3 fermentatori ho pi famiglie di batteri in modo che se in una vasca i batteri sono malati o hanno problemi per cui non fermentano pi c sempre l altra vasca che fa anche il lavoro di questa fuori uso temporaneamente Dentro ai fermentatori si creano i batteri prodotti naturalmente dai liquami e dal resto che gi stato poi in parte al sole a fermentare I batteri all inizio nella prima vasca mangiano di pi anche perch le cose sono ancora fresche poi mano a mano nelle altre vasche mangiamo meno e iniziano a mangiare anche le cose meno fresche quindi i batteri della seconda vasca sono diversi in tale senso Nei fermentatori circola in opportuni fasci tubieri acqua calda che deriva dall
151. a l impianto senza intervenire fisicamente nel caso di lievi guasti la modifica dei parametri definire limiti di sicurezza ecc 428 Ogni CPU collegata tramite fibra ottica ad ogni singolo attuatore e ricettore di segnale e inoltre le 3 CPU sono collegate anche fra di loro da fibra ottica e dialogano quindi se si verifica il superamento di un valore di allarme nella sezione motore la sezione impianto deve andare in allerta anch essa e spegnere o ridurre la produzione nella camera di combustione per esempio La combustione viene per esempio controllata tramite il monitoraggio di Depressione nella camera Ossigeno residuo in uscita dalla camera al fine di non avere niente residuo incombusto molto dannoso Temperatura dopo lo Stirling cos se la temperatura troppo elevata si supera un certo valore di soglia ed entra in funzione un allarme che fa diminuire l alimentazione del calore per esempio Temperatura dei fasci tubieri dello Stirling Temperatura dei cilindri dello Stirling In conseguenza di tali valori registrati dai sensori collegati alla propria CPU e visualizzati sullo schermo tramite l interfaccia uomo macchina il software agisce su tutto il resto del sistema controllato e regola l impianto nelle sezione che serve al fine di ridurre o eliminare il problema valvole del gas soffiante di aria miscelata aspirazione fumi ecc Da quanto sopra esposto relativamente ai controlli necessari all impi
152. a a seconda che lo si usi dal punto di vista delle fonti rinnovabili incentivabili con 1 CV ovvero dal punto di vista della disciplina dei combustibili Rifiuti che siano solo parzialmente biodegradabili possono godere dei Certificati Verdi solo limitatamente alla quota di energia elettrica prodotta dalla frazione biodegradabile Nella procedura di qualificazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabile predisposta dal GSE indicato un metodo per la determinazione della quantit di energia prodotta imputabile alla frazione biodegradabile dei rifiuti che prevede la predisposizione di standard La legge del 23 8 2004 ha introdotto il diritto all emissione dei Certificati Verdi anche per l energia elettrica prodotta da celle a combustibile quella prodotta con l utilizzo di idrogeno vettore energetico prodotto per a partire da altri fonti energetiche nonch l energia prodotta da impianti di cogenerazione abbinati al teleriscaldamento Sono cos stata individuate le modalit di rilascio dei CV alle suddette categorie di impianti 106 2 14 1 Norme per la produzione di biogas Da alcuni anni avviato lo sviluppo di sistemi di produzione di energia elettrica basati sullo sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili e il biogas rappresenta una di queste Grazie alle normative in materia di autoproduzione al riconoscimento del valore ambientale dell energia elettrica da fonti rinnovabili e ad una tecnologia ormai collaudata
153. a cui il biogas pari almeno ad una percentuale fissata ogni anno della quantit totale immessa sulla rete nazionale In pratica i produttori di energia rinnovabile possono vendere ai produttori di energia convenzionale dei certificati per consentire loro il rispetto della quota percentuale fissata si sta quindi sviluppando un mercato o borsa dei certificati verdi che valgono 0 11 Euro Kwh cui si deve aggiungere il contributo Enel pari a 0 06 Euro Kwh che porta ad un valore complessivo del contributo di 0 17 Euro Kwh prodotto Una volta che l impianto di produzione stato certificato come I A F R impianto alimentato da fonte rinnovabile dal G R T N gestore della rete di trasmissione nazionale quest ultimo emette il certificato verde corrispondente ad un quantitativo di energia prodotta pari a 50 Mwh o 180 multiplo su comunicazione del produttore riferito alla quota prodotta l anno solare precedente o relativamente alla producibilit attesa nell anno in corso Le possibilit di uno sviluppo dell utilizzo delle fonti rinnovabili per la cogenerazione nel settore agricolo in Italia sono buone soprattutto se si pensa al numero di allevamenti presenti sul territorio nazionale Questa affermazione resa tanto pi vera dalle opportunit per le aziende agro zootecniche di utilizzare tecnologie di trattamento anaerobico dei liquami di facile gestione e a basso costo Il calore prodotto dal biogas pu inoltre servire per riscaldare s
154. a e personali FLOW CHART MACROFASE 2 CARICO IN Caricamento nella tramoggia di carico delle materie prime TRAMOGGIA sottoprodotti acquistati carico di 1 20 ogni ora della quantit giornaliera PRODUZIONE Produzione di energia elettrica e termica attraverso il biogas COGENERATIVA DI ENERGIA cogeneratori nella sala macchine Nella fase del processo di produzione energetica si pensato di considerare separatamente l energia termica ed elettrica ma di unirle in modo da avere una visione finale globale dell impatto che deriva dalla produzione di energia e del kWh equivalente prodotto dall impianto In questo caso a differenza del precedente impianto avremo sempre 1 kWh equivalente come output della fase ma le cui quote parte sono rappresentate solamente da due elementi la quota parte di energia termica ed elettrica insieme e la quota parte di perdita energetica Questa scelta deriva dal fatto che nell impatto di tale fase vi sarebbe stata una suddivisione del peso dell impatto fra le sue componenti termica ed elettrica in funzione dei diversi kWh annuali prodotti in questo modo si sarebbe perso di vista l impatto della produzione di energia tramite motore e cogeneratore comparendo suddivisa la produzione di energia termica da quella elettrica con impatti diversi in base ai rispettivi KWh annuali prodotti dalle due tipologie FASE 1_ CARICO IN TRAMOGGIA CON COCLEA In tale fase avviene il prelievo della mat
155. a e sono rappresentate da materiali altrimenti scartati Nelle produzione delle materie prime inclusa anche una parte di carburante impiegato per trasportarle e di carburante utilizzato nei processi produttivi i quali richiedono energia primaria derivante da fonte fossile con le energie rinnovabili esaminate invece le materie non sono pi primarie ma risultano dalla pulizia e manutenzione dei boschi o da liquami naturalmente prodotti o da colture gi coltivate per alimentare i capi bovini Perci per tali materie prime stato utilizzato un processo produttivo che consuma minimamente carburante fossile e tantomeno devono essere trasportate per lunghe distanze si pensi a filiere legno energia locali o a impianti agricoli in cui costruire direttamente l impianto in loco Da tenere poi presente che parte dell energia prodotta dagli impianti viene auto consumata e la parte residua viene ceduta e venduta in rete tale energia risulta quindi energia pulita per la cui produzione non si contribuito ai gas serra e all emissione di inquinanti in atmosfera In un Paese sviluppato l energia risulta necessaria per il benessere sociale e per tutte le attivit produttive essenziali per la crescita economica culturale sanitaria ecc se in uno scenario ipotetico tutta la produzione di energia derivasse da energia pulita il contributo all inquinamento ambientale sarebbe pressoch nullo In questo modo si affronterebbe il problema ambienta
156. a efficienza In impianti con elevati rendimenti verosimile ipotizzare che la quantit di ceneri pari al residuo di combustione dei materiali in ingresso considerando nulla la presenza di incombusti carboniosi In termini quantitativi la percentuale sul secco in peso di ceneri compreso tra lo 0 20 e il 2 3 per legnami vari pioppo faggio abete sale generalmente a valori ben superiori per le biomasse erbacee stocchi di mais coltivazioni energetiche con punte che vanno da un massimo del 15 lolla di riso a un minimo del 2 cippato di legno In genere il 40 costituito da ceneri leggere e il restante 60 da ceneri pesanti Gli elementi che compongono le ceneri sono tipicamente calcio potassio fosforo magnesio ferro seguiti da silice zinco sodio e boro sotto forma di ossidi silicati e nitrati Data la loro composizione sono fortemente basiche con pH intorno a 12 Dal punto di vista dell uso agronomico delle ceneri da legno come fertilizzante rilevante la quantit di Ca P e K ma sono presenti anche metalli pesanti di cui occorre tenere conto E emerso chiaramente il loro effetto sulle propriet fisiche del suolo esse hanno infatti la capacit di innalzare il pH nei suoli acidi e si comportano quindi come correttivi il loro apporto nutritivo legato soprattutto al potassio Sicuramente a bassi dosaggi e tenendo conto dell apporto di P K e metalli pesanti Dal punto di vista formale infine l
157. a in un determinato esercizio ma vengono usati in pi esercizi Ammortamento anticipato e ammortamento accelerato L ammortamento non un uscita di cassa importante solo in quanto riduce il reddito imponibile e crea un risparmio fiscale uguale al prodotto fra ammortamento e aliquota d imposta marginale Questi benefici possono essere ottenuti prima difatti la legge permette l ammortamento anticipato 377 Le aliquote di ammortamento ordinario sono stabilite dalle autorit fiscali secondo coefficienti che riflettono il normale periodo di deperimento e consumo nei vari settori produttivi le aliquote di ammortamento vanno da un minimo del 3 del costo del bene a un massimo del 25 e quelle del primo anno sono dimezzate per possibile effettuare ammortamenti in misura superiore a quanto previsto dalle normative fiscali in linea generale infatti le quote massime previste possono essere superate in proporzione al pi intenso utilizzo rispetto a quello normale del settore ammortamento accelerato ma la misura stessa delle quote massime pu essere raddoppiata nei primi tre esercizi d imposta in cui il bene entrato in funzione ammortamento anticipato Le imprese essendo l ammortamento cosiddetto accelerato legato alla dimostrazione spesso problematica di un maggiore utilizzo del bene rispetto all uso normale di settore preferiscono usare l ammortamento cosiddetto anticipato che libero da condizionamenti assum
158. a lista di sostanze funzione della prospettiva culturale adottata e si sviluppa in tre fasi distinte e Fate analysis dall emissione alla concentrazione e Effect analysis dalla concentrazione ai casi di cancro per kg di emissione e Damage analysis dai casi di cancro ai DAL Ys per kg di emissione Il danno alle vie respiratorie Risulta evidente dagli studi epidemiologici il fatto che alcune sostanze inorganiche e numerose polveri possano essere ritenute responsabili di danni all apparato respiratorio Tra di esse le principali sono particolato PM e PM 5 nitrati e solfati SO O3 CO NO La presenza di tali sostanze nell ambiente non deriva sempre da emissioni dirette in atmosfera poich esse possono formarsi anche indirettamente attraverso reazioni chimiche tra altri inquinanti denominati a tale proposito primari polveri sospese TSP NO CO VOCs NH3 SO e per questo anch essi da considerare nella Fate analysis 228 La procedura di previsione del danno simile a quella sviluppata per le sostanze cancerogene ma in questo caso non completamente dimostrabile a causa del fatto che seppure la stima dei DALYs possa essere molto precisa gli effetti sulla salute umana risultano piuttosto variabili In questa parte dello studio stato usato un approccio epidemiologico il quale pur presentando limitazioni dal punto di vista della ricerca di nessi di causalit e correlazione risulta comunque migliore di uno che pr
159. a modifica che vado a fare sostanziale 111 Importante anche ai fini dell Autorizzazione Integrata Ambientale considerare che la modifica sostanziale quella modifica che mi comporta delle variazioni delle caratteristiche in termini di potenziamento dell impianto tale per cui ho degli effetti negativi e significativi sull ambiente quindi viene da dire che un impianto di digestione anaerobica non peggiora l impatto ambientale anzi lo migliora perch riduce le emissioni Per le autorizzazioni alle emissioni anche con il decreto uscito quest estate sono ribadite alcune esclusioni e Sono escluse dalle autorizzazioni alle emissioni gli allevamento zootecnici con meno di certe soglie di animali e Gli impianti di combustione a biomassa con potenza termica nominale inferiore a 1 MW e Gli impianti di combustione con potenza termica fino a 3 MW termici o 1MW elettrico quando alimentati da biogas proveniente non da rifiuti Non avere gli obblighi a tali autorizzazioni ai fini di poter seguire la strada semplificata importantissimo Altro concetto nuovo uscito nel decreto di quest estate il D Lgs 128 Stabilimento quel complesso unitario e stabile dove si svolge un ciclo produttivo in cui sono presenti uno o pi impianti o sono effettuate una o pi attivit Impianto una parte dello stabilimento Ora l autorizzazione alle emissioni rilasciata allo stabilimento non all impianto Inserimento di un
160. a pi che alla presenza della centrale Presunto inquinamento Biomasse Presunto inquinamento legato alle emissioni in atmosfera Si associano spesso le biomasse ai rifiuti e si genera sfiducia e se lo stesso impianto che oggi viene usato per bruciare biomasse dopo aver ottenuto il consenso collettivo si mettesse a bruciare rifiuti queste sono le principali preoccupazioni Produzione di biogas Con questa tecnologia l uso di personale per la gestione dei motori limitato una persona a tempo pieno ed un altra un giorno alla settimana sono sufficienti per la normale gestione delle varie sezioni dell impianto Inoltre lavorando con motori e pompe vi sono onerosi processi di smaltimento olio esausto filtri olio ricambi ecc che fanno salire i costi di gestione complessivi Le barriere che di solito si riscontrano in questi impianti sono soprattutto legate alle attivit che possono far diminuire la quantit di biogas recuperato Oltre a ci una scorretta gestione delle fermate programmate ed accidentali pu essere causa di forti perdite della produzione Utilizzo energetico delle biomasse Il primo dato che colpisce analizzando le esperienze di centrali a biomasse l alta occupazione per la gestione dell impianto generata da questo tipo di tecnologia Le centrali a biomassa richiedono personale per la gestione del combustibile il caricamento della caldaia e la gestione dei generatori servono operai impiega
161. a tubazione di mandata e una di ritorno alla temperatura massima di 75 gradi centigradi in questo modo ogni edificio pu rifornirsi di calore con uno scambiatore di calore a piastre che preleva il calore dalle tubazioni interrate facendo circolare nello scambiatore l acqua calda della vecchia centrale La corrente elettrica prodotta viene distribuita attraverso un sistema elettrico di tipo trifase alla tensione di 400 V Il funzionamento in parallelo alla rete di bassa tensione La linea elettrica di collegamento fra il generatore di corrente ed il punto di consegna ENEL sono realizzate secondo le Norme e le Leggi di riferimento e fornite di tutti i dispositivi di protezione e sezionamento necessari al corretto funzionamento nel rispetto delle norme previste per gli impianti di tale tipologia Parametri ambientali Uno degli obiettivi principali dell impianto quello di dimostrare un sensibile miglioramento in termini ambientali ed in particolare sul bilancio di emissioni di gas serra in virt del fatto di utilizzare una fonte di energia locale e rinnovabile 147 Come accennato nella descrizione impiantistica per come stato progettato l impianto non potr avere ripercussioni sulla qualit dell aria attualmente per la climatizzazione degli edifici viene bruciato gas metano qui si brucer invece un gas piuttosto simile ma ottenuto attraverso la gassificazione del legno in un impianto che produrr anche energia elett
162. aPro 6 0 Per la maggioranza degli elementi si fatto riferimento alle banche dati impostate all interno del codice e Metodologia di valutazione dell impatto ambientale 252 I metodi utilizzati nello studio sono Eco Indicator99 H e Edip Umip96 V2 1 La Fenice si trova a Rocca di Roffeno a 7 2 km dall impianto 5 2 1 Le diverse fasi Di seguito riportata la schematizzazione delle macrofasi della filiera di produzione del cippato Ogni macrofase poi suddivisa nelle sue diverse fasi con i relativi macchinari e verranno analizzate una a una riportando anche i calcoli necessari in ogni fase per giungere ai valori da inserire all interno della LCA Rappresentazione schematica delle macrofasi che compongono la filiera del cippato 253 Nei calcoli effettuati per determinare i valori da inserire nell analisi LCA si tenuto conto di ricavare un valore unitario da inserire nelle singole schede delle diverse fasi Infatti nelle schede dedicate ad ogni fase necessario indicare l output unitario che si vuole ottenere a fronte di un certo input sempre unitario riferito all ottenimento di quell output cos nella fase di taglio si vuole ottenere 1 Kg di cippato avendo come input le ore di utilizzo motosega riferite all ottenimento appunto di quel Kg di cippato nel processo produttivo la fase di produzione dell energia ha come output l ottenimento di 1 kWh e in input i valori di consumi energetici saranno ca
163. ada in errore In realt esiste una situazione intermedia in cui un mancato rispetto della deadline non dannoso per il sistema ma il risultato inutile In base alla velocit abbiamo e Sistemi Real Time stretti per poter rispettare i requisiti temporali richiesti deve essere ben progettato e risultare molto performante e Sistemi Real Time larghi non particolarmente difficile rispettare i requisiti temporali richiesti Si pu notare nella figura sottostante lo schema rappresentativo dell architettura di un sistema DCS 402 SUPERVISIONE Rete di sistema CONTROLLO ACQUISIZIONE SENSORI COMANDO ATTUATORI 7 2 SENSORI E ATTUATORI 7 2 1 I sensori Un aspetto molto importante e critico della progettazione di un sistema di controllo di processo riguarda la scelta e l installazione dei dispositivi di misura delle variabili da controllare i sensori I sensori producono una misura elettrica adatta ad essere integrata in un sistema di controllo basata sul calcolatore Secondo l IEC il sensore l elemento primario di una catena di misura che converte la variabili in ingresso in un segnale adatto per la misura Un sensore costituito da un elemento sensibile che fornisce un parametro o un segnale funzione della variabile che si vuole misurare da un trasduttore che modifica la natura del segnale fornito dall elemento sensibile di solito lo trasforma in segnale elettrico e da un amplificatore che
164. aesi industrializzati si stabilizzerebbero nel 2020 e dopo inizierebbero a diminuire Meno della met della riduzione delle emissioni sarebbe attribuibile ad un uso pi efficiente dell energia nei veicoli nelle apparecchiature elettriche nell illuminazione e nell industria la maggior parte invece sarebbe dovuto al cambiamento del mix energetico per la produzione di energia elettrica in favore delle energie rinnovabili La battaglia contro il cambiamento climatico che l Unione Europea conduce ormai da anni parte dal fatto che il cambiamento climatico un problema mondiale che non pu essere risolto dall azione di una singola nazione o regione Anche dopo la Conferenza di Copenaghen del 2009 la domanda fondamentale risulta Una riduzione delle emissioni del 20 al 2020 possibile Se consideriamo le difficolt che alcuni paesi incontrano nel perseguimento anche solo del primo obiettivo del Protocollo di Kyoto e che alcuni non lo raggiungeranno se non attraverso cospicui investimenti il target della politica europea risulta visionario Esso comunque parte di un pacchetto pi ampio che comprende una forte espansione delle energie rinnovabili e misure di efficienza energetica Ora ci si trova di fronte alla doppia sfida della crescita globale di energia e della decarbonizzazione dell economia Le strategie e le misure per questo condizioneranno le future scelte energetiche e i costi dell energia L emissione di anidride carbonica
165. ali un iter complesso vasto numero di attori economici e sociali coinvolti raggiungimento di un equilibrio su scala locale tra domanda e offerta di biomassa complessit progettuale combinata all esigenza di economicit e allo scarso coordinamento tra esperienze analoghe progettuali pregresse elemento indispensabile per arricchire il Know how acquisito ed evitare interventi isolati mancanza di un approccio imprenditoriale nella progettazione degli interventi ridotto interesse e coinvolgimento di investitori privati e delle Pubbliche Amministrazioni Analizzando i dati raccolti nei PFT Piano Forestale Territoriale relativi alla superficie boscata conoscendo i coefficienti di esbosco per variet arborea e per tipologia di gestione boschiva e i coefficienti relativi all attitudine alla cippatura delle specie legnose esboscate possibile individuare aree di interesse ed effettuare per ognuna di esse una prima sommaria stima della quantit annua esboscabile e destinabile alla cippatura L indice di boscosit dato dal rapporto fra la superficie boschiva e la superficie totale della zona considerata esso permette di visualizzare immediatamente zone di potenziale interesse Laddove tale indice sia almeno pari al 30 la zona suscettibile di essere sfruttata per la costituzione di una filiera legna energia Il calcolo della quantit di biomassa prelevabile realizzato ricorrendo a coefficienti di prelievo
166. ali funghi e batteri Normalmente questi organismi non riescono a penetrare la corteccia pertanto raggiungono il legno solo laddove questa interrotta ad esempio in corrispondenza di una ferita 49 Con la sminuzzatura invece viene prodotta un enorme quantit di legno non protetto moltiplicando cos la superficie ricettiva all attacco dei microrganismi Il risultato che l attacco microbiologico ha inizio subito dopo la cippatura e si protrae per diverse settimane almeno finch la temperatura generata dalla respirazione microbica non diventa talmente elevata da inibire un ulteriore proliferazione Il risultato dell attacco microbiologico impropriamente chiamato fermentazione la perdita di una notevole quantit di sostanza secca divorata dai microrganismi e non pi disponibile per la produzione di energia v Stoccaggio Finalit generale dei metodi per lo stoccaggio del cippato la riduzione del grado di umidit del materiale Il sistema d immagazzinamento pi efficace consiste nel conferire il cippato entro locali coperti e ventilati predisponendolo sottoforma di cataste di altezza abbastanza limitata al fine di agevolare il passaggio di aria Tuttavia la costruzione di strutture di stoccaggio pu risultare eccessivamente costosa cos qualora nelle vicinanze del cantiere di cippatura non esistano edifici inutilizzati le cataste si vengono predisposte all aperto In tal caso buona norma coprirle con u
167. alimentazione del gassificatore attraverso una superficie di materiale metallico in sostanza composta da una serie di piastre metalliche disposte a stella su un perno centrale libero di ruotare queste piastre definiscono una serie di settori separati Le piastre della valvola stellare fungono anche da coltelli che ruotando possono tagliare in questo modo si ha la certezza che non venga caricato nel gassificatore materiale diverso dal legno di pezzatura adeguata Nel caso in cui un pezzo troppo lungo non possa essere tagliato dalla valvola rotativa il PLC di controllo rileva un assorbimento di corrente troppo elevato da parte del motore e ne comanda la rotazione nel senso opposto per poi ritentare Se dopo un certo numero di tentativi la valvola non si sblocca automaticamente l impianto passa in modalit di spegnimento ed un operatore pu accedere in sicurezza per il necessario intervento Un sistema di livellamento costituito da un rastrello rotante collegato ad un motore elettrico stabilisce il quantitativo di cippato da caricare Quando il motore avverte un assorbimento di corrente superiore ad un livello preimpostato dovuto alla resistenza che il legno oppone al movimento di rotazione del rastrelli interrompe automaticamente il caricamento del materiale di alimentazione Controllo del gassificatore Durante l avviamento il calore necessario ad innescare il processo fornito tramite una resistenza elettrica che riscalda un f
168. alsiasi insieme di dispositivi che realizzano una o pi operazioni industriali aventi una specifica funzione determinato da confini fisici rispetto al sistema ambiente e con questo ha rapporti di scambio caratterizzati da una serie di input e di output Nel caso pi generale di un sistema industriale un sistema i cui input consistono in materie prime e in energia primaria e i cui output in reflui calore disperso emissioni in acqua e aria rifiuti solidi che ritornano al sistema ambiente biosfera Un sistema quindi al cui interno sono presenti tutti i processi di trasformazione dai produttori agli utenti attraverso i prodotti finali Trai i suoi output non esistono prodotti utili ma solo reflui INPUT OUTPUT Calore disperso N combustibili emissioni in aria energia emissioni in acqua _ _ T__ materie prime rifiuti solidi _ _ Tali sistemi contengono un gran numero di operazioni collegate tra loro anche in modo complesso dai flussi di materiali di energia e di prodotti finiti Per effettuare un inventario di ciclo di vita di un sistema necessario definire innanzitutto le singole operazioni che lo compongono in qualit di operazioni unitarie ognuna di queste riceve i propri input dalle operazioni unitarie a monte mentre i suoi output serviranno ad alimentare quelle seguenti secondo lo schema di produzione Definire i confini del sistema significa determinare le unit di processo che devono essere con
169. ambientale sarebbe necessario minimizzare la distanza tra il punto di approvvigionamento e l impianto infatti vengono promosse le filiere corte e quindi locali del cippato Le migliori condizioni economiche si hanno perci nel momento in cui la biomassa sia prodotta e sfruttata a livello locale meglio ancora qualora si riscontri la presenza abbondante e continua oltre che di legname anche di scarti di origine agro industriale Un altro aspetto significativo dato dal costo d investimento iniziale dell impianto che non certo trascurabile 40 All inferiore costo del combustibile si contrappone il pi elevato costo delle caldaie e in genere delle tecnologie Questo fatto imputabile alle caratteristiche chimico fisiche della biomassa una miscela che racchiude varie essenze legnose di diversa pezzatura e tipologia e dal grado di umidit non omogeneo Il risparmio economico conseguito durante l intera vita dell impianto dovuto al minor costo del combustibile comunque in grado di controbilanciare e ripagare abbondantemente i maggiori costi di acquisto d installazione relativi ad una centrale a biomasse Il tempo di ritorno dell investimento a seconda della tecnologia adottata della scala dell intervento riscaldamento domestico collettivo e teleriscaldamento e del livello di consumo normalmente fissato a 15 anni per cui il guadagno economico nel riscaldamento a biomasse garantito anche se non immediato
170. amente la comparazione diretta non possibile per possiamo evidenziare delle conclusioni sull impatto ambientale di ognuna delle tipologie d impianto prese in considerazione Per quanto riguarda l impianto a cippato di Castel d Aiano la fase a maggiore impatto ambientale risulta la cippatrice la quale comporta un elevato consumo di carburante diesel derivante da combustibili fossili in pratica la fase di cippatura costituisce un processo molto energivoro e quindi a grande impatto ambientale per l elevato consumo di carburante e le conseguenti emissioni nocive in atmosfera Si potrebbe perci pensare di intervenire sull utilizzo della cippatrce magari introducendo per la maggior parte scarti di precedenti lavorazioni della legna per integrare la produzione di cippato infatti utilizzando scarti di precedenti lavorazioni l energia richiesta per cippare risulta inferiore trattandosi di legna con pezzatura gi fine e non di interi tronchi Ovviamente altro fattore importante risulta il trasporto del cippato dall azienda forestale all impianto necessario dunque contenere il numero dei km percorsi per effettuare tale rifornimento all impianto l approvvigionamento La Fenice infatti trovandosi a una distanza molto prossima all impianto comporta un impatto minore del trasporto del cippato all impianto Infine vi il trasporto delle ceneri che dovrebbe essere contenuto almeno entro un raggio di 100 km distanza per la qual
171. amente utilizzata 374 Consideriamo infine la ripartizione dei costi comuni in tale voce rientrano il costo dello staff le spese di affitto il riscaldamento e l illuminazione queste spese possono non essere collegate ad alcun progetto particolare anche se costituiscono comunque un costo I contabili quando rilevano i costi di un progetto vi comprendono di solito anche una quota dei costi comuni Ora il principio dei flussi di cassa incrementali asserisce che nella valutazione di un progetto si devono considerare solo i costi incrementali che derivano dal progetto Un progetto pu generare o non generare costi comuni incrementali occorre fare attenzione a non assumere acriticamente che l allocazione dei costi comuni operata dai contabili rappresenti i veri costi incrementali che si dovranno sostenere Per quanto attiene il terzo punto ricordiamo la formula che lega il tasso di interesse nominale e tasso di interesse reale 1 rnominate 1 Fyeate 1 tasso di inflazione atteso Se il tasso di attualizzazione viene indicato in termini nominali per coerenza anche i flussi di cassa andranno valutati in termini nominali prendendo in considerazione l andamento dei prezzi di vendita il costo della manodopera e dei materiali ecc Tutto ci richiede un impegno molto maggiore rispetto alla semplice applicazione di un singolo tasso di inflazione previsto a tutte le componenti del flusso di cassa Naturalmente non vi nulla
172. amenti la soluzione che risulta migliore non immediata in quanto ognuna delle due presenta dei vantaggi ambientali da una parte e dei svantaggi ambientali dall altra come discusso Si potrebbe per confrontare il totale dei diversi indici d impatto nelle due soluzioni di approvvigionamento sia nel caso degli Eco Indicator99 che nel caso di Edip Umip96 tale confronto riportato nelle due tabelle sottostanti 304 APPROVVIGIONAMENTO ORLANDINI APPROVVIGIONAMENTO LA FENICE Categoria d impatto Unit Totale Categoria d impatto Unit Totale Carcinogens DALY 0 000258 Carcinogens DALY 0 000262 Resp organics DALY 0 0000463 Resp organics DALY 0 0000744 Resp inorganics DALY 0 0123 Resp inorganics DALY 0 0124 Climate change DALY 0 00196 Climate change DALY 0 00202 Radiation DALY 0 00000109 Radiation DALY 0 00000115 Ozone layer DALY 0 0000103 Ozone layer DALY 0 0000108 Ecotoxicity PDF m2yr 163 Ecotoxicity PDF m2yr 181 Acidification Eutrophication PDF m2yr 462 Acidification Eutrophication PDF m2yr 465 Land use PDF m2yr 0 0148 Land use PDF m2yr 0 00628 Minerals MJ surplus 0 0315 Minerals MJ surplus 0 0103 Fossil fuels MJ surplus 1 12 Fossil fuels MJ surplus 0 635 Tabella di confronto dei totali nei due approvvigionamenti metodo Eco Indicator99 APPROVVIGIONAMENTO ORLANDINI APPROVVIGIONAMENTO LA FENICE Categoria di danno Unit Totale Categoria di danno Human Health DALY 0 0146 Human Health Ecosystem Quality PDF m2yr 624 Ecosystem Qua
173. amento di 300 tonnellate al giorno di materia prima prodotta dall impianto agricolo come sottoprodotti massa necessaria a ottenere la quantit di energia espressa in kWh il kWh qui considerato suddiviso nella sua quota parte termica X elettrica X e perdita X e quindi equivalente per indicare il kWh generico suddiviso nelle componenti L unit funzionale utilizzata per permettere il confronto fra diversi impianti nei quali posso cos confrontare l energia prodotta a fronte di un certo approvvigionamento il dato che interessa quindi l energia prodotta dall impianto e Il sistema che deve essere studiato Il sistema da studiare la produzione di energia elettrica e termica derivante da un approvvigionamento di 300 tonnellate giornaliere di input sottoprodotti dell attivit agricola Tali input sono prodotti direttamente dall esercizio dell attivit agricola come i liquami e gli insilati oppure sono sottoprodotti derivanti da attivit industriali 308 Quindi per la produzione dell energia non sono stati abbattuti alberi o consumate risorse naturali ma sono stati utilizzati prodotti che altrimenti sarebbero stati smaltiti in discarica e I confini del sistema I confini del sistema vanno dall ottenimento degli input liquame bovino a fronte del consumo di cibo e acqua per alimentare le mucche insilati ottenuti tramite semina irrigazione e trinciatura con trattori i sottoprodotti conferiti
174. amento motore e l elettricit dovuta alla conversione tramite generatore I dati annuali di progetto sono i seguenti 200 KW termici erogati totali di cui una parte viene trasformata in energia elettrica 140 kW termici 35 kW elettrici 175 kW erogati dall impianto in un anno 25 kW sono perdite 175 6 000 h di funzionamento annuo dell impianto 1 050 MWh di cui 210 elettrici e 840 termici Quindi per ogni Kwh il 70 la quota parte termica 17 5 la quota parte elettrica e il restante 12 5 sono le perdite All interno della fase stata considerata la combinazione di gassificazione e combustione tramite motore Stirling considerate in un unica fase La fase ha in testa la fase di carico e in coda la fase dello smaltimento ceneri prodotte 265 Calore energia termica MOTORE BS STIRLING Energia elettrica GASSIFICATORE Alimentazione elettrica Alimentazione elettrica SMALTIMENTO CENERI L avvio del gassificatore e motore il momento in cui si registra il maggiore assorbimento di corrente elettrica potenza di picco di 80 kW in start up per 10 secondi I valori di potenza elettrica assorbita in alimentazione al gassificatore e al motore Stirling risultano tuttavia esigui una volta effettuata l accensione in quanto tale impianto assorbe la maggior potenza in accensione potenza di picco ma una volta entrato a regime il suo consumo davvero minimo Si ipotizza che l
175. amici di corso degli ultimi anni con i quali abbiamo scherzato e riso per sdrammatizzare ogni situazione che si veniva a creare Gli amici Erika cara amica di lunga data con cui ho anche condiviso vacanze e avventure estive in Riviera Riki Francy Veronica Giada Manu Vero Gibbo Ceci Simo Jonny Fin Fede Sere Andre Susy Matte Taty Gian Alex Andrea Gio Angie Ba Chiara Davide che in questi anni mi hanno permesso di svagarmi nelle uscite Infine ma non per questo ultima di importanza la mia cara cugina Simona sempre a me vicina in ogni momento 453 Un ringraziamento va anche a Lisa Di Candilo con cui abbiamo condiviso momenti di allegria e momenti seri di studio le telefonate fatte per reperire l enorme e dettagliata mole di dati necessari per lo sviluppo dell elaborato grazie a lei che mi ha fatto ragionare in molte situazioni e alla sua calma Un ringraziamento speciale anche per la mia relatrice la Professoressa Alessandra Bonoli che mi ha permesso nella presente tesi di sviluppare argomenti di notevole interesse e piacere per me Concludo citando una delle mie citazioni preferite Le persone pi felici non sono necessariamente coloro che hanno il meglio di tutto ma coloro che traggono il meglio da ci che hanno La vita non una questione di come sopravvivere alla tempesta ma di come sapere danzare nella pioggia Grazie a tutti 454
176. amite una tubazione in acciaio inox fino alla camera di combustione Il legno quindi all interno del gassificatore viene trasformato attraverso una serie di reazioni chimiche in gas Il gasi viene prodotto in basso al gassificatore e al centro cos il flusso di gas si muove verso l alto in controcorrente al cippato caricato dall alto E stato utilizzato un gassificatore up draft in modo da eliminare i complessi sistemi di depurazione del syngas potendo cos utilizzare cippato con valori di umidit abbastanza elevati 136 I gassificatori si suddividono in gt down draft con spillatura del gas nella parte inferiore nei quali il gas esce a temperatura piuttosto alta funzione della temperatura di combustione parziale e quindi funzione della tipologia di materiale Il syngas per prima di uscire deve subire una serie di complessi processi di depurazione In tali gassificatori inoltre deve essere inserito solamente materiale con tasso di umidit inferiore al 15 dando luogo a una complessit gestionale gt up draft con spillatura del gas nella parte superiore in tal modo il syngas prima di uscire costretto a filtrare attraverso il cippato di legno riscaldandolo asciugandolo e preparandolo cos alla combustione parziale e gassificazione Il risultato cos un gas a temperatura nettamente pi bassa e il materiale in alimentazione pu avere anche un tasso di umidit del 60 il cippato pu essere cos inseri
177. analisi di inventario i corrispondenti effetti ambientali potranno essere stimati sulla base di ipotesi e convenzioni Gli effetti dovuti alle sostanze rilasciate nell ambiente si verificano nelle immediate vicinanze del punto di emissione oppure possono avere una ricaduta su tutto il pianeta Quindi gli effetti ambientali si suddividono in effetti globali regionali o locali Prendendo sempre ad esempio le emissioni di CO responsabili dell effetto serra 215 analizzandone il tempo di permanenza in atmosfera possibile classificare l effetto serra come un effetto a scala globale in quanto stato appurato che l emissione di gas serra in un punto contribuisce all effetto su tutto il pianeta per le emissioni di rumore invece chiaro che queste debbano essere considerate solo a scala locale E quindi opportuno evidenziare che un eventuale giudizio di valore sul significato ambientale degli impatti pu riguardare solo gli effetti globali intendendo quelli che si manifestano a scala planetaria o regionale Il peso globale di un determinato inquinante infatti il risultato di numerosi contributi spesso provenienti da diverse aree geografiche della terra e gli output riferiti a diversi periodi di tempo Dunque i risultati di un analisi di inventario possono essere utilizzati per la valutazione di effetti su scala globale Inoltre le sostanze emesse durante la trasmissione possono subire trasformazioni chimiche fiscihe o bi
178. anche per ridurre i rumori e 1 acqua H20 che esce sotto forma di calore da dove c la marmitta Motore funziona 24 ore su 24 Monitoraggio sistema Tutto il sistema controllato e governato da un plc industriale acquistato presso un azienda di Brunico L azienda si chiama ERS www ers it Vengono fatti diversi controlli Sulla tramoggia di carico in base al peso controllo di peso nel silos di alimentazione Sulla temperatura che circa sui 42 gradi per batteri mesofili come questi controllo avviene con una sonda all interno delle vasche controllo del tempo di mescolamento tempo degli agitatori se tempo agitatori va bene pompa ecc 192 Analisi del biogas con un report di analisi ogni 2 ore e realizza un controllo sulla di metano 53 69 di zolfo lt 100 di ossigeno lt 1 di idrogeno libero poco poco Sulla potenza motore cio controllo sui Kwh prodotti Kwh prodotti temperatura olio pressione carburazione cio la quantit di ossigeno e anidride carbonica che rimane incombusto per vedere se il motore brucia tutto Da tali controlli riesco a tenere monitorato l impianto in quanto se in uscita non ho un certo quantitativo di biogas 160 180 m ogni ora allora qualcosa non va e vado a vedere nelle varie sezione di controllo qual e dove sta il problema Carburazione vedere se motore brucia tutto e non rimane niente incombusto cio quantit di ossigeno e a
179. anto e all organizzazione del suo sistema complessivo di controllo possiamo tracciare una rappresentazione schematica dell architettura di controllo necessaria in tale impianto qui mostrata 429 CONTROLLO PRODUZIONE CONTROLLO CONTROLLO HMI MOTORE IMPIANTO Human Interface Vi sono 3 CPU controllo motore controllo impianto gestione interfaccia uomo macchina ognuna che espleta una determinata funzione al cui interno vi saranno poi certi controlli di diversi parametri Tale rappresentazione schematica possiamo dettagliarla maggiormente esplicitando tutti i controlli da effettuare all interno delle diverse CPU e avremo dunque lo schema implementativo della pagina seguente 430 Segnalazione Interfaccia utente Tuning Accesso remoto Definire limiti sicurezza CONTROLLO CONTROLLO LACON KO d D IMPIANTO Sensori di pressione Gassificatore temperatura Toi Alimentazione Termocoppie di legno controllo e sicurezza Parallelo rete elettrica Camii di combustione Monitoraggio qualit elettrica Ricircolo acqua Aria compressa Poi a sua volta i vari controlli all interno delle singole CPU saranno realizzati imponendo il soddisfacimento di una serie di vincoli sulle variabili fisiche dell impianto la camera di combustione per esempio tenuta controllata attraverso una serie di parametri che devono essere rispettati parametri per la depressione ossigeno residuo temperatura temperatura
180. anto nei gas di palude nel petrolio greggio e nel gas naturale L acido solfidrico anche il sottoprodotto di alcune attivit industriali quali l industria alimentare la depurazione delle acque tramite fanghi la produzione di coke la concia dei pellami e la raffinazione del petrolio NH3 L ammoniaca un composto dell azoto Si presenta come un gas incolore tossico dall odore caratteristico Molto solubile in acqua Nell ambito delle normative ambientali Italiane ed Europee le emissioni di un motore primo vengono principalmente indicate mediante la concentrazione in volume o in massa dei fumi secchi In riferimento ad applicazioni cogenerative e soprattutto se si vogliono effettuare confronti tra diversi sistemi energetici tale modo di esprimere le emissioni pu risultare equivoco in primo luogo perch a seconda della tipologia di sistema di combustione le concentrazioni vengono convenzionalmente riferite a differenti tenori di ossigeno nei fumi secchi 15 per i TG 5 per i MCI 3 per le caldaie a gas in secondo luogo perch non sempre immediata la correlazione tra la portata di fumi emessi da un motore e la sua potenza Dalla concentrazione di un inquinante nei fumi si pu tuttavia passare per dato combustibile alla massa di inquinante per unit di energia messa a disposizione dal combustibile stesso con riferimento al suo potere calorifico inferiore A mg kWLHV La conversione richiede la conoscenza della composi
181. aree vaste hanno un impatto ambientale eccessivo anche perch c l impatto del trasporto e viabilit o acquistare legname in posti dove costa meno piuttosto che in loco e quindi grande impatto ambientale Quindi una concentrazione locale con pochi soggetti in linea col principio della partecipazione della popolazione all utilizzazione del proprio territorio e di creare distretti locali Incentivare le piccole filiere distribuite sul territorio con impianti di piccola media taglia che rimangono vicini alle utenze termiche Per poter essere sostenibile la filiera deve e essere di piccole dimensioni e coinvolgere le realt agricole e forestali locali e avere un bacino di approvvigionamento limitato circa 70 km L utilizzo della biomassa scarsamente efficiente dal punto energetico cio poca dell energia contenuta nella materia prima in realt si trasforma in energia anche se dipende dalla tecnologia usata per tale trasformazione Se poi oltre al calore facciamo anche cogenerazione allora l efficienza totale sale e si avvicina a valori gt 85 di efficienza energetica come le fonti convenzionali Importante quando si genera energia elettrica riuscire a utilizzare il massimo del calore perch se il rendimento elettrico di un sistema il 30 il resto calore dissipato nell ambiente dannoso anche che quello che fanno le grosse centrali lontano dalle utenze CoSea che ha cofinanziato gli impianti ti
182. aria talora possibile ma a costi spesso non giustificabili se rapportati ai guadagni ottenuti dalla biomassa legnosa estraibile almeno in assenza di rilevanti finanziamenti pubblici scarsa dotazione di mezzi appropriati da parte degli operatori forestali infatti per ottimizzare le operazioni necessario essere provvisti di attrezzature all avanguardia quali verricelli gru a cavo leggere rimorchi autocaricanti e cippatrici carenza di operatori professionali sul territorio dottori in scienze forestali gestione degli interventi di valorizzazione del patrimonio boschivo ingegneri gestionali l organizzazione logistica di tutte le attivit e di tutti gli attori coinvolti nella filiera puntando attraverso criteri di ottimizzazione alla massima efficacia ed efficienza in termini di tempi e di costi Inoltre ingegneri ambientali minor impatto delle operazioni di filiera attraverso l applicazione di sistemi di controllo e abbattimento delle emissioni per far s che i quantitativi di anidride carbonica emessa siano tali da poter essere assorbiti dalle piante cosicch il ciclo possa ritenersi ad impatto zero o comunque di gran lunga inferiore rispetto a quello provocato dai combustibili fossili tecnici e manodopera qualificata Tutto ci richiede un investimento monetario non trascurabile 158 Difficolt pianificazione filiera Lo sviluppo di progetti volti alla valorizzazione energetica delle biomasse agro forest
183. arsi su scenari futuri impossibili da predire con una certa significativit e riflettere la vera ragione per la quale l umanit si preoccupa del consumo di risorse minerali e fossili Il metodo proposto tiene in considerazione il fatto che se la qualit di una risorsa si riduce dall altra parte cresce lo sforzo per l estrazione della risorsa rimanente Si sa che l umanit tende ad estrarre per prime le risorse di qualit migliore quindi per ogni kg di risorsa utilizzata decresce la qualit delle risorse rimanenti e dunque aumenta lo sforzo necessario alle successive estrazioni Il decremento della qualit di una risorsa ed il corrispettivo incremento dello sforzo futuro necessario all estrazione sono i parametri utilizzati per la valutazione del danno alle risorse A tutto ci va aggiunto il fatto che i processi di formazione delle risorse minerali e fossili sono completamente differenti pertanto la modellizzazione avverr separatamente e perle risorse minerali il parametro che ne determina la qualit la concentrazione e perle risorse fossili il parametro lo di sforzo di estrazione Il modello presenta alcuni punti deboli e tutti i minerali vengono considerati parimenti importanti per l umanit e non considerata la possibilit di sostituzione di un minerale con un altro ma anche alcune vantaggi fondamentali e il modello non dipende direttamente dalle stime di consumi annuali fortemente influenz
184. asi sempre il Valore Attuale Netto quando deve decidere se intraprendere o meno un progetto di investimento Tuttavia il Van non l unico criterio adottato dalle aziende nelle loro decisioni di investimento spesso difatti vengono utilizzate pi misure per valutare l attrattivit di un progetto Circa tre quarti delle imprese calcolano il Tasso Interno di Rendimento TIR una percentuale pressoch uguale di imprese calcola invece il VAN e quando usato correttamente fornisce gli stessi risultati Il concetto del TIR necessita quindi di approfondimenti data l importanza che riveste Tre cose da ricordare sul VAN Prendendo in esame questi criteri alternativi sar importante ricordare le caratteristiche fondamentali del metodo del Valore Attuale Netto Primo la regola del VAN riconosce che meglio un Euro oggi che un Euro domani principio zero della finanza come gi detto in quanto l Euro oggi pu essere investito per iniziare a produrre interessi immediatamente Un qualsivoglia metodo di selezione degli investimenti che non riconosca il valore temporale del denaro non pu essere considerato corretto Secondo il valore attuale netto dipende unicamente dai flussi di cassa previsti dal progetto e dal costo opportunit del capitale Un qualsiasi metodo che venga influenzato dalle preferenze personali dei manager dai criteri contabili di valutazione dalla redditivit dei business gi esistenti o dalla redditivit
185. at 190 Diesel del valore di 10 000 euro per un mezzo usato La capacit di portata del mezzo di 60 q di cippato viaggio metratura risulta di 20 m Il camion presenta delle gomme che vanno sostituite ogni 20 000 km e presenta 8 gomme da 250 euro ognuna da sostituire sempre ogni 20 000 km Il consumo del camion risulta di 2 km litro di gasolio Il camion nel periodo invernale non effettua viaggi avviene quindi un accumulo a fine estate presso l impianto in quanto tale mezzo non riuscirebbe ad arrivare al cippato accatastato all imposto causa neve considerando che in tale localit nevica molto 261 CALCOLI PER LCA Nel SimaPro si inserito il mezzo di trasporto tra quelli esistenti del database Transport lorry 16 t all interno della categoria Transport Road Lorry in realt avremmo un lorry da 6 t che non risulta tuttavia presente tra le diverse opzioni dei mezzi di trasporto esistenti e si calcolata la tratta percorsa L unit di misura richiesta dal programma kgkm che indica i km percorsi da 1 kg di carico 1_ calcolo considerando valori unitari 60 q cippato viaggio quantit trasportata dal mezzo gt 6 000 kg viaggio Km a pieno carico sono 7 2 7 2 1 7 12 24 km totali percorsi di un viaggio 12 24 6 000 kg di carico 0 00204 kgkm 2_calcolo considerando valori totali 4 500 q cippato anno fornitura 60 q cippato trasportato dal camion viaggio 4 500 60 75 viaggi anno per portare la
186. ata con aria preriscaldata Qualsiasi misura tecnica esterna che innalza anche di pochi gradi la temperatura dell aria all interno della massa di cippato induce fenomeni di circolazione dell aria favorendo l essicazione del legno Nel caso di coperture con prevalente funzione di stagionatura del cippato si pu prevedere la costruzione di strutture con sistemi di ventilazione forzata di aria preriscaldata in un apposita intercapedine sotto tetto L aria preriscaldata dal sole e viene successivamente convogliata in un camino di ventilazione e forzata dal basso con ventilatori all interno del cumulo di cippato Con tali sistemi si riescono a portare in una settimana di primavera estate 150 msr da umidit 50 a umidit 30 Le fasi sono 1 riscaldamento dell aria esterna da parte dei collettori solari 2 effetto di auto riscaldamento del cumulo di cippato 3 l aria preriscaldata spinta dal ventilatore attraverso il cumulo di cippato Durante la notte quando l umidit relativa dell aria aumenta bene sospendere la ventilazione forzata per impedirne l acquisizione da parte del cippato Per il calcolo di progetto della portata d aria necessaria si pu fare riferimento alla superficie coperta dal cumulo Essicazione con aria calda con valorizzazione energia termica L effetto di essicazione migliora sensibilmente impiegando aria riscaldata con un generatore La temperatura di lavoro pu variare da 20 gradi a 10
187. ate da riciclo sostituzione o fattori di congiuntura economica e l incremento atteso nello sforzo di estrazione di una risorsa sembra essere un concetto che riesce a riflettere le reali preoccupazioni dell umanit 237 La valutazione del danno causato dall esaurimento dei minerali e dei combustibili fossili avviene attraverso il concetto di surplus energy Esso definito come la differenza fra l energia necessaria attualmente all estrazione di una risorsa e quella indispensabile in un istante futuro Si calcola il surplus di energia valutato in MJ che sar necessario per estrarre 1 kg di materiale nel momento in cui il consumo di quel materiale sar cinque volte superiore a quello estratto dall umanit prima del 1990 La stima del danno Il calcolo del punteggio totale per le tre categorie di danno conclude la struttura del modello di valutazione Per ottenere la stima del danno sono ancora necessarie due fasi la normalizzazione che rende le diverse categorie di danno confrontabili fra di loro e la valutazione che attribuisce ai valori ottenuti dalla fase precedente i pesi relativi alla prospettiva prescelta Normalizzazione Per la valutazione del danno occorre confrontare fra di loro i valori ottenuti per le tre categorie Poich essi sono caratterizzati da tre differenti unit di misura DALY PDF MJ surplus si rende necessaria la fase di normalizzazione nella quale i risultati ottenuti saranno rapportat
188. ategoria Unit Totale TAGLIO FEESBOSCO CIPPATURA TRASPORTO CARICO OUTPUT ELIOUTPUT TIDISPERSI TRASPORTO CEN SMALTIMENTO IN DISC Human He DALY 0 0148 0 000232 4 94E 08 0 0115 0 000000306 0 00297 0 00000184 2 95E 05 9 39E 07 0 000000138 0 0000146 EcosystenPDF m2yr 646 28 3 0 00209 439 0 0181 177 0 0431 0 69 0 022 0 00803 0 555 Resources MJ surplus 0 645 x 0 0522 x 0 402 x x 1 12E 16 x 0 191 x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita di 4 500 q di cippato con il metodo Eco Indicator99 per le tre macro categorie d impatto Nel diagramma sottostante invece il network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo degli Eco indicator 99 considerando tutti i fattori d impatto Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la cippatura tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggiore spessore Successivamente alla cippatura distanziata abbiamo il carico e poi il taglio come fasi a maggiore impatto Ovviamente scendendo nel dettaglio di tale diagramma saranno rappresentate tute le altre fasi che appariranno in ordine di impatto ambientale pi si scende nel dettaglio e pi compariranno anche tutti gli input che concorrono in ogni fase Le fasi che risultano da tale network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattoti d impatto e non singolarmente uno ad uno Qui
189. ategoria Ecosistema Ecosystem Quality la produzione cogenerativa di energia in primis a seguire l autoconsumo digestato e il tcaricamento in tramoggia infine i liquami bovini Anche qui la fase a maggiore impatto la produzione di energia sempre in quanto va a incidere sulle sostanze emesse in atmosfera dannose anche per l ecosistema ambientale del pianeta 340 6 57E6 kg 2 94E6 MJ Caricamento in Perdita di energia tramoggia con coclea 3 3 1 67 cogenerativa di 89 8 Network relativo alla macro categoria Ecosystem Quality Per il network della macro categoria Risorse Resources si evidenziano i risultati esposti precedentemente cio l impatto maggiore deriva dal trasporto dei sottoprodotti acquistati con un 59 6 di incidenza a seguire il trasporto del digestato venduto con un 30 di incidenza e infine le colture dedicate in misura minore con una percentuale del 10 3 Questo perch i sottoprodotti acquistati da trasportare compiono una distanza di trasporto molto maggiore del tragitto effettuato per trasportare il digestato agli acquirenti 12 km in media per i sottoprodotti contro i 2 km per il digestato in questo modo il numero dei km percorsi in totale in un anno risulter sicuramente maggiore anche se la quantit trasportata nettamente inferiore Tale metodo considera nella categoria Risorse solo per 1 3 il consumo di risorse da cui deriverebbe un i
190. ativi 362 6 2 ALCUNI CONCETTI DI FINANZA Stima dei costi annui La valutazione delle alternative richiede che siano stimati i costi in riferimento al tasso di inflazione ed alle variazioni dei valori nel tempo Ad esempio per un impianto necessario considerare il suo periodo di utilizzo confrontando i costi sostenuti in anni differenti Per valute differenti necessario applicare tassi di cambio che variano nel tempo Inoltre i prezzi di beni e servizi cambiano nel tempo a causa dell inflazione Il tasso d inflazione un indice della variazione percentuale dell indice dei prezzi al consumo sulla base di un paniere rappresentativo I prezzi di alternative quotati in anni differenti devono essere confrontati con riferimento ai tassi d inflazione Per fare i confronti necessario riferire i prezzi ad un anno base Per tenere conto dell inflazione si utilizza il metodo del fattore di aggiustamento Costo nell anno b Costo nell anno i fip dove e fp b i il fattore di aggiustamento dei prezzi dell anno i a cui si riferiscono i costi noti per trasformarli nei costi dell anno base b prescelto e i l indice dei prezzi per l anno i a cui si riferiscono i costi noti e b l indice dei prezzi per l anno base b prescelto per l analisi La fonte pi rappresentativa degli indici di prezzo in Europa Eurostat che pubblica mensilmente il rapporto Data for short term economic analysis Calcolo del c
191. ativi Essa deve inoltre essere possibilmente esente da corpi estranei quali pietre o grumi Questi valori indicativi sono rispettati solo nel caso di cenere derivante dalla combustione di legna allo stato naturale 151 La sostanza nutritiva che determina il limite in pratica il potassio Il quantitativo massimo utilizzabile equivale a 8 tonnellate per ettaro e per ogni tre anni Durante lo stesso periodo vegetativo non bisogner dunque spargere altro concime proveniente da scarti come composto Per garantire un bilancio equilibrato di sostanze nutritive e per controllare la qualit l ufficio regionale competente in materia di concimazione dovr stabilire se nelle singole situazioni l uso di cenere di legna su superfici agricole sensato Accanto all uso come fertilizzante la cenere di legna pu essere valorizzata a livello industriale anche come componente aggiuntiva nell industria del cemento I quantitativi prodotti sono tuttavia piuttosto esigui e quindi l uso industriale di questa cenere in genere poco interessante La cenere di legna che non viene utilizzata ne come fertilizzante ne nell industria deve essere smaltita in modo rispettoso dell ambiente L utilizzo delle ceneri nel cemento Il concetto di sviluppo sostenibile prevede prima di tutto e soprattutto un uso giudizioso delle risorse naturali infatti nel 2002 Collepardi indicava quali cardini di uno sviluppo sostenibile i seguenti gt ma
192. atmosfera conseguenza della presenza di alcuni gas quali l anidride carbonica il metano il biossido di azoto che intrappolano le radiazioni infrarosse ecotossicit provocata dalle emissioni dirette di sostanze tossiche come metalli pesanti idrocarburi pesticidi e sostanze liberate nel corso della degradazione dei prodotti che danno luogo ad impatti sulle specie e sugli ecosistemi smog fotochimico in cui si considerano tutti gli impatti derivanti dalla formazione di ozono troposferico causata dalle reazioni di componenti organici VOC in presenza di luce e di ossidi di azoto NO tossicit umana imputabile alla presenza di sostanze chimiche e biologiche e dipendente sia dal tipo di esposizione sia dalla metodologia attraverso la quale avvengono le emissioni nell ambiente acidificazione causata dal rilascio di protoni negli ecosistemi acquatici e terrestri principalmente attraverso la pioggia gli effetti sono evidenti nelle foreste di legno dolce dove si manifestano in termini di crescita insufficiente 217 fenomeno particolarmente presente nella penisola scandinava e nelle regioni dell Europa centro orientale Negli ecosistemi acquatici si ha un abbassamento del pH delle acque situazione deleteria per lo sviluppo della vita Le conseguenze dell acidificazione si rendono evidenti inoltre negli edifici nelle opere d arte e in tutte le costruzioni in genere attraverso l erosione delle pietre calca
193. ato e del caricamento in tramoggia nonostante tutte e tre le fasi utilizzino pompe con consumo di elettricit Occorre tenere presente per che la pompa dei liquami ha una potenza minore della pompa del digetstao nei campi 11 KW per la prima contro i 90 kW della seconda inoltre per quanto riguarda i kg totali da gestire per la pompa per i liquami risultano minori dei kg totali della pompa per il caricamento infatti il caricamento utilizza una pompa per 6 570 000 kg di materie prime inferiore ai 4 380 000 kg della pompa dei liquami Possiamo anche studiare il network nelle 3 macro categorie e vedere l incidenza delle diverse fasi pi impattanti in ciascuna delle tre 339 4 38E6 kg 2 94E6 MJ Liquami bovini Perdita di energia 4 856 kg Autoconsumo digestato 3 43 Network relativo alla macrocategoria Salute umana Human Health Dall analisi di questa network vediamo ci che stato riscontrato precedentemente percentuali simili cio sulla salute umana impatta per prima la produzione cogenerativa di energia con un 89 9 a seguire distanziato l autoconsumo digestato con un 3 43 e il caricamento in tramoggia con un 3 3 e infine i liquami bovini con un 1 8 la fase maggiormente impattante sempre appunto la produzione di energia che va a incidere sulle sostanze emesse in atmosfera dannose per la salute umana Stesse conclusioni si possono trarre per il network di seguito relativo alla macro c
194. ato nudo sul quale si pianta un albero nella cui fasi di crescita sar in grado di fissare carbonio e quindi CO Risulta chiaro quindi come l albero possiede una sorta di credito di CO quantificabile nella CO da esso assorbita durante la sua crescita Tale credito pu essere considerato intrinseco al materiale e quindi conservato anche nei manufatti che prendono origine da quel legno sia direttamente sia dopo attivit di riciclo Questo credito rimane intrappolato nel materiale sino a quando non intervenga un processo di combustione a liberare la CO e quindi a immettere di nuovo in atmosfera la quantit di carbonio precedentemente assorbita 4 1 7 Terza fase di una Lca la valutazione d impatto ISO 14042 La norma ISO definisce impatto ambientale una qualsiasi modificazione causata da un dato aspetto ambientale ossia da qualsiasi elemento che pu interagire con l ambiente Un impatto associato a uno o pi effetti ambientali per esempio la CO emessa durante la combustione di una certa quantit di carbone provoca un impatto che contribuisce all effetto serra Poich non possibile correlare inequivocabilmente uno specifico impatto ai suoi effetti ambientali ci si deve limitare ad affermare che l impatto ci che prelude a un effetto senza pretende di poter quantificare rigorosamente il secondo sulla base del primo Mentre possiamo ottenere il valore numerico degli impatti dai risultati della fase di
195. ato per mantenere costantemente miscelato anche il digestato per non creare croste superificiali da 16 KW funzionamento per 6 minuti ogni 20 minuti sempre Per considerare gli assorbimenti energetici causati dalla pompa per pompare il digestato nei campi e dal mixer della vasca del digestato stata considerata la voce Electricity Italy B250 dalla categoria Energy Electricity Country Mix Medium Voltage 329 Assorbimento pompa per pompare il digestato nei campi 120 ore all anno utilizzo pompa 90 KW 10 800 kWh all anno assorbiti dalla pompa per pompare il digestato nei campi dell azienda 10 800 6 818 000 KWh annuali totali di energia prodotta 0 00158 kWh assorbiti dalla pompa per pompare il digestato nei campi per ottenere in output 1 kWh di energia Mixer per rimescolare il digestato nella sua vasca Mixer funziona come i mixer precedenti e quindi presenta un funzionamento di 2 628 ore all anno 2 628 16 kW di potenza del mixer 42 048 kWh all anno consumati dal mixer nella vasca del digestato 42 048 6 818 000 kWh annuali totali prodotti dall impianto 0 00617 kWh assorbiti dal mixer della vasca del digestato Nell assemblaggio il totale di digestato auto consumato nei campi dell azienda risulta di 4 800 000 kg all anno derivante da 300 q al giorno di digestato prodotto dall azienda 300 q di materie prime in input all impianto al giorno 300 365 109 500 q
196. atti da tecnici competenti allo scopo di ottenere una produzione legnosa regolare e continua del tempo senza compromettere l evoluzione e rinnovamento del bosco A seguito di una significativa domanda di legna da ardere o da utilizzarsi per altri scopi produttivi sia giustificata la presenza del ceduo bene intervenire con operazioni di miglioramento quali sfollamenti e diradamenti taglio degli individui che presentano meno manifeste potenzialit di crescita orientati ad incrementarne la produttivit e la qualit Questi interventi si traducono in tempi ragionevolmente ridotti in una maggiore percorribilit e fruibilit del bosco in un incremento del suo valore paesaggistico in una minore vulnerabilit agli incendi e ai parassiti e alla sopravvivenza delle specie sia vegetali sia animali Un intervento pi marcato la conversione del ceduo in fustaia al fine di stimolare l accrescimento delle piante e favorirne la rinnovazione Essa di norma riservata ad aree in cui si riscontri la presenza di specie di maggior pregio le quali possano stimolare il proprietario privato ad investire in questo processo Eventuali interruzioni durante l attuazione della conversione rischiano di compromette il successo finale dell intervento Tra i metodi pi attuati e diffusi da segnalare quello dell invecchiamento che consiste nella sospensione dei tagli dei cedui al fine di ottenere un invecchiamento complessivo delle piante d
197. atura consuma un grosso quantitativo di energia derivante da combustibile fossile cippatura a diesel che emette sostanze nell ambiente dannose per la salute umana sicuramente e per l ecosistema pianeta Secondo alla cippatura vi il carico anch esso impattante per le prime due macro categorie perch consuma energia elettrica per caricare il cippato consumo derivante da combustibile fossile che emette sostanze dannose nell ambiente dannose per la salute umana e per l ecosistema Infine si nota come la fase di trasporto trasporto ceneri e l esbosco sono le pi impattanti per la categoria Risorse in quanto l esbosco comporta una riduzione delle risorse naturali e il trasporto emette una grossa quantit di CO nell ambiente consumando combustibili fossili risorsa 290 Human Health Ecosystem Quality Resources ME TAGLIO Ori MB ESBOSCO Ori IE CIPPATURA Ori ME TRASPORTO Orl I CARICO IMM COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO RMB COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO BEEE DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI IM SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano_Orf Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A valutazione dei danni Contributo espresso in percentuale delle varie fasi per 4 500 quintali di cippato alla definizione del punteggio complessivo relativo alle 3 macro categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 Si pu n
198. atura dell aria pressione ecc Calcola CO CO con riferimento dell ossigeno 143 E dotato di display su cui visualizza i risultati ottenuti e registra in continua tutti i valore della combustione dotato di stampante per i risultati e una sonda di aspirazione fumi con tubo flessibile Per quantificare con la massima precisione l impatto delle emissioni in atmosfera stato necessario attrezzare il sistema con un analizzatore per fumi in grado di rilevare il contenuto di CO NO NO NO O e memorizzare i dati delle misurazioni in una memoria esterna estraibile in modo da poter convertire i dati in formato Excel In questo modo si potuto valutare e quantificare l effluente gassoso durante il funzionamento continuo a regime tramite un sistema digitalizzato che ne permettesse la rielaborazione successiva dei parametri Per permettere l analisi in continuo dei valori di emissione ed una corretta misura degli NO l analizzatore stato accessoriato dalla ditta fornitrice di un sistema di raffreddamento di tipo Peltier e di una sonda di estrazione per le analisi riscaldata e specificatamente garantita per le analisi in continuo di NO ed NO3 L impianto non dotato di sistemi di abbattimento in quanto si tratta di combustione di un gas biologico che non inquina o che comunque ha emissioni al di sotto di quelle previste dalla legge e per cui non viene richiesto un monitoraggio degli inquinanti Si riportano i valori l
199. azienda gi avviata 381 Definizione progetto 90 000 Acquisto del terreno 0 Preparazione generale del sito d intervento scavi di 3 000 sbancamento e preparazione area con inghiaia mento Lavori di costruzione costo 70 000 opere civili 10 000 Commesse contrattuali e consulenze da aziende consulenze fun specialistiche Costi di avviamento 0 Costo reti e connessioni e spese 95 000 tecniche accessorie Costo apparecchiature di 205 000 generazione energia Apparecchiature ausiliarie 2 000 Totale 475 000 475 000 rappresenta l esborso iniziale necessario all avvio del progetto Nel foglio predisposta anche un area inerente alle Spese per le attrezzature per il controllo dell inquinamento ma in questo impianto particolare non sono presenti attrezzature e sistemi di controllo delle emissioni in quanto presenta un valore di emissioni entro i limiti consentiti per legge per cui non sono previsti dispositivi idonei d altronde presente per un sistema di analisi fumi un ECOM JKN del valore di 2 000 euro Esso viene indicato con la voce Apparecchiature ausiliarie Sono in questo modo considerate tutte le voci che concorrono all avvio del progetto comprese le attrezzature e macchinari necessari e i lavori di realizzo per predisposizione terreno e costruzione edifici Il valore totale dei macchinari risulta pertanto di 205 000 2 000 207 000 eu
200. azione dell opera e dei costi Risulta chiaro come il mostrarsi da parte dell imprenditore disponibile alla presenza sul territorio al confronto con gli amministratori locali ed al legame con le caratteristiche produttive e di contesto sociale sin dalla nascita del progetto sia la migliore ricetta per garantire il consenso locale A livello locale ci possono essere barriere e conflitti spesso di breve durata o legati a piccole strumentalizzazioni politiche soprattutto in vista delle lezioni politiche Viene inoltre evidenziata un attitudine assai diffusa di coinvolgere nei processi decisionali prevalentemente gli enti locali e in misura decisamente minore i cittadini eventualmente organizzati in comitati e associazioni anche per un oggettiva difficolt a trattare la rappresentativit di questi ultimi Sono proprio le opinioni di questi a influenzare anche in maniera significativa gli orientamenti dei politici che rappresentano gli enti locali 439 Le cause ricorrenti dei conflitti Sostanziale mancanza di informazioni sulla cultura delle fonti rinnovabili spesso gli stessi ambientalisti locali si mostrano diffidenti verso i nuovi impianti per via di una disinformazione sui benefici locali a lungo termine Gli oppositori sono spesso proprietari privati legati a minoranze politiche all interno degli enti locali di fatto possibile leggere dietro al conflitto una querela locale interna all amministrazione o tra pubblico e p
201. bili dipendendo anche in questo caso da un numero di fattori elevato Altre quantit di biomassa potrebbero poi derivare da ulteriori fonti non tradizionali quali la manutenzione del verde urbano la gestione di siepi e filari la pulizia di alvei fluviali In definitiva il potenziale globale certamente elevato e potrebbe assicurare un approvvigionamento stabile agli impianti di conversione energetica Una pi attenta programmazione impone studi sul territorio analizzando caso per caso le specifiche condizioni locali che influenzano le effettive potenzialit da qui la necessit di una stretta collaborazione tra l Amministrazione Pubblica il mondo imprenditoriale con a supporto il settore della ricerca Per quel che riguarda l uso della biomassa vegetale a scopo energetico in realt il consumo fortemente disomogeneo a livello geografico e regionale in quanto strettamente correlato alla morfologia e al clima del territorio 22 La legna rappresenta il 98 5 della quantit complessiva di biomassa vegetale consumata mentre carbonella gusci di noci nocciole e mandorle e sansa costituiscono un esigua percentuale dei consumi e le ultime due tipologie hanno un carattere prettamente locale cio si consumano dove esistono le relative attivit produttive La biomassa vegetale utilizzata per riscaldare produrre acqua calda e cucinare Il potenziale globale certamente elevato con opportuni investimenti potrebbe crescere ulteri
202. bili fossili con quelli legnosi 148 Consumi energetici ed emissioni di CO Legna da ardere 10kW 9 76 19 27 Cippato forestale 50 21 12 26 04 kW Cipapato forestale l 21 13 23 95 MW Pellet 10 KW 26 70 29 38 Pellet 50 kW 28 95 31 91 Gasolio 10 kW 315 82 318 91 Gasolio 1 MW 321 88 325 43 GPL 10 kW 272 51 276 49 Metano 10 kW 226 81 251 15 Metano 1 MW 233 96 257 72 Vediamo il calcolo per determinare la riduzione di CO e di CO equivalente nel nostro impianto sostituendo combustibili fossili con combustibili legnosi rinnovabili 1 Calcolo del monte energia utile annuo erogato dall impianto Valore medio dei MWh annui erogati 840 210 1 050 MWh anno 2 Calcolo delle tonnellate di CO e CO equivalente emesse annualmente con il metano tabella Metano 1 050 X 233 96 1000 245 66 t CO Metano 1 050 X 257 72 1000 270 61 t CO equivalente 3 Calcolo delle tonnellate di CO e CO equivalente emesse annualmente con il cippato tabella Cippato forestale 1050 X 21 13 1000 22 19 t CO Cippato forestale 1050 X 23 95 1000 25 15 t CO equivalente 149 4 Calcolo della riduzione di CO e CO equivalente metano cippato 245 66 22 19 223 47 t COy anno 270 61 25 15 245 46 t CO equivalente anno Ipotizzando una vita utile dell impianto di 15 anni si ottiene una mancata emissione di 3 352 t CO Un automobilista che percor
203. biomassa assorbe CO dall atmosfera durante la crescita e la restituisce all ambiente in fase d combustione il bilancio della CO viene quindi definito nullo non contribuisce all effetto serra tuttavia il ciclo di approvvigionamento pu comportare una produzione di altri inquinanti es inquinamento per il trasporto del materiale Le emissioni di inquinanti acidi ossidi di azoto polveri e microinquinanti possono essere controllate con le tecnologie di combustione e depurazione dei fumi Il basso contenuto di zolfo e di altri inquinanti fa s che se utilizzate in sostituzione di carbone e olio combustibile le biomasse contribuiscano ad alleviare i fenomeni di acidificazione 36 Benefici occupazionali Le diverse fasi del ciclo produttivo del combustibile da biomassa creano posti di lavoro e favoriscono lo sviluppo del settore agricolo forestale e del riciclaggio Anche il settore collegato alle tecnologie di conversione energetica potrebbe trarre un considerevole beneficio occupazionale Benefici di politica energetica La produzione di energia da biomassa contribuisce a ridurre la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili e a diversificare le fonti di approvvigionamento energetico e a perseguire gli obiettivi imposti nell ambito delle conferenze internazionali sul clima 2 6 APPLICAZIONI BIOMASSA LEGNOSA Residenziale termico Per il riscaldamento di singoli edifici con biomassa Se gli utent
204. buito nella progettazione del sistema di controllo Infine le variabili da controllare non sono indipendenti fra loro Il gassificatore cos come la camera di combustione sicuramente un sistema MIMO Multi Input Multi output dove ogni variazione di una qualsiasi variabile pu influenzare le altre grandezze In altre parole ogni variabili controllata non dipende soltanto dal relativo ingresso mediante la specifica funzione di trasferimento ingresso uscita di tale variabile ma dipende anche dalle altre variabili Se ad esempio controlliamo e modifichiamo la temperatura all interno del gassificatore tale modifica avr anche effetti sulla pressione in quanto una modifica alla temperatura porta ad una espansione o compressione dei gas coinvolti ed una conseguente variazione di pressione 423 Controllo del sistema di alimentazione del cippato il cippato di legno contenuto nel deposito dell impianto viene automaticamente prelevato e caricato nella parte alta del gassificatore tramite un sistema di coclee Questo sistema meccanizzato composto da una coclea adagiata sul fondo del deposito e da due bracci rotativi che muovono il legno verso la coclea stessa la quale ruotando azionata da un motore estrae automaticamente il cippato e lo convoglia dentro una valvola stellare Quest ultima un organo di intercettazione antincendio atto a separare meccanicamente il combustibile presente nel deposito da quello presente nella coclea di
205. caldaia evitata Ecabert e IRA utilizzati dal software messo a punto da Arpa di Bologna i cui risultati saranno esposti fra qualche paragrafo della presente tesi La realizzazione e l esercizio di un impianto per la produzione di energia elettrica soggetta alle seguenti prescrizioni normative e autorizzazione di nuovi impianti e l ampliamento di quelli esistenti deve essere coerente con il programma energetico regionale e occorre verificare se l impianto soggetto a Valutazione di Impatto Ambientale VIA e le centrali termoelettriche con potenza termica di combustione superiore ai 50 MW e le relative modifiche sostanziali siano autorizzate secondo i criteri dell Autorizzazione Integrata Ambientale AIA Analoga procedura prevista per gli impianti che producono energia elettrica mediante incenerimento dei rifiuti urbani se hanno una capacit di smaltimento superiore alle 3 t all ora I principali vantaggi legati all utilizzo di un impianto cogenerativo in luogo di un sistema per la generazione separata di calore ed energia elettrica 129 1 Minor consumo di energia primaria grazie alla maggior efficienza del sistema con impianti cogenerativi possibile raggiungere indici EUF anche superiori a 0 8 ovvero si riesce a sfruttare utilmente oltre l 80 dell energia messa a disposizione dell impianto con conseguente minor consumo di combustibile a parit di servizio reso 2 Minori emissioni in atmo
206. camente guasti o emergenze una CPU pu eseguire operazioni con accesso immediato ai punti di ingresso uscita La velocit di elaborazione di una CPU misurata dal tempo di scansione cio dal tempo che intercorre tra due attivazioni successive della stessa porzione del programma utente Il tempo di scansione dipende da quanti ingressi e uscite bisogna aggiornare e dalle dimensioni e dalla complessit del programma utente il produttore di un PLC indica tipicamente un valor medio del tempo di scansione per programmi di media complessit Il tempo di risposta del PLC invece il massimo intervallo di tempo che passa tra la rilevazione di un certo evento e l esecuzione dell azione di risposta per esso programmata Il tempo di risposta quindi tiene conto anche dei ritardi introdotti dai moduli di I O 409 Il sistema operativo di un sistema PLC un insieme di programmi memorizzati in modo permanente che si occupano di e controllo delle attivit del PLC elaborazione dei programmi utente e comunicazione diagnostica interna ovvero watchdog timer controllo del tempo di esecuzione di alcune funzionalit e generazione di un allarme se esso supera una soglia assegnata controlli di parit sulla memoria sulle linee di comunicazione controllo della tensione di alimentazione e dello stato delle batterie tampone 7 3 2 Normativa sulla sicurezza IEC 61511 e 61508 La norma sulla sicurezza funzionale prevede l ado
207. cate appositamente per produrre energia Queste ultime possono essere definite agro energie e sono ottenute soprattutto nei Paesi ad economia sviluppata e destinate ad usi industriali quali elettricit potenza trasporto riscaldamento Le colture dedicate L aspetto che coinvolge maggiormente l agricoltura rappresentato dalle colture dedicate cio coltivate appositamente per produrre energia Ognuna delle possibili colture da energia presenta certe caratteristiche strettamente dipendenti dalla specifiche condizioni di coltura O Resa areica O Qualit delle produzioni na Effetti ambientali prodotti e subiti m Bilanci energetici In particolare ogni coltura ha esigenze diverse di fattori della produzione soprattutto acqua e azoto e di fitotecniche collocazione temporale del ciclo densit di piante disponibilit nutrienti ecc Quindi a seconda del parametro considerato le decisioni operative saranno diverse anche per singola specie e per specifico luogo di coltivazione tutto ci da un lato rende difficili le scelte e dall altro le rende efficaci se ben mirate Oltre agli aspetti economici e logistici prevalenti esistono soluzioni tecniche ottimali diverse per ogni specifica situazione di coltura Un ulteriore sviluppo delle agro energie previsto e favorito da impegni a livello globale Protocollo di Kyoto e dall UE Stabiliti obiettivi e regole generali permangono per molte incertezze su at
208. categorie d impatto sono 4 Human Health Salute umana ad essa contribuiscono Carcinogens Respiration organics Respiration inorganics Climate change Radiation e Ozone layer 5 Ecosystem Quality Qualit dell ecosistema ad essa contribuiscono Ecotoxicity Acidification Eutrophication e Land Use 6 Resources Sfruttamento delle risorse ad essa contribuiscono Minerals e Fossil fuels 272 Carcinogens Resp organic Resp inorgan Climate Radiation Ozone layer Ecotoxicity Acidification Land use Minerals s ics change Eutrophicati SE TAGLIO Fen ME ESBOSCO Fen UT CIPPATURA Fen ME TRASPORTO Fen E CARICO SI COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO VE COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO EMME DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI VE SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H H valutazione dei danni Sotto riportiamo anche il grafico istogramma relativo solo alle 3 macro categorie elencate per avere un idea ancora pi chiara ed immediata dell impatto delle diverse fasi a livello pi macro Si pu notare come la fase di cippatura la pi impattante nella macro categoria Salute Umana ed Ecosistema e non compare invece nella categoria Risorse questo da imputare al fatto che la cippatura consuma un grosso quantitativo di energia derivante da combustibile fossile cippatura a diesel che e
209. ciati agli input e agli output 202 4 Interpretazione e miglioramento Life Cycle Interpretation la parte conclusiva di una LCA che ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l impatto ambientale dei processi o attivit considerati valutandoli in modo da non attuare azioni tali da peggiorare lo stato di fatto In pratica la definizione delle linee di intervento La descrizione della struttura concettuale dell Analisi del Ciclo di Vita riportata all interno del documento UNI ISO 14040 e collegati e si articola secondo lo schema Goal and Scope Definition Life Cycle Inventory Life Cycle Impact Assessment Life Cycle ISO 14041 ISO 14041 ISO 14042 Interpretation ISO 14043 Definizione degli obiettivi Preparazione raccolta Selezione e definizione delle Identificazione dello studio dati e definizione del Categorie di Impatto degli impatti pi diagramma di flusso significativi Definizione del campo di Raccolta dati CLASSIFICAZIONE Valutazione della applicazione dello studio Assegnazione di una o pi metodologia e dei categorie d impatto ai dati risultati raccolti nell inventario completezza sensibilit consistenza Funzioni del prodotto Procedimenti di CARATTERIZZAZIONE Analisi di Unit funzionale Flusso di calcolo dei flussi di Quantificazione dell impatto sensibilit riferimento input ed output Confini iniziali del sistema Analisi di sensibilit e NORMALIZZAZIONE Ana
210. coglie le ceneri e le porta nella discarica REA Il mezzo utilizzato dall azienda un autotreno scarrabile con 2 cassoni del modello Iveco Magirus 260 S portata pari a 35 m ogni cassone totale 70 m I consumi risultano di 1 litro di gasolio ogni 2 5 km L impianto tratta un quantitativo di ceneri pari al 3 in peso dell input Avendo un input di 450 000 kg di cippato risulteranno 13 500 kg anno di ceneri in uscita pari al 3 13 500 kg di ceneri equivalgono a 8 me anno di ceneri prodotte I km totali percorsi dall azienda per smaltire le ceneri fino in discarica risultano di 167 km a pieno carico dall impianto alla discarica 66 1 a vuoto 233 1 km di un viaggio di andata 66 1 sono i km tra la Dife e l impianto 233 1 98 8 a vuoto 331 9 km totali di uno smaltimento ceneri 98 8 sono i km tra la discarica REA e la Dife I km a pieno carico da compiere risultano 167 Si utilizza sempre il fattore 1 7 che tiene conto sia dei viaggi a pieno carico che di quelli a vuoto del mezzo di trasporto considerando soltanto il viaggio a pieno carico Perci 167 1 7 283 9 km totali per un viaggio per smaltire le ceneri L azienda compie 2 trasporti ceneri all anno ipotesi I kg totali quindi da trasportare per ogni viaggio risultano 13 500 2 6 750 kg di ceneri da trasportare in ogni viaggio alla discarica considerando appunto un trasporto di 2 volte all anno 269 Avremo pertanto 283
211. colture energetiche e o sottoprodotti agroindustriali In entrambi i casi per una corretta progettazione degli impianti che consideri le peculiarit delle matrici utilizzate indispensabile per un buon funzionamento Nel caso degli impianti alimentati prevalentemente a colture energetiche la costanza del prodotto permette di costruire impianti pi affidabili anche se pi complessi L aggiunta di sottoprodotti agroindustriali pone il problema della costanza del reperimento delle matrici e della loro variabilit il cui impatto pu essere attenuato se le matrici sono insilabili ovvero se la quota di carico prevalente rimane la coltura energetica Nel caso invece degli effluenti zootecnici la variabilit che caratterizza queste matrici impone al progettista in primo luogo e al gestore poi di prevedere tutti gli accorgimenti necessari a limitare gli effetti della variazione di carico sulla produzione Nei casi presi in esame le rese di trasformazione della sostanza organica caricata sono risultate molto vicine ai valori riscontrabili in letteratura Anche partendo da soli effluenti zootecnici possibile ottenere ottime rese in metano Considerando la dimensione dell impianto di cogenerazione e i relativi rendimenti elettrici la resa in energia elettrica ottenuta risultata maggiore nell impianto alimentato con liquami bovini e biomasse 92 Alternative costruttive Le possibili soluzione dal punto di vista del digesto
212. combinata di energia elettrica e calore in uno stesso impianto prende quindi il nome di cogenerazione ed spesso indicata con l acronimo inglese CHP Combined Heat and Power In generale un sistema cogenerativo costituito da un impianto motore primo da un generatore elettrico che mosso dall impianto motore in grado di produrre elettricit e da recuperatori di calore scambiatori Gli impianti di cogenerazione sono formati da un motore primario un generatore un sistema che consente il recupero termico e delle interconnessioni elettriche Il motore primario ha la funzione di convertire il combustibile in energia meccanica il generatore converte quest ultima in energia elettrica il sistema di recupero termico raccoglie e converte l energia negli scarichi del motore primario in energia termica utilizzabile per il riscaldamento Per quanto riguarda i motori primi le tecnologie di base ad oggi maggiormente impiegate sono e impianti turbogas utilizzati con recupero di calore direttamente dai gas di scarico e impianti a vapore possono essere a contropressione se il calore recuperato dal vapore scaricato dalla turbina o a spillamento se il calore ottenuto da vapore estratto in uno stadio intermedio della turbina e motori alternativi a combustione interna ciclo Diesel o ciclo Otto in entrambi i casi il calore viene principalmente dai gas di scarico e dal liquido di raffreddamento del corpo motore 124
213. componenti tali informazioni riguardano essenzialmente 246 i materiali di cui sono realizzati e il loro peso processi di lavorazione trasporti energia che nei diversi momenti della produzione concorre alla realizzazione del prodotto L LCA un metodo di indagine iterativo che permette di compiere valutazioni anche solo parziali e di poter completare l inserimento dei dati in qualsiasi momento anche il SimaPro possiede questa caratteristica di conseguenza i confini dello studio possono essere ampliati a piacere quando lo si ritenga necessario o qualora si abbiano a disposizione informazioni maggiormente adeguate Per ogni componente del prodotto in esame necessario creare un Assembly in cui vengono assemblate le diverse fasi create un Disposal Scenario in cui si realizza lo scenario dei residui del processo e un Life Cycle in cui sono state inserite tutte le fasi i dati che sono inseriti appartengono al database del metodo che pu essere implementato o modificato a seconda dell esigenza dell utente 247 Material Processing ASSEMBLVY Materiali e processi che compongono il prodotto Waste DISPOSAL SCENARIO Treatment Trattamento applicato al prodotto considerato come rifiuto Waste Scenario Disassembly Additional LIFE CYCLE Life Cycle Calcolo del ciclo di vita del prodotto Caratterizzazione Metodi di N
214. con coclea ME Perdita di energia E Vendita digestato ME Autoconsumo digestato E Produzione cogenerativa di energia Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengol Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A valutazione dei danni Contributo espresso in percentuale delle varie fasi alla definizione del punteggio complessivo relativo alle tre macro categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 Si pu notare che per la macro categoria Risorse la fase sottoprodotti acquistati incide maggiormente della vendita digestato nonostante la quantit trasportata nella vendita del digestato sia il doppio della quantit trasportata di sottoprodotti Tale risultato per deriva dal fatto che per il trasporto dei sottoprodotti si compie una distanza molto maggiore del tragitto effettuato per trasportare il digestato agli acquirenti 12 km in media per i sottoprodotti contro i 2 km per il digestato in questo modo il numero dei km percorsi in totale in un anno risulter sicuramente maggiore anche se la quantit trasportata nettamente inferiore 336 SimaPro 6 0 Data 15 11 2010 Periodo 12 09 05 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengoli Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A Valore Valutazione dei danni Categoria di danno Unit Totale Colture ded Liquami bov Sottoprodotti Caricamento Perdita di en Vendita digest Autoconsumo digest Produzione di en Human Health DALY 0 125 2
215. conda del materiale di partenza Componenti cippatrici Presa di potenza su cui viene inserito l organo di trasmissione del moto del motore Supporto porta utensili taglienti pu essere a disco a tamburo a vite senza fine Organo di ventilazione ed espulsione la ventilazione necessaria all espulsione delle scaglie avviene tramite alette poste sul disco o tramite una ventola posta sull asse del tamburo o della vite senza fine l espulsione avviene tramite un collo d oca metallico fisso od orientabile per direzionare il materiale nel punto voluto Bocca di alimentazione quadrangolare a tronco di piramide ed ha la funzione di invio del materiale ai coltelli La svasatura deve essere ampia per permettere ad esempio l introduzione di ramaglia o di piante intere di rami Importante l altezza da terra della bocca Alimentazione gt Manuale gt Con gru munita di pinza idraulica Classificazione cippatrici 1 In funzione del sistema di trasporto movimentate dall operatore portate trainate semoventi fisse 2 In funzione del sistema di azionamento presa di potenza del trattore motore autonomo a scoppio motore autonomo elettrico 3 In funzione dell organo sminuzzatore vite senza fine disco tamburo 63 1 Sistema di trasporto gt Trasportata manualmente dall operatore Vengono usate ad uso privato per ripuliture di giardini dotate di motore autonomo a scoppio oppure elettrico 2 2 10
216. copertura 59 Il modo pi efficace di conservare e stagionare il cippato disporlo sopra una superficie impermeabile cemento e o asfalto per le operazioni di cippatura e taglia spacca protetto da una copertura in un sito soleggiato e ventilato La struttura della copertura deve massimizzare l aerazione dello stoccaggio e consentire di compiere comodamente le operazioni di movimentazione e carico scarico del cippato Sono disponibili sul mercato tessuti protettivi specifici per il cippato che hanno dimostrato una buona efficacia sia per la stagionatura del cippato fresco che per la conservazione del cippato con umidit inferiore al 30 Il tessuto traspirante e consente l allontanamento dell aria satura d acqua durante la fase di auto riscaldamento della massa Il cippato deve essere posto possibilmente su una superficie impermeabile e al cumulo data forma conica per favorire lo scorrimento dell acqua piovana sulla superficie del tessuto PISTA DI CON CENTRAMENTO ESBOSCO CIPPATO FRESCO DIRADAMENTI da Losi E p ani AGLI COLTURALI OSE DO ALLESTIMENTO E CONCENTRAZIONE INVERNO CIPPATURA SUL FRESCO CIPPATO FRESCO iii M 45 55 STOCCAGGIO INTERMEDIO CIPPATURA SUL SECCO DOPO L ESTATE ESSICCAZIONE IN PIATTAFORMA AUTOCONSUMO VENDITA FINO ALL USO ENERGETICO FINALE CIPPATO STAGIONATO M 25 40 CIPPATO ESSICCATO M lt 20 Esistono diversi metodi di essicazione 60 Ventilazione forz
217. cotossicit dell acqua m anno 10 1160 Ecotossicit del suolo kg anno 10 1160 Eutrofizzazione kg anno 10 74 8 I dati riportati in tabella sono del tutto generali pertanto per un analisi pi dettagliata necessario utilizzare indici relativi alle diverse aree geografiche in cui avviene la produzione in esame Secondo le norme ISO la fase di normalizzazione non obbligatoria per un LCA completo 220 5 Valutazione l obiettivo della fase di valutazione quello di poter esprimere attraverso un indice finale l impatto ambientale associato al prodotto nell arco del suo ciclo di vita I valori degli effetti normalizzati vengono perci moltiplicati per i fattori di peso della valutazione relativi alle varie categorie di danno spesso riportati in guide tecniche che esprimono l importanza intesa come criticit attribuita a ciascun problema ambientale Alla base del calcolo di tali fattori vi il principio della distanza dallo scopo essa afferma che quanto pi grande il divario tra lo stato attuale e quello ideale cui si tende tanto maggiore risulta la gravit di un effetto evidente quanto sia soggettivo tale giudizio che pu variare per aree geografiche sensibilit e scuole di pensiero differenti In alcuni casi si utilizzano fattori di peso tutti uguali tra loro in alternativa si assumono quelli forniti da alcune banche dati Sommando 1 valori degli effetti cos otten
218. curatezza con cui si indica la capacit di un dispositivo di misurazione di avvicinarsi al reale valore del misurando In termici matematici rappresenta il massimo scostamento fra la misura fornita dal sensore ed il valore reale della grandezza di solito espressa in percentuale del fondo scala il fondo scala l estremo superiore se uno estremo del campo di misura uno Zero 404 Viene indicata con e 100 Xn Xy Xis in cui Xn il valore misurato dal sensore X il valore effettivo e Xps il valore di fondo scala La precisione con cui si indica invece la ripetibilit o riproducibilit della misura In pratica esprime la dispersione di successive misure dello stesso misurando nelle medesime condizioni La rangeability infine con cui si indica il rapporto tra l estremo superiore fondo scala e quello inferiore normalizzato all unit del campo di misura nel quale si applicano i dati di accuratezza e precisione perch i valori di accuratezza e precisione di solito vengono fornito solo per una parte del campo di misura del sensore e nella zona rimanente possono essere anche molto scadenti La caratteristica statica di un sensore la funzione generalmente nono lineare che lega segnale in uscita dal sensore alla grandezza da misurare misurando La sensibilit invece pu essere definita come rapporto tra una variazione del segnale di uscita e la corrispondente variazione del misurando
219. degli impianti e degli stessi prodotti Ci attraverso la definizione di obbiettivi specifici e la messa in atto di opportuni strumenti per la gestione del rischio e del programma di sicurezza anche in accordo ai requisiti della normativa e dalle risultanze dell analisi dei rischi L organizzazione chiamata a dotarsi di un approccio integrato che renda coerenti le varie metodologie di analisi del rischio gestione del rischio e del programma di sicurezza gestione della manutenzione e del ciclo di vita di impianti apparecchiature sistemi e logiche di controllo che possa essere applicato in tutte le fasi di attivit quali progettazione costruzione montaggi commissionino ed avviamento di nuovi impianti decommissioning di impianti esistenti plant operations manutenzione programmazione e sviluppo gestione delle modifiche individuazione dei pericoli per la salute e la sicurezza progettazione delle misure di prevenzione e mitigazione dei danni controllo dei rischi di incidente rilevanti Questo approccio metodologico integrato deve necessariamente tener conto delle peculiarit della organizzazione in termini di processi aziendali risorse etc del fattore umano e della esperienza storica raccolta dalle varie funzioni aziendali tra cui in primis servizio prevenzione e protezione ingegneria della manutenzione e della affidabilit servizio ispezioni e collaudi etc L applicazione reale delle norme IEC 61508 e 61511 nell a
220. dei corsi d acqua altre linee di pensiero invece affermano che il materiale vegetale lasciato in sito decomponendosi favorisce l arricchimento in sostanza organica del suolo Quel che certo che il bosco deve essere tutelato in quanto oltre a svolgere funzioni di protezione e di nicchia ecologica per molte specie vegetali e animali costituisce una riserva d acqua e d ossigeno ed esercita una forte influenza sul clima locale 156 Ja gestione del patrimonio boschivo migliorerebbe la produttivit l accessibilit e la fruibilit dei prodotti del sottobosco quali funghi bacche e frutti selvatici in tal modo si incentiverebbe la riscoperta di questi luoghi oggi spesso dimenticati il che offrirebbe alla popolazione locale ulteriori opportunit di guadagno a fronte di un investimento connotato da brevi tempi di ritorno in genere da 4 a 8 anni a seconda della complessit dell impianto si avrebbero consistenti risparmi in termini energetici quindi economici Infatti a parit di resa calorica il costo delle biomasse legnose nonostante il relativo mercato non sia ancora del tutto strutturato risulta gi ora inferiore a quello di molti combustibili fossili quali il GPL o il gasolio se correttamente valorizzate le biomasse legnose producono emissioni comparabili a quelle del gas naturale Il processo di combustione infatti sostanzialmente neutro il quantitativo di anidride carbonica emesso pari a que
221. della loro azienda ma con funzioni esterne al processo di produzione oppure di un Professionista o di un Ente Notificato Il fascicolo con relativa dichiarazione di conformit sar poi reso disponibile al certificatore di impianto Un sostanziale e immediato obiettivo da perseguire nell adozione di sistemi di sicurezza programmabili quello di evitare la manipolazione non autorizzata o non intenzionale del software o di altri elementi della catena E importante ricordare che la Norma CEI EN 61508 pu essere sempre utilizzata come riferimento per il corretto approccio della sicurezza funzionale in qualunque campo tecnologico di applicazione La Norma IEC 61508 stata ispiratrice della Norma IEC 61511 specifica per la sicurezza funzionale nell industria di processo Anche la norma IEC 61511 in lingua originale inglese attualmente non tradotta in italiano ed in vigore dal 01 04 2006 il titolo completo CEI EN 61511 Functional safety Safety instrumented systems for the process industry sector L applicabilit di tale norma ristretta all industria di processo adegua il SIL a tale settore specifico estende la catena relativa alla sicurezza SIS con le definizioni sensors elementi sensibili logic solver risolutore logico final elements elementi di controllo finali Anche in questo caso deve essere prodotto un fascicolo con dichiarazione di conformit da sottoporsi al certificatore esteso all
222. delle infrastrutture Comunque il fatto che il consumo di risorse deve rallentare per proteggere gli ecosistemi naturali che assorbono il carbonio e ridurre al minimo i rifiuti della nostre attivit In un contesto in cui l acqua per usi industriali e agricoli sia riciclata le case siano isolate termicamente gli oggetti di consumo siano riciclati e non ottenuti da idrocarburi non riciclabili le auto mosse da biocarburanti centrali elettriche alimentate da reflui zootecnici e culture dedicate o biomasse legnose da scarti forestali e che l agricoltura potr vivere anche con minori contributi finanziari 2 12 2 Effetti dell anidride carbonica La concentrazione di anidride carbonica nell atmosfera mostra il seguente andamento negli anni a partire dai periodi storici nei quali iniziata l era dei combustibili fossili prima carbone e poi petrolio Tali combustibili creano molti effetti negativi primo fra tutto l immissioni in atmosfera di enormi quantit di anidride carbonica in quantit non assorbibili dall ecosistema Tale fenomeno dar poi origine all effetto serra e al conseguente surriscaldamento globale del pianeta 81 Emissloni annue di Carbonio In atmosfera 1750 2009 Emissioni annue di Carbonio 6 1750 1000 1050 1900 1950 2000 2050 Fma CWAC Fab arinne Fenatatata PANN L effetto serra il risultato della presenza attorno ad un pianeta di un atmosfera che assorbe parte dei raggi inf
223. delle emissioni e dei consumi di risorse imputabili all impianto di produzione cogenerativa di Castel d Aiano con approvvigionamento La Fenice possibile attraverso modelli predisposti all interno del software SimaPro 6 0 giungere alla valutazione dell entit con cui ogni singola fase contribuisce al punteggio relativo alle varie categorie di danno considerate Carcinogens Respiration organics Respiration inorganics Climate change Radiation Ozone layer Ecotoxicity Acidification Eutrophication Land Use Minerals e Fossil fuels Dall analisi della tabella sotto riportata possibile risalire all entit del danno con cui ciascuna fase contribuisce alla definizione del punteggio totale relativo alle diverse categorie di impatto considerate nel metodo degli Eco indicator99 332 SimaPro 6 0 Data 15 11 2010 Periodo 12 08 46 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengoli Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A Valore Valutazione dei danni Categoria d impatto Unit Totale Colture dediLiquami bovini Sottoprodotti Caricamento Perdita di en Vendita digest Autoconsumo digest Produzione di eni Carcinogens DALY 0 00747 3 79E 08 0 000136 4 15E 08 0 000247 0 000125 0 00000011 0 000257 0 00671 Resp organics DALY 0 000284 2E 11 0 00000516 1 02E 09 0 00000938 0 00000474 5 79E 11 0 00000976 0 000255 Resp inorganics DALY 0 0884 1 68E 07 0 00161 9 01E 07 0 00292 0 00147 0 000000486 0 00303 0 0793 Cl
224. deposito del cippato adiacente l impianto trasferiscono il materiale all interno del gassificatore qui subisce il processo di gassificazione ed il gas prodotto viene spillato dall alto e convogliato in camera di combustione La maggior parte dei componenti che costituiscono il legno possono essere resi gassosi questo processo viene chiamato gassificazione perch appunto trasforma il combustibile solido in questo caso cippato in gas combustibile a basso potere calorifico Il gas ottenuto in questo modo viene comunemente chiamato syngas o gas di gasogeno Il gas cos prodotto viene prima miscelato con aria preriscaldata ad alta temperatura in un primo scambiatore brucia in una camera di combustione generando energia termica il calore quindi prodotto viene ceduto alle teste calde del motore Stirling accoppiato alla camera di combustione che cos compie il proprio ciclo termodinamico producendo energia meccanica che viene trasferita da un albero e acqua calda per la rete di teleriscaldamento L energia meccanica poi convertita in energia elettrica trasferita alla rete esterna attraverso un generatore di corrente asincrono a magneti permanenti L acqua di raffreddamento del motore viene pompata tramite un circuito idraulico ed innalza ulteriormente la propria temperatura assorbendo il calore recuperato dai fumi 134 I gas residuali combusti dal sistema vengono quindi in parte deviati al gassificatore che li utilizza per il
225. di che ultimamente si arricchito di nuove forme quali il cippato il pellets e i briquettes di pi semplice movimentazione e stoccaggio e Teleriscaldamento a biomasse Una rete di teleriscaldamento alimentata a biomassa un sistema che distribuisce calore ad una serie di utenze attraverso un fluido termovettore solitamente acqua calda prodotta in una centrale termica di media o grande potenza da alcune centinaia di kW a parecchi MW che circola entro un circuito chiuso di tubature ben isolate in grado di garantire una minima dispersione termica lungo il tragitto Si realizza la sostituzione presso ogni singola utenza servita delle tradizionali caldaie con scambiatori di calore Ogni utenza indipendente dalle altre e paga unicamente il calore consumato Il teleriscaldamento a biomasse fornisce quindi calore ad un insieme di abitazioni e o attivit posto nelle vicinanze del luogo di produzione della biomassa utilizzata bosco terreni di coltura segherie L impianto costituito da area di stoccaggio delle biomasse pretrattamento riduzione pezzatura e dell umidit della biomassa linea di alimentazione dotata degli opportuni controlli linea combustore a tecnologia avanzata griglia eventuale abbattitore di polveri a ciclone impianto di trattamento acqua di alimentazione caldaia e circuito di teleriscaldamento recupero energetico mediante sistemi a tubi di fumo se il fluido vettore acqua calda a bassa pr
226. di controllo configurazione delle pagine di supervisione e conduzione d impianto simulazione e addestramento del personale sviluppo del progetto con linguaggi di alto livello spesso ad oggetti configurazione delle varie funzioni del DCS semplificata mediante l utilizzo di maschere standard possibilit di definire funzioni utente mediante linguaggi testuali es C 400 Comunicazione Acquisizione dati ed integrazione di sistema reti di alto livello per la comunicazione verso l esterno Ethernet reti con protocollo proprietario per la interconnessione delle macchine bus ridondati per incrementare la affidabilit utilizzo di dispositivi standard switch router per la connessione dei vari rami della rete Controllo A C U PLC Unit di controllo moduli di elaborazione in grado di implementare logiche di controllo di tipo analogico e sequenziale moduli di misura in grado di elaborare il segnale dal capo e renderlo disponibile nel bus di controllo Controllo analogico e sequenziale Auto Self tuning Multivariable Control Model Predictive Control Fuzzy Logic Control Ottimizzazione dinamica Sovraintende a tutte le funzioni di controllo Protezione PLC di sicurezza Permette la gestione di situazione anomale non recuperabili e che presentano condizioni di rischio elevato per le persone e le cose supporta l azione dell operatore talvolta integrato con sistemi esperti caratteristich
227. di effettuati che all aumentare delle dimensioni dei veicoli corrisponda un rapido incremento dei consumi e come i mezzi di trasporto a benzina presentino un efficienza inferiore rispetto a quelli a gasolio L utilizzo di una simile unit di misura potrebbe risultare fuorviante bisogna quindi esprimere le prestazioni energetiche in modo pi chiaro esplicitando l energia richiesta per trasportare un unit di massa per un chilometro e cio dividendo i valori per il carico trasportato La figura sottostante mostra l andamento dei consumi per t x km in funzione del carico trasportato e non della portata utile Si pu notare come la curva presenta il minimo proprio in corrispondenza della portata massima l efficienza energetica si persegue cercando di far viaggiare i mezzi a pieno carico saturandoli in peso Poich il consumo energetico per chilometro di un mezzo poco carico inferiore a quello dello stesso mezzo a pieno carico il non considerarlo porterebbe a sovrastimare l energia per unit di massa trasportata 8 articulated 20 t MJ t km carico trasportato t FIGURA 6 7 CONSUMI ENERGETICI PERT KM IN FUNZIONE DEL CARICO TRASPORTATO 213 Altro fattore da considerare quello relativo alle condizioni di traffico e cio se il trasporto avviene prevalentemente in strade urbane o extraurbane Di solito i valori forniti dalle banche dati si riferiscono a situazioni di utilizzo extraurbano per
228. di impatto la fase a maggiore impatto risulta sempre la cippatura mentre il taglio presenta un incidenza minore in quanto la motosega viene impiegata per un tempo minore 30 del cippato deriva da scarti di precedenti lavorazioni e per 50 viene utilizzata la gru a cavo che esbosca direttamente senza l ausilio della motosega Nella categoria risorse di tale metodo l impatto maggiore per deriva dalla fase di esbosco in quanto in tale approvvigionamento i boschi sono situati a distanze maggiori e il consumo del trattore molto impattante nell approvvigionamento La Fenice l impatto dell esbosco era inferiore al trasporto cippato essendo la raccolta del legno a breve distanza inoltre tale metodo d molto pi peso alle risorse naturali Quindi a parit di energia fornita l approvvigionamento La Fenice risulta pi vantaggioso per l ambiente trovandosi a distanza minore e inoltre presenta un impatto totale della categoria risorse minore l esbosco a distanza minore e inquina meno il trattore per questo e il trasporto cippato a distanza minore Impianto Mengoli e Con il metodo degli Eco Indicator 99 Con il metodo degli Eco indicator 99 si giunti alla conclusione che la filiera di produzione energia dal biogas genera un impatto sulla salute umana e sulla qualit dell ecosistema data principalmente dalla produzione di energia fase a elevato consumo di combustibile fossile per l utilizzo di pompe e sopra
229. di legno che entrando nell apposito bruciatore si mischia all aria e grazie alla presenza della fiamma pilota prodotta dal piccolo bruciatore a metano innesca la combustione con la formazione di una fiamma 425 inizialmente debole ma che velocemente prende sempre pi consistenza fino a raggiungere un intensit tale da sviluppare una notevole quantit di energia termica e di conseguenza riscaldando la camera di combustione in breve tempo In questo modo la temperatura in camera di combustione si alza costantemente in corrispondenza della soglia dei 600 C il software spegne il bruciatore a metano e porta l impianto allo step successivo denominato plant production with wood gas stand alone Il setpoint per la depressione della camera di combustione continua ad essere aumentato gradualmente fino ad ottenere i massimi valori per la potenza del motore 35kW elettrici e per la temperatura interna dei cilindri di progetto Man mano che aumenta la temperatura nella camera di combustione aumenta la temperatura nei fasci tubieri del motore Stirling Quando uno dei sensori posizionati nel fascio tubiero raggiunge la temperatura di 620 C il software comanda l accensione del motore stesso facendo funzionare il generatore di corrente da motorino di avviamento grazie ad un regolatore di tensione detto soft starter Appena l albero motore inizia a girare il flusso dell elio all interno dei condotti del motore si innesca e
230. di sempre kgkm Lorry da 16 t 20 4 12 000 kg di capacit di carico 0 0017 kgkm Questo camion viene utilizzato al 50 per cui il valore da inserire per il lorry da 16 risulta dimezzata e cio 0 0017 2 0 00085 kgkm Lorry da 40 t 20 4 30 000 kg di capacit di carico 0 00068 kgkm Anche questo camion utilizzato per il 50 e quindi si avr 0 00068 2 0 00034 kgkm I valori appena calcolati delle diverse operazioni necessarie per ottenere 1 kg di output di sottoprodotti acquistati rappresentano tutti gli input necessari per la fase considerata Nell assemblaggio per la fase Sottoprodotti acquistati occorrer inserire il totale di kg annuale di sottoprodotti acquistati corrispondente a 3 650 000 kg all anno derivante da 100 q di sottoprodotti al giorno 365 giorni all anno 36 500 q equivalente a 3 650 000 kg all anno 320 MACROFASE 2 PRODUZIONE BIOGAS E DIGESTATO Carico in tramoggia delle materie prime necessarie di insilati e sottoprodotti acquistati pompati poi nella prima vasca di fermentazione pompaggio dei liquami in tale prima vasca Biogas prodotto dall impianto conferito nella sala macchine ai due generatori per la produzione di energia elettrica e termica dal raffreddamento del motore Infine si avr la produzione di energia in minima parte auto consumata e per il resto venduto tramite l immissione in rete stessa cosa per l energia termica auto consumata per le esigenze dell aziend
231. di tutela dell ambiente del paesaggio e del patrimonio storico artistico che costituisce ove occorre anche variante allo strumento urbanistico L istituto della conferenza dei servizi convocata entro 30 giorni dal ricevimento della domanda di autorizzazione e rilasciata a seguito di un procedimento unico al quale partecipano tutte le amministrazioni interessate il termine massimo della procedura non deve essere superiore a 180 giorni Altro aspetto importante da considerare l aspetto emissioni in atmosfera Autorizzazione alle emissioni in atmosfera molto importante perch si prevede la presentazione della pratica a partire dal progetto di impianto non si ottiene un autorizzazione a impianto fatto Presentare un progetto seguire l iter della conferenza di servizio arrivare ad avere il progetto di costruzione e gestione dell impianto ai fini dell impatto in termini di emissioni in atmosfera Un altro aspetto da tenere conto per la digestione anaerobica sono le attivit in AIA Autorizzazione Integrata Ambientale interessate dall inserimento di un impianto di digestione anaerobica e per gli impianti di combustione sono in AIA gli impianti gt 50 MW e per gli allevamenti zootecnici le soglie sono 750 posti scrofa 2 000 posti suini e 40 000 posti pollame e quindi se si intende inserire un impianto di digestione anaerobica in un allevamento agricolo suino in AIA bisogna tenerne conto e chiedersi se l
232. di un periodo Risultato formula 5 310 77 Guida relativa a questa funzione Annulla Vi sono due celle per indicare i flussi di cassa Questo perch il software tiene conto del periodo di ammortamento per i primi dieci anni ovvero il periodo di ammortamento vengono riportati i flussi di cassa che tengono conto dell ammortamento Dall undicesimo anno in poi si riportano per il calcolo del VAN i flussi di cassa che vengono dopo il periodo di ammortamento che coincidono con il reddito netto Ammortamento Si utilizza per l analisi dell investimento l ammortamento annuo a quote costanti Attraverso l ammortamento quindi il costo pluriennale dei beni viene ripartito in pi esercizi in funzione della loro durata economica Infatti quando un azienda acquista un bene destinato a essere utilizzato per pi anni ad esempio un macchinario il relativo costo sostenuto viene ripartito in funzione del numero di anni per l acquisto in tante quote quanti sono gli esercizi nei quali il macchinario sar presumibilmente impiegato Se cos non fosse il costo verrebbe imputato interamente nell esercizio in cui viene acquistato disattendendo il principio della competenza economica dei componenti reddituali Una volta ricavati i flussi di cassa il software procede con la stima del Valore Attuale Netto e del tempo di recupero E possibile inoltre avere una stima sintetica dell analisi finanziaria mettendo in risalto 1 dati pi signific
233. dologia univoca e standardizzata Il dibattito scientifico fu portato avanti sotto il patrocinio della SETAC Society of Environmental Toxicology and Chemistry e uno dei risultati pi importanti fu la pubblicazione di un quadro di riferimento internazionalmente accettato SETAC 1993 Attualmente la maturit e l unificazione della metodologia sono testimoniate dall emissione da parte dell ISO International Standards Organization e segnatamente del suo Technical Committee della normativa tecnica della serie ISO 14040 4 1 2 Lea Secondo la SETAC PLCA un processo che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto processo o attivit attraverso l identificazione e la quantificazione dei consumi di materia energia ed emissioni nell ambiente e l identificazione e la valutazione delle opportunit per diminuire questi impatti L analisi riguarda l intero ciclo di vita del prodotto dalla culla alla tomba dall estrazione e trattamento delle materie prime alla produzione trasporto e distribuzione del prodotto al suo uso riuso e manutenzione fino al riciclo e collocazione finale del prodotto dopo l uso SETAC 1993 197 Da questa definizione risulta evidente come il concetto di valutazione che sta alla base del metodo sia strettamente connesso con quello di confronto perci I LCA dovrebbe essere inteso correttamente come una comparazione i
234. duto agli utilizzatori L unit di misura richiesta dal programma kgkm che indica i km percorsi da 1 kg 2 km 1 7 3 4 km totali percorsi per distribuire il digestato in esubero dell azienda agli acquirenti 3 4 15 500 kg di portata del carro botte 0 000219 kgkm Nell assemblaggio si considera per la presente fase il totale di digestato venduto corrispondente a 6 150 000 kg TOTALI Quando si realizza l assemblaggio delle diverse fasi per consultare i risultati totali di impatto ambientale vengono selezionate le fasi di interesse per quell assemblaggio e indicate le quantit annue totali Colture dedicate 2 920 000 kg Liquami bovini 4 380 000 kg Sottoprodotti acquistati 3 650 000 kg Da queste materie prime si ottengono i 300 q al giorno caricati in input all impianto corrispondenti a 300 365 109 500 q equivalenti a 1 090 000 kg di materie prime in input Caricamento in tramoggia con coclea 6 570 000 kg di insilati e sottoprodotti 2 920 000 4 380 000 Perdita di energia 818 000 kWh corrispondente al 12 del totale annuo di energia prodotto di 6 818 000 Produzione cogenerativa di energia 6 000 000 kWh corrispondente all 88 di energia prodotta annuale di 6 818 000 suddivisa in 51 3 di energia termica e 36 7 di energia elettrica Vendita digestato 6 150 000 kg Autoconsumo digestato 4 800 000 kg 5 4 2 Risultati con metodo Eco Indicator99 Completato l inventario
235. e Scarti organici macellazione 550 1000 grassi contenuto stomacale ed intestinale sangue fanghi Fanghi di depurazione 250 350 Frazione organica rifiuti urbani 400 600 Colture energetiche mais sorgo 550 750 triticale Biogas da liquami VS biogas da matrici vegetali Mettiamo a confronto due impianti di produzione di biogas con relativa conversione in energia elettrica per mezzo di cogeneratori Gli impianti si differenziano per il fatto che il primo funziona solamente con effluenti suinicoli il secondo con effluenti bovini in co digestione con colture dedicate e sottoprodotti agroindustriali La co digestione ha lo scopo di aumentare la produzione di biogas per unit di volume di digestore e di conseguenza la redditivit dell investimento Accanto agli evidenti benefici derivanti dall aumentata produttivit per diventa pi difficile mantenere la stabilit del processo Di conseguenza non sempre le rese produttive teoriche possono essere raggiunte Inoltre si deve considerare che non solo la produzione di biogas ma anche la relativa trasformazione in energia elettrica e la cessione alla rete elettrica nazionale possono subire interruzioni per guasti o manutenzioni ordinarie e straordinarie per questo che monitoraggi prolungati sono importante per tutti coloro che intendono affrontare un investimento nel settore delle agro energie 90 Il primo impianto l impiant
236. e 126 In genere se il calore prodotto a temperatura relativamente bassa questo viene utilizzato in ambito civile come per il riscaldamento di ambienti o il teleriscaldamento urbano in questo caso il fluido termovettore quasi sempre acqua a temperature comprese tra 80 e 120 C Se il calore prodotto a temperatura elevata il fluido che pu essere in questo caso vapore in pressione viene utilizzato nei processi produttivi Rispetto alle centrali elettriche la cogenerazione ha natura distribuita e si realizza mediante piccoli impianti In breve si tratta di mini impianti in grado di generare calore ed elettricit per grandi strutture es ospedali alberghi ecc o piccoli centri urbani La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40 nell utilizzo delle fonti primarie di energia Le grandi centrali termoelettriche utilizzano il carbone o il petrolio per generare calore la loro combustione a rendimenti molto bassi a cui si aggiungono le perdite di energie causate dalla distribuzione dell energia elettrica dal punto di produzione al punto di consumo Nel caso della cogenerazione invece il punto di produzione dell energia situato nei pressi della zona di consumo Va detto che la combustione nella cogenerazione non elimina le conseguenze inquinanti DI fatto l impianto a cogenerazione brucia anche derivati delle fonti primarie fossili come una qualsiasi centrale elettrica producendo emissio
237. e L impianto in grado di produrre una potenza elettrica di 35 KW ed una potenza termica di 140 KW Centrale termica lt P e_palestra pe Ca gt CI 7 l Centrale di cogeneraiZone a cippato di legna Centrale termica piscina 133 L impianto caratterizzato dalla necessit di una continuit di funzionamento funzionamento in continuo e da una serie di parametri che si devono mantenere costanti in ogni condizione necessario svincolare la produzione di energia elettrica che essendo ceduta direttamente in rete non risentirebbe di particolari modifiche nella propria intensit dalla produzione di calore che invece risente delle variazioni tipiche di una piccola rete di teleriscaldamento cercando di dissipare la minore quantit possibile di calore Il sistema di cogenerazione si basa su un gassificatore di cippato di legno ed un motore a combustione esterna con ciclo di Stirling per la produzione combinata di energia elettrica e calore CHP l intera tecnologia stata realizzata dalla Stirling Danmark questa particolarit di impianto rappresenta uno dei primi impianti in Europa fondati sulla gassificazione di biomasse in combinazione con i motori a tecnologia Stirling L impianto stato portato in produzione a inizio 2009 L impianto riceve l alimentazione costituita da cippato di legno atraverso un dispositivo di estrazione automatica composto da un sistema di coclee che dal
238. e quando ormai il danno avvenuto e cercando quindi di arginare il potenziale danno ormai occorso oppure attraverso la prevenzione cercare di intervenire prima che il danno avvenga i dispositivi devono quindi essere impostati su parametri che riconoscano l eventuale danno prima che questo avvenga e poter cos intervenire in anticipo Oggi ci si sta orientando verso l ultima soluzione descritta la prevenzione attraverso la sicurezza che diventa attiva e non pi solo passiva 417 Safety Life Cycle v Esigenze Y Specifiche y Documentazione QUANTA REALIZZAZIONE MCURBAZA Vv Design FACCIO v Implementazione v Verifica Documentazione FUNZIONAMENTO v Starup v Funzionamentq v Manutenzione v Modifiche 7 4 PROGETTAZIONE SICUREZZA I sistemi di sicurezza hanno lo scopo di portare automaticamente il processo in uno stato di sicurezza quando vengono violate condizioni predeterminate 418 La sicurezza quindi pu essere di due tipi 1 Attiva Si tratta della Prevenzione Prevent che interviene tramite un controllo di alcuni parametri che superando un certo valore soglia comportano la disattivazione di alcune sezioni dell impianto o di tutto il sistema in funzione della gravit del problema riscontrato dal PLC prima di un evento disastroso quindi comporta la disattivazione di alcune sezioni senza compromettere il sistema 2 Passiva Si tratta della Mitigazione Mitigate ch
239. e suddiviso in tre tipologie in base all origine e alla destinazione 1 Residui con matrice organica proveniente da aziende agricole o agroindustriali 2 Di origine forestale 3 Colture dedicate cio coltivate appositamente per ottenere energia Anche per lo sviluppo delle biomasse vegetali l energia solare fondamentale il motore di tutte le trasformazioni energetiche il processo di fotosintesi clorofilliana grazie ad esso che le piante sintetizzano molecole ad alto contenuto energetico partendo dall acqua e dalla CO2 presente nell aria La produzione di biomassa quindi legata fondamentalmente alla quantit di energia luminosa e all acqua disponibili per le piante Per poter recuperare l energia di legame chimico presente nelle biomasse vegetali sono possibili differenti conversioni energetiche solamente alcune sono gi applicabili a livello industriale e non tutte risultano economicamente convenienti rispetto all utilizzo dei combustibili fossili Sono state condotte diverse attivit tese a verificare come i residui organici possano essere utilizzati nella coltivazione di biomasse destinate alla produzione di energie rinnovabili L aumento della densit energetica un punto chiave perch le biomasse possano competere con i combustibili fossili avendone fino a 5 volte in meno per unit di volume La composizione chimica delle biomasse pu essere inoltre molto diversa viceversa negli impianti di trasf
240. e analisi si preferito non avvalersi del metodo degli esponenti di scala in quanto abbiamo a disposizione sufficienti dati per potere compiere un analisi dettagliata dei costi da tenere presente che se si volesse poi in seguito effettuare un analisi di altri impianti simili o di un ampliamento dello stesso si potr utilizzare il metodo degli esponenti di scala per valutarne i rispettivi costi in maniera semplice e veloce e avere cos un idea del possibile impatto economico che ne conseguirebbe Quindi si predispone il foglio dei costi con le rispettive voci in maniera tale che il foglio dell analisi finanziaria possa essere riempito in automatico con i valori di costo necessari per il calcolo del VAN verr quindi lasciata vuota la parte relativa all impianto Y e la sua taglia potendo per applicarlo immediatamente qualora si renda necessario per un ampliamento dell impianto o per valutare un impianto simile L impianto di Castel d Aiano presenta le seguenti specifiche Anno avvio progetto Anno zero il 2009 Anno di realizzazione progetto Anno uno con inizio dei flussi di cassa il 2010 Vita utile dell impianto 15 anni 380 Tasso di interesse nominale 0 10 Tasso d inflazione 0 05 in base a questi due valori si calcola il tasso d interesse reale a cui sono attualizzati i flussi di cassa per il calcolo del VAN in base alla seguente formula tasso d interesse reale 1 tasso d
241. e associata una priorit possono essere implementati filtri che utilizzano propriet associate al singolo allarme es priorit e l analisi statistica dello storico degli allarmi facilita la classificazione mentre gli allarmi poco significativi devono essere separati dagli altri Gestione ricette Programmazione e Supporto alla Manutenzione Permettono la gestione dell impianto in senso lato funzioni logicamente connesse al mondo esterno all impianto per realizzare sia il sistema Manufactoring Execution System che il Plant Information Management System Realizzano una espansione verso l alto delle funzioni di un DCS Trend e rapporti e Controllo statistico di processo Funzioni di acquisizione dati dal campo comunicazione di analisi della conduzione dell impianto Trend rapporti controllo statistico strumenti funzionali all individuazione di possibili anomalie ed al miglioramento del processo si appoggiano ad un data base centralizzato di processo Interfaccia operatore Basate su macchine con sistema operativo con tecnologia Windows NT Windows 2000 XP NT Interfaccia uomo macchina Strumento che permette all operatore di rendersi conto delle condizioni di esercizio e di effettuare manovre sull impianto dotata di stampanti segnali acustici segnali visivi tastiera e Touch screen Configurazione Configurazione hardware delle varie stazioni di controllo configurazione software delle varie stazioni
242. e ceneri da combustione di biomasse sono a tutti gli effetti rifiuti speciali non pericolosi ai sensi del D Lgs 152 06 pertanto il loro impiego agronomico fattibile solo previa autorizzazione specifica ai sensi della normativa ambientale Controllo continuo dei gas di combustione per la determinazione di HCI CO NOx CO2 SO2 02 e COT La temperatura dei fumi in atmosfera mediamente di 132 C 70 160 C mentre la portata media di 81 000 Nm3 h in relazione della potenza termica Per ci che concerne l acqua di reintegro delle torri di raffreddamento i consumi di acqua oscillano tra 2 2 e 6 2 m 3 MWe con una media di 4 6 m 3 MWe I gas di combustione vengono normalmente depurati in modo da ridurre entro i limiti previsti dalle singole autorizzazioni le emissioni inquinanti 42 2 10 FILIERA LOGISTICA Possibilit di riduzione dei costi relativi alla logistica di trasporto e accumulo La filiera energia biomassa costituita da una serie di attori che svolgono determinate mansioni produzione ed approvvigionamento della biomassa eventuali pre trattamenti stoccaggio intermedio e finale conversione della biomassa in biocombustibile solido o liquido o produzione dell energia PUNTI DI FORZA STRENGHIS Forte legame con la gestione del territorio Logistica e metodo produttivo noti Frodotto eterogeneo facile reperibilit Possibilit di procedere dal basso per lo viluppo della filiera Poss
243. e con correttezza vi sia la presenza di una filiera completa ben strutturata ed efficiente la popolazione locale sia adeguatamente informata vi saranno le condizioni affinch si verifichino dei benefici in termini economici sociali ed ambientali La produzione di energia da fonti rinnovabili presenti in una determinata area contribuisce a rendere autosufficiente tale area nella produzione di elettricit riscaldamento e combustibili per i trasporti anche lo sfruttamento energetico delle biomasse prodotte dal settore forestale presenta benefici per le comunit locali Si rafforza cos la capacit degli ecosistemi forestali di svolgere le proprie funzioni oltre che a fornire biomassa la valorizzazione dei boschi precedentemente abbandonati o soggetti a una cattiva gestione tutela la riproducibilit delle risorse naturali in esso presenti con benefici per le comunit locali senza dimenticare che una rotazione dei tagli boschivi ben pianificata permette di effettuare una corretta opera di prevenzione degli incendi per es 71 Analizzando gli effetti ambientali provocati dalle agro energie si evince che i rischi potenziali possono essere 1 Compattamento del suolo eccesso di nutrienti nel suolo e nelle acque consumo eccessivo della risorsa idrica erosione causati dall intensificazione delle coltivazioni per avere biocaburanti Trasformazione dei prati pascoli in terreno arabile per le colture energetiche con perdi
244. e dal calore che pu essere prodotto da combustione non sono a contatto con le parti scorrenti o rotanti cuscinetti pistoni di conseguenza tali parti ed il lubrificante non sono particolarmente sollecitati le parti hanno quindi esigenze di manutenzione ridotte Il motore non ha valvole e non subisce scoppi quindi costruttivamente pi semplice quasi privo di vibrazioni e molto meno rumoroso di un motore a combustione interna La somministrazione del calore per il funzionamento continua quindi in caso che il calore sia prodotto mediante combustione questa avviene in maniera continua con rapporto stechiometrico aria combustibile che pu essere ottimale La somministrazione di calore pu avvenire con qualsiasi mezzo calore solare concentrato ma anche mediante la combustione di legna carbone gas biogas combustibili liquidi Il syngas prodotto pu essere utilizzato sia in motori a combustione interna che esterna Nei motori a combustione interna il syngas deriva da gassifica tori down draft in cui necessario introdurre cippato con umidit lt del 30 Il gas estratto da tale gassificatore prima di essere utilizzato dal motore dovr essere filtrato depurato e condensato E tutti questi processi comportano cos una riduzione dell efficienza del sistema Depurato il syngas passa nella camera di combustione interna del motore ma il processo non risulta ottimizzato per la produzione del gas di sintesi e i fum
245. e di elevata affidabilit sistemi elettronici dedicati Gestione anomalie Shut down automatico La maggior parte dei sistemi DCS sono sistemi Real Time Un sistema si dice Real Time quando le risposte fornite hanno una reale validit ed utilit soltanto se oltre ad essere logicamente corrette esse sono rese disponibili entro i limiti temporali prefissati deadline 401 I requisiti temporali hanno la stessa importanza dei requisiti funzionali Pertanto necessario non solo eseguire le funzioni corrette ma ci sono chiari limiti temporali entro i quali devono essere completate Dunque si pu affermare che la risposta giusta se arriva in ritardo sbagliata I sistemi Real Time sono classificati in base a criticit o velocit della risposta in base alla prima abbiamo e Sistemi Hard Real Time sistemi in cui risulta indispensabile che la risposta sia disponibile entro una prefissata deadline il tempo fissato come un valore assoluto e se la condizione non soddisfatta il sistema in errore La risposta arrivata in ritardo non solo sbagliata ma potrebbe portare anche a gravi danni funzionali per l impianto e Sistemi Soft Real Time sistemi che funzionano correttamente anche quando una certa deadline occasionalmente non rispettata il limite temporale un valore medio per ogni risposta c dunque una gamma di valori accettabili per cui l informazione pu arrivare in ritardo senza che il sistema v
246. e frazioni biodegradabili dei rifiuti urbani utilizzabili in processi di trasformazione termochimica o biochimica Bioenergia tutte le forme di energia ottenute dalla trasformazione di biomasse attraverso processi che ne migliorano le caratteristiche di rendimento energetico Tra le varie tecnologie di conversione della biomassa alcune sono ad un livello di sviluppo tale da consentirne l utilizzo su scala industriale altre necessitano di sperimentazione per aumentare i rendimenti e ridurre i costi di conversione energetica In genere le biomasse rappresentano una forma di energia a lento rilascio naturale e fortemente dispersa sul territorio Una prima classificazione generale contempla la distinzione fra biomassa vegetale che insieme all ossigeno costituisce il prodotto della fotosintesi clorofilliana delle piante biomassa animale cio la quota di biomassa che attraverso la catena alimentare passa dal mondo vegetale al mondo animale ne sono un esempio i rifiuti del metabolismo e le deiezioni animali La biomassa pu consistere in e legna da ardere assortimenti e sottoprodotti forestali come cimali e ramaglie residuali dell utilizzazione di fustaie e cedui ottenuti da interventi di gestione miglioramento e taglio boschivo e colture ligno cellulosiche fra le specie annuali il sorgo da fibra fra quelle erbacee perenni la canna comune e tra le specie perenni a turno breve di taglio da 2 a 5 anni la
247. e i caratteri di agevolazione fiscale Nel calcolo del VAN di un progetto le imprese dovrebbero utilizzare sempre l ammortamento anticipato il motivo semplice il valore attuale dei benefici fiscali aumenta con l ammortamento anticipato 378 6 3 ANALISI ECONOMICA IMPIANTO DI CASTEL D AIANO Esistono due possibilit per effettuare la valutazione della convenienza economica degli impianti considerati 1 Metodo degli esponenti di scala Si potrebbe considerare il piano investimento di un impianto alimentato a cippato per la produzione di energia gi esistente mediante tale metodo si potrebbe valutare la praticabilit economica dell impianto analizzato nel presente elaborato Inserendo nel Mini Bref i valori di costo dell impianto gi quotato il metodo utilizzando un fattore di scala di solito del valore di 0 65 calcola i corrispondenti valori di costo dell impianto che si deve analizzare in proporzione rispetto alle dimensioni dei due impianti verr infatti inserita la taglia dell impianto quotato e la taglia dell impianto preso in considerazione per l analisi COST IANTO Y 150000 80000 30000 161534 8781 300000 80000 930000 323869 7562 100000 80000 30000 107956 5854 200000 80000 30000 215913 1708 150000 80000 90000 161934 8781 140000 80000 90000 151139 2195 70000 80000 90000 75569 60977 200000 20000 90000 215913 1708 100000 20000 20000 107956 5854 100000 20000 90000 107956 5854 300000 80000 30
248. e interviene cercando di attenuare gli effetti di un problema anche se ormai alcune sezioni sono state danneggiate va comunque progettata considerando gli eventuali problemi che si possono riscontrare e come poter intervenire nei diversi casi che si presentano La Normativa come abbiamo visto stabilisce che nessun evento pu avere rischio zero il rischio esiste sempre e quindi si deve sempre tenerne conto nel progettare un sistema per la sicurezza di un impianto Si deve cercare di prevenire sempre eventi dannosi per l impianto che comporterebbero fermi impianto con conseguente perdita in termini economici per mancata produzione Bisogna dunque compiere un analisi di convenienza rispetto ai possibili guasti che possono intervenire in un impianto La convenienza va analizzata riguardo al progettare o meno il sistema di controllo e sicurezza al minimo livello di rischio che posso garantire in questo modo la spesa per la sicurezza sicuramente minima per non si tutelati nel caso di grossi problemi del sistema non previsti che comprometterebbero magari anche sezioni di impianti e cos lunghi fermi di produzione in pratica ho perdita di sezioni di impianto difficili o costosi da riparare o con lunghi tempi di sostituzione al contrario progettando a un livello di rischio pi elevato la spesa iniziale senz altro maggiore per si pi tutelati per diversi problemi anche gravi che si possono riscontrare compromettendo in misura
249. e precedenti studi hanno dimostrato che l impatto del trasporto non crea eccessivi danni ambientali Per quanto riguarda l impianto a biogas dell azienda Mengoli la fase a maggiore impatto risulta la produzione di energia al cui interno vi sono le pompe tra una vasca e l altra e soprattutto i mixer che funzionano in continuo per 18 minuti ogni ora per tutto l anno i mixer dunque sono l elemento pi energivoro che consumando elettricit derivante da fonti fossili genera un elevato impatto ambientale 351 Si potrebbe utilizzare mixer a minore potenza ma d altronde i mixer sono indispensabili per evitare la formazione di croste superficiali dannose per la produzione e sono utili per poter permettere ai batteri di compiere il loro lavoro correttamente Una possibile soluzione l utilizzo dell energia indispensabile per i mixer e le pompe derivante da pannelli fotovoltaici soluzione sostenibile In questo caso poi il trasporto del digestato venduto e dei sottoprodotti acquistati non impattano in maniera eccessiva trattandosi di un numero di km percorsi limitato 5 6 RISULTATI MENGOLI CON MINI BREF Il software Mini Bref di Arpa Bologna stato descritto nel capitolo 3 nel quale si anche analizzato l impianto di Castel d Aiano secondo tale metodologia di analisi ambientale Ora si vuole compiere la stessa analisi ambientale anche nel caso dell impianto agricolo Mengoli in particolare importante per evidenz
250. e utilizzata la gru a cavo che consente l estirpazione dell albero intero e quindi non occorre utilizzare la motosega Possiamo anche studiare il network nelle 3 macro categorie e vedere l incidenza delle diverse fasi pi impattanti in ciascuna delle tre Per Salute Umana e Qualit ecosistema impatta maggiormente la cippatura in primis e a seguire il carico come evidenziato dai grafici sottostanti Network relativo alla macro categoria Human Health Dall analisi di questo network vediamo ci che stato riscontrato precedentemente percentuali simili cio sulla salute umana impatta per prima la cippatura con un 78 9 a seguire il carico con un 20 3 e infine il taglio con un 0 4 non rappresentata per il lievissimo impatto la fase maggiormente impattante sempre appunto la cippatura che va a incidere sulle sostanze emesse in atmosfera dannose per la salute umana 294 Stesse conclusioni si possono trarre per il network di seguito relativo alla macro categoria Ecosistema Ecosystem Quality la cippatura in primis a seguire il carco e infine il taglio per una percentuale minima del 1 11 Anche qui la fase a maggiore impatto cippatura sempre in quanto va a incidere sulle sostanze emesse in atmosfera dannose per l ecosistema ambientale del pianeta 0 00281 p Infra wood chipper u Network relativo alla macro categoria Ecosystem Quality Per il network della macro categoria Risorse Resources si evide
251. ecchia in pieno tale caratteristica considerando poi che globalmente presenta un impatto un po inferiore a Orlandini Da tenere presente per anche la qualit del cippato la quale era risultata sotto le prestazioni standard alla Fenice e ci comportava fermi dell impianto compromettendo alla lunga la vantaggiosit economica e l aspetto ambientale per i numerosi riavvii dell impianto I medesimi risultati possono essere tratti anche utilizzando il metodo Edip Umip96 come si vede dalla seguente tabella 306 APPROVVIGIONAMERNTO ORLANDMNI APPROVVIGIONAMENTO LA FENICE Categoria d impatto Unit Totale Categoria d impatto Unit Totale Global warming GWP 100 g C02 9550000 Global warming GWP 100 g C02 9930000 Ozone depletion g CFC11 5 71 Ozone depletion g CFC11 5 99 Acidification g 502 85600 Acidification g 502 86500 Eutrophication g NO3 104000 Eutrophication g NO3 105000 Photochemical smog g ethene 2110 Photochemical smog g ethene 4250 Ecotoxicity water chronic m3 5420000 Ecotoxicity water chronic m3 5730000 Ecotoxicity water acute m3 538000 Ecotoxicity water acute m3 567000 Ecotoxicity soil chronic m3 17800 Ecotoxicity soil chronic m3 51200 Human toxicity air m3 3080000000 Human toxicity air m3 7840000000 Human toxicity water m3 29500 Human toxicity water m3 30500 Human toxicity soil m3 1620 Human toxicity soil m3 4490 Bulk waste kg x Bulk waste kg x Hazardous waste kg x Hazardous waste kg x Radioactive waste kg x Radioacti
252. ecifiche come quelle logiche di sequenziamento di temporizzazione di conteggio e di calcolo aritmetico e per controllare mediante ingressi ed uscite sia digitali che analogici vari tipi di macchine e processi Sistema PLC configurazione realizzata dall utilizzatore formata da un PLC e dalle periferiche associate necessaria al sistema automatizzato previsto Componenti di un PLC Armadio contiene i vari moduli assicurandone la connessione meccanica ed elettrica tramite bus e la schermatura Le sue caratteristiche fondamentali sono il numero di slot il grado di protezione le dimensioni e il tipo di fissaggio Modulo alimentatore fornisce l alimentazione stabilizzata ai moduli le sue caratteristiche principali sono la potenza massima erogabile la connettibilit in parallelo per la potenza o per motivi di ridondanza la possibilit di inviare al PLC un segnale di shutdown in caso di mancanza di alimentazione la presenza di batterie tampone e di indicatori di stato Moduli di ingresso uscita I O il PLC comunica con il campo attraverso moduli di I O digitali e analogici che assicurano l isolamento galvanico per salvaguardare l elettronica interna La trasmissione avviene in tensione o pi spesso in corrente modulando l assorbimento sulle linee di alimentazione i moduli di I O analogici realizzano anche le conversioni D A e A D Moduli speciali ne esistono di molti tipi I principali sono e modul
253. ecnologie software impiegate per ottenere 1 risultati Nella parte di analisi del presente studio invece vi sono due tipologie di valutazioni 1 La valutazione relativa all impatto ambientale della produzione di energia da cippato e da biogas tramite metodologia LCA con software Simapro e metodologia atta ad affermare i vantaggi della produzione cogenerativa di energia termica ed elettrica come nei nostri casi studio tramite software Mini Bref sviluppato da Arpa Bologna 2 La valutazione relativa all analisi di fattibilit economica della costruzione degli impianti studiati tramite metodologia VAN 444 Aspetti ambientali LCA Simapro 6 La valutazione dell impatto ambientale stata realizzata mediante un Analisi del Ciclo di Vita procedura ampiamente ricorrente e consolidata per la stima e il confronto degli impatti relativi ad uno o pi prodotti impianti In questo studio stato valutato l impatto ambientale conseguente alla produzione di un prefissato quantitativo di energia rinnovabile espressa dal Kwh equivalente a fronte di un approvvigionamento di materia prima di due tipologie cippato di legno dai boschi e prodotti agricoli liquami insilati e sottoprodotti acquistati La valutazione di impatto stata realizzata impiegando il software SimaPro 6 che ha fornito i risultati secondo due distinti metodi Eco indicator 99 e EDIP UMIP 96 di cui si ricordano 1 risultati ottenuti Impianto Castel A
254. ego delle biomasse in impianti per il riscaldamento domestico non si riscontrano particolari elementi di criticit circa le tecnologie attualmente disponibili sul mercato i moderni generatori sono in grado di offrire rendimenti e livelli di emissioni confrontabili e in molti casi migliori a quelli funzionanti con combustibili fossili si parla infatti sempre pi di teleriscaldamento grazie alla micro cogenerazione Nel futuro si prevede un sempre maggiore ricorso alle fonti energetiche alternative all energia fossile grazie agli sviluppi tecnologici e ai rendimenti sempre maggiori legati allo sfruttamento delle energie rinnovabili Si auspica inoltre l ampliamento dei possibili campi di applicazione la sostituzione quasi totale dei combustibili fossili con energie pi pulite il sempre minore impiego di energia primaria e l utilizzo di minori materie prime tramite la valorizzazione delle risorse riciclate Nelle filiere analizzate risulta dunque chiaro come valorizzare risorse naturali quali la legna o le colture agricole comporti un notevole risparmio di combustibili fossili Inoltre l utilizzo di materiali di scarto quali i liquami zootecnici e gli scarti di lavorazioni del legno valorizza le risorse secondarie comportando un minore utilizzo di materie prime e del combustibile fossile necessario per costruirle o trasportarle nei casi studio difatti le 448 materie utilizzate risiedono gi in loco alla produzione energetic
255. egorie di impatto In pratica visualizza graficamente e quindi in maniera immediata quanto appena detto osservando la tabella precedente Si vede infatti che la fase maggiormente impattante risulta la Cippatura gialla e il taglio rossa inoltre viene evidenziato come il trasporto del cippato all impianto l esbosco e il trasporto ceneri siano anch essi abbastanza impattanti e in particolare impattano molto solo su Land Use Minerals e Fossil fuels e non sulle prime categorie legate alla salute e all ecosistema 333 La procedura generale di un analisi del ciclo di vita di un prodotto condotta mediante il metodo degli Eco indicator prevede che i diversi tipi di impatto siano raggruppati per categorie e successivamente venga calcolato un punteggio globale in tal modo possibile riferirsi a macrocategorie di impatto piuttosto che alle singole tipologie di danno riscontrate Le tre macrocategorie d impatto sono 1 Human Health Salute umana ad essa contribuiscono Carcinogens Respiration organics Respiration inorganics Climate change Radiation e Ozone layer 2 Ecosystem Quality Qualit dell ecosistema ad essa contribuiscono Ecotoxicity Acidification Eutrophication e Land Use 3 Resources Sfruttamento delle risorse ad essa contribuiscono Minerals e Fossil fuels ME Coture dedicate E Liquari bovini H Sottoprodotti acquistati MEE Caricamento in framoggia con cociea II
256. ei contributi dei singoli inquinanti espressa in kg di ione fosfato PO43 equivalente e EPi rappresenta il potenziale acidificante del singolo gas e mi la massa del singolo inquinante espressa in kg Riduzione ozono stratosferico OZON_ST L ozono stratosferico lo strato di ozono che protegge la terra dalla radiazione solare ultravioletta La sua riduzione dovuta alla dispersione in atmosfera di gas di origine antropica e pu causare danni sia alle coltivazioni sia alla salute umana Per calcolare la riduzione di ozono stratosferico si utilizza una metodologia analoga alle precedenti che fa uso di potenziali di riduzione di ozono ODP Ozone Depletion Potential OZONL_ST ODP X m kg e OZON_ST la somma dei contributi dei singoli inquinanti espressa in kg di CFC 11 equivalente e ODP rappresenta il potenziale di riduzione di ozono del singolo gas m la massa del singolo inquinante espressa in kg Formazione ozono troposferico o fotochimico OZON_FC L ozono a bassa quota troposferico o fotochimico un inquinante che si forma attraverso una serie di reazioni chimiche innescate dalla radiazione solare nelle quali 168 sono coinvolti ossidi di azoto e composti organici volatili Una volta generatosi l ozono fotochimica persiste in atmosfera per diversi giorni e pu spostarsi nell atmosfera per lunghe distanze centinaia migliaia di km L ozono fotochimico causa danni respiratori alla vegeta
257. ell attribuzione del marchio ecologico comunitario Ecolabel e il perseguimento di strategie di marketing in relazione al possesso di Ecolabel e ottenimento di un risparmio energetico e il sostegno nella scelta dei procedimenti per il disinquinamento e il supporto nella scelta delle soluzioni pi efficaci e idonee per il trattamento dei rifiuti e la base oggettiva di informazioni e di lavoro per l elaborazione dei regolamenti che riguardano l ambiente L LCA quindi non solo un mezzo volto alla salvaguardia dell ambiente pu infatti diventare un importante strumento per il rafforzamento delle dinamiche competitive nonch per la riduzione e il controllo dei costi 198 Inevitabilmente il tipo di informazione fornita sar un indicatore di tipo semplificato specialmente per quanto riguarda la valutazione dell impatto ambientale Mediante un LCA possibile ottenere una comprensione adeguata circa l impatto ambientale di un certo prodotto Lo scopo i confini ed il livello di dettaglio di un LCA dipendono dall oggetto dello studio e dall uso per il quale stato predisposto tuttavia sebbene la profondit e l ampiezza dell indagine possano variare molto a seconda dei casi lo schema cui si fa riferimento rimane sempre il medesimo D altra parte ogni tecnica di valutazione presenta necessariamente delle limitazioni che indispensabile conoscere e tenere in adeguata considerazione durante il procediment
258. ella sala macchine dove ci sono i cogeneratori L impianto ha tecnologia tedesca ha una tramoggia di carico di 40 m due fermentatori primari coibentati e riscaldati e rimescolati da agitatori da pale con albero verticale e un fermentatore 3 che mescolato da un agitatore ad elica La costanza ci che serve per far funzionare bene tali impianti 187 L impianto a biogas costituito quindi da tre fermentatori in serie per un totale di 3 400 m fermentatore 3 il gasometro nella vasca 4 ci sono 1 000 m di digestato che il prodotto che risulta dalla fermentazione anaerobica ed un ottimo fertilizzante che pu sostituire il concime chimico digestato un concime mineralizzato naturalmente nella fermentazione dei batteri L energia solare d la vita alle piante la vita accumula l energia nella sostanza organica i batteri smontano la sostanza organica e gli elementi minerali che tornano a essere disponibili nel terreno e si produce dalla fermentazione biogas metano anidride carbonica e vapor d acqua Il carbonio pi che altro e la sostanza organica tornano nell ambiente e i minerali tornano nel terreno per ridare concime alle piante che possono essere culture dedicate per produrre energia Nei fermentatori sta dentro 80 90 giorni Due cogeneratori che in totali hanno una potenza elettrica di 350 kW elettrici un motore MAN da 110 e un motore DEUTZ da 240 e produzione di
259. ella scomparsa di piante Inoltre considera l uso e la trasformazione del territorio land use sulla base di dati empirici relativi alla qualit degli eco sistemi in funzione del tipo di uso del territorio e del valore della sua area Per la categoria Resources vengono seguite due fasi eresource analysis che lega l estrazione di una risorsa alla riduzione della sua concentrazione e damage analysis che lega la minore concentrazione di risorse all aumento dell energia spesa per la loro estrazione in futuro 226 Human Health L Organizzazione Mondiale della Sanit WHO ha dichiarato che la salute non semplicemente assenza di malattie o infermit ma riflette uno stato di completo benessere fisico mentale e sociale essa afferma inoltre che la salute ambientale degli uomini include sia gli effetti patologici delle sostanze chimiche della radioattivit e di alcuni agenti biologici sia gli effetti spesso indiretti dell ambiente fisico psicologico sociale ed estetico comprendendo il problema degli alloggi lo sviluppo urbano l uso del territorio ed i trasporti Nella metodologia Eco indicator99 si esaminano solamente alcuni aspetti di un problema cos sfaccettato ed in particolare e si considereranno esclusivamente le emissioni antropogeniche in atmosfera idrosfera e geosfera escludendo le condizioni nei posti di lavoro e negli alloggi gli incidenti stradali i danni causati dall abuso di
260. elle ceneri di scarto PRODOTTE che dovranno essere smaltite Tale fase la considero come output all interno della fase precedente oppure considerando un ulteriore fase esclusivamente per la sua gestione come nel nostro caso FASE 1_CARICO In tale fase avviene il prelievo del cippato dal deposito adiacente l impianto tramite l utilizzo di una coclea che provvede a caricare la quantit idonea di cippato nel gassificatore dall alto up draf t La coclea azionata da un motore elettrico che avr un certo assorbimento di corrente in particolare nel nostro caso presenta una potenza pari a 1 kW All interno del database si deciso di prendere in considerazione la macchina elettrica per la produzione di elettricit necessaria ad attivare la coclea Electricity Italy B250 Energy Electricity country mix Medium voltage electricity italy B250 L alimentazione della coclea in continuo 263 Ipotesi Abbiamo ipotizzato che quanto cippato viene consumato dal gassificatore tanto viene reinserito all interno della coclea Quantit in input al gassificatore quantit caricata in coclea Sono dati gt Consumo di legno medio 0 286 mc h Sapendo che 1 me cippato 3 q cippato Diametro gassificatore di 1 metro 1 3 0 286 X X 0 858 q h di cippato immesso nella coclea gt Velocit discensionale legno nel gassificatore e quindi anche velocit discensionale nella coclea 0 6 cm min Sup
261. ello stabilito epr la resistenza che il legno oppone ai rastrelli interrompe automaticamente il caricamento del materiale cos tale dispositivo regola anche il quantitativo di cippato per cui il livello di cippato sia sempre costante all interno del gassificatore Valvola stellare E un organo di intercettazione antincendio atto a separare meccanicamente il combustibile presente nel deposito da quello presente nella coclea di alimentazione del gassificatore attraverso una superficie metallica La valvola composta da una serie di piastre metalliche disposte a stella su un perno centrale libero di ruotare tali piastre fungono da coltelli che ruotando possono tagliare in questo modo si ha la certezza che non venga caricato nel gassificatore materiale diverso dal legno di pezzatura adeguata Gassificatore Elemento costituito da una camicia di acciaio esterna rivestita internamente di materiale isolante viene immesso dall alto il cippato di legno tramite la coclee di alimentazione Il gassificatore viene riscaldato tramite il recupero di calore dalla camera di combustione fino ad una temperatura di 700 gradi centigradi e con l immissione di aria con una percentuale di ossigeno del 4 avviene il processo di gassificazione delle biomasse Il calore necessario fornito tramite una resistenza elettrica che riscalda un flusso d aria in pressione erogata da un compressore Il syngas prodotto viene estratto dall alto e portato tr
262. endenza di collocare in luoghi distanti dai centri urbani o di lavoro gli impianti termoelettrici per la generazione di energia al fine di limitare l esposizione della popolazione alle emissioni in atmosfera L esigenza dunque di avvicinare ai luoghi frequentati gli impianti di cogenerazione al fine di non estendere troppo le reti di distribuzione del calore richiede pertanto che gli impianti cogenerativi siano di taglia limitata e dotati di sistemi di abbattimento degli inquinanti emessi allo scarico assai efficienti 2 Contemporaneit delle utenze un altra condizione perch un impianto cogenerativo possa essere sfruttato in maniera opportuna che la richiesta di energia termica ed elettrica siano contemporanee 130 Un impianto di cogenerazione in grado di mettere a disposizione calore ed energia elettrica simultaneamente pertanto necessario che le utenze simultaneamente assorbano tale energia Per questa ragione spesso gli impianti cogenerativi sono allacciati alla rete elettrica nazionale cedendo a questa l energia elettrica prodotta in eccedenza e l impianto viene fatto operare assecondando le richieste di energia termica delle utenze Qualora poi l impianto cogenerativo dovesse risultare insufficiente per soddisfare interamente le richieste termiche dell utenza carico di punta un sistema termico ausiliario potrebbe essere introdotto 3 Compatibilit delle temperature non tutti gli impianti cogenerativi rendono d
263. ene la gestione amministrativa e supervisione e telecontrollo mentre la parte tecnica e la manutenzione terziarizzata La fornitura cippato avviene da aziende agricolo forestali locali con provenienza certificata e documentata Lo smaltimento ceneri effettuato da ditte specializzate nel settore 161 Far si che anche tutta la parte combustibile tecnologia progettazione e la manutenzione venga tutta dal territorio locale Le caratteristiche che i costruttori di caldaie chiedono ai produttori di cippato e pezzatura e dimensione e umidit La qualit del cippato non corrispondente ai requisiti chiesti dai costruttori delle macchine progettate in base alle caratteristiche del loro cippato Le caldaie di piccole medie dimensione sono molto suscettibili alle variazioni delle caratteristiche del cippato sia in termini di pezzatura che di umidit Si forma cos ceneri in quantit maggiore a quelle previste con conseguente problema economico A causa dell elevata sensibilit a tali parametri facile avere perdite di potenza Infine un numero elevato di fermi impianto per blocchi del sistema di caricamento coclee basta un pezzo pi lungo che si mette storto i sistemi software delle coclee provano qualche volta a sistemare ma dopo bisogna intervenire manualmente e fare ripartire il tutto Le perdite di efficienza di fermo impianto sono dovute a problemi di carattere meccanico o per process
264. energetiche in grado di sostituire i combustibili fossili ma nei laboratori di tutto il mondo la ricerca continua e l obiettivo comune energia rinnovabile e sostenibile L utilizzo delle energie rinnovabili rappresenta un esigenza sia per i Paesi industrializzati sia per quelli in via di sviluppo I primi devono impegnarsi a perseguire nel breve periodo un uso maggiormente sostenibile delle risorse una riduzione delle emissioni di gas ad effetto serra e dell inquinamento atmosferico una diversificazione del mercato energetico e una sicurezza nell approvvigionamento dell energia Per i Paesi in via di sviluppo le energie rinnovabili rappresentano una concreta opportunit di sviluppo sostenibile e di accesso all energia anche in corrispondenza di aree remote La crescita del mercato delle tecnologie legate all impiego di energie rinnovabili prevista intorno al 20 30 l anno ed entro il 2060 stimato che pi della met del consumo di energia mondiale sar derivato da fonti energetiche rinnovabili in relazione anche al consistente rincaro del prezzo del greggio e alle previsioni di esaurimento delle riserve di combustibili fossili In particolar modo l Unione Europea mira ad aumentare l uso delle risorse rinnovabili al fine di limitare la dipendenza dalle fonti fossili convenzionali e allo stesso tempo far fronte ai pressanti problemi di carattere ambientale conseguenti al loro utilizzo A conferma di ci la Diret
265. eno come i CFC ed idroclorofluorocarburi HCFC Vengono definiti composti organici volatili qualsiasi composto organico che abbia a 20 C una pressione di vapore di 0 01 kPa o superiore indubbio che le emissioni di composti organici volatili dalla parte della vegetazione costituiscano una parte non trascurabile del carbonio rilasciato in atmosfera HCI Noto commercialmente come acido muriatico un acido minerale forte ovvero si ionizza ed un reagente comunemente usato nell industria L acido cloridrico uno dei liquidi pi corrosivi esistenti A temperatura ambiente si presenta gassoso incolore dall odore e dall azione irritante La produzione di acido cloridrico stimata attualmente intorno alle 20 milioni di tonnellate annue HF L acido fluoridrico un acido minerale relativamente debole gas a temperatura ambiente incolore molto velenoso E il composto che sta alla base di tutta l industria dei composti fluorurati 171 disponibile in forma anidra sotto forma di gas compresso liquefatto oppure sciolto in soluzione acquosa Il fluoruro di idrogeno anidro corrosivo pericoloso fumante e provoca gravi ustioni per contatto HS L acido solfidrico un acido debole gas incolore a temperatura ambiente ed estremamente velenoso Una prolungata esposizione pu essere mortale In natura l acido solfidrico si forma per decomposizione delle proteine contenenti zolfo da parte dei batteri si trova pert
266. entale economico sociale di trasporto materia prima e di smaltimento prodotti residui dall analisi di tali aspetti seguir un confronto dei due impianti Per quanto riguarda il primo impianto verr inoltre eseguito inoltre un confronto fra i due diversi approvvigionamenti di cui si avvalso Per quanto attiene l aspetto ambientale verranno utilizzati differenti metodi di analisi del Ciclo di Vita studio LCA in particolare tramite software di propriet dell Universit degli studi di Bologna SimaPro 6 0 con metodo Eco Incidator99 e metodo Edip Umip96 inoltre per valutare i vantaggi della cogenerazione rispetto alla produzione separata di energia ci si avvalsi di un software dedicato e messo a punto da ARPA di Bologna Mini Bref Per l aspetto economico si utilizzer il software di ARPA di Bologna in fase sperimentale per quanto attiene la parte economica e verr realizzata un analisi dell investimento secondo la metodologia del VAN Durante i mesi di tesi per reperire tutte le informazioni necessarie sono state effettuate diverse visite agli impianti a cui seguito un lavoro presso gli uffici dell Universit di Bologna e presso la sede ARPA di Bologna per l utilizzo dei software Il risultato finale del presente elaborato sar dunque una valutazione dell impatto ambientale complessivo dei casi studio analizzati secondo le metodologie di analisi sopra citate e una loro valutazione economica sociale pro
267. enti e dell acidit del suolo Mentre nel caso delle sostanze tossiche era sufficientemente chiaro il legame tra l incremento della concentrazione di una sostanza e il livello di danno arrecato in questo contesto la questione risulta molto pi delicata e sottile 234 Per la maggior parte delle specie di piante stato definito un livello ottimale di combinazione tra i livelli nutritivi e l acidit del suolo La modificazione dei livelli di nutrienti e di acidit da questi valori ottimali non comporta un danno visibile e concreto ma soltanto uno squilibrio fra le popolazioni delle diverse specie presenti nell ecosistema considerato Il problema perci stimare fino a che punto uno scostamento dell equilibrio fra le specie possa essere valutato come un danno e attribuire a ciascuna specie un giudizio gerarchico distinguendo tra quelle pi o meno desiderabili Nello sviluppare la metodologia stata stilata una lista di specie target per pi di 40 ecosistemi utilizzando un criterio di scelta che privilegiasse la tipicit e la rappresentativit di ciascuna specie all interno del proprio ecosistema Si quindi in grado di monitorare gli effetti delle deposizioni su queste specie target questo pu essere fatto solamente per alcuni ecosistemi di qui la necessit di integrare il modello con un GIS Geographic Information System Selezionando l ecosistema progettato in ogni cella sar possibile modellare gli
268. entre il ruolo particolarmente significativo delle produzioni a fini energetici fino ai primi anni 50 era spesso connesso ad un prelievo eccessivo se rapportato alla capacit produttiva degli ecosistemi dopo l evidente rallentamento delle utilizzazioni negli anni 760 70 e 80 la ripresa dei tagli avviene in un quadro di complessiva sostenibilit l utilizzazione di 1 1 5 m ha anno 23 2 2 DEFINIZIONE BIOMASSA Con il termine biomassa ci si riferisce genericamente a tutto ci che ha matrice organica ogni tipo di materiale che origina dagli organismi viventi derivante direttamente o indirettamente dall attivit fotosintetica delle piante essa rappresenta la forma pi sofisticata di accumulo dell energia solare ottenuto attraverso la conversione della CO atmosferica in materia organica La biomassa una fonte rinnovabile che presenta un utilizzo energetico gi efficiente e pu infatti essere utilizzata in modo immediato come combustibile per generare energia termica E legata comunque alla disponibilit di materia prima che pu essere ottenuta da rifiuti organici di origine urbana agroindustriale o forestale oppure da apposite coltivazioni Immagazzinamento H 0 dell energia Irastormazione dell energia fotosintesi l accresci mento CD e l immagaz v zinamento x Combustione 5 t A decomposizione di energia H 0 Minerali s TR e liberazione reparazione di energia mediante IEE is
269. enziare la convenienza ambientale della cogenerazione rispetto alla produzione separata I seguenti soggetti di riferimento per il mercato elettrico e Autorit per l Energia Elettrica e il Gas AEEG una struttura indipendente incaricata di produrre e gestire le regole per tutto il settore dell energia secondo gli indirizzi previsti dalle leggi In particolare regolamenta la struttura delle tariffe di fornitura ai clienti 131 e Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale GRTN la societ per azioni alla quale sono attribuite le funzioni amministrative relative alla trasmissione al dispacciamento e alla gestione unificata della rete di trasmissione nazionale al fine di garantire la sicurezza l affidabilit l efficienza e il minor costo del servizio II GRTN amministra il dispacciamento autorizzazione alle centrali di immettere energia elettrica in rete in funzione della continuit dell approvvigionamento elettrico per assicurare la copertura alla domanda elettrica e Gestore del Mercato Elettrico GME la societ per azioni cui affidata la gestione economica del mercato elettrico organizzando e gestendo il mercato secondo criteri di neutralit trasparenza e obiettivit 3 2 IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D AIANO L impianto di Castel d Aiano stato realizzato alla fine dell anno 2008 da CISA Centro per l Innovazione Sostenibilit ambientale in collaborazione con Co Se A Consorzio Servizi Ambientali
270. er impianti con scala misurata con il livello di produzione vale s 0 6 per impianti molto grandi in cui parti consistenti devono essere duplicate per incrementare la scala vale 0 6 lt s lt 1 tipicamente s vale circa 0 6 0 7 Per la stima degli investimenti ossia per valutare se la attrezzature scelte sono economicamente convenienti o meno sono stati adottati nell analisi finanziaria due metodologie il Valore Attuale Netto VAN o Net Present Value in Inglese e il metodo del tempo di recupero Metodo del valore attuale netto Il valore attuale netto pi noto con il suo acronimo VAN o con il termine inglese Net Present Value NPV un criterio di scelta per operazioni finanziarie Pi precisamente il valore attuale netto una metodologia tramite cui si definisce il valore attuale di una serie attesa di flussi di cassa non solo sommandoli contabilmente ma attualizzandoli sulla base del tasso di rendimento costo opportunit dei mezzi propri Il VAN tiene conto dei costi opportunit cio le mancate entrate derivanti dall uso alternativo delle risorse degli effetti collaterali ovvero gli effetti indotti dall investimento sull attivit dell impresa quali gli effetti erosivi del capitale ignora i costi sommersi i costi gi sostenuti o da sostenere a prescindere dall effettuazione dell investimento presuppone l esistenza del mercato perfetto nel quale gli azionisti abbiano libero accesso a un mercato finanziario eff
271. er l Energia Elettrica ed il Gas AEEG introdotti al fine di garantire che la produzione combinata di energia elettrica e calore porti ad un effettivo risparmio di energia primaria e che non sia troppo sbilanciata verso la produzione di sola energia elettrica Per un impianto cogenerativo possibile definire una serie di indici prestazionali che danno informazioni oggettive circa la qualit dell impianto e la sua capacit di sfruttamento dell energia primaria introdotta combustibile Il rendimento elettrico di cogenerazione nel indica quanta dell energia del combustibile effettivamente convertita in energia elettrica nel Ea Ee Il rendimento termico di cogenerazione nt indica quanta dell energia del combustibile convertita in energia termica utile 125 nt Q E L Energy Utilization Factor EUF indica quanta dell energia del combustibile effettivamente sfruttata in forma elettrica o termica EUF Ea Q Ec yel nt E possibile infine definire il rapporto di cogenerazione y come il rapporto tra l energia elettrica e l energia termica utile messa a disposizione dall impianto y Ea Q La cogenerazione pu dunque notevolmente incrementare l efficienza nell utilizzo dei combustibili fossili consentendo da un lato di ridurre i costi della bolletta energetica e dall altro di determinare minori emissioni di sostanze inquinanti e di gas ad effetto serra Non va dimenticato infa
272. erficie gassificatore x r n 0 5 m 0 5 m 7 854 cm 7 854 0 6 cm min 4 712 cm volume min 4 712 cm 0 004712 m min Dalla relazione di 1 mc 3 q e dato che nei nostri calcoli dobbiamo riferirli tutto all unit funzionale di 1 kg di cippato ne deriva 1 300 300 kg 3 q X 1 kg X 0 0033 m di cippato equivalenti a 1 kg di cippato 0 0033 0 004712 0 70034 minuti necessari di funzionamento coclea per 1 kg di cippato 0 70034 60 min 0 01167 ore di funzionamento coclea per 1 kg di cippato 264 0 01167 1 KW potenza motore coclea 0 01167 kWh necessari al motore della coclea per caricare 1 kg di cippato TOTALI 0 001167 450 000 kg all anno di cippato 5 251 kWh all anno FASE 2_PROCESSO PRODUTTIVO Tale fase sta ad indicare il vero e proprio processo produttivo dell impianto e cio la produzione di elettricit per le utenze elettriche eventualmente vendita e di calore per le utenze termiche riscaldamento scuola palestra piscina Nel realizzare tale fase si considerata una unica fase al cui interno vi sono i due sottoprocessi di GASSIFICAZIONE COMBUSTIONE CON MOTORE STIRLING La fase presenta in input l alimentazione elettrica necessaria all avvio per il gassificatore per raggiungere una certa temperatura e l alimentazione elettrica del motore stirling per far partire il bruciatore in output tale fase avr l aria calda energia termica da raffredd
273. ergetiche del legno variano non solo da specie a specie ma anche all interno di una medesima specie a seconda dell ambiente in cui essa cresciuta 250 5 1 CASTEL D AIANO Nel caso Castel d Aiano impianto a cippato di legno sono stati presi in considerazione due diversi approvvigionamenti a cui l impianto ha fatto ricorso nell arco della sua vita impiantistica In particolare un approvvigionamento effettuato da un azienda agricolo forestale locale azienda La Fenice poco distante dal impianto un secondo approvvigionamento effettuato da un azienda agricolo forestale di Pistoia Orlandini a una distanza maggiore Per l analisi dell impatto sull ambiente e in un ottica di confronto fra i due approvvigionamenti conseguiti l unit funzionale scelta la quantit di energia prodotta dall impianto misurata in kWh equivalenti con la quale unit di misura si comprende sia la produzione di kW elettrici che termici in quanto l impianto cogenerativo a fronte della stessa quantit annuale di cippato conferito Il kWh equivalente considerato suddiviso nella sua parte elettrica e termica con le rispettive percentuali di rendimento dell impianto Il presente studio stato redatto al fine di valutare e successivamente comparare l impatto ambientale conseguente alla produzione di energia elettrica e termica cogenerazione prodotta dalla combustione di cippato a fronte di due ap
274. ergetiche rinnovabili importante valutare le loro prospettive di sviluppo partendo da un confronto tra l evoluzione di riferimento e quella auspicabile I paesi dell Unione Europea hanno attribuito allo sviluppo di tali fonti un ruolo di rilievo per il raggiungimento dell obiettivo della riduzione delle emissioni prevista dal Protocollo di Kyoto Lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili assume inoltre un rilievo particolare nell ottica di un rafforzamento della sicurezza dell approvvigionamento energetico contribuendo ad incrementare la loro quota di produzione La domanda mondiale di elettricit raddoppier andare al 2030 principalmente nei Paesi in via di sviluppo La potenza installata nelle centrali aumenter sia per rispondere all aumento previsto della domanda sia per sostituire gli impianti obsoleti L investimento nel settore elettrico sar di circa 10 miliardi di dollari I blackouts di anni fa hanno messo in luce l importanza di adeguati margini di riserva di una migliore flessibilit delle reti e di una regolamentazione che incentivi gli investitori Le fonti di energie rinnovabile nel loro insieme aumenteranno la loro quota di produzione di energia elettrica dove l aumento maggiore si registrer per l eolico e la biomassa L energia fondamentale per lo sviluppo economico Il benessere portato dallo sviluppo economico stimola a sua volta la domanda per una maggiore quantit e migliore qualit
275. eria prima insilati e sottoprodotti acquistati dalla tramoggia di carico tramite l utilizzo di una coclea che provvede a caricare nella prima vasca fermentativa ogni ora 1 20 della quantit giornaliera immessa La coclea azionata da un motore elettrico che avr un certo assorbimento di corrente in particolare nel nostro caso presenta una potenza pari a 1 KW All interno del database si deciso di prendere in considerazione la macchina elettrica per la produzione di elettricit necessaria ad attivare la coclea Electricity Italy B250 Energy Electricity country mix Medium voltage electricity italy B250 L alimentazione della coclea in continuo per tutto l anno Per arrivare alla produzione in output di 1 kWh di energia si deve calcolare quante energia assorbe la coclea per effettuare il caricamento delle materie prime nella vasca Il carico giornaliero effettuato corrisponde alla somma del carico giornaliero di insilati e sottoprodotti per cui 100 q di sottoprodotti acquistati al giorno 80 q di insilati al giorno 180 q al giorno caricati in tramoggia 180 q 18 000 kg al giorno caricati La coclea funziona per 20 ore al giorno essendo caricata 1 20 ogni ora della quantit immessa giornalmente 322 Vi sono due modi di procedere in base a dove si vuole inserire la presente fase 1 20 h giorno 1 kW di potenza della coclea 20 kWh al giorno 20 18 000 0 00111 kWh necessari per caricare 1 kg di
276. erimento che in pratica la quantit di bene o di servizio necessario per ottenere l unit funzionale scelta I confini del sistema I confini determinano le unit di processo che devono essere incluse nell LCA e le loro interrelazioni spesso utile rappresentarle attraverso un diagramma di flusso Per determinare quindi i confini della ricerca questi vengono definiti con grande cura e attenzione Tale definizione avviene a seguito di una minuziosa descrizione del sistema in esame e della costruzione del diagramma di flusso del ciclo produttivo flow chart effettuate allo scopo di pianificare la raccolta dei dati e delle informazioni delineando cos il campo di azione Una prima delimitazione dei confini avverr nell ambito della ricerca degli ambienti fisici e dei processi produttivi che si ritiene di dover considerare per l analisi Successivamente sar possibile escludere componenti che si dimostreranno non rilevanti o per cui risulta troppo oneroso ottenere un informazione dettagliata oppure includerne altre alle quali inizialmente non si era attribuita un adeguata importanza Resta inteso comunque che la scelta del confine dell analisi debba essere adeguatamente motivata e sempre segnalata nello studio E possibile ora ribadire che ogni LCA contiene di fatto delle semplificazioni e limitazioni per renderla gestibile rispetto a una LCA dell intero sistema globale che non sar mai riproducibile per intero
277. ermico 840 000 kWh 70 del totale Dispersioni 150 000 kWh 12 5 del totale di 200 KW annuali Smaltimento Ceneri 13 500 kg equivalenti a 8 m anno di ceneri 270 5 2 2 Risultati con metodo Eco Indicator99 Completato l inventario delle emissioni e dei consumi di risorse imputabili all impianto di produzione cogenerativa di Castel d Aiano con approvvigionamento La Fenice possibile attraverso modelli predisposti all interno del software SimaPro 6 0 giungere alla valutazione dell entit con cui ogni singola fase contribuisce al punteggio relativo alle varie categorie di danno considerate Carcinogens Respiration organics Respiration inorganics Climate change Radiation Ozone layer Ecotoxicity Acidification Eutrophication Land Use Minerals e Fossil fuels Dall analisi della tabella sotto riportata possibile risalire all entit del danno con cui ciascuna fase contribuisce alla definizione del punteggio totale relativo alle diverse categorie di impatto considerate nel metodo degli Eco indicator99 SimaPro 6 0 Data 04 11 201 Periodo 19 53 10 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H H Valore Valutazione dei danni Per ogni ci S Skip unust Mai Modo relat Non Categoria Unit Totale TAGLIO FEESBOSCO CIPPATURA TRASPORTO CARICO OUTPUT EL OUTPUT T DISPERS TRASPORTO CENI SMALTIMENTO IN DISC Carcinoger DALY 0 0
278. ero e offrono nuova occupazione aumentare l efficienza energica e il risparmio in tutti gli usi finali dell energia comporta riduzioni della domanda e quindi meno importazioni di energia Occorre per superare le ostilit locali all insediamento costruzione e gestione di nuovi apparati che producono trasportano e distribuiscono energia Suddivisione percentuale delle fonti energetiche a livello globale FONTI Petrolio 33 35 Carbone 25 28 Gas naturale 21 26 Biomasse 10 12 Nucleare 6 7 Idroelettrica 2 3 Nuove rinnovabili 0 1 13 1 2 1 ENERGIA SOLARE Le radiazioni derivanti dall irraggiamento del sole al suolo costituiscono un immenso serbatoio di energia pulita rinnovabile e a costo zero L energia solare in assoluto la fonte energetica pi abbondante ogni anno il sole irradia sulla terra un energia equivalente a 16 000 miliardi di TEP Tonnellata Equivalente di Petrolio La quantit di energia varia secondo la latitudine del luogo In particolare essa massima all equatore mentre minima ai poli pertanto questa fonte energetica pu essere sfruttata solo entro una fascia ristretta I problemi principali incontrati nello sfruttamento di tale fonte energetica sono dovuti sia alla sua diluizione per cui sono necessari spazi relativamente ampi allo scopo di raccoglierta e concentrarla sia all irregolarit dell irraggiamento conseguente all alternarsi del
279. erre abitazioni ed essiccare foraggi In definitiva il settore zootecnico pu rappresentare la forza motrice per lo sviluppo su larga scala della digestione anaerobica in Italia I vantaggi sono molti miglioramento della sostenibilit ambientale degli allevamenti integrazione di reddito dall energia verde riduzione dei problemi ambientali legati alle emissioni in atmosfera ed agli odori migliore utilizzazione agronomica degli elementi fertilizzanti presenti nei liquami Per la riduzione delle emissioni il Protocollo di Kyoto individua come prioritari alcuni interventi vV L energia intesa sia come combustione di combustibili fossili nella produzione di energia elettrica sia come emissioni non controllate di fonti energetiche di origine fossile carbone petrolio metano YI processi industriali lt L agricoltura v Irifiuti In particolare il Protocollo prescrive ai paesi aderenti di elaborare ed attuare politiche ed azioni operative volte ad eliminare quei fattori di distorsione dei mercati incentivi fiscali tassazioni sussidi che favoriscono invece le emissioni di gas serra ed individua nello sviluppo delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica una delle azioni da intraprendere per la riduzione delle emissioni 181 Concorrenza Non esiste una reale concorrenza in quanto soprattutto il bisogno di energia aumentato particolarmente inoltre queste aziende sorgono generalmente presso alleva
280. essario progettare singolarmente i controllori di ogni unit di elaborazione Inoltre la rete una risorsa molto critica e deve essere dimensionata in modo da poter trasferire le molteplicit di informazioni entro i tempi prestabiliti e senza degradare le prestazioni del sistema Scegliere inoltre la soluzione topologica della rete pi adatta alle caratteristiche del sistema da controllare L architettura gerarchica per l automazione di processo basata su pi livelli in particolare vi sono due macrolivelli e A livello basso i sistemi DCS e A pi alto livello i sistemi SCADA 397 L acronimo SCADA dall inglese Supervisory Control And Data Acquisition cio controllo di supervisione e acquisizione dati indica un sistema informatico distribuito per il monitoraggio elettronico di sistemi fisici Un sistema SCADA un sistema composto da un certo numero di remote terminal units RTU collegate ad una master station MS attraverso un sistema di comunicazione Le RTU svolgono prevalentemente una funzione di raccolta dati di campo field data mentre la master station ha il compito di display dei dati acquisiti e consente all operatore di effettuare interventi di controllo in remoto remote control Il termine remoto il fattore caratterizzante dei sistemi SCADA Un DCS Distributed Control System cio sistema di controllo distribuito un complesso di elaboratori interconnessi il cui scopo principale
281. essere trasportata ed immessa in rete cio mandata altrove nelle dorsali di M A B tensione e Il livello di tensione a cui prodotta in Italia ci sono 3 livelli di tensione A M B e a seconda del livello a cui si produce tale energia ha un costo diverso la pi valorizzata in bassa tensione Per il calore esso ha tante facce e si differenzia per i livelli di temperatura cambia in base a e Livello di temperatura e Forma fisica acqua calda o vapore surriscaldato e Uso che se ne fa calore per uso industriale o civile Produzione di freddo dal calore che pu essere usato per produrre freddo non usato tal quale nei gruppi frigoriferi ad assorbimento tecnologia per aumentare l offerta di un sistema cogenerativo e prende il nome di trigenerazione 118 Altro aspetto importante da considerare lo scarto tutti i processi termodinamici arrivano a un livello di temperatura di calore per cui ho del calore di scarto perdita termodinamica sempre presente Una distinzione di impianto 1 2 Cogenerazione Topping un motore primo che ha un processo di combustione dedicato principalmente a produrre elettricit e che poi ha uno scarto di calore che sui 100 gradi recuperare tale scarto per produrre calore fa diventare il sistema motore un sistema cogenerativo Il sistema detto topping perch la parte principale di maggiore qualit del processo di combustione dedicata alla produzio
282. essione o aria a tubi di acqua ad olio diatermico Vantaggi del teleriscaldamento Minor inquinamento e maggior efficienza energetica Sicurezza si sposta la combustione nell impianto di teleriscaldamento Maggiore affidabilit Comodit l utente del teleriscaldamento deve solo regolare sul termostato la temperatura e pagare la bolletta Punti critici del teleriscaldamento Accettabilit sociale impatto paesaggistico e ambientale dell impianto e del trasporto Stoccaggio Condizioni di lavoro sicurezza ed ergonomia degli addetti alla raccolta selezione trasporto Disponibilit di pi fonti di approvvigionamento Sostenibilit economica Stabilit e convenienza del kWhtermico La rete del teleriscaldamento un infrastruttura che assorbe dal 50 al 80 del costo dell impianto e Energia termica per usi industriali Nel settore industriale il ciclo produttivo di molteplici attivit porta alla produzione di ingenti quantit di scarti lignocellulosici suscettibili di essere riutilizzati come risorsa per la generazione di energia termica riscaldamento raffrescamento calore di processo ed elettrica Tale valorizzazione determina vantaggi da un punto di vista economico sia perch si consegue un risparmio sulla quantit di energia che necessario acquistare e sui costi di smaltimento dei residui prodotti sia perch l energia eventualmente generata in sovrappi pu essere venduta Considerando per esempio
283. evanti dal punto di vista ambientale relative ai vari processi emersi durante la definizione dello scopo e inclusi nel modello del sistema del prodotto La raccolta delle informazioni segue lo stesso modello per tutti i processi Questo modello chiamato data format e considera le informazioni che devono essere raccolte per un certo processo I dati devono sempre possedere tre categorie di informazioni e una descrizione del processo e un inventario degli scambi del processo con l ambiente e una caratterizzazione dei dati una delimitazione del processo e una descrizione delle origini e della qualit dei dati La descrizione di un processo deve specificare le condizioni operative che costituiscono i dati per gli scambi Gli scambi del processo con l ambiente si distinguono in e input energia elettrica e termica trasporto materiali sostanze dipendenti e risorse e output che sono divisi in emissioni in aria acqua e suolo e rifiuti 243 Una parte molto importante dell inventario la caratterizzazione del processo e dei dati che lo descrivono Questo implica e delimitazione di ci che non si conosce e descrizione della mancanza di dati e della qualit dei dati e descrizione dello sviluppo tecnologico per un processo La raccolta dei dati una parte fondamentale per la realizzazione dell LCA di un prodotto Generalmente essa comporta un lavoro costante per stabilire le informazioni quali
284. evidente l importanza della conoscenza nel dettaglio del processo produttivo al fine di poter attribuire ad ogni prodotto ottenuto la quota spettante di materia prima ed energia consumata quindi i rispettivi impatti in aria acqua e rifiuti solidi Quando ci non risulti possibile perch ad esempio in uno stesso processo sono lavorate pi categorie di prodotti si procede ad una ripartizione dei consumi e dei relativi impatti attraverso una suddivisione che pu tenere conto dei seguenti criteri e le quantit consumate sono assegnate in base al peso dei diversi prodotti cio per via ponderale e in base al valore economico di ciascun prodotto e in funzione dell importanza dei vari prodotti 211 I trasporti costituiscono un elemento vitale per la maggioranza dei processi produttivi industriali e spesso la quantit di energia a essi legata e le conseguenti emissioni rappresenta una parte significativa dell energia complessiva spesa nel processo in esame Possono essere considerati ome mezzi di trasporto i camion gli autocarri autoarticolati trattori attrezzature che consumano gasolio come le scippatrici ecc E stato comunque dimostrato attraverso compiuti studi sull argomento che se il trasporto su strada contenuto entro i 100 km l impatto ambientale che ne risulta non molto significativo e non incide particolarmente sugli impatti del sistema nella sua interezza E possibile suddividere l apporto di diver
285. ficabile e oggettivamente riscontrabile di un prodotto e o processo al fine di consentire la comparabilit dei risultati dell LCA La scelta si tale unit arbitraria e dipende essenzialmente dallo scopo per cui i sottosistemi e il sistema globale sono stati progettati e pu essere intesa come un indice delle prestazioni svolte dal sistema La sua definizione risulta quindi fondamentale per la buona riuscita dello studio Questa unit stata anche creata perch le unit di misura normalmente utilizzate come la amssa il numero di pezzi il volume ecc non sono sempre adeguate a rappresentare il rendimento energetico e ambientale di un processo produttivo ma anche perch risultati uguali di uno studio espressi secondo unit funzionali differenti possono portare a conclusioni completamente diverse Per esempio se la funzione di un processo la produzione di imballaggio l unit a cui riferire le sue prestazioni sar la quantit di imballaggio necessaria per contenere un certo volume di prodotto e non il kilogrammo di vetro o cartone Poich i sistemi studiati contengono molte unit di processo risulta comodo utilizzare unit funzionali di processo diverse e seconda del sottosistema considerato per poi far convergere i valori utilizzando l unit funzionale scelta come rappresentativa dell intero sistema indagato 207 A fianco dell unit funzionale la norma ISO 14040 introduce il concetto di flusso di rif
286. frutta l energia potenziale contenuta in una portata d acqua che si trova disponibile ad una certa quota rispetto al livello cui sono posizionati gli impianti di conversione La potenza di un impianto per la produzione di energia idroelettrica funzione di due termini il salto cio il dislivello esistente fra la quota cui disponibile la risorsa idrica svasata e il livello cui la stessa viene restituita dopo il passaggio dall utilizzatore e la portata cio la massa d acqua che fluisce attraverso l utilizzatore nell unit di tempo Il salto trasforma l energia potenziale in energia cinetica che a sua volta viene convertita in energia elettrica dagli utilizzatori In particolare il terzo mondo continua a fare affidamento su questa risorsa economicamente conveniente pulita ma messa in discussione dai gravi impatti ambientali ad essa conseguenti I bacini artificiali infatti sconvolgono i precedenti equilibri ecologici distruggono foreste e risorse faunistiche e sono responsabili di serie ripercussioni sul clima Nei paesi sviluppati il ricorso a centrali idroelettriche non venuto meno tuttavia si tendono a privilegiare impianti di piccole dimensioni quindi caratterizzati da un minor impatto ambientale Oggi la tecnologia consente di ottenere energia a prezzi convenienti anche dallo sfruttamento di piccoli salti potendosi cos installare impianti non solo nelle regioni di montagna ma anche in pianura I
287. g h 4500 q anno Ore funzionamento 6000 ore all anno Energia termica totale 140 6000 840000 kWh anno Energia elettrica prodotta 35 6000 210000 kWh anno Consumo cippato 75 6000 450000 kg anno 450 t anno Energie persa 25 6000 150000 kWh anno Da tali risultati si evince che l impianto presenta una resa maggiore per il teleriscaldamento rendimento termico del 70 per il quale stato concepito In secondo luogo una parte di energia termica convertita in elettricit tramite un generatore di corrente rendimento elettrico del 17 5 avendo quindi una perdita del 12 5 pari a 150 000 kWh all anno 145 Dimensionamento impianto La centrale di cogenerazione stata realizzata in un ambiente alberato senza alterare le caratteristiche ambientali e paesaggistiche dimostrando cos la possibilit di inserire tali sistemi anche in zone destinate a verde con un minimo impatto ambientale ed in assoluta sicurezza Inoltre stato realizzato un accesso alla centrale totalmente indipendente in modo da non influire sulle attivit didattiche e ricreative delle scuole e permettere cos le operazioni di scarico del cippato attraverso una pista a questo dedicata Sia la struttura edile sia i macchinari garantiscono elevati standard di sicurezza contro il rischio di incendio e di infortunio Il dimensionamento dell impianto stato eseguito in modo tale che la maggior parte del calore prodotto venga utilizzat
288. gas di origine o Agricola o Forestale o Zootecnica ottenute nell ambito di intese di filiera o contratti quadro o provenienti da filiere corte ossia prodotte entro un raggio di 70 km dall impianto che le utilizza Sono ammessi agli incentivi anche ai cosiddetti impianti ibridi che utilizzano cio sia biomassa sia altri tipi di combustibili l incentivo verr erogato solamente per la quota parte di energia prodotta da biomassa Sono previsti differenti regimi di incentivo a seconda della potenza elettrica dell impianto 115 Impianti con potenza lt 1MWe possibile scegliere il regime di incentivazione tra gt Conto energia entit 0 3 euro kWh prodotto durata 15 anni gt Certificati Verdi Impianti con potenza gt 1 MWe gt Certificati Verdi gt Tariffa unica omnicomprensiva 1 Certifica Verde corrisponde a 1 MWh elettrico Gli incentivi riportati potranno essere aggiornati ogni 3 anni con decreto del Ministro dello sviluppo economico di concerto con il Ministro delle politiche agricole alimentari e forestali ammessa la cumulabilit con altri incentivi pubblici di natura nazionale regionale locale o comunitaria in conto capitale o in conto interessi purch non eccedenti il 40 del costo totale dell investimento Con successivo decreto del Ministro delle politiche agricole alimentari e forestali di concerto con il Ministro dello sviluppo economico verranno individuate le modalit con le
289. gestione liquami zootecnici colture energetiche scarti organici In Italia sono stati i primi e poi se lo sono presi 1 tedeschi All inizio in Italia si lavorava solo con gli effluenti di allevamento per ridurre l enorme impatto ambientale degli allevamenti Abbiamo allora concluso che con la digestione anaerobica gli impianti costano troppo gli impianti non sono in grado di contenere i parametri classici dell inquinamento parametri organici a livello accettabile per le acque energia ne producono poca energia che allora non era incentivata l unico vantaggio quello di ridurre gli odori Non abbiamo fatto il passo dei tedeschi che hanno pensato di arricchire la biomassa con qualcosa che valga di pi per avere un potenziale energetico che permette di produrre maggiore energia e cos nata la tecnica della codigestione scarti organici per bisogna stare attenti nella loro scelta e utilizzo devono essere classificati sottoprodotti 89 Tabella che evidenzia i m ottenibili da diversi materiali per la biomassa ci sono forbici molto ampie evidenzia la variabilit delle varie biomasse importante da parte dell impianto una grande elasticit Materiale m biogas t Deiezioni animali suini bovini 200 500 Residui colturali paglia 350 400 barbabietole Scarti organici agroindustria 400 800 siero scarti vegetali lieviti fanghi e reflui di distillerie birrerie e cantin
290. gettuale di controllo Capitolo 1 Le energie alternative 1 1 SOSTENIBILTA E SVILUPPO ENERGETICO SOSTENIBILE Negli ultimi duecento anni il nostro pianeta ha subito modificazioni molto rilevanti ad opera dell uomo tanto che verso la fine degli anni Ottanta del secolo scorso per la prima volta nella storia dell umanit la richiesta di risorse naturali ha superato la capacit di rigenerazione e si determinato cos uno squilibrio che impedisce tuttora alla biosfera di rigenerarsi allo stesso ritmo con il quale viene consumata Tale percentuale di consumo andata aumentando fino a superare nel 1999 il valore del 120 in termini concreti per far rinascere ci che gli esseri umani consumano in un anno non bastano pi dodici mesi ma ne occorrono circa quindici La consapevolezza che ciascuna attivit umana comporta un alterazione del fragile e complesso equilibrio del pianeta ha indotto a spostare l analisi dei rischi dovuti allo sviluppo tecnologico su una base molto pi ampia La produzione di energia necessaria a soddisfare esigenze in aumento i processi di urbanizzazione che interessano quote di popolazione sempre maggiori lo sviluppo dell agricoltura volta a soddisfare le crescenti esigenze alimentari uno standard di vita sempre pi elevato e molti altri fattori collegati alla crescita demografica e allo sviluppo tecnologico concorrono a originare i pi importanti e gravi problemi ambientali del pianeta
291. giorno e della notte e delle stagioni I metodi attualmente disponibili per lo sfruttamento dell energia solare sotto forma di energia termica sono due con concentrazione mediante specchi parabolici fissi o mobili o lenti che riflettono la radiazione verso pannelli o caldaie per la produzione di acqua calda sia a bassa temperatura impiegata in impianti di civili abitazioni sia ad alta temperatura per generare vapore che convogliato ad una turbina fornir energia elettrica senza concentrazione mediante pannelli applicati o integrati nelle chiusure degli edifici pareti tetti Centrali elettriche che si alimentano grazie all energia solare sono gi in funzione in diverse zone del mondo ma la quantit di energia che esse erogano rappresenta tuttora una quota irrisoria rispetto al fabbisogno energetico mondiale Gli inconvenienti derivanti dalla nuvolosit dalla densit dell atmosfera e dall incidenza dei raggi solari hanno indotto i tecnici della NASA ad attivarsi per un progetto che consenta di captare l energia solare nello spazio al di sopra dell atmosfera mediante la collocazione in orbita di satelliti geostazionari in grado di catturare le radiazioni solari mediante pannelli fotovoltaici Attualmente il kWh prodotto ha un costo gi pi che competitivo se confrontato con il costo dell energia elettrica ottenuta da fonti esauribili 14 1 2 2 ENERGIA IDROELETTRICA L energia idroelettrica s
292. gli Definizione dello scopo La definizione dello scopo identifica e definisce l oggetto della valutazione e introduce i confini atti ad includere ci che significativo per la meta dell LCA La definizione dello scopo si propone di e definire l oggetto dello studio includendo la definizione dell unit funzionale e selezionare uno o pi prodotti di riferimento o sistemi di riferimento per rappresentare l oggetto dello studio e scegliere i parametri di valutazione ambientale che sono importanti per la meta dell LCA e identificare 1 processi significativi dal punto di vista ambientale nel sistema del prodotto prestando attenzione alla meta dell LCA proporre un modello per il sistema di prodotto sulla base dei riferimenti selezionati che includeranno i processi pi significativi escludendone altri determinare l ossatura geografica del sistema del prodotto e definire l orizzonte temporale entro cui le decisioni basate sull LCA sono applicate definire l orizzonte temporale al di sotto del quale l impatto ambientale dovrebbe essere visto e distribuire gli scambi ambientali presenti in un sistema prodotto tra l oggetto studiato e gli altri servizi a cui i processi del sistema del prodotto contribuiscono 241 Nell applicazione dell LCA che implica un confronto tra soluzioni alternative prodotti o tecnologie l oggetto della valutazione generalmente il servizio fornito all utente Questo servi
293. gli altri presenti nell impianto devono scattare prima del raggiungimento di un certo valore soglia di allarme 434 Segnalazione Interfaccia utente Tuning Accesso remoto Definire limiti sicurezza CONTROLLO MOTORE CONTROLLO IMPIANTO Valvole dell elio Controllo sud composizione Termocoppie di bi jogas controllo e sicurezza Controllo Parallelo rete elettrica temperature vasche con Monitoraggio qualit elettrica sonda Controllo della Controllo carburazione tempo mixer Sensori di pressione temperatura Controllo peso nel silos Controllo pompe 435 Capitolo 8 Impatto sociale Nel presente capitolo verr analizzato l aspetto sociale e l impatto locale sulla popolazione inerente alla costruzione degli impianti a biomassa Si analizzer il contesto locale e l accettabilit della nuova soluzione impiantistica 8 1 SALVAGUARDARE GLI ASPETTI SOCIALI E AMBENTALI Sostenibilit La potenza di un impianto deve essere proporzionale alle risorse naturali locali Impatto sociale L impianto dovrebbe utilizzare il combustibile fornito dagli abitanti del loco il trasporto del combustibile non deve gravare in modo pesante sulla rete viaria l impianto non deve produrre emissioni preoccupanti Dobbiamo considerare tre punti per un corretto approccio tecnico alla progettazione e realizzazione e Orientare la scelta energetica in base
294. gli elevati costi di trasporto dell energia prodotta che escludono i siti lontani dal luogo di utilizzo e della tecnologia sinora elaborata che non consente di creare stazioni in grado di fornire grandi quantitativi energetici L energia prodotta da una turbina eolica durante il corso della sua vita media circa 80 volte superiore a quella necessaria alla sua costruzione manutenzione esercizio smantellamento e rottamazione Si calcolato che ad una turbina sono sufficienti due o tre mesi di funzionamento per recuperare tutta l energia spesa per la sua costruzione e il suo mantenimento in esercizio Attualmente le turbine eoliche ad alta tecnologia sono molto silenziose si calcolato che ad una distanza di circa 200 metri il rumore indotto dalla rotazione delle pale del rotore si confonde completamente con il rumore di fondo dovuto al vento che attraversa la vegetazione circostante Il minor impatto ambientale e paesaggistico si ottiene collocando gli impianti in mare aperto oltre l orizzonte visibile dalle coste off shore L energia prodotta varia con il cubo della velocit del vento mentre il costo del kWh prodotto dipende fortemente dalla ventosit del sito e quindi la sua scelta fondamentale e deve basarsi su una corretta campagna anemologica di caratterizzazione sperimentale 16 1 2 4 ENERGIA GEOTERMICA Per energia geotermica s intende l energia contenuta sottoforma di calore al di sotto della crosta
295. gno In base alla disponibilit del territorio le essenze fornite all impianto sono essenzialmente di pioppo 146 L umidit del legno pu variare a seconda della stagione di fornitura da un minimo del 30 a un massimo del 45 valori inferiori al 30 sono improbabili per essiccare il legno al di sotto del 30 di umidit significherebbe stagionare il legno in modo artificiale in forno procedimento assai complesso e antieconomico e non sostenibile Il consumo di legno di circa 75 kg h questo valore valido per un umidit media del 35 e per legno in cui la presenza di ramaglie e corteccia non sia troppo elevata Se supponiamo di fornire all impianto una qualit del combustibile solido inferiore e cio con una certa presenza di ramaglie o cortecce e senza stagionatura a cui corrisponde un umidit del 50 60 il consumo orario salirebbe a 95 kg h Si fissa un consumo medio di 75 kg h considerando una situazione intermedia di umidit e qualit Produzione di energia Il quantitativo di energia elettrica ceduta alla rete viene stimato in 210 MWh anno mentre il calore ceduto agli edifici in 840 MWh anno sotto forma di acqua calda alla temperatura minima di 65 gradi centigradi Il calore prodotto nell impianto attraverso il raffreddamento del motore Stirling ed il recupero termico dei fumi viene direzionato ai vari edifici tramite il ricircolo di acqua calda in una coppia di tubazioni interrate per teleriscaldamento un
296. gradabile comporta certamente qualche problema ambientale e sanitario in pi 438 8 2 IL CONSENSO LOCALE Pur ritenendola molto importante la ricerca del consenso locale per un impianto da fonti rinnovabili non quasi mai ricercata dall imprenditore soprattutto se l intervento sul territorio di modeste dimensioni Spesso tuttavia l imprenditore obbligato a intervenire quando si gi in presenza di un conflitto I processi localizzativi degli impianti produttori di energia da fonti rinnovabili non differiscono dai pi comuni processi che suscitano conflitti ambientali come gli impianti per lo smaltimento rifiuti le principali infrastrutture di trasporto gli impianti energetici tradizionali Si assiste comunque in tutti i casi citati all attivarsi di un opposizione locale con connotati not in my back yard non nel mio cortile Si riscontrata una ricerca del consenso locale solamente nel caso dell installazione di parchi eolici e solo per pochi impianti a biomasse In tutti gli altri casi sono state organizzate solamente delle piccole campagne di informazione a progetto ultimato o incontri con comitati di cittadini che si erano formati a causa della costruzione dell impianto Da questo atteggiamento pi improntato alla correzione in corso d opera che alla prevenzione del conflitto scaturiscono delle insoddisfazioni profonde dei proponenti motivate da un significativo aumento dei tempi di realizz
297. he un obbligatorio requisito di legge ma che da solo non garantisce la salute dei cittadini esposti agli inquinanti comunque prodotti ed immessi nell ambiente Un pi corretto termine di riferimento dovrebbe essere il confronto della qualit dell aria e dell ambiente prima e dopo l entrata in funzione dell impianto a biomassa Questo confronto non pu che essere questo con l entrata in funzione dell impianto a biomassa la qualit dell aria deve migliorare o per lo meno restare uguale a quella pre esistente Il miglioramento possibile se nel sito interessato le biomasse sostituiscono un combustibile pi inquinante utilizzato in un impianto termoelettrico gi esistente e se il recupero del calore permette di spegnere numerose calderine inquinanti il cui impatto ambientale era superiore a quello di un nuovo impianto di teleriscaldamento conteggiando anche le emissioni dei trasporti associati Questa norma oltre che essere in sintonia con le scelte della Unione Europea in tema di politiche di tutela dell ambiente e della salute motivata dal fatto che l uso di biomasse per la produzione di elettricit non obbligatoria e la diffusione di questa scelta a volte sostanzialmente motivata dai sostanziosi incentivi pubblici dei Certificati Verdi La verit che le biomasse legnose sono un combustibile povero economicamente ed energeticamente conveniente solo nelle circostanze che si verificano in paesi come la Svez
298. i ragionato nel seguente modo per ognuno dei sette indicatori e per ciascuna delle voci di specie inquinanti viene effettuato un calcolo relativo al worst case caso peggiore un calcolo relativo al best case ossia il caso migliore ed infine un calcolo relativo al probable case il caso pi probabile E possibile effettuare una scelta tra caso relativo alla presenza del sistema di abbattimento ed il caso senza sistema di abbattimento cliccando sull opzione desiderata sar possibile ottenere agevolmente il computo dell impatto sull ambiente e sulla salute umana dell impianto che si sta valutando Per valutare il worst case si considerato il valore del potenziale di tossicit che consente di ottenere in output il massimo dell indicatore considerato PTU Eutrofizzazione Acidificazione ecc Al contrario per il best case si ragionato in maniera inversa si preso in considerazione il valore del potenziale di tossicit che consente di ottenere in output il minimo dell indicatore considerato PTU Eutrofizzazione Acidificazione ecc Per calcolare il caso pi probabile si utilizzata la tecnica del percentile Il software d anche la possibilit all utente di vedere visualizzati su una apposita tabella riassuntiva 1 potenziali di inquinamento nei tre casi worst probable e best Cliccando su Importa dati verranno inseriti i dati in tabella per ognuno dei potenziali di inquinamento Schede
299. i gt biogas miscela di metano e anidride carbonica C N sia inferiore a 30 e l umidit alla raccolta superiore al 30 a digestione aerobica metabolizzazione delle sostanze organiche per opera di micro organismi il cui sviluppo condizionato dalla presenza di ossigeno v digestione anaerobica avviene in assenza di ossigeno e consiste nella demolizione ad opera di micro organismi di sostanze organiche complesse contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale producendo gas biogas a fermentazione alcolica avviene per mezzo della presenza di lieviti in condizioni di ambiente privo di ossigeno Il biogas Digestione dalla digestione anaerobica delle biomasse vegetali ricche di cellulosa e amido come noto si pu ottenere del biogas contenente pi del 50 di metano Il biogas ottenuto attualmente viene utilizzato come carburante per gruppi elettrogeneratori ma possibile previa depurazione anche se non ancora attuata nel nostro paese l immissione nelle normali reti di distribuzione del metano La tecnologia di produzione di biogas da biomasse agricole matura Il processo accetta una molteplicit di matrici vegetali e non mantenendo elevata la sua efficacia La relativa semplicit degli impianti ne consente una distribuzione diffusa sul territorio 21 La penetrazione delle biomasse nel mercato dell energia dipende non solo da un adeguata valorizzazione della componente energetica ma anche da una p
300. i perch se ho uno scambiatore all interno diverso 2 Soluzione interna una serpentina all interno che fa tutta una serie di giri di solito 2 3 giri di tubo sufficiente se sono in acciaio Ovvio che se si rompe o si incrosta devo vuotare il tutto ed estrarre e sistemare Lo scambiatore pu essere una serpentina in plastica rinforzato in acciaio oppure integrato nel miscelatore Negli impianti la soluzione pi diffusa con scambiatore interno e in genere 1 tubi in acciaio Non ci sono grossi inconvenienti Nelle soluzioni agricole non si usa molto quello esterno perch trattando biomasse molto solide il pericolo che ci possa essere intasamento nella ripresa del digestando Altra cosa importante poter controllare cosa succede all interno fare quindi degli obl per potere osservare che con l esperienza si capisce subito visivamente se va tutto bene Obl di controllo tramite visione diretta oppure visione con telecamere 97 Altro aspetto importante il volume del gasometro e ci sono diverse tipologie ma quello pi diffuso quello flessibile Quello flessibile pu poi essere in ricovero indipendente monomembrana o per impianti pi seri a due membrane una di protezione esterna e quella vera e proprio gasometrica interna o gasometri a tre membrane quando c un cuscino esterno di protezione e una di protezione interna avere due membrane che delimitano il cuscino di pressurizzazione im
301. i a svariati aspetti Anzitutto l assenza di una precisa programmazione di una strategia nazionale e di un piano operativo di settore che coniughi i diversi aspetti Questo comporta una serie difficolt nelle procedure di autorizzazione spesso troppo lente e complicate da citare anche l inadeguatezza degli strumenti di mercato che non sono ancora in grado di incentivare l interesse dell opinione pubblica verso un investimento economico in un progetto di energia da biomasse condizione necessaria alla costituzione di una domanda di combustibile sufficientemente ampia Per quanto riguarda le limitazioni fisiche la biomassa caratterizzata da una bassa densit energetica per cui a parit di energia prodotta implica un maggiore ingombro e peso se confrontata ai tradizionali combustibili fossili Questo si traduce in un maggiore impegno di mezzi di trasporto e in una pi onerosa movimentazione Per non compromettere i benefici conseguenti al basso costo della materia prima necessario contenere il consumo di gasolio principalmente nelle fasi di esbosco e di trasporto che risulta proporzionale alla distanza percorsa Sarebbe opportuno minimizzare anche il consumo dei mezzi di produzione necessari all abbattimento alla spaccatura e alla sminuzzatura proporzionale alla quantit di legname da trattare e al regime di produttivit desiderato Affinch un impianto a biomassa si riveli vantaggioso dal punto di vista economico ed
302. i ad un medesimo valore di riferimento Il valore di riferimento pu essere scelto con modalit differenti ma solitamente esso rappresenta la somma di tutte le emissioni e le estrazioni di risorse riferita ad un certo territorio in un dato periodo di tempo Per la determinazione dei fattori peso della normalizzazione delle categorie Human Health e Ecosystem Quality il metodo degli Eco indicator 99 segue la seguente procedura e esegue l LCA calcolando il danno dovuto alle emissioni alle radiazioni e all uso del territorio riferendosi a tutta Europa nel periodo di un anno e calcola per ogni categoria di impatto la somma dei danni relativi ai quattro compartimenti di emissione considerati aria acqua suolo industriale e agricolo e valuta per ogni categoria di danno il danno totale somma dei danni di ciascuna categoria di impatto e divide il valore totale di ciascuna categoria di danno per il numero di cittadini europei ottenendo il danno medio subito dal cittadino europeo in un anno 238 e assume l inverso di tale valore come il fattore peso della normalizzazione delle categorie di impatto afferenti la categoria di danno considerata Per la determinazione dei fattori peso della normalizzazione della categoria Resources il metodo degli Eco indicator 99 procede suddividendo le due categorie di impatto secondo il seguente schema Minerali e considera i dati di consumo dei minerali negli USA e divide tale val
303. i cippato con il metodo Eco Indicator99 per le tre macro categorie d impatto Nel diagramma sottostante invece il network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo degli Eco indicator 99 considerando l insieme di tutti i fattori d impatto Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la cippatura tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggiore spessore Successivamente alla cippatura vi il taglio e poi infine il carico come fasi a maggiore impatto Ovviamente scendendo nel dettaglio di tale diagramma saranno rappresentate tute le altre fasi che appariranno in ordine di impatto ambientale pi si scende nel dettaglio e pi compariranno anche tutti gli input che concorrono in ogni fase Le fasi che risultano da tale network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattoti d impatto e non singolarmente uno ad uno Quindi si evince facendo un bilancio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la cippatura in quanto la cippatrice consuma molta energia per la quale occorre di conseguenza un elevato consumo di combustibile diesel dalla presa di potenza del trattore ed emette quindi in atmosfera sostanza dannose In confronto alla cippatura il trasporto impatta anche in questo approvvigionamento globalmente in misura minore in quanto i
304. i da riscaldare sono numerosi e situati a breve distanza fra loro l impianto pu essere costituito da un unica centrale termica alimentata con legno sminuzzato alla quale sono allacciati diversi utenti per mezzo di una rete di distribuzione del calore mediante tubi interrati Presso ogni utente viene installata una sottocentrale dotata di scambiatore di calore in tal modo si paga solo l energia effettivamente utilizzata Commerciale Industriale Civile elettrico E possibile realizzare impianti che producono elettricit o elettricit e calore cogenerazione con la sostituzione di combustibili fossili con biomassa es legna e sottoprodotti di origine agroindustriale Gli impianti di tipo cogenerativo hanno il vantaggio di avere un rendimento complessivo del sistema pi alto rispetto alla sola generazione di energia elettrica L elettricit pu essere prodotta sfruttando diverse tecnologie ad es tramite l espansione di vapore in turbina tecnologie pi innovative adottano cicli combinati previa gassificazione composti da turbine a gas e da un ciclo a vapore alimentato dai gas di scarico dell espansione 37 cippato teleriscalda gaa 0 1 14 ne 5 09 o cippato ind Legno 7 SiPPAto F5 5 32 14 39 2 Le TX Di pallet 0 71 legna da ardere uso domestico 73 35 2 7 VANTAGGI DERIVANTI DALL USO DELLA BIOMASSA LEGNOSA La biomassa rappresenta un immenso giacime
305. i devono essere conferite in discarica da un azienda idonea nel trasportarle e trattarle non rappresentano dacch un ricavo ma bens un costo Come entrate risulta pertanto solo la vendita di energia elettrica generata immessa in rete nazionale e venduta all Enel a un costo di 0 18 per kWh prodotto e immesso In questo caso si ha una produzione di 210 000 KWh elettrici all anno da vendere per cui risulta 0 18 210 000 37 800 Per quel che concerne i benefici invece l impianto essendo entrato in funzione dopo il 31 12 2007 gode del sistema incentivante della tariffa omnicomprensiva del valore di 0 28 per KWh verde prodotto nel nostro caso si avr perci 0 28 210 000 58 800 384 Inoltre si avr un valore residuo dell apparecchiatura di 186 300 che costituisce un entrata dal momento che un valore non ancora ammortizzato Vendita elettricit generata 37 800 Valore residuale 186 300 apparecchiatura Beneficio annuo CV 58 800 Totale 282 900 Successivamente vi poi tutta una serie di costi evitati cio costi che si sarebbero sostenuti ricorrendo a una tipologia di impianto a energia convenzionale tali costi comunque non influenzano la nostra analisi economica Si tratta di costi evitati in termini di risparmio di risorse e di materie prime non naturali risparmio nella gestione rifiuti risparmi di forza lavoro necessaria risparmi nei sistemi di monitoraggi
306. i di I O remoto posti in un rack diverso da quello del PLC 408 e moduli per connessione in rete per bus di campo ethernet e moduli per controllo PID e moduli per la lettura di sensori particolari termocoppie encoder e moduli d interfaccia operatore tastierini display e moduli di backup CPU di riserva sincronizzate con quella principale che le subentrano in caso di malfunzionamento Terminale di programmazione Vi sono terminali di tipo dedicato che si collegano direttamente al PLC tramite una porta di comunicazione e sono dotati di una tastiera per l inserimento delle istruzioni e di un display per il controllo del programma Si utilizzano dei pacchetti software appositi I terminali PC sono connessi al PLC direttamente o via rete Spesso consentono anche il monitoraggio del PLC durante il suo normale funzionamento Modulo processore il modulo processore CPU contiene uno o pi microprocessori che eseguono i programmi del sistema operativo e quelli sviluppati dall utente e Lettura degli ingressi fisici e aggiornamento coi valori cos ottenuti di un area specifica della memoria e Esecuzione del programma utente che opera sui valori in memoria e in memoria pone i risultati e Esecuzione dei programmi di gestione del sistema ad es di diagnostica e Scrittura sulle uscite fisiche dei valori corrispondenti conservati nell area di memoria riservata a questo scopo In casi particolari tipi
307. i di combustione Spesso il cippato arriva con impurit grande polvere e terra all interno e a quelle temperature le ceneri che contengono anche terra silice fondono e creano agglomerati sulle griglie e l aria non entra pi e perde di efficienza e bisogna intervenire Intervenire sull offerta mirando a uno sviluppo di impianti di piccola media taglia con tecnologie semplici tramite la realizzazione di un numero di impianti sufficiente a creare la domanda e a dimostrare la fattibilit e la convenienza economica di tali impianti Essenziale garantire la certezza nel tempo di forniture in quantit e soprattutto in qualit pezzatura umidit assenza di corpi estranei ecc adeguate alle esigenze di una gestione industriale dell impiantistica di piccola e media taglia Realizzazione una piattaforma idonea per l essicazione sono le pre condizioni per avere un materiale di qualit Altrimenti si dovranno usare tecnologie pi pesanti con impianti di grossa taglia meno sensibili alla qualit del combustibile che per negano lo sviluppo territoriale a cui tendenzialmente si orienta il CISA 162 Sulla parte del calore sono tutti business plan positivi anche perch hanno goduto di una quota di contributo del 20 30 40 dai vari piani provinciali e regionali Pu avvenire un blocco del gassificatore con un fermo di 5 6 giorni per manutenzione Per fare 1 MW elettrico bisogna fare almeno 3 MW termici gt avere quind
308. i e prestazioni elettriche molto basse ma parte dall idea di recuperare quello che altrimenti andrebbe perso Le prestazione termiche ed elettriche sono collegate alla tipologia di impianto Teleriscaldamento Per cogenerazione futura si pensa pi che altro agli impianti piccoli cio sotto al MW elettrico micro generazione Generazione distribuita insieme di impianti di generazione di potenza nominale lt 10 MVA Impianto piccola micro generazione impianto per la produzione di energia elettrica anche cogenerativo con capacit di generazione non superiore a 1 MW elettrico micro cogenerazione sotto i 50 kW elettrici I grandi impianti sono gi stati fatti quelli abitativi avrebbero caldaie da 30 kW elettrici si vuole quindi arrivare al dettaglio di una singola abitazione Sostituire la caldaia con un cogeneratore ora con la caldaia dipendiamo dalla rete elettrica nazionale e usare il gas come combustibile per alimentare un cogeneratore che produce energia elettrica che ci serve e calore necessario e magari anche vendere l elettricit anche se vale poco al massimo tenere quindi l elettricit in casa per usarla in una pompa di calore che aumenta la produzione termica sottraendo parte di quella elettrica poi visto che utile anche per fare freddo usarla per un frigo ad assorbimento e usando calore con temperatura gt 90 gradi esce freddo Anche con un frigorifero a compressore come gli split
309. i i fattori d impatto Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la produzione cogenerativa di energia tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggiore spessore 89 8 a seguire vi distanziato l autoconsumo digestato 3 43 e il caricamento in tramoggia 3 3 a maggiore impatto globale considerando nel suo insieme tutti gli indicatori di impatto e infine i liquami bovini 1 82 Come evidenziato con tale metodo il network generale di tutti gli indicatori d impatto risulta identico al network generale con il metodo eco indicator con anche le stesse percentuali 346 4 38E6 kg 6 57E6 kg Liquami bovini Caricamento in tramoggia con coclea 2 94E6 MJ Perdita di energia 2 16E7 MJ Produzione cogenerativa di 1 82 6 93E4 MJ 1 17E5MJ DI 6 61E4 MJ Electricity from coal Electricity from gas lectrici Electricity from B250 igni uranium B250 8 26 0 0977 Si possono quindi trarre le medesime conclusioni indicate per il metodo eco indicator99 le fasi che risultano da tale network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattori d impatto e non singolarmente uno ad uno Quindi si evince facendo un bilancio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la produzione cogenerativa di energia in quanto tale fase consuma molta energia in tale fase cono inclusi i consumi delle tre p
310. i in atmosferici e liquidi La stima del danno si concentra sugli effetti cancerogeni ed ereditari dell esposizione alla radioattivit i quali sembrano essere i pi significativi Due scopi sono ritenuti fondamentali valutare il numero di casi che si manifestano come risultato di una esposizione e stabilire il numero di DALYS per ciascun caso 230 Il danno causato dall assottigliamento dello strato di ozono La dimensione della fascia di ozono nella stratosfera sta raggiungendo 1 livelli pi bassi mai apprezzati dall inizio delle misurazioni nel 1970 La ragione principale dell assottigliamento l incremento delle concentrazioni di cloro e bromo dovute al rilascio di sostanze come i CFC con un lunghissimo tempo di residenza nell atmosfera Il ridotto potere filtrante dell ozono associato all assottigliamento comporta un incremento delle radiazioni UV Ad oggi la produzione e il rilascio di composti del cloro e del bromo aventi un lungo tempo di residenza in atmosfera continua ancora seppure in maniere ridotta Forti del successo ottenuto nella limitazione delle emissioni si potrebbe pensare che questo argomento nel lungo periodo non costituir pi un elemento di preoccupazione per le sorti del pianeta ci non vero in realt tutte le emissioni seppure ridotte contribuiscono a procurare danni alla salute umana La modellizzazione del danno dovuto all assottigliamento dello strato di ozono ha incontrato d
311. i in uscita avranno sempre una componente incombusta inquinante Un altro inconveniente l elevata manutenzione a cui questi motori devono essere sottoposti il syngas infatti entra a contatto diretto con le parti in movimento del motore e provoca un rapido deterioramento di tutti gli elementi con elevate manutenzioni Motore Stirling Il motore Stirling funziona a camera di combustione esterna Qui il motore installato ha una potenza di 35 kW elettrici ha 4 pistoni Il calore prodotto nella camera di combustione attraverso la combustione del gas di legno alimenta il motore Stirling che produce corrente elettrica tramite un alternatore ed acqua calda utile al teleriscaldamento dal suo raffreddamento 140 Semplificando il funzionamento del motore si pu riassumere che attraverso una sorgente calda calore in camera di combustione ed una sorgente fredda acqua di ricircolo un fluido operatore olio in pressione viene spinto a compiere il ciclo termodinamico di Stirling caratterizzato da quattro fasi distinte compressione riscaldamento espansione e raffreddamento Si hanno infatti 4 pistoni cos ogni fase occupa 1 4 di giro completo dell albero motore e mettendo quattro cilindri in serie ognuno potr fungere da pistone caldo nella sua parte superiore e da pistone freddo in quella inferiore e mentre la parte alta del cilindro potr fungere da zona di espansione la parte bassa sar zona di compressione Qui il condotto di c
312. i odori all intorno avere anche sorpresina se abbiamo un fumatore che fuma l vicino Inoltre il peso regolato dalla quantit di mais c un flussometro per misurare la portata per devo registrare ci che butto dentro 5 Soluzione dove abbiamo un contenitore in cui mettere dentro vari prodotti li misceliamo e si ottiene una broda qui su celle di carico alimento sia la frazione liquida sia la biomassa vegetale solida si omogeneizza il tutto riscaldato viene pesato alimento per alimento mi serve anche qui un ricircolo se non ho abbastanza liquidi per in volumi contenuti E un po macchinosa perch ha una serie di attrezzature 6 Soluzione che prevede una alimentazione separata del solido e liquido ma ho una veicolazione comune si utilizza il liquido per veicolare il solido all interno del digestore quindi non mando direttamente il solido perch si pensa che immettere direttamente il solido nel digestore crea pi facile la formazione di crostoni anche se non sempre vero se tutto condotto in modo attento Alimento la fase liquida utilizzo il liquido con una macchina particolare un trituratore dosatore aggiungo il solido che si miscela col liquido e pompato all interno del digestore con il liquido Quando non ho pi biomassa liquida la funzione di veicolazione assolta dal ricircolo La scelta delle diverse soluzioni come va fatta quali sono i criteri di scelta Dipende dal tipo di biomassa che pe
313. i saranno calcolati tenendo conto del fatto di ottenere 1 kWh come output Nel calcolo dei valori il numero da inserire nelle schede delle fasi dunque unitario nel senso che riferito a una quantit unitaria per esempio in ogni scheda della fase indicato come output una quantit di 1 Kg della tipologia di materia prima considerata per le fasi di approvvigionamento indicato come output una quantit di 1 kWh per le fasi del processo produttivo indicato come output una quantit di 1 Kg di digestato nelle fasi dell utilizzo digestato 310 Si calcolato quindi come input in base alle specifiche unit di misura di ogni input utilizzato il valore per ottenere 1 kg di materia prima e non delle quantit annuali oppure il valore per ottenere 1 Kg di digestato e non la quantit di digestato prodotto all anno oppure il valore per ottenere 1 kWh di energia e non i kWh totali prodotti dall impianto all anno Il computo totale sar effettuato nella fase di assemblaggio nella quale vengono unite tutte le diverse fasi delle varie macrofasi Nella macrofase approvvigionamento in assemblaggio verr inserito per ogni fase il totale corrispondente per esempio per l approvvigionamento delle diverse materie prime il valore totale annuale corrispondente Nell assemblaggio della macrofase processo produttivo i valori totali sono riferiti all anno nel calcolo dei valori invece il numero da inserire nelle schede dedicate
314. i settori dell industria del legno emerge una produzione di scarti legnosi di circa 6 Mt anno che potrebbero essere impiegati per usi energetici e Energia elettrica La tecnologia pi diffusa per la produzione di energia elettrica a partire da biocombustibili solidi la combustione diretta in caldaia con produzione di vapore il quale alimenta una turbina accoppiata ad un alternatore Con tale ciclo la produzione di energia elettrica da biomasse economicamente concepibile solo in impianti di dimensioni significative che prevedano una soglia minima dell ordine di 1 MW corrispondenti ad un consumo di biomassa molto elevato pari a circa 25 tonnellate al giorno Il rendimento elettrico di questi impianti generalmente dell ordine del 25 per cui fondamentale da un punto di vista economico e ambientale massimizzare il recupero del calore di processo questo non sempre possibile anche considerando che le potenziali utenze termiche sono normalmente stagionali e spesso non localizzate nelle immediate vicinanze degli impianti E primariamente indispensabile che la filiera si organizzi con le necessarie infrastrutture per la coltivazione la raccolta il trasporto il condizionamento e lo stoccaggio della biomassa 30 2 3 1 Caratteristiche chimiche Le biomasse legnose possono essere considerate dal punto di vista energetico come energia dal sole trasformata attraverso il processo di fotosintesi in energia chimica
315. i taglio depezzatura raccolta ed esbosco passando a quelle di essiccazione sminuzzamento e stoccaggio fino ad arrivare all alimentazione della caldaia Della filiera fanno parte tutti i soggetti economicamente e socialmente coinvolti Enti Pubblici imprenditori privati consorzi cooperative e aziende che lavorano il legno La filiera bosco legno energia si differenzia dalla semplice attivit di fornitura di biomassa legnosa in quanto prevede l organizzazione logistica di tutte le attivit e attori coinvolti secondo un processo a catena ottimizzato nei tempi e nei costi che contempla le fasi precedentemente introdotte L obiettivo quello di garantire e far percepire ai clienti un elevato livello di servizio fornendo prodotti di alta qualit con brevi tempi di consegna e possibilmente a prezzi competitivi o almeno un rapporto qualit prezzo adeguato e giustificato p Flusso fisico input output Q Flusso informativo 155 Schema della catena logistica Con filiera si intende quindi l insieme delle aziende che concorrono a produrre distribuire e commercializzare un dato prodotto La filiera del legno viene definita corta quando le materie prime provengono da un territorio contenuto in un raggio di 70 km dall impianto La nascita delle filiere corte del legno di impianti sul territorio dell Appennino comporta la nascita di una nuova economia a scala locale totalmente sostenibile che consente alle imprese ag
316. i un analisi LCA con software di propriet dell Universit degli Studi di Bologna Simapro 6 0 I risultati forniti mostrano l impatto decisamente positivo dei citati impianti a fonte rinnovabile analizzando tutti i processi coinvolti dal reperimento delle materie prime alla loro combustione dalla combustione alla produzione di energia dalla produzione di energia allo smaltimento dei residui In questo studio sono state analizzate tutte le fasi che costituiscono le due filiere di riferimento filiera bosco legna energia e filiera agricoltura energia Le modalit e i procedimenti con cui si giunge al medesimo prodotto finito non sono uniche in quanto le fasi elementari possono non comparire tutte o comunque non presentarsi nella medesima sequenza temporale Il modo di procedere infatti dettato da una componente legata al particolare contesto che si presenta dinnanzi ma anche da una componente prettamente soggettiva dettata principalmente dal parco macchine di cui si dispone ma anche dalla consuetudine operativa Si evince come le variabili in gioco e le scelte da effettuare per la costituzione di una filiera in una determinata realt territoriale siano molteplici La sequenza operativa introdotta in questo studio stata desunta da esperienze reali di cui si sono ricercate le informazioni tramite interviste in loco e ai diretti interessati Non si deve dimenticare ad esempio che le principali caratteristiche chimico fisiche ed en
317. i un quantitativo di legname ampio e quindi coprire una vasta area per impianti cos grandi costano molto e sono ancora poche le ditte che possono permetterselo 3 2 2 Il software Mini Bref parte ambientale Il MINIBREF un programma appositamente sviluppato per la valutazione di massima delle emissioni inquinanti ed i potenziali di inquinamento di una o pi centrali termo elettriche e per permette un primo confronto fra soluzioni impiantistiche alternative focalizzando l attenzione sull impatto ambientale ad esse associato in vista di indirizzare l utente verso l alternativa migliore Il MINIBREF permette di simulare il funzionamento di qualsiasi centrale termo elettrica grazie alla possibilit di combinare la tecnologia dell impianto di produzione dell energia dalla generica tecnologia turbogas MCI a ciclo combinato cogenerativo ecc con il tipo di combustibile Il programma permette la scelta di vari combustibili sia di genere fossile sia di genere rinnovabile che fanno riferimento ad un ampio database che ne raccoglie le principali propriet fra le quali potere calorifico inferiore e composizione chimica elementare Il nome stesso del programma fa chiaro riferimento al BREF intitolato Reference Document on Economics and Croos media effects un documento in cui vengono esposti i sette indici di inquinamento PTU GWP TEI ACID EUTR OZON_ST e OZON_FC utili alla comparazione in termini di impatto ambien
318. i una sostanza in ambiente ad elevata temperatura 900 1 000 C Il prodotto risultante un gas combustibile detto gas di gasogeno o syngas caratterizzato da un potere calorifico inferiore variabile L impiego di cippato di bassa qualit es prodotto composto esclusivamente da ramaglie di conifere con aghi comporta poi un aumento dei costi di manutenzione scorie di fusione pulizia scambiatori e una sensibile riduzione del rendimento del generatore con conseguente aumento del costo dell energia utile 2 11 7 Stagionatura legno e cippato Stagionatura legno Le biomasse lignocellulosiche fresche nella fase di stoccaggio si riscaldano a causa soprattutto dei processi di respirazione di alcune cellule ancora vive tali processi si interrompono raggiunti i 40 gradi L ulteriore incremento di temperatura della massa legnosa riconducibile al metabolismo di funghi e batteri i funghi possono sopravvivere fino a 60 gradi mentre i batteri termofili fino a 70 75 gradi In particolari condizioni il riscaldamento della massa legnosa pu raggiungere anche i 100 gradi Oltre i 100 gradi per si instaurano processi di trasformazione termochimica che possono condurre a fenomeni di autocombustione anche se raro che interessano maggiormente materiali legnosi molto fini segatura e la corteccia In condizioni ottimali di crescita di batteri e funghi umidit temperatura il riscaldamento della massa avviene gi dopo pochi giorni Al c
319. ia affid il progetto ad un ingegnere Biogas in agricoltura si produce in continua impianto che produce e impianto che valorizza cio cogenerazione fiamme turbine ecc Impianto in funzione dal 1 6 2005 Ad oggi l impianto funziona correttamente con una potenza di ben 350 kW elettrici la potenza massima che potrebbe teoricamente dare l impianto ma in condizioni di normale funzionamento arriva a 290 300 KW e una produzione di 2 500 000 kWh all anno Il signor Mengoli si ritiene pienamente soddisfatto della sua impresa e spera in uno sviluppo di questo settore Azienda agricola con radici nella zootecnia allevamento vacche da latte per produrre latte alimentare venduto alla Granarolo linea Alta Qualit coltiva 60 ettari di seminativo da qui le colture dedicate 250 bovini di frisone di cui 100 in lattazione 186 Biogas una fonte di energia rinnovabile prodotta dai batteri metano geni I primi impianti nella tecnologia italiana negli anni 70 Impianto a biogas un ciclo naturale che nel ciclo della terra c sempre stato la tecnologia crea solamente le condizioni ideali per fare vivere dei batteri capaci in condizioni anaerobiche di sciogliere e disfare l energia solare accumulata dalle piante e con fermentazioni batteri metano geni possono fornire biogas che un insieme di miscele al cui interno c metano che un combustibile da usarsi in caldaie cogeneratori ecc Impianto refl
320. ia da biogas 109 Per la prima volta tale delibera descrive in dettaglio le tipologie di materie prime utilizzabili nel processo di produzione del biogas differenziandole a seconda del soggetto titolare dell impianto imprenditore agricolo o non Inoltre fissa le modalit con cui individuare le differenze tra rifiuti e sottoprodotti Secondo tale delibera gli iter procedurali sono definiti in relazione alle taglie di impianto e si individuano tre soglie di potenza 1 Minore di 250 kW elettrici non prevista alcuna autorizzazione alla costruzione e gestione dell impianto vi solamente la Denuncia di Inizio Attivit DIA del testo unico in materia di edilizia nel rispetto delle disposizioni urbanistiche locali 2 Compresa tra 250 kW elettrici e 1 MW elettrico sono previste procedure autorizzative semplificate per impianti di potenza minore di 1 MW elettrico e 3 MW termici che producono energia da biogas ottenuto da biomasse non classificate come rifiuto Tali impianti non devono richiedere l autorizzazione alle emissioni in atmosfera ma devono comunque rispettare i limiti di emissione previsti per gli impianti di combustione In ogni caso il soggetto titolare deve presentare tutta la documentazione allo Sportello Unico del comune dove deve essere allegata una relazione tecnica che illustri nel dettaglio la gestione e la destinazione finale del digestato per il quale la delibera fornisce inoltre utili linee guida per l
321. ia dove l industria del legno produce grandi quantit di scarti e la morfologia del territorio permette il facile taglio e trasporto di questi materiali Oltre che alle emissioni di inquinanti convenzionali quali ossido di carbonio polveri totali sospese e ossidi di azoto occorre porre attenzione ad inquinanti meno convenzionali che si producono con la combustione di biomasse quali polveri sottili formaldeide benzene idrocarburi policiclici aromatici diossine Recenti risultati segnalano rischi per la salute dovuti all uso domestico di biomasse per il riscaldamento domestico anche in contesti sociali economicamente avanzati con effetti sull asma e sulla funzionalit respiratoria Dal punto di vista dell impatto ambientale la scelta di privilegiare l uso di biomasse per la produzione di elettricit pone un altro problema l economia di scala 437 Una centrale a biomassa per poter produrre elettricit a costi confrontabili con quelli in uso in Europa deve avere una potenza pari a qualche megawatt elettrici questo significa fare arrivare all impianto un certo quantitativo di tonnellate all anno di legna secca con camion che girano in strada e trovare una destinazione alle ceneri che ne derivano E infatti importante localizzare gli impianti nei pressi delle zone di approvvigionamento per giustificare il trasporto entro pochi kilometri e le sue conseguenti emissioni Non costruire centrali troppo piccole che non sarebbero gi
322. ia in atmosfera il carbonio che biologicamente era stato inglobato prelevandolo dalla atmosfera nelle sostanze che vengono combuste questo diviene molto interessate dato che non introdotto nel sistema nuovo carbonio di origine fossile Il motore Stirling pu diventare cos una tecnologia da valorizzare per facilitare il raggiungimento degli obiettivi fissati dal Protocollo di Kyoto Il syngas bruciato in una camera che pu essere controllata elettronicamente aumentando cos l efficienza totale del sistema e minimizzando le emissioni Riassumendo nel motore Stirling il movimento del pistone avviene tramite la differenza di temperatura tra la parte fredda e la parte calda senza che ci sia un processo di combustione no fumi e altre sostanze inquinanti 142 Gassificatore produce gas di sintesi syngas che va a un bruciatore e camera di combustione e qui il bruciatore fa raggiungere una temperatura di circa 1 300 1 400 gradi la fiamma del bruciatore colpisce uno scambiatore dove si raggiungono 27 e 800 gradi la differenza tra i 27 e gli 800 gradi e l acqua di raffreddamento del motore sui 60 gradi col ciclo termodinamico di Stirling genera il movimento dei pistoni e c un alternatore collegato per produrre energia elettrica Accumulatori termici Sono necessari grandi volani termici costituiti da accumulatori per l acqua In questo modo l acqua calda prodotta dall impianto viene immagazzinata in grandi quanti
323. iano e Con il metodo degli Eco indicator99 Con il metodo degli Eco indicator 99 con approvvigionamento La Fenice si giunti alla conclusione che la filiera di produzione energia dal cippato genera un impatto sulla salute umana e sulla qualit dell ecosistema data principalmente dalla cippatura fase a elevato consumo di combustibile fossile che emette in atmosfera sostanze dannose per la salute umana e l ecosistema del pianeta Tale filiera genera inoltre un impatto sulle risorse dato principalmente dalla fase di trasporto del cippato Con approvvigionamento Orlandini la fase a maggiore impatto sulle categorie salute umana e qualit ecosistema la medesima con uguali valori la fase a maggiore impatto sulla categoria risorse risulta sempre il trasporto cippato ma con un valore superiore questo maggiore valore da imputare alla distanza nettamente maggiore percorsa per trasportare la materia prima di rifornimento all impianto Quindi a parit di energia fornita l approvvigionamento La Fenice risulta meno impattante per l ambiente trovandosi l impianto a una distanza minore dal rifornimento e Con il metodo Edip Umip 96 Con approvvigionamento La Fenice il punteggio relativo a tutte le categorie di impatto considerate risulta maggiore nella fase di cippatura nella categoria risorse di tale metodo la fase a maggiore impatto risulta il trasporto cippato all impianto 445 Con approvvigionamento Orlandini nelle categorie
324. ianti di produzione di energia da fonti energetiche rinnovabili ottobre 2003 Prof Ing F Negrini Universit degli Studi di Bologna articolo L accumulo dell energia elettrica nell era delle fonti rinnovabili Bollettino al 30 6 2007 GSE Incentivazione delle fonti rinnovabili con i Certificati Verdi Ballardin E Di Giulio S Migliavacca articolo L energia rinnovabile salver l Italia Interviste e contatti con Ing S Palmieri centro CISA e Ing F Marini consorzio COSEA Interviste e contatti con M Mengoli azienda Mengoli di Castenaso Interviste e contatti con F Giarandoni azienda agricola La Fenice Rocca di Roffeno Bologna Interviste e contatti con C Franceschi azienda Orlandini Pistoia Interviste e contatti con azienda DIFE Serravalle Pistoiese Pistoia Interviste e contatti con Ing E Valentini Ing F Lussu Ing P Cagnoli ARPA Bologna Interviste e contatti con Ing F Pantaleoni Universit di Bologna Collaborazione con Ing Lisa Di Candilo Universit di Bologna IST R Benzi articolo Biomasse non tutto oro quello che luccica ottobre 2007 452 Ringraziamenti E cos sono giunta alla fine di un percorso Finisce una fase della mia vita e ne comincia un altra E l inizio di una fase di maggiore consapevolezza e maturit grazie anche alle difficolt riscontrate nei diversi esami e progetti universitari sviluppati all interno dell ateneo e non da ultimi la tesi svolta in co
325. iare il vantaggio ambientale della produzione cogenerativa rispetto alla produzione separata anche per questo impianto Inseriamo i valori e le informazioni sull impianto nella sezione dedicata agli Input gt Composizione del biogas prodotto stato preso in considerazione il biogas dell Olanda molt simile a quello prodotto in Italia e risulta la seguente composizione del biogas prodotto Elemento Concentrazione in massa gt L impianto considerato non prevede il ricorso alla procedura per determinare le concentrazioni degli inquinanti in quanto gli inquinanti sono entro i valori limite imposti dalla legge 352 Per le concentrazioni degli inquinanti nelle norme vengono definiti i valori delle emissioni limite dei principali inquinanti e utilizzeremo tali valori imposti per legge D Lgs 152 06 Macroinquinante g kWh NO 400 CO 200 SO 200 COT e COV COT 20 COV 50 Polveri 50 L impianto in questione un impianto cogenerativo e tramite il Mini Bref possibile evidenziare i benefici in termini di impatto ambientale impatto sugli indici considerati dal software che tale soluzione comporta rispetto alla produzione separata E necessario quindi conoscere il sistema antecedente alla cogenerazione per poter evidenziare i risultati cogenerazione non cogenerazione Per la produzione di calore questa sostituisce una serie di caldaie di scarso rendimento per la
326. iate nel terreno e che una quota di rami fosse utilizzata come tappeto per la protezione del suolo Inoltre i residui forestali svolgono un ruolo nella regimazione delle acque superficiali agendo come filtri per migliorare la qualit e immagazzinando grandi quantit di acqua e riducendo il ruscellamento delle acqua piovane in superficie Quindi gestione sostenibile delle risorse forestali Una corretta gestione delle superfici forestali e delle coltivazioni energetiche le rende in grado di svolgere consistenti attivit di sottrazione di CO2 dall atmosfera Esse durante il loro ciclo di vita infatti sequestrano quantit di carbonio sotto forma di CO2 dall atmosfera L attivit di sequestro della CO2 da parte di superfici agricole assicura non solo benefici ambientali ma anche positivi aspetti socio economici 80 Il carbonio inoltre una delle principali componenti della frazione organica presente nel suolo e la sua presenza influenza le propriet chimiche fisiche e biologiche di un terreno agricolo determinandone la produttivit e di conseguenze il valore economico Le agro energie sono quindi la fonte energetica pi promettente tra le rinnovabili Questo grazie alla loro flessibilit di utilizzo trasporti produzione di energia elettrica disponibili in forma solida liquida e gassosa impianti di piccole e grandi dimensioni ecc alla relativa facilit di produzione con cicli che esistono gi in natura e ai bassi costi
327. ibilit di autoproduzione per autoconsumo a scopo termico riscaldamento essiccazione Possibile certificazione ambientale Riqualificazione del territorio e dei rifinti MINACCE IHREAIS Custo di inpurtazione niuore alla produzione in loco Coalizioni sociali eriche o dovute a effetto NIMBY Quadro normativo complesso Ditticile valutazione certiticato verde PUNTI DI DEBOLEZZA WEAKNESSES Spesso necessit di consorziarsi Rischio di sfruttamento suolo scarso mantenimento di fertilit struttura e sostanza organica Nei grossi umpianti difficolta di standardizzare la biomassa in ingresso Emissioni polveri sottili Mancanza di competenza specifiche OPPORIUNIIA OPPORIUNILIES Crescita dell interesse sulle fonti rinnovabili Posecibilit di svincolarsi dai produttori di combustibili fossili La produzione di energia da biomassa considerata attivit agricola Finanziaria 2006 Relativa facilit di 1eperisuento 1isuise Possibilit di ricouvessione di inupianti preesistenti Riqualificazione dei rifiuti Miglior utilizzo del suolo 2 11 COMBUSTIBILI SOLIDI DA BIOMASSA Esistono varie forme di combustibile legnoso che hanno un contenuto energetico differente anche in funzione della specie oltre che dell umidit contenuto idrico e una logistica differente La biomassa un termine che riunisce una gran quantit di materiali di natura estremamente eterogenea
328. iciente in modo da poter calcolare il costo opportunit del capitale Il VAN risulta dato dall espressione seguente n VAN K 1 n I dove e VAN il valore attuale netto e J l investimento iniziale e R il ricavo netto nell anno t e t la scadenza temporale di calcolo compresa tra 0 ed n er il tasso di attualizzazione in percentuale di interesse o di sconto di solito pari al costo medio del capitale e n il numero di anni considerato 365 Economicamente convengono gli investimenti con VAN positivo confrontando alternative conviene scegliere quelle con VAN maggiore Attraverso il calcolo del VAN oltre che stabilire la convenienza attesa di un singolo investimento anche possibile confrontare la convenienza tra due o pi investimenti in concorrenza tra loro Data la definizione chiaro che il pi conveniente tra n investimenti concorrenti sar quello con il VAN maggiore Tassi di interesse reali Nel Bref viene esplicitato chiaramente che bene considerare tassi di interesse reale ovvero tassi che tengono conto del inflazione in tal modo nel andare ad attualizzare i flussi di cassa si terr conto del inflazione quando si andranno a valutare gli investimenti r 1 r 1 s 1 dove eyr il tasso d interesse reale e r il tasso d interesse nominale e s il tasso d inflazione Metodo del tempo di recupero Come si detto l altra metodologia per valutare un investi
329. icipazione del ricavo Per calcolare il valore attuale si scontano le entrate future attese con il tasso di rendimento offerto da investimenti alternativi e confrontabili Questo tasso di rendimento spesso chiamato tasso di attualizzazione rendimento richiesto oppure costo opportunit del capitale chiamato costo opportunit poich rappresenta la remunerazione a cui si rinuncia investendo nel progetto piuttosto che in titoli Valutazione delle attivit a lungo termine Per calcolare il valore attuale di un attivit che genera un flusso di cassa a un anno da oggi si utilizza la seguente relazione VA FA C C 1 r dove FAI il fattore di attualizzazione per i flussi di cassa a un anno mentre r il costo opportunit del capitale nell anno 1 367 Di conseguenza il valore attuale di un flusso di cassa fra due anni pu essere scritto nello stesso modo come VA FA C3 C 1 7r Una delle caratteristiche del valore attuale che sempre espresso in valuta corrente i valori attuali sono pertanto sommabili tra loro In altre parole il valore attuale del flusso di cassa A B uguale al valore attuale del flusso di cassa A pi il valore attuale del flusso di cassa B questo risultato d importanti implicazioni per investimenti che generano flussi di cassa in diversi periodi In precedenza si calcolato il valore di un attivit che genera un flusso di cassa C1 nell anno 1 e il valore di un altra at
330. iet di un prodotto e l impatto che esso determiner sull ambiente circostante Due rilevanti ostacoli in modo particolare impedivano l effettivo utilizzo dell LCA nella progettazione innanzitutto l esecuzione di un LCA richiedeva tempi troppo lunghi per risultare utile ai progettisti e secondariamente i risultati ottenuti erano spesso di difficile interpretazione La metodologia degli eco indicatori risolve questi problemi grazie all aggregazione dei risultati dei danni in tre sole categorie principali La versione seguita nell ambito del presente studio la pi recente in ordine di tempo risale infatti al 1999 e risulta di gran lunga migliore delle precedenti poich adottando un sistema di calcolo estremamente pi articolato comprende diversi aspetti altrimenti trascurati Nel procedere allo sviluppo di tale metodologia si ritenuto importante partire dalla fase pi critica e maggiormente controversa dello studio quella finale proprio in questa fase che vengono attribuiti differenti pesi alle diverse categorie di danno le quali sono perci individuate in un numero sufficientemente ristretto e riguardano aspetti concreti e facilmente comprensibili Lo schema principale del metodo valuter esclusivamente tre tipi di danno ambientale 1 Human Health Salute umana 2 Ecosistem Quality Qualit dell ecosistema 3 Resources Sfruttamento delle risorse Sono stati poi sviluppati dei modelli che legano
331. il digestato prodotto suddiviso nella fase dedicata all autoconsumon e nella fase dedicata alla vendita del residuo non autoconsumato Nelle singole schede sar invece inserito il valore unitario per la produzione in output di 1 kg di digestato suddiviso in du fasi fase del digestato autoconsumato e fase del digestato venduto e non viene qui inserito il totale annuo prodotto dall impianto 311 MACROFASE 1 APPROVVIGIONAMENTO MATERIA PRIMA 3 tipologie di materie prime Approvvigionamento delle tre tipologie di materia prima caricate nell impianto colture dedicate tramite semina trinciatura e accumulo a terra sottoprodotti acquistati e trasportati con un camion all azienda agricola liquami bovini caricati direttamente nelle vasche di fermentazione tramite pompa per ottenere tali liquami necessario abbeverare e cibare le mucche FLOW CHART MACROFASE 1 COLTURE SOTTOPRODOTTI LIQUAMI BOVINI DEDICATE ACQUISTATI CARICO IN TRAMOGGIA POMPAGGIO NEI FERMENTATORI Le colture dedicate derivano da campi di propriet dell azienda per un totale di 60 ettari coltivativi per produrre tali colture occorre una semina annuale eseguita con trattore e successiva trinciatura nel momento di raccolta per ottenere gli insilati che poi verranno accumulati a terra con successiva pressatura da parte del trattore I sottoprodotti vengono acquistati da aziende che vendono i loro scarti indsutriali o agricoli un fornitore di ta
332. il trattamento delle ceneri realizzato tramite un azienda specializzata azienda di Pistoia DIFE s r l che provvede alla raccolta delle ceneri presso l impianto tramite autotreno scarrabile e poi provvede al loro conferimento in discarica presso impianti autorizzati in particolare vengono conferite a una discarica situata a Rosignano Marittimo REA 150 Il costo di smaltimento stimato in 0 20 euro al kg a tale importo deve aggiungersi il costo di trasporto pari a 300 euro a viaggio e il costo iniziale per le analisi di caratterizzazione delle ceneri pari a 350 euro Lo smaltimento ceneri dove le ceneri sono considerate un rifiuto per un azienda non agricola quindi devono essere smaltite con un costo rilevante ogni anno va fatta l analisi e la riqualificazione del rifiuto dell ordine di 100 120 euro tonnellata Se la combustione efficiente e il cippato di buona qualit e le ceneri sono dell ordine dell 1 poco significativo ma se il cippato umido e sporco le ceneri diventano il 6 7 e diventa un problema La combustione di legna crea quindi dei residui di cenere nell ordine di circa l uno percento in peso rispetto al peso della legna bruciata Se la percentuale di corteccia particolarmente elevata questa proporzione pu aumentare Appare necessario garantire una corretta valorizzazione smaltimento di questa cenere Le principali componenti della cenere di legna come abbiamo
333. ility Maintainability Safety devono essere considerati Sicurezza e Affidabilit derivano da una combinazione di Guasto evitato Rimozione guasto Tolleranza del guasto Individuazione e diagnosi del guasto SUS E Supervisione e Protezione automatica Le prime due guasto evitato e rimosso devono essere realizzate principalmente durante la progettazione del sistema e durante la fase di test e collaudo Esiste una serie di metodi di analisi da sviluppare NAnalisi di Affidabilit Event Tree Analysis ETA cio albero degli eventi e Fault Tree Analysis FTA cio albero dei guasti OFailure Mode and Effect Analysis FMEA cio modalit ed effetto dei guasti UHazard Analysis HA cio analisi dei rischi Classificazione dei rischi 420 Tutti questi metodi possono essere combinati in una procedura di progettazione integrata gt La FMEA identifica tutti i componenti rotture cause ed effetti ogni singola rottura continua in una FTA per determinare le cause e le loro interconnessioni logiche a livello di componente le cause di rottura sono poi usate per progettare l Affidabilit complessiva le rimanenti rotture che non possono essere evitate sono poi classificate e determinare le corrispondenti procedure di manutenzione gt La HA estrae e identifica le rotture critiche di sicurezza e determina le cause con le interconnessioni logiche Il pericolo di rischio misurato da un numero R risk C
334. imare sulla base degli inventari disponibili quale alternativa sia la migliore da un punto di vista ambientale non cosa semplice Le alternative che sono comparate implicheranno l uso di differenti materiali e processi Sono pertanto consumate differenti risorse e differenti sono le sostanze emesse nell ambiente L inventario pu includere informazioni sulle emissioni di molte sostanze alcune delle quali risulteranno pi o meno pericolose per l ambiente 244 Per poter decidere l alternativa preferibile da un punto di vista ambientale necessario interpretare l inventario pesando i vari scambi sulla base della rilevanza dell impatto che essi generano Il metodo Edip considera le categorie d impatto all interno di tre gruppi principali e impatto ambientale e consumo delle risorse e impatto sull ambiente di lavoro Inoltre nello strumento di interpretazione ambientale del metodo Edip la trasformazione dell inventario contiene tre elementi 1 Calcolo degli impatti ambientali potenziali per emissioni quante emissioni contribuiscono ai vari tipi di impatti ambientali 2 Normalizzazione quanto sono grandi il consumo delle risorse e i potenziali per gli impatti nell ambiente e sul luogo di lavoro 3 Ponderazione quali consumi delle risorse e impatti potenziali sono i pi importanti Calcolo dei potenziali impatti ambientali I potenziali impatti per un prodotto sono la somma dei pote
335. imate change DALY 0 0287 2 76E 08 0 000521 145E 07 0 000947 0 000479 8 01E 08 0 000984 0 0257 Radiation DALY 1 91E 13 3 2E 14 2 03E 30 6 65E 14x x 9 3E 14 x x Ozone layer DALY 0 000081 1 06E 12 0 00000147 1 6E 12 0 00000267 0 00000135 3 08E 12 0 00000278 0 0000727 Ecotoxicity PDF m2yr 4760 0 000768 86 5 0 0223 157 79 5 0 00223 163 4270 Acidification Eutrop PDF m2yr 2700 0 000828 49 0 0329 89 45 0 0024 92 6 2420 Land use PDF m2yr 0 0437 0 00825 5 22E 19 0 0115 x x 0 0239 x x Minerals MJ surplus 0 0993 0 0219 1 38E 18 0 0139 x x 0 0635 x x Fossil fuels MJ surplus 2 28 0 224 1 42E 17 141x x 0 652 x x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita della produzione del biogas con il metodo Eco Indicator99 per le varie categorie d impatto Si notato in particolare per le categorie Carcinogens Respiration Organics Respiration Inorganics Climate Change Ozone Layer Ectoxicity Acidification Eutrophication che la fase che contribuisce maggiormente al relativo punteggio la produzione di energia mentre per la categoria Radiation la fase maggiormente impattante risulta le colture dedicate Per la categoria Land Use Minerals e Fossil Fuels la fase maggiormente impattante la vendita del digestato a seguire per tali categorie la fase pi impattante risulta le colture dedicate Il Grafico sottostante istogramma esprime in percentuale il contributo che le varie fasi portano alla definizione del punteggio complessivo relativo alle differenti cat
336. imite previsti dalla normativa del D Lgs 152 2006 Valori limite per gli impianti che utilizzano biomasse 1 Gli impianti termici che utilizzano biomasse di cui all Allegato X devono rispettare i seguenti valori limite di emissione riferiti ad un ora di funzionamento dell impianto nelle condizioni di esercizio pi gravose esclusi i periodi di avviamento arresto e guasti Il tenore di ossigeno di riferimento pari all 11 in volume nell effluente gassoso anidro I valori limite sono riferiti al volume di effluente gassoso secco rapportato alle condizioni normali Potenza termica nominale dell impianto MW 1 gt 0 15 lt 1 polveri totali 100 mg Nm carbonio organico totale COT monossido di carbonio CO 350 mg Nm ossidi di azoto espressi come NO 500 mg Nm ossidi di zolfo espressi come SO 200 mg Nm3 1 Agli impianti di potenza termica nominale pari o superiore al valore di soglia e non superiore a 0 15 MW si applica un valore limite di emissione per le polveri totali di 200 mg Nm 144 Valori medi misurati riferiti all 11 O7 Co 62 mg m NO 156 mg m NO 3 mg m NO 263 mg m Dati tecnici relativi all impianto Potenza totale installata 200 kW termici Rendimento termico 70 140 kW termici Rendimento elettrico 17 5 35 kW elettrici Dispersioni 12 5 25 kW Rendimento globale 87 5 Consumo cippato a 40 di umidit 75 k
337. indicatore Global Warming Network relativo all indicatore Resources 302 Concludendo nell approvvigionamento presso Orlandini influisce molto l esbosco nelle Risorse subito dopo c il trasporto e poi il trasporto ceneri in quanto l esbosco qui e effettuato in un raggio di km molto maggiore dell approvvigionamento La Fenice km necessari per prelevare il cippato dai diversi boschi di propriet aziendale Il taglio influisce in tale approvvigionamento in misura minore si vede dai grafici perch vengono tagliati meno alberi essendo un 30 derivante da scarti di altre lavorazioni e poi si usa anche la gru a cavo per il 50 invece della motosega cos i minuti di utilizzo motosega complessivi diminuiscono estirpando direttamente l albero senza avere la necessit di segare prima Infatti nel metodo Edip Umip dove con La Fenice risultava a livello complessivo il taglio pi impattante del carico per via dei diversi indicatori che considerano maggiormente il taglio come impatto e che aveva una percentuale del 39 2 decisamente pi alta del caso Orlandini 13 6 visto che il taglio appunto qui pesa meno a prova di ci infatti nel metodo Edup Umip nel network complessivo compare ancora il taglio come secondo ma in tale metodo gli indicatori danno pi peso al taglio per compare anche il carico con una percentuale maggiore 6 2 del caso La Fenice 4 37 Questo maggiore impatto del carico deriva dal fatto che il
338. interessati nel rendere pubblici gli aspetti ambientali relativi alle proprie attivit Le cause di questa riluttanza possono essere ricondotte innanzitutto alla scarsa confidenza degli operatori interessati nei confronti delle metodologie LCA per timore di costi elevati o per l assenza di personale qualificato atto alla redazione di simili progetti Un secondo fattore di dissuasione connesso alla paura di essere oggetto di critiche da parte dell opinione pubblica o della pubblica amministrazione e quindi di veder degradata l immagine aziendale Infine un terzo motivo di opposizione alla diffusione di simili dati legato al cosiddetto segreto industriale che ostacola non solo la pubblicazione di dati ambientali ma in genere diversi tipi di dati sensibili Diversi studi individuano tra le soluzioni migliori per attenuare questo stato di cose la pubblicazione di best practices che dimostrino i benefici di una politica di diffusione delle informazioni ambientali ed il coinvolgimento delle associazioni di industriali nella promozione della produzione e dello scambio di database idonei all LCA 4 1 4 Struttura Lca e fasi Da un punto di vista metodologico la definizione di LCA proposta originariamente dalla SETAC successivamente ripresa dalle norme ISO 14040 e 14044 la seguente 200 una LCA un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici e ambientali relativi a un processo o un attivit effe
339. io minimo I vantaggi sono comunque molteplici e di diverso tipo Innanzitutto un approccio centralizzato del controllo multi variabile possibile e realizzabile solo se disponibile un modello matematico completo dell impianto ci porta ad avere la necessit un controllore di notevoli dimensioni in quanto deve possedere risorse computazionali sufficienti per eseguire l algoritmo di controllo Inoltre necessario che il controllore abbia accesso a tutte le misure disponibili dell impianto e nel caso di sistemi distribuiti spazialmente risulta difficile e costoso portare tutte le misure dei sensori in un unico punto di elaborazione Un vantaggio consiste nei costi lo sviluppo della microelettronica ha reso possibile la costruzione di nodi ad elevatissima capacit computazionale e costi contenuti grazie alla standardizzazione Si possono pertanto produrre in grandi quantit nodi funzionali dedicati al controllo di operazioni industriali standard abbattendo cos i costi di produzione Un sistema di controllo distribuito inoltre in grado di garantire al sistema le necessarie ed essenziali 396 propriet di componibilit un architettura componibile se l integrazione di un certo componente nel sistema non altera le propriet precedentemente testate e scalabilit un architettura scalabile se rimane sempre aperta ad ovvie evoluzioni nel corso del tempo Tutti i processi di produzione evolvono nel tempo pertanto anche
340. iomasse dovrebbe massimizzare la scelta della cogenerazione e del teleriscaldamento Lo sviluppo di un ampio sistema di produzione delle biomasse richiede il superamento di alcune criticit iniziali partendo dall organizzazione delle filiera agro energetica senza dimenticare adeguate politiche fiscali che ne favoriscano lo sviluppo L impiego energetico delle biomasse ovviamente deve presentare una soddisfacente convenienza e fattibilit economica L utilizzo delle biomasse energetiche considerato economicamente valido se e non esistono altri impieghi pi remunerativi e i prodotti della conversione sono economicamente competitivi Quindi la filiera deve essere pianificata e organizzata opportunamente tenendo in considerazione i fattori di debolezza e insufficiente specializzazione delle colture agricole dedicate alla produzione di energia e limitata sperimentazione di tecniche colturali a ridotto consumo energetico e basso impatto e insufficiente definizione di standard qualitativi delle materie prime e insufficienze strutturali della filiera agroindustriale dimensioni barriere all entrata e difficolt logistiche di stoccaggio conservazione trasporto e consegna del prodotto edipendenza del mercato andamento delle produzioni e delle riserve mondiali dei prodotti cerealicoli leadership di prezzo cambio valuta e concorrenza delle materie prime a basso costo reperibili sui mercati internazionali olio di palma e quadr
341. ione dello studio la generazione di energia tramite una fornitura di 4 500 quintali di cippato e Unit funzionale L unit funzionale risulta essere il kWh equivalente a fronte di un approvvigionamento di 4 500 quintali di cippato massa necessaria a ottenere la quantit di energia espressa in kWh il kWh qui considerato suddiviso nella sua quota parte termica 70 elettrica 17 5 e perdita 12 5 e quindi detto equivalente per indicare il kWh generico suddiviso nelle sue tre componenti L unit funzionale utilizzata per permettere il confronto fra due diversi impianti nei quali posso cos confrontare l energia prodotta a fronte di un certo approvvigionamento il dato che interessa quindi l energia prodotta dagli impianti scopo per il quale si sono costruiti e Il sistema che deve essere studiato Il sistema da studiare la produzione di energia elettrica e termica da un approvvigionamento di 4 500 quintali di cippato annuali ottenuti dal legname proveniente dai boschi del comune di Castel d Aiano in particolare l azienda La Fenice si trova a Rocca di Roffeno e I confini del sistema I confini del sistema vanno dal taglio e deprezzamento degli alberi allo smaltimento fino alla discarica delle ceneri prodotte dall impianto Non si considera il ciclo di vita dei macchinari impiegati nelle diverse fasi e Qualit dei dati Per lo svolgimento dello studio stato impiegato il codice di calcolo Sim
342. ione e gestione delle conflittualit locali messe in campo nell intento di aumentare il grado di accettabilit locale degli impianti produttori di energia da fonti rinnovabili si articolano attorno ad alcuno concetti cardine 440 v La necessit di coinvolgere la popolazione locale sia nella fase progettuale dell impianto sia nella fase di gestione e monitoraggio dello stesso Ci viene perseguito gi da alcuni proponenti che si attivano sul territorio prescelto quale sito per il nuovo impianto con largo anticipo curando il rapporto con la comunit diffondendo video e pubblicazioni nelle scuole locali organizzando incontri con gli studenti e con la cittadinanza pubblicando interventi sulla stampa locale questo favorisce l instaurarsi di un rapporto continuativo e diretto con le comunit in quanto l importante tanto ottenere il consenso quanto mantenerlo L esigenza di implementare le campagne di diffusione dell informazione rispetto a rischi e benefici reali dell utilizzo di fonti rinnovabili ma anche di mantenere tale diffusione di informazioni durante l esercizio comunicando passo dopo passo i risultati e le innovazioni La scelta di collocare gli impianti lontani dalle zone residenziali e dai paesaggi di pregio La necessit per i proponenti di dimostrare la qualit dei propri impianti ottenendo una certificazione ISO 14000 e proponendo una progettazione che minimizzi l impatto ambientale in tutte le sue com
343. ione geografica considerata Impatto ambientale L impatto ambientale include gli impatti sull ambiente esterno e tra questi la salute umana Nella definizione di ci che costituisce un impatto ambientale possibile riferirsi agli impatti che presto o tardi sono presenti nella catena di cause effetti Per alcuni impatti ambientali il contributo a uno degli impatti pu escludere il contributo agli altri 242 Il ciclo di vita del prodotto pu anche causare degli scambi che a livello locale hanno un impatto fisico sull ambiente Tuttavia questo tipo di impatto stato sino ad ora trascurato dal metodo Edip Consumo delle risorse Le risorse sono considerate per identificare le materie prime da cui derivano i vari materiali del sistema prodotto tra di esse figurano l energia i materiali di costruzione e le sostanze dipendenti Il consumo delle risorse include sia il consumo delle risorse rinnovabili cio quelle che possono essere rigenerate e che non si esauriranno necessariamente a causa dello sfruttamento umano sia non rinnovabili cio quelle che non sono rigenerate o che sono rigenerate cos lentamente per cui il tasso di rigenerazione notevolmente inferiore rispetto alla quantit utilizzata Il metodo Edip include le risorse rinnovabili nell inventario ponendole sullo stesso piano di quelle non rinnovabili Inventario L obiettivo dell inventario quello di raccogliere quelle informazioni ril
344. ioni ionizzanti Questa sezione considera il danno arrecato alla salute umana da rilasci uniformi di materiale radioattivo nell ambiente Nello studio non sono incluse le emissioni radioattive derivanti dall estrazione di alcuni tipi di sostanze o da rilasci dovuti ad eventi accidentali Il modello inizia la valutazione partendo da un rilascio espresso in Becquerel Bq unit pari all attivit di una sostanza che subisce un decadimento al secondo Il fate model utilizzato basato sulle emissioni atmosferiche e gli scarichi di liquidi radioattivi non accidentali nella produzione di energia in Francia I dati circa i rilasci e le condizioni ambientali circostanti sono riferiti alla realt francese Il modello impiega un orizzonte temporale molto lungo 100 000 anni in modo da poter includere tutti gli effetti dei diversi percorsi possibili di esposizione Nell Exposure analysis si stima quale sia la dose realmente assimilata dagli individui in base al livello di radioattivit riscontrato nell analisi precedente La misura della dose effettiva viene valutata in Sievert Sv unit di misura dell equivalente della dose assorbita di una qualsiasi radiazione ionizzante che abbia la stessa efficacia biologica di 1 Gray Gy di raggi x Allo scopo di collegare le emissioni Bq all assorbimento di energia Sv sono stati definiti 1 due percorsi attraverso i quali si manifesta l esposizione a sostanze radioattive suddividendo i rilasc
345. isorse utilizzando solo lo stretto necessario 2 diminuire l impatto ambientale dei processi produttivi 3 fornire basi solide per un incremento di forma lavoro a livello mondiale Si pone la definizione di sviluppo sostenibile come un attivit economica in armonia con l ecosistema terrestre In quest ottica una sfida dei ricercatori operanti nel settore dei materiali da costruzione rappresentata dal riciclo di scorie provenienti da altri processi industriali con l obiettivo di produrre prodotti pi economici e magari pi prestanti Il cemento Portland il principale legante utilizzato nel moderno calcestruzzo non solo richiede un grosso utilizzo di energia per la sua produzione ma anche responsabile di una notevole emissione di CO L industria del cemento responsabile per circa il 5 7 dell emissione globale di CO la produzione di una tonnellata di clinker di cemento Portland implica l emissione in atmosfera di una tonnellata di anidride carbonica Mediamente un calcestruzzo ordinario contiene circa il 12 di cemento l 8 di acqua e P 80 di aggregati Ci significa che oltre a 1 5 miliardi di tonnellate di cemento nel Mondo l industria del calcestruzzo consuma annualmente 10 miliardi di tonnellate di sabbia e roccia unitamente ad un miliardo di tonnellate d acqua L estrazione la trasformazione ed il trasporto di tali enormi quantit di aggregati in aggiunta ai circa 3 miliardi di tonnellate di materiale
346. isparmi energetici conseguiti verificati e certificati dall Autorit I Certificati Bianchi rappresentano delle unit di energia primaria risparmiate anzich prodotte Le caratteristiche sono dimensione pari a 1 tep di energia risparmiata negoziabilit con contratti bilaterali o nel mercato organizzato da GME validit per 5 anni accumulabilit e utilizzabilit nell arco temporale di validit I Titoli di Efficienza Energetica sono emessi dal GME a favore dei distributori di energia elettrica e accreditatesi presso l AEEG al fine di certificare la riduzione dei consumi conseguita attraverso interventi e progetti di incremento di efficienza energetica Sono schede tecniche per fare i calcoli di quante sono le tonnellate equivalenti di petrolio risparmiato in un impianto cogenerativo e gode di una qualifica di garanzia che stata usata minore materia prima I renewable energy certificates system RECS Riconoscimento e sostegno economico del valore ambientale dell energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili Il GRTN insieme ad altri operatori produttori e distributori italiani ed europei partecipa al sistema RECS Il sistema si basa sull emissione di certificati denominati RECS che attestano la produzione di energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili per una quota minima pari ad 1 MWh nell arco dell anno di emissione Rispetto ai CV possono essere emessi per 105 v impianti ent
347. isponibile calore alla medesima temperatura Pu accadere dunque che un sistema cogenerativo non sia adatto a servire una utenza termica perch questa richiede calore a livelli di temperature troppo elevate necessario pertanto scegliere correttamente il sistema cogenerativo da accoppiare ad una certa utenza oppure introdurre modifiche all impianto stesso tali da innalzare la temperatura del calore messo a disposizione 4 Flessibilit dell impianto pur essendo presenti in maniera contemporanea la domanda di calore ed energia elettrica da parte di una utenza talvolta il rapporto tra l energia richiesta nelle due forme pu variare Pu accadere che in certi momenti la richiesta di energia elettrica sia proporzionalmente maggiore di quella termica o viceversa solitamente apprezzato che un sistema cogenerativo sia in grado di variare il proprio rapporto di cogenerazione y non tutti i sistemi motori per offrono tale possibilit Da quanto detto si evince che la soluzione della cogenerazione per risultare tecnicamente ed economicamente fattibile deve essere valutata attentamente con una analisi approfondita delle utenze andamento nel tempo dei carichi di energia elettrica e termica e dei sistemi motori disponibili ogni utenza pu sposarsi meglio con una tecnologia piuttosto che un altra Dopo la descrizione dell impianto preso come caso studio seguir anche un risultato elaborato tramite software di Arpa Bologna per evid
348. istema di controllo stato affidato a un azienda di Brunico la ERS www ers it In tale impianto vengono effettuati diversi tipi di controllo e Controllo sulla tramoggia di carico col sistema di coclee in base al peso controllo di peso nel silos e Controllo sulla temperatura che deve rimenare circa sui 42 gradi centigradi per questo tipo di batteri batteri mesofili in particolare avviene un controllo della temperatura tramite una sonda posta all interno delle vasche fermentative un controllo del tempo di rimescolamento dei mixer un controllo sul tempo di azione degli agitatori che devono avere dei tempi specifici temporizzati in base a certi lassi di tempo un controllo se tempo degli agitatori va bene un controllo della pompa per pompare da una vasca di fermentazione all altra ecc e Controllo del biogas tramite un report di analisi ogni 2 ore avviene in particolare un controllo sulle sue componenti metano deve essere circa nel range 53 69 zolfo deve risultare lt 100 ossigeno che deve essere lt 1 idrogeno che deve essere presente in una piccolissima quantit e Controllo sul motore in particolare un controllo sui kW prodotti un controllo sulla temperatura del motore che non si surriscaldi troppo un controllo sull elio del motore un controllo sulla pressione interna al motore che deve essere in un certo range di valori un controllo sulla carburazione che avvenga in maniera corretta carburazione controllare
349. isultati di impatto ambientale applicata ai due impianti analizzati In particolare sar analizzata la metodologia LCA Analisi del ciclo di Vita di un sistema applicata agli impianti presi in considerazione Successivamente verr descritto il software impiegato per realizzare l analisi LCA software di propriet dell Universit degli studi di Bologna Simapro 6 0 4 1 METODOLOGIA LCA L analisi del ciclo di vita una valutazione che trae origine a seguito della crescente attenzione alle problematiche di carattere ambientale In particolare negli ultimi decenni aumentato l interesse verso lo sviluppo di metodi e tecniche che permettano di comprendere valutare e conseguentemente ridurre i possibili impatti sia dei prodotti realizzati sia di quelli che una volta utilizzati cessano di avere qualsiasi utilit per il detentore e che devono perci essere smaltiti Anche in un ottica prettamente industriale la questione ambientale sta diventando sempre pi rilevante Fino a pochi anni fa i problemi relativi alla compatibilit ambientale delle attivit produttive erano fortemente sottovalutati a causa di una percezione limitata ai soli aspetti antieconomici e soprattutto alla mancanza di normative in grado di incidere in maniera significativa quindi volte a stimolare le aziende ad un rinnovamento tecnologico La diffusione di una coscienza ambientale a tutti i livelli della societ l esistenza di una crescente d
350. it centrale PLC e permettono risposte rapide nei tempi critici 421 Con i suoi 8 moduli digitali di input e output che permettono la connessione di due sensori wireless e offrono un fattore di simultaneit del 100 Real Time Per l impianto in questione si pensato di adottare una soluzione di controllo distribuita almeno per il controllo dei sotto processi principali del sistema ossia gassificatore camera di combustione e motore Stirling per un totale di tre nodi collegati tra loro da bus di comunicazione Tali sotto processi sono infatti i pi delicati dal punto di vista del controllo essi sono quindi Real Time di tipo Hard ogni informazione che dovesse arrivare oltre la deadline perderebbe la sua validit e potrebbe causare seri danni all impianto Inoltre un PLC centrale si occupa di tutti quei controlli meno onerosi dal punto di vista computazionale per esempio il controllo del motore elettrico del sistema di coclee che trasferiscono il cippato dal deposito al gassificatore oltre a ci il PLC si occupa della diagnostica e supervisione del sistema complessivo e infine svolgere la funzione di Master nell allocazione dinamica del canale di comunicazione al fine di decidere la priorit con cui i nodi del sistema devono trasmette le informazioni siano esse di routine che di allarme La tecnologia di co generazione qui impiegata tramite motore Stirling risulta giustificata solo se abbinata a un efficiente sistema di co
351. iverse difficolt e molti studi hanno analizzato gli effetti della riduzione delle emissioni ma nessuno studio ha mai valutato il risultato del rilascio addizionale di 1 kg di CFC enon ancora chiaro come e fino a che punto l assottigliamento dello strato di ozono contribuisca al danno sul sistema immunitario e sull ecosistema e relativamente semplice per l uomo evitare l esposizione ai raggi solari attuando cambiamenti nei comportamenti abituali e incremento delle radiazioni UV dipende dalla latitudine e alcuni effetti riguardano solo una parte dell umanit solo le persone con pelle chiara ad esempio soffrono di disturbi associabili all esposizione ai raggi UV Le sostanze contenenti cloro diluite nella troposfera raggiungono la stratosfera in un tempo medio di circa quattro anni dove contribuiscono attraverso note reazioni chimiche alla disgregazione dello strato di ozono Il tempo di residenza nell atmosfera variabile tra 1 e 1 000 anni diventa perci un fattore di discriminazione estremamente importante sostanze con un valore inferiore ai quattro anni non riescono a spingersi fino alla stratosfera e non costituiscono perci un pericolo per l incolumit della fascia di ozono chiaro come la valutazione del danno dipenda fortemente dall orizzonte di tempo considerato in quanto stabilito un limite saranno ignorati tutte i composti potenzialmente dannosi con una vita in atmosfera superiore 231
352. ivilegi gli effetti tossicologici 1 quali non sono in grado di produrre risultati apprezzabili alle basse concentrazioni ambientali Il calcolo del fate factor adotta un modello che considera dati circa il tempo di residenza nell atmosfera e l altitudine raggiunta Le funzioni che legano l esposizione alle sostanze con la malattia sono determinate utilizzando le informazioni sulle concentrazioni ambientali la densit di popolazione nell area dello studio i ricoveri ospedalieri per affezioni respiratorie e il rischio relativo Esse sono da considerarsi relazioni molto pi incerte e sperimentali rispetto al caso delle sostanze cancerogene I danni causati dai cambiamenti climatici Esistono diversi problemi da affrontare nel modellare le conseguenze sulla salute derivanti dall effetto serra ei cambiamenti di clima non comportano danni immediati rilevabili nel presente ed necessario affidarsi a scenari pi o meno probabili e la vulnerabilit dei sistemi dipende dallo sviluppo dell economia e della societ e le variazioni di temperatura possono apportare anche effetti positivi sulla salute e il danno non pu essere confinato le emissioni di gas serra in Europa causano danni in tutto il pianeta Risultato di queste considerazioni l ampio disaccordo sulle conseguenze reali dell effetto serra Nello sviluppo del modello ci si perci dovuti confrontare con un problema che potrebbe causare danni molto seri e c
353. izionali fonti fossili Ci dovuto al fatto che la biomassa attualmente non rappresenta ancora una risorsa strategica e soprattutto in quanto essa esente da imposte contrariamente a quanto avviene per i combustibili fossili Il rafforzarsi dell impiego di biomassa legnosa a fini energetici pu inoltre garantire benefici economici sociali ed ambientali alle comunit in cui sia possibile impiantare una filiera per lo sfruttamento razionale del legname Gli interventi migliorativi volti allo sfruttamento sostenibile del patrimonio boschivo garantiscono una buona qualit dei boschi preservandoli dall abbandono e quindi dal degrado prevenendo il dissesto idrogeologico le frane e gli incendi e proteggendo l habitat della fauna selvatica alutandone la sopravvivenza e il ripopolamento La Politica Agraria Comunitaria PAC attualmente sta incentivando lo sfruttamento di terreni marginali abbandonati o poco produttivi elargendo contributi pari a 45 ettaro per la produzione di colture energetiche o specie forestali a ciclo breve SRF creando cos opportunit occupazionali Tali incentivi sono particolarmente sentiti in corrispondenza di zone marginali come quelle montane e rurali oggi soggette a spopolamento e alla disgregazione del tessuto sociale 39 2 8 SVANTAGGI DERIVANTI DALL USO DELLA BIOMASSA LEGNOSA Gli aspetti che ostacolano la diffusione dell impiego della biomassa legnosa a fini energetici sono riconducibil
354. kg di liquame Pompaggio liquame Si utilizza la voce del software Electricity Italy B250 La pompa utilizzata per pompare i liquami nella vasca una CRI MAN da 11 KW e funziona per 1 ora al giorno 11 KW 12 000 kg di liquame prodotto al giorno 0 000916 kW per 1 kg di liquame in output 0 000916 1 ora di funzionamento al giorno 0 000916 kWh I valori appena calcolati delle diverse operazioni necessarie per ottenere 1 kg di output di liquame bovino rappresentano tutti gli input necessari per la fase considerata Nell assemblaggio per la fase Liquami bovini occorrer inserire il totale di kg annuale di liquame prodotto corrispondente a 4 380 000 kg all anno derivante da 120 q di liquame al giorno 365 giorni all anno 43 800 q equivalente a 4 380 000 kg all anno 319 FASE 3_ SOTTOPRODOTTI ACQUISTATI In tale fase compreso solamente il trasporto dei sottoprodotti dalle aziende fornitrici all azienda agricola Mengoli Vengono utilizzate due tipologie di camion per il 50 un camion da 120 q di portata e per il 50 un camion da 300 q di portata I km percorsi a tratta sono compresi tra 7 e 17 km gt media risulta di 12 km a pieno carico 12 1 7 20 4 km totali percorsi a tratta per trasportare i sottoprodotti nel nostro impianto Nella scheda della fase si inseriscono come input le due tipologie di camion con le rispettive capacit come Lorry l unit di misura quin
355. l cippato rispondenti alla specifica CEN TS 14961 lo strumento pu rilevare cippato appartenente a diverse classi di pezzatura con un contenuto idrico massimo del 60 Il cippato viene rovesciato all interno del contenitore dove attraversato da un debole campo elettromagnetico influenzato dal contenuto idrico e in pochi secondo sul display compare la misura del contenuto idrico del campione Determinazione pezzatura cippato La classe di pezzatura determinata in laboratorio con appositi vagli vibranti disposti in serie rispondenti ai requisiti della norma UNI CEN TS 14961 2 12 AGROENERGIE Agroenergia approccio integrato finalizzato alla valorizzazione delle risorse rinnovabili dei territori rurali improntato a modelli di sviluppo che ottimizzino l uso delle risorse e del territorio massimizzino la redistribuzione dei benefici economici e occupazionali localmente a favore delle imprese agricole e forestali integrino le fonti di approvvigionamento e gli attori produttori utenti delle medesime Le bioenergie per circa il 70 non interessano direttamente l agricoltura Il restante 30 derivante dall agricoltura diviso in 3 tipologie diverse per origine e per destinazione 1 Di origine forestale gi trattato nei paragrafi precedenti 2 Residui con matrice organica provenienti da azienda agricola come reflui zootecnici o agroindustria sottoprodotti di diversa origine e composizione 70 3 Culture dedi
356. l consumo interno autoconsumo elettrico diverso tra i diversi impianti in cui il consumo per il 69 negli agitatori oppure per 111 ecc gt in base alal tipologia usata ma soprattutto il gestore che deve essere in grado di ottimizzare la posizione la durata la temporizzazione 98 E importante quindi anche e Evitare la presenza di sostanze inibitrici ammoniaca acido propionico ioni di nitrito e nitrato solfuri solventi derivanti dal petrolio cianuri azoto idrati salinit eccessiva gt 30 g 1 metalli pesanti ecc e Controllare i parametri analitici nel digestore pH NH3 e nel biogas CH4 CO2 H2S Ho e Utilizzare correttamente il biogas trattamento Il biogas Il biogas il risultato della digestione anaerobica operata dalla flora batterica presente nella sostanza organica originaria Tale processo produce un gas composto per il 65 70 da metano per il 30 35 da anidride carbonica e altri gas Normalmente per la realizzazione del processo si utilizzano reflui zootecnici residui dell industria agroalimentare colture acquatiche nonch rifiuti organici urbani immagazzinati in discariche controllate Nella maggior parte dei casi quindi le materi prime del biogas sono rese disponibili attraverso operazioni di recupero di scarti organici prodotti da varie attivit antropiche La digestione anaerobica condotta in reattori opportunamente concepiti per evitare il contatto tra la massa liquida in
357. l costo del kWh ottenuto con i sistemi idroelettrici sempre stato competitivo se rapportato a quello ottenuto dai combustibili fossili Questo evidente in quanto i costi di produzione per lo sfruttamento delle risorse idriche sono imputabili unicamente agli impianti di produzione e i costi di manutenzione e di gestione Inoltre un altra considerazione riguarda il moto ondoso degli oceani e i flussi di marea dai quali teoricamente si potrebbero recuperare ingenti quantit di energia 15 1 2 3 ENERGIA EOLICA Il vento abbondante economico inesauribile pulito e ampiamente distribuito in ogni parte del pianeta la fonte energetica che negli ultimi anni ha conosciuto il maggior sviluppo Infatti a partire dagli anni Settanta gli studi e le applicazioni tecnologiche legati allo sfruttamento dei venti per la produzione di energia hanno ricevuto un nuovo impulso e ad oggi tale energia sostenuta da un sempre maggior numero di valutazioni che mettono in evidenza l enorme potenziale offerto tanto che anche tra gli ambientalisti sono sempre meno gli oppositori Come aspetto negativo da segnalare che non tutte le zone del pianeta risultano idonee all installazione di impianti eolici Questo a causa dell irregolarit dei venti caratteristica di certe aree della loro debolezza visto che per essere sfruttabili devono spirare ad una velocit non inferiore a 4 m s e per almeno un centinaio di giorni l anno de
358. l costo dello smaltimento risulta di 0 20 per Kg di ceneri smaltite dovendo smaltire un totale di 13 500 Kg di ceneri annue risulta 13 500 0 2 2 700 383 Inoltre si imputa un costo del trasporto di 300 euro a viaggio considerando che l azienda compie due viaggi all anno nella discarica per smaltire le ceneri dell impianto in totale si ha 300 2 600 Infine si imputa un costo di caratterizzazione e analisi delle ceneri di 350 Il costo totale per lo smaltimento sar dunque 350 300 2 700 3 350 Per la manutenzione si distinguono due tipologie Manutenzione programmata eseguita per 4 000 ore all anno eseguita da tecnici gi dipendenti Manutenzione straordinaria eseguita in media 10 volte all anno per eventi particolari per i quali richiesto l intervento di un tecnico specialistico che opera in team con i tecnici assunti regolarmente tale tecnico specialistico opera per 3 giorni all anno circa quindi 3 giorni 10 volte anno 30 giorni anno di intervento 30 giorni 8 ore giorno di lavoro 240 ore all anno d intervento Si prevede un costo di 40 all ora per l intervento del tecnico per cui risulta 240 40 9 600 Per tutti gli altri costi operativi si dispone di una stima di costo come descritto nella tabella precedente Entrate e Benefici annui Per quanto riguarda le entrate in questo impianto non abbiamo la vendita delle ceneri le qual
359. l pi possibile completa tra due o pi prodotti gruppi di prodotti sistemi metodi o approcci alternativi volta a rivelare 1 punti deboli a migliorare le qualit ambientali a promuovere prodotti e processi ecologici a comparare approcci alternativi e dare fondamento alle azioni suggerite gt i problemi ambientali non possono pi essere affrontati per singoli comparti aria acqua suolo ma richiedono una valutazione e un intervento globale gt nuova attenzione alle politiche di prodotto quali componenti fondamentali delle politiche ambientali gt un opinione pubblica che richiede informazioni ambientali e consumatori che scelgono in base a criteri di qualit ambientale merci e servizi loro offerti Il metodo offre numerose possibilit di utilizzo e la valutazione dell impatto ambientale di prodotti differenti aventi la medesima funzione e l identificazione all interno del ciclo produttivo o del ciclo di vita del prodotto dei momenti in cui si registrano gli impatti pi significativi a partire dai quali possono essere indicati i principali percorsi verso possibili miglioramenti intervenendo sulla scelta dei materiali delle tecnologie e degli imballaggi e il sostegno alla progettazione di nuovi prodotti e la segnalazione di direzioni strategiche per lo sviluppo che consentano risparmi sia per l azienda sia per il consumatore e la dimostrazione di aver ottenuto un ridotto impatto ambientale ai fini d
360. l sistema meglio conosciuto possono essere identificati nuovi requisiti o limitazioni che potranno anche comportare cambiamenti nelle procedure di raccolta dei dati affinch siano ancora soddisfatti gli obiettivi dello studio L inventario pu essere suddiviso in quattro moduli 209 1 Diagramma di flusso del processo Process flow chart il diagramma di flusso del processo consiste in una rappresentazione grafica e qualitativa di tutte le fasi rilevanti e di tutti i processi coinvolti nel ciclo di vita del sistema analizzato composto da sequenze di processi boxes collegati da flussi di materiali arrows frecce La sua caratteristica fondamentale quella di dividere un sistema in vari sottosistemi esplicare azioni d interconnessione le uscite di un sottosistema a monte sono le entrate di un sottosistema a valle ed individuare le parti del processo dotate di maggiore rilevanza soprattutto in termini ambientali per evitare di attribuire il medesimo grado di attenzione indiscriminatamente a tutte le fasi 2 Raccolta dati Data collection la raccolta dei dati richiede un impegno molto elevato in termini di tempo e di risorse a causa della notevole mole di informazioni spesso di difficile reperibilit necessarie a caratterizzare tutte le fasi del processo produttivo I dati raccolti possono essere distinti in tre categorie e dati primari provenienti da rilevamenti diretti e dati secondari ricavati sia dal
361. l trasporto contenuto nell arco di 100 km distanza per cui l impatto del trasporto non estremamente rilevante 292 Si pu notare come le fasi a maggiore impatto siano in primis la cippatura con un 77 9 utilizzo di una cippatrice che consumo molta energia derivante dall utilizzo di combustibile fossile a seguire la fase di carico del cippato con un 21 3 di incidenza questo impatto del carico deriva dal fatto che tale fase utilizza un consumo di elettricit che seppure minima si tratta di 5 000 KWh all anno rispetto alle altre fasi risulta per impattante dal punto di vista ambientale trattandosi di elettricit prodotta da combustibili fossili l impianto non prevede un autoconsumo per l energia elettrica che utilizza l impianto ma occorre comunque sempre un prelievo esterno di energia per il funzionamento Nell approvvigionamento in questione il taglio non compare a livello globale in quanto i minuti di utilizzo della motosega sono molto ridotti e il numero di alberi abbattuti non eccessivamente elevato trattandosi di impianti di piccola taglia Inoltre in tale approvvigionamento si deve considerare che il numero di alberi abbattuto risulta inferiore del precedente approvvigionamento 293 Tinfatti qui innanzitutto vi un 30 di cippato che deriva non da abbattimento di alberi ma da utilizzo scarti di paleria di precedenti lavorazioni dell azienda inoltre per tagliare gli alberi per un 50 vien
362. la corrente elettrica che in principio veniva fornita per far funzionare il generatore da motore si inverte in questo modo il sistema si trova in pochi istanti a produrre energia elettrica Cedendo calore al motore i fasci tubieri e la camera di combustione si raffreddano e man mano la produzione di energia elettrica diminuisce quando la potenza elettrica erogata pari a zero il motore viene distaccato dalla rete e quindi dall utilizzatore man mano che la qualit del gas prodotto dal gassificatore aumenta accresce anche il calore nella camera di combustione e di conseguenza il motore si trova nelle condizioni di poter essere nuovamente collegato alla rete elettrica per la produzione di corrente Quando il gassificatore freddo normalmente la procedura di accensione dura dai 15 ai 20 minuti trascorsi i quali il motore comincia a produrre una potenza stabile di qualche KW che man mano aumenta fino ad arrivare alla potenza di progetto in circa 4 ore quando invece il gassificatore caldo e persiste al suo interno una zona ancora ricca di tizzoni ardenti normalmente fino a 5 giorni dallo spegnimento la procedura di avviamento dura pochi minuti e si posso raggiungere le condizioni di funzionamento a regime in meno di 1 ora Lo spegnimento dell impianto viene comandato da PLC l operatore seleziona il comando OFF 426 Il software comanda la chiusura della valvola del gas ed apre la valvola di spurgo del gassificatore cos da devia
363. la letteratura come database di software specifici BUWAL CETIOM CBS IVAM e manuali tecnici sia da altri studi e da calcoli ingegneristici e dati terziari provenienti da stime e da operazioni analoghe da dati relativi a test realizzati in laboratorio da statistiche ambientali e da valori medi Quando si raccoglie il set di dati necessario controllare che questi siano concreti e coerenti un metodo di valutazione semplice consiste nell effettuare un bilancio per ogni processo tenendo conto del fatto che l ammontare degli input deve essere pari al rilascio degli output Oltre agli impatti relativi al processo devono essere definiti anche i dati riguardanti e impatti e consumi relativi all energia elettrica importata nel sistema necessario chiarire quale sia il contesto di riferimento Regionale Nazionale Comunitario per procedere alla valutazione del mixing di combustibili che concorrono alla produzione del KW elettrico sfruttato l efficienza globale del sistema ed i relativi impatti sull ambiente e impatti e consumi relativi al sistema di trasporto i prodotti possono essere trasportati con differenti mezzi a ciascuno dei quali corrisponde un certo impatto per unit di prodotto trasportato 210 1 Definizione delle condizioni al contorno System boundaries in questa fase si definiscono e il confine tra il sistema studiato e l ambiente deve essere inoltre specificato il carico sull
364. la loro attivit di produzione di energia sia connessa all attivit agricola perch accada deve esserci pi del 50 di biomassa prodotta dall azienda agricola E di estrema importanza verificare tale condizione tocca alla finanza tali controlli attraverso funzionari perch gli agricoltori sono pronti ad imbrogliare per gli enormi interessi in gioco perch se attivit connessa significa pagare zero di tasse perch paga sul reddito agrario gi anche che non produce energia La destinazione energetica della SAU richiede grandi superfici 3 5 5 kW ha di potenza elettrica 2 Distanza SAU impianti deve essere limitata Limite dei 70 km per l evidente impatto da trasporto 3 Destinazione alimentare biomassa aspetto etico Competizione per questo aspetto 4 Uso di sottoprodotti che la vera risorsa ambientale Importante per la costruzione di un impianto a biogas che vi sia un integrazione nella scelta della diversa componentistica in funzione delle specifiche e diversificate situazioni aziendali e per le particolari esigenze dell impianto che ogni azienda realizza Importante anche una gestione professionale per migliorare il rendimento dell impianto particolarmente attenta allo stato attuale vi sono ditte specializzate per seguire gli impianti grazie al controllo dei vari parametri analitici che metta in atto le azioni per ottimizzare il processo Importante infine sviluppare anche delle conoscen
365. la parziale combustione in difetto d aria CARATTERISTICHE DEL SYNGAS Portata de Componente Tiodusci Percentuale Densit dan la gas Portata dei costitutivo del p2og attesa sul g l a 0C gas inerti componente Rel syngas totale 1atm Nm h adimensionale kWh Nm combustibili OC 1 atm Nm h Gas T Gas i combustibile i 27 H 0 089 0 069 2997 6 Gas j eo cesmene ton tare a roae on PCI totale 1 26 KWh Nm Tutto il volume a disposizione per i processi termochimici di trasformazione del legno in Q 5 2 39 gas combustibile circa il 33 utilizzato per l essicazione il 45 per la pirolisi e il 22 per la combustione 138 Il tempo di permanenza globale della biomassa di 2 ore e 16 minuti tempo in cui il singolo frammento di lengo impiega a trasformarsi completamente in gas combustibile diventando cenere I parametri di funzionamento principali sono la percentuale di aria e quindi ossigeno all interno della miscela di gassificazione e la depressione in testa al gassificatore Il tenore di ossigeno nella miscela di gassificazione regolato dalla valvola di gassificazione 70 C Termocoppia zona gas Volume legno 638676 cm3 0 64 me Consumo legno medio 0 286 mc h Sup gassificatore 2826 cm3 0 28 mq Velocit discenslonale legno 0 6 cm min Tempo di permanenza 2 ore e 16 min
366. la ricerca e quindi quelli del sistema oggetto dello studio nonch esprime i risultati in maniera opportuna in ultima analisi la definizione del grado di approfondimento cui spingere lo studio La fase preliminare di definizione dell obiettivo e del campo di applicazione rappresenta uno stadio rilevante nello sviluppo di uno studio chiarendo la ragione principale per la quale si esegue l LCA comprendendo anche l utilizzazione dei risultati descrivendo il sistema oggetto dello studio e i suoi confini elencando le categorie dei dati da sottoporre allo studio ed individuando il livello di dettaglio che si intende raggiungere Fornisce in sintesi la pianificazione iniziale per effettuare uno studio di LCA Essendo una fase fondamentale essa possiede una struttura molto articolata entro la quale necessario definire 1 Obiettivo dello studio in esso sono contenute le motivazioni che hanno portato ad eseguire lo studio le applicazioni previste e i destinatari dello studio cio gli utilizzatori interni o esterni dei risultati ottenuti 205 2 Campo di applicazione dello studio esso deve essere definito in maniera opportuna al fine di assicurare che l ampiezza la profondit e il dettaglio dello studio siano compatibili con l obiettivo stabilito e adeguati per conseguirlo Per il campo di applicazione si considerano i seguenti argomenti Definizione del sistema e sue funzioni Nell LCA viene definito sistema un qu
367. la sala macchine pompaggi digestato nei campi l alimentazione del silos nel silos vengono caricate le quantit necessarie di insilati e sottoprodotti acquistati giornalmente poi di tali quantit la tramoggia presenta un sistema computerizzato nel quale viene regolata una quantit di 1 20 all ora controllo sulle tempistiche di miscelazione infine esegue controlli sul biogas prodotto che abbia certi componenti con certe percentuali e la quantit di biogas erogata che rimanga costante infine l ultima CPU realizza funzionalit di interfaccia uomo macchina Vediamo nella pagina seguente lo schema implementativo del sistema di controllo dell impianto peraltro simile all impianto precedente Lo schema di sicurezza risulta il medesimo del caso procedente non verr pertanto rappresentato in cui presente un unit di sicurezza con il suo bus di sicurezza al bus di sicurezza sono quindi collegate tutte le CPU del sistema di controllo utilizzato oltre ai dispositivi dedicati alla sicurezza Anche la CPU di interfaccia uomo macchina collegata al bus di sicurezza al fine di disabilitare l utente a eseguire certe attivit Vi sono sensori e attuatori di sicurezza collegati al bus di sicurezza anche nelle CPU vi sono sensori che rilevano le grandezze fisiche da controllore e degli attuatori che permettono l intervento sui dispositivi da tenere sotto controllo che sono dimensionati con un ordine di grandezza superore de
368. lcolati tenendo conto del fatto di ottenere 1 kWh come output cos anche per le ceneri il trasporto avr un valore unitario riferito all ottenimento di 1 Kg di ceneri come output Nel calcolo dei valori il numero da inserire nelle schede delle fasi dunque unitario nel senso che riferito a una quantit unitaria per esempio in ogni scheda della fase indicato come output una quantit di 1 Kg di cippato per le fasi di approvvigionamento indicato come output una quantit di 1 KWh per le fasi del processo produttivo indicato come output una quantit di 1 Kg di cenere nelle fasi dello smaltimento residui Si calcolato quindi come input in base alle specifiche unit di misura di ogni input utilizzato il valore per ottenere 1 kg di cipapto e non 4 500 kg oppure il valore per ottenere 1 Kg di ceneri e non 8 m di ceneri all anno oppure il valore per ottenere 1 kWh di energia e non i kWh totali prodotti dall impianto all anno In questo modo il computo totale sar effettuato nella fase di assemblaggio in cui vengono unite tutte le diverse fasi delle varie macrofasi Nella macrofase approvvigionamento in assemblaggio verr inserito per ogni fase il totale corrispondente per esempio per il taglio l esbosco il trasporto la cippatura verr inserito il valore di 4 500 quintali Nell assemblaggio della macrofase processo produttivo i valori totali sono riferiti all anno Anche qui nel calcolo dei valori il nu
369. le Universit di Bologna DIEM Cogenerazione e micro cogenerazione stato dell arte e prospettive future Celle a combustibile Ravenna 2010 Lab amp Lab 451 Piattaforma Nazionale Biofuels Italia G Venturi Bioenergie e biocarburanti la Piattaforma Tecnologica Nazionale Ravenna 2010 Lab amp Lab COSEA e CISA Ing S Palmieri La filiera legno energia sostenibile l esperienza e gli impianti realizzati dal consorzio COSEA e centro CISA Ravenna 2010 Lab amp Lab Romagna Compost Ing A Piraccini La digestione anaerobica di FORSU l esempio di Romagna Compost Ravenna 2010 Lab amp Lab Dott P Navarotto Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Universit degli Studi di Milano Produzione di biogas concetti generali e parametri per la progettazione di impianti di digestione anaerobica Ravenna 2010 Lab Dott L Rossi C R P A S p A Reggio Emilia Normativa impianti a biogas Ravenna 2010 Lab amp Lab Ing F Lussu ARPA Emilia Romagna e Ing E Valentini Universit di Bologna relazione Procedure autorizzative ed incentivi per gli impianti a biogas da digestione anaerobica Osservatorio Gestione Conflitti Ambientali Avanzi e APER Fonti energetiche rinnovabili e accettabilit sociale Cause dinamiche e strategie per la ricomposizione dei conflitti 2003 Osservatorio Gestione Conflitti Ambientali Avanzi e APER Il decalogo per favorire l accettabilit degli imp
370. le che sta interessando l intero Pianeta Le energie rinnovabili presentano un elevato potenziale anti inquinamento e inoltre costituiscono una fonte di reddito per molti nuovi imprenditori perci evidente l importanza della loro diffusione a livello globale 449 Bibliografia G L Baldo Analisi del Ciclo di Vita Edizioni Ambiente 2008 CISA COSEA Cogenerazione a biomassa Gassificazione Motore a combustione sterna Stirling 2008 Pepe Tesi in sistemi di controllo digitale Analisi di sistemi per l industria di processo anno accademico 2007 2008 Ing E Borgognoni Tesi in Valorizzazione delle risorse primarie e secondarie sistema di cogenerazione a biomassa con processo di gassificazione e uso del motore a combustione esterna di Stirling l ecoimpianto di castel d aiano anno accademico 2009 2010 Documento ppt PLC e standard 1131 3 Bonivento e A Paoli CASY DEIS University of Bologna Safety oriented design Diagnostica e controllo anno accademico 2008 2009 LP Automazione articolo di F Andreolli e I Mazzarelli La sicurezza funzionale nell innovativa norma IEC 61508 E Usai Dipartimento DIEE Universit di Cagliari sistemi di supervisione e controllo S Bimbo E Colaiacovo Sistemi SCADA 2006 J Smith amp K GL Simpson Functional Safety seconda edizione 2004 C R P A S p A Reggio Emilia La sfida delle agroenergie per le imprese agricole 2009 Svizzera Energia Smaltimento della cenere
371. lementi che concorrono alla formazione di questi aggregati sospesi nell aria sono numerosi e comprendono fattori sia naturali che antropici ovvero causati dall uomo con diversa pericolosit Fra i fattori naturali vi sono polvere terra sale marino alzati dal vento il cosiddetto aerosol marino incendi microrganismi pollini e spore erosione di rocce eruzioni vulcaniche polvere cosmica Fra i fattori antropici si include gran parte degli inquinanti atmosferici emissioni della combustione dei motori a combustione interna autocarri automobili aeroplani emissioni del riscaldamento domestico in particolare gasolio carbone e legna residui dell usura del manto stradale dei freni e delle gomme delle vetture emissioni di lavorazioni meccaniche dei cementifici dei cantieri lavorazioni agricole inceneritori e centrali elettriche fumo di tabacco COT Carbonio Organico Totale Il Total organic carbon in italiano Carbonio organico totale una misura della quantit di carbonio legato in un composto organico ed spesso utilizzato come indicatore non specifico della qualit delle acque o nell analisi dei fumi risultanti dai processi di combustione come indice del livello di completezza della combustione stessa COV Carbonio Organico Volatile I composti organici volatili COV includono gruppi diversi con comportamenti fisici e chimici diversi Si classificano infatti sia gli idrocarburi contenenti carbonio ed idrog
372. lemi con gli strumenti di miscelazione mixer e sedimentazioni e croste diversi strumenti e alti costi di manutenzione sistemi per rendere liquido il materiale Processi con valori di secco intermedi 10 14 solida vengono definiti processi a semisecco La cella Altre distinzioni di impianto relativa alla temperatura 1 Mesofilia circa 35 gradi con tempi di residenza di 25 30 giorni E la pi diffusa perch pi interessante sia nei confronti dell eliminazione di eventuali patogeni presenti sia per la velocit maggiore del processo L aspetto negativo la maggiore difficolt di gestione dell impianto Bisogno comunque considerare quale biomassa abbiamo in ingresso se usiamo biomasse ricche in azoto pu pericolosa la presenza di un eccesso di azoto o ammoniaca che sotto forma gas diventa tossica per gli organismi 2 Termofilia circa 55 gradi con tempi di permanenza inferiori a 14 16 giorni Esiste qualche impianto di questo tipo con risultati interessanti per un attenta gestione occorre 3 Psicrofilia a freddo 10 25 gradi per impianti semplificati con tempi di permanenza di 60 giorni Non ci interessano per produrre energia ma sono diffusi soprattutto per motivi ambientali per il controllo degli odori negli allevamenti zootecnici intensivi Gli impianti pi diffusi sono ad umido semi secco che lavorano per lo pi in termofilia sono impianti che operano di solito in codi
373. li la possibilit di avere dei benefici economici sorprende che i comuni usino tale pratica in maniera eccessiva talvolta per accrescere le casse comunali e talaltra per lanciare un messaggio di non gradimento dell iniziativa 443 Capitolo 9 Conclusioni Nel presente capitolo si vuole tirare le fila dell elaborato e riassumere i risultati ottenuti a livello ambientale ed economico degli impianti presi in considerazione attraverso anche considerazioni legate alla tipologia di impianto e di materia prima trattata La parte generale del presente studio corrispondente ai primi due capitoli stata dedicata alla presentazione della biomassa come fonte alternativa di energia potenzialmente in grado di sostituire almeno in parte i tradizionali combustibili fossili La biomassa infatti costituisce un immenso giacimento energetico che se sfruttato in maniera sostenibile potrebbe rappresentare un passo decisivo verso l ampliamento del mix di fonti energetiche disponibili nazionali e soprattutto consentire una sempre minore dipendenza dai principali Paesi produttori di idrocarburi Nell ambito delle tecnologie di sfruttamento delle biomasse a fini energetici molte delle tecnologie di conversione sono gi ampiamente consolidate sia per quanto riguarda la disponibilit sia per quanto riguarda i rendimenti Successivamente nel capitolo 3 e 4 si sono analizzati i casi studio descritti nel presente elaborato e la descrizione delle t
374. li materie per esempio Pizzoli e li trasportano tramite camion all azienda Mengoli Gli insilati e i sottoprodotti sono caricati in tramoggia e pompati all interno delle vasche fermentative I liquami bovini che derivano dall allevamento di bovini dell azienda a fronte di abbeveramento e somministrazione di cibo derivante dalle colture stesse in seguito saranno pompati direttamente nella vacsa fermentativa insieme alle altre materie prime 312 Le quantit delle diverse tipologie di materia prima impiegate risultano le seguenti 80 quintali di insilati al giorno caricati in tramoggia 120 quintali di liquami al giorno pompati in vasca 100 q di sottoprodotti al giorno caricati in tramoggia e ogni ora viene immesso 1 20 di quanto viene caricato in tramoggia o in vasca FASE 1 COLTURE DEDICATE La presente fase si articola in diverse operazioni eseguite al fine di ottenere in output 1 Kg di coltura dedicata le quali compariranno nella scheda della presente fase come tutti gli input necessari per ottenere il kg di coltura dedicata Le operazioni input sono cos schematizzate TRATTORE PER Trattore diesel da 100 CV utilizzato 1 5 ore per seminare 1 ettaro SEMINA Occorre irrigare alcune colture mais irriguo le altre no e serve una certa quantit di acqua per ottenere quel Kg di coltura in output alla fase IRRIGAZIONE Utilizzo di un trattore per la trincia durante la raccolta delle TRATTORE PER colture per
375. lisi Reiterazione del correzione dei confini tecnica della significativit ciclo di vita in caso del sistema opzionale che i tre punti precedenti non siano soddisfatti Categorie di dati Allocazione dei flussi VALUTAZIONE Conclusioni e e dei rilasci Assegnazione di un peso raccomandazioni relativo alle varie categorie Relazione sullo d impatto opzionale studio Scelta iniziale dei flussi in Interpretazione dei ingresso e uscita risultati e analisi dell incertezza Requisiti di qualit dei dati Relazione sullo studio Struttura concettuale della Valutazione del Ciclo di Vita L approccio metodologico adottato per sua natura di tipo dinamico e interattivo e la parte fondamentale quella della disponibilit dei dati e delle informazioni necessarie allo sviluppo dei calcoli 203 Trattandosi di modelli operativi tutte le LCA possono infatti essere considerate in qualche modo semplificate in quanto ipotesi e assunzioni di lavoro tendono per loro natura a semplificare o trascurare parti di sistema reale coerentemente con quanto stabilito egli obiettivi del lavoro e con le risorse a disposizione Comunque data la gran mole di dati in gioco per soddisfare le esigenze dell analisi per l elaborazione dei dati indispensabile usare strumenti di tipo informatico I modelli informatici di analisi e le banche dati costituiscono quindi parte integrante della strumentazione necessaria per affro
376. lity Resources MJ surplus 1 15 Resources Tabella di confronto due approvvigionamenti legata alle 3 macro categorie degli indici di Possiamo vedere che per gli indici Carcinogens Responsability inorganics Climate change Radiation Ozone Layer Acidification Eutrophicstion il risultato quasi identico il processo produttivo e lo smaltimento ceneri sono i medesimi Per gli indici Responsability organic e Ecotoxicity l approvvigionamento La Fenice risulta maggiore infatti il taglio maggiore e impatta in misura maggiore a causa dell utilizzo degli scarti in parte e dell utilizzo della gru a cavo in Orlandini che comporta un minore uso della sega elettrica e un minore riduzione degli alberi nel bosco Per gli indici Land Use Minerals e Fossil Fuels l approvvigionamento Orlandini risulta maggiore risultato da imputare all esbosco che incide in misura maggiore essendo i km di trasporto legname maggiori e al trasporto cippato che incide maggiormente in Orlandini dovendo trasportare il cippato a una distanza molto maggiore a 68 km dall impianto rispetto al caso La Fenice a 7 2 km dall impianto impatto metodo Eco Indicator99 Unit Totale DALY 0 0148 PDF m2yr 646 MJ surplus 0 645 305 I risultati sopra esposti sono anche palesati da quest ultima tabella legata alle 3 macro categorie degli indicatori ambientali Si pi dunque notare come l impatto sulla Salute Umana simile infatti il processo produttivo e
377. lla rilasciata durante la decomposizione sia che essa avvenga naturalmente sia per effetto della conversione energetica equivalente alla quantit di anidride carbonica assorbita durante la crescita della biomassa stessa In Italia la diffusione degli impianti energetici basati sulla biomassa rende significativo il problema dello smaltimento delle ceneri residue che sono prodotte in quantit elevate Per queste ceneri l attuale legislazione sui rifiuti offre le seguenti possibilit e conferimento in discarica e recupero in cementifici e nell industria dei laterizi e produzione di fertilizzanti e autorizzazione allo spandimento a scopo agricolo Il recupero in cementifici e nell industria dei laterizi previsto dal D M 5 Febbraio 1998 tale operazione sottoposta a procedura semplificata comunicazione anzich autorizzazione Il suddetto decreto si occupa appunto delle ceneri da impianti di combustione di biomasse ed affini fanghi di cartiera inclusi Purtroppo nella realt gli impianti che producono questo tipo di ceneri incontrano non poche difficolt nel trovare qualcuno disposto ad attuare il loro recupero ci dovuto a problemi legati esclusivamente alla mancanza di figure professionali competenti tanto nei processi industriali legati alla loro produzione quanto nei processi industriali legati alla produzione di cemento Infatti l eterogeneit che caratterizza la qualit delle ceneri correlabile come ovvi
378. llaborazione con importanti Enti quali Arpa CISA e Co Se A Il mio percorso universitario non stato sempre facile e lineare ho alternato momenti di grande produttivit a momenti di sconforto proprio nei momenti di sconforto stato fondamentale l aiuto e la presenza di tante persone a me vicino Ma nonostante tutto sono arrivata con mio grande orgoglio personale alla fine del percorso intrapreso e con entusiasmo del titolo che sono prossima a raggiungere titolo a cui ho sempre aspirato Ringrazio prima di tutto i miei genitori non c di certo bisogno di spiegarne i motivi E non posso certo dimenticarmi del mio ragazzo Matteo sempre a me vicino in questo lungo percorso non privo di insidie Hanno sempre avuto la pazienza e la forza di incoraggiarmi nei momenti bui dello studio senza mai troppo giudicare le mie scelte ma soprattutto devo a loro la costanza e la determinatezza con le quali sono giunta fino in fondo al percorso in particolar modo nei momenti in cui avrei voluto abbandonare tutto Un grazie davvero speciale e di cuore Ringrazio anche i miei amici e compagni di facolt La Francy anche mia cara amica sempre a me Vicina e pronta ad ascoltare le mie lamentele su professori esami ecc e nell avermi prestato i suoi preziosissimi appunti La Marghe e Luca con cui abbiamo condiviso esami interrogazioni scambio di appunti progetti di gruppo e senza dimenticarci le nostre uscite La Carm Enri e Fabri compagni e
379. llo assorbito dalla pianta durante la fase di accrescimento Quindi la CO che contribuisce all effetto serra principalmente conseguente alle fasi di taglio allestimento esbosco trasformazione e trasporto per questo motivo sarebbe opportuno adottare macchine alimentate a biodiesel e sfruttare la biomassa presso utenze non eccessivamente distanti dal luogo di produzione in caso contrario le emissioni connesse al trasporto non potrebbero pi essere trascurare Vi sono inoltre vantaggi indiretti il valore aggiunto che un bosco curato porta a livello ambientale e paesaggistico con ricadute positive nel settore turistico la riduzione degli effetti di dilavamento e degli smottamenti a cui il territorio appenninico soggetto Le possibilit di sfruttamento della biomassa sono tuttavia limitate da una serie di fattori che ostacolano lo sviluppo della filiera l insufficiente informazione determina una scarsa conoscenza da parte della popolazione circa i potenziali benefici non solo in termini ambientali ma anche economici e sociali I moderni sistemi di riscaldamento a combustibili legnosi funzionano al pari di quelli convenzionali alimentati a gas o a gasolio sono solo meno comuni e conosciuti Avviare un progetto di un sistema di riscaldamento a legna dove non sia mai stato realizzato qualcosa di simile non certamente un compito facile e richiede un considerevole sforzo anche comunicativo Tuttavia un azione che in caso
380. lo del legno ed in grado di garantire prestazioni e rese energetiche maggiori anche se i loro processi di combustione fanno aumentare la concentrazione di gas ad effetto serra in atmosfera Le risorse fossili impiegate per la generazione di energia sono il risultato di una trasformazione millenaria di composti organici Questi si conservano e si accumulano nel sottosuolo dove sottoposti a temperature e pressioni elevate sono convertiti in idrocarburi utilizzabili come fonte energetica Una volta poi estratti dal suolo vengono combusti con conseguenti emissioni in atmosfera di anidride carbonica immagazzinata nel sottosuolo per milioni di anni 83 Questa dunque non rientra nella fase biologica del ciclo del carbonio contribuendo cos all incremento delle concentrazioni di CO in atmosfera In questo modo l azione dei gas ad effetto serra viene amplificata con un conseguente innalzamento della temperatura media terrestre Le continue emissioni antropiche ed il conseguente aumento dei livelli di concentrazione dei gas hanno reso il processo biologico di assorbimento incapace di ridurre l anidride carbonica in atmosfera Questa situazione aggravata del perdurare di azioni di deforestazione che limitano la capacit dell ecosistema di assorbire le emissioni e contribuiscono alla presenza di elevati livelli di gas Se le emissioni continuassero ai ritmi attuali la temperatura globale destinata ad aumentare Il continu
381. lo smaltimento ceneri sono i medesimi l impatto sulla Qualit dell Ecosistema risulta maggiore nella Fenice in quanto il taglio con le ore di utilizzo motosega incide maggiormente appunto per il discorso che il taglio in Orlandini ridotto dall utilizzo della gru a cavo e dall utilizzo degli scarti in parte per produrre il cippato e inoltre la cippatura in Orlandini incide meno dovendo consumare una quantit minore di energia per cippare una parte di cippato deriva da scarti di lavorazioni precedenti gi di piccola pezzatura l impatto sulle Risorse maggiore in Orlandini in quanto l esbosco incide maggiormente dovendo compiere un numero di km maggiore stessa cosa per il trasporto cippato Complessivamente si pu concludere che l approvvigionamento La Fenice risulta essere il pi performante dal punto di vista ambientale sebbene per l Ecosistema presenta un valore un po superiore per l esbosco e il trasporto incidono in misura minore essendo l azienda situata a una distanza pi prossima dal bosco da cui proviene il cippato e trovandosi l impianto a una distanza minore dal bosco nonostante il taglio sia peggiore utilizzando solo alberi e niente scarti e le ore di utilizzo motosega risultano maggiori ma il taglio non presenta un incidenza cos massiccia da compromettere l intera soluzione Tale risultato in linea anche con l obiettivo di promuovere le filiere legno energia locali e quindi La Fenice risp
382. ls Non ferro metals etc e per ciascuno di questi indicata la Waste Fraction che servir per attribuire a ciascun componente il trattamento adeguato Waste Treatment e lo scenario adeguato Waste Scenario Nel caso in cui non sia indicato necessario sapere che il codice non prevede di considerare tale materiale come rifiuto all atto della dismissione Processi I Processing sono anch essi suddivisi in categorie che raccolgono lavorazioni relative ad un certo tipo di materiale Trasporti I Trasporti sono suddivisi in base al tipo strada ferrovia acqua aria e per ciascuno di essi si riportano i possibili mezzi di trasporto Energia L Energy permette di valutare il tipo di energia utilizzata nelle fasi di produzione ed eventualmente in quelle di utilizzo del prodotto Il calcolo Il calcolo vero e proprio riguarda la caratterizzazione la normalizzazione e la valutazione 249 Capitolo 5 Risultati LCA L obiettivo del presente elaborato la determinazione dell impatto ambientale relativo a due casi reali un impianto a cippato di legno costruito nel comune di Castel d Aiano Bologna e un impianto per la produzione di biogas costruito presso un azienda agricola di Castenaso Bologna Impianti per la produzione combinata di elettricit e calore Si vuole evidenziare l importanza ambientale di impianti di questo genere attraverso i risultati condotti nell ambito d
383. lusso di aria in pressione erogata da un compressore successivamente quando la temperatura del nocciolo interno del gassificatore sufficientemente elevata il sistema pu produrre il calore necessario ad autoalimentarsi innescando la gassificazione automaticamente Di conseguenza il PLC esclude la resistenza elettrica ed il processo non necessit pi di un adescamento ma si auto sostiene tramite l immissione della miscela di gassificazione mediante la ventola di gassificazione 424 Gli agenti gassificanti necessari alla gassificazione sono aria e fumi di ricircolo i fumi una volta che l impianto a regime garantiscono l autoalimentazione per la gassificazione mentre l ingresso di aria nel gassificatore regolato da una valvola di gassificazione comandata dal software il PLC regola la suddetta valvola per mantenere un valore di setpoint preimpostato dall operatore che regola in questo modo il fabbisogno di ossigeno all interno del gassificatore Controllo della combustione per una combustione ottimale il sistema regola automaticamente il tenore di ossigeno nella camera di combustione Il software comanda la valvola dell aria per aumentare il flusso in ingresso fino alla completa apertura se l ossigeno non dovesse risultare sufficiente il sistema procede con la progressiva chiusura della valvola del gas Il tenore di ossigeno viene misurato mediante sonda lambda e viene regolato per raggiungere il valore di setpoi
384. ma infatti tali flussi non sono in alcun modo intralciati da attivit di origine umana Nella stesura della metodologia di valutazione si deciso di considerare esclusivamente la trasmissione di informazioni a livello di specie ci significa che si assunta la diversit delle specie come un valore adeguato alla rappresentazione della qualit dell ecosistema Quasi tutte le specie possono essere affette dall influenza delle attivit antropiche quindi essendo impossibile effettuare un monitoraggio che le comprenda tutte sar necessario scegliere i gruppi di specie che meglio rappresentano la qualit dell ecosistema Per questo motivo si distingue e la completa ed irreversibile estinzione della specie e la reversibile o irreversibile scomparsa o livello di stress di una specie in una delimitata zona durante un certo intervallo temporale Il primo tipo di danno probabilmente il pi importante nella qualit dell ecosistema ed tuttavia estremamente difficile da modellare nel contesto dell LCA necessario infatti considerare che l estinzione completa di una specie un fenomeno che si verifica come 232 conseguenza di un insieme di diversi fattori ci implica che non sar il ciclo di vita di un solo prodotto a causare l estinzione ma l insieme di numerosi cicli di vita Nella seconda opzione si assume che i danni causati dal ciclo di vita di un singolo Ton aai Lada prodotto provocano un danno tempo
385. mamente rilevante Analizzando il network del solo indicatore Global Warming invece possiamo notare come la fase a maggiore impatto sia la cippatura 63 1 ma a seguire vi la fase di carico 34 5 e non il taglio 1 29 il risultato da aspettarselo in quanto il carico consuma abbastanza energia che deriva da un uso di combustibili fossili che immettono in atmosfera sostanze dannose e CO che influisce al riscaldamento globale del pianeta Se osserviamo il grafico relativo all indicatore Risources ovviamente risultata il maggiore impatto ambientale dato dall esbosco con un 56 7 per l abbattimento di risorse naturali come gli alberi e considerando che in questo approvvigionamento la media dei km per prelevare il legname molto maggiore dell approvvigionamento La Fenice A seguire vi il trasporto del cippato con un 34 2 e infine il trasporto ceneri incidenza del 9 16 anche qui in misura minore del trasporto cippato per le conclusioni che sono state tratte anche per gli Eco Indicator99 E da notare che impatta maggiormente l esbosco del trasporto in quanto a livello globale l esbosco con trasporto legname tramite trattore fino all azienda dove si esegue la cippatura oltre a consumare risorse naturali in questo caso compie anche un numero di kilometri assai maggiore 301 15223 9 0 00251 p 15553 MJ Diesel stock wood cnipoe Electricky from Europe U u coal 8250 o 2 796 Network relativo all
386. materia prima 2 20 h giorno 365 7 300 ore all anno di funzionamento 7 300 1 kW di potenza del motore della coclea 7 300 kWh all anno di funzionamento 7 300 6 818 000 kWh prodotti all anno 0 00107 kWh per produrre in output 1 kWh di energia A seconda di dove vado a inserire la fase di Carico in tramoggia posso utilizzare uno o l altro valore di kWh Nel nostro caso essendo la fase inserita come fase a s all interno della macrofase riguardante la produzione di energia riferisco i kWh consumati dalla coclea al caricamento di 1 kg di materia prima e quindi il avalore del caso 1 in alternativa inserendo la fase di Caricamento come input nella fase Produzione cogenerativa di energia si sarebbero dovuti riferire i kWh consumati dalla coclea alla produzione di 1 KWh di energia Nell assemblaggio avendo scelto la modalit 1 si inserisce come valore totale i kg totali caricati all anno dalla coclea 18 000 kg al giorno 365 6 570 000 kg caricati all anno FASE 2 PRODUZIONE COGENERATIVA DI ENERGIA Tale fase sta ad indicare il vero e proprio processo produttivo dell impianto e cio la produzione di elettricit per le utenze elettriche eventualmente vendita e di calore per le utenze termiche riscaldamento stalle vasche fermentative e abitazione dell azienda agricola Nel realizzare tale fase si considerata una unica fase al cui interno vi sono i sottoprocessi VASCHE FERMENTAZIONE GASO
387. materializzare il processo di produzione del benessere umano usando meno energia e materiali e usando energie rinnovabili attualmente si stanno impiegando combustibili fossili che sono rinnovabili ma in tempi geologici lunghi perci considerate non rinnovabili Il consumo di risorse materiali pu essere rappresentato da un diagramma triangolare le risorse sulla Terra sono il triangolo 1 3 EFFETTIVAMENTE UTILIZZABILI 1 3 NON UTILIZZABILI 1 3 NON SFRUTTABILI 1 3 CONOSIUTE Si assister a una crescita della domanda di energia Il problema pertanto non riguarder solamente la reperibilit delle risorse energetiche ma anche gli effetti che un loro utilizzo incontrollato provocher sull ambiente Appare pertanto evidente come anche l accesso all energia debba essere caratterizzato da condizioni di sostenibilit Dalla Conferenza di Kyoto 11 dicembre 1997 e in vigore dal 2005 si evince come il ricorso alle fonti di energia rinnovabile si imponga come scelta obbligata per la riduzione e il contenimento dei gas ad effetto serra CO in primis Uno sviluppo energetico sostenibile a livello ambientale si persegue attraverso la promozione il ricorso e la diffusione di energie rinnovabili di pari passo con l ideazione di tecnologie di conversione pi efficienti il tutto accompagnato da un incremento del risparmio energetico Conferenza di Copenaghen Conferenza delle Nazioni Unite sul Cambiamento Climatico
388. mbito di una azienda di processo a rischio di incidente rilevante e l applicazione delle norme coinvolge tutta l organizzazione e deve integrarsi oltre che essere coerente con quanto previsto dalla normativa di legge di riferimento in materia e con quanto previsto dai sistemi di gestione aziendali In questo modo risulta cos possibile gestire la complessit della organizzazione stessa per gli aspetti di salute sicurezza sul lavoro sicurezza industriale Complessit derivante dal numero dalla dimensione dalla tipologie di soggetti e funzioni coinvolti con i relativi ruoli e responsabilit apparecchiature sistemi impianti e sostanze chimiche pericolose in esse impiegate e prodotte procedure organizzative ed istruzioni operative metodologie di analisi dei rischi processi di documentazione e comunicazione delle informazioni rilevanti 415 La Sicurezza parte integrante dell attivit produttiva e solo con una Gestione Integrata che la porta ad essere non pi un aspetto accessorio si possono raggiungere elevati livelli di sicurezza salvaguardia delle persone e della loro salute ed integrit del patrimonio ambientale e aziendale Nell ambito di una realt a grande complessit come una azienda di processo esposta al rischio di incidente rilevante e di conseguenza soggetta alla normativa di riferimento in materia D Lgs 334 99 e s m 1 le analisi di affidabilit dei componenti di sicurezza risultano essere fo
389. menti zootecnici privati e non si viene a creare una vera e propria concorrenza tra le varie aziende In realt la concorrenza maggiore proviene dalle aziende che producono energia non necessariamente ricavata da fonti rinnovabili L ENEL al quale vende l intera produzione di energia elettrica esclusa quella d utilizzo privato dell azienda l obiettivo quello di far capire ad altri allevatori come sia possibile utilizzando materiali di scarto produrre energia pulita nel rispetto dell ambiente I principali ostacoli per l avviamento della nostra impresa sono di tipo economico nell impianto di Castenaso stato investito circa 1 500000 BIOGENERATORE IL BIOGAS CONCIME JL ENRGIX ELETTRICA ABITAZIONI Da questo tipo di produzione sono ricavabili due sottoprodotti 1 Concime organico mineralizzato che potr essere anche venduto 2 Acqua calda ricavata dal sistema di raffreddamento dei motori utilizzata per mantenere le vasche di stoccaggio a una temperatura di 38 40 C e per utilizzo domestico solo ad uso privato 182 Pertanto i prodotti destinati alla vendita derivanti dall impianto di bioenergia sono 1 energia elettrica 2 concime organico mineralizzato Energia elettrica si produce energia elettrica tramite il funzionamento di un motore alimentato dal biogas prodotto dal biogeneratore Concime una sostanza solida che deriva direttamente dalla fermentazione dei liquami In
390. mento il tempo di recupero Esso dato dal rapporto tra l investimento iniziale e la somma dei flussi di cassa Il tempo di recupero l intervallo di tempo necessario per recuperare integralmente il capitale impiegato in un investimento Questo periodo viene determinato individuando la scadenza pi vicina tra quelle per le quali i flussi positivi dell investimento compensano le uscite sostenute Come output si ottiene il numero di anni necessari per recuperare l investimento iniziale Tale metodo comunque dipende dal cut off period scelto trattasi perci di una scelta arbitraria quindi nella valutazione di un investimento sempre bene fare riferimento al VAN 366 Il Valore attuale Il principio base della finanza asserisce che un Euro oggi vale pi di un Euro domani dacch l Euro oggi pu essere investito e iniziare a dare interessi immediatamente Il valore attuale di un ricavo futuro pu essere trovato moltiplicando il ricavo per un fattore di attualizzazione minore di 1 difatti se il fattore di attualizzazione fosse maggiore di 1 un Euro oggi varrebbe meno di un Euro domani Se C1 il ricavo atteso nel periodo 1 un anno da oggi allora Valore Attuale VA fattore di attualizzazione FA C Questo fattore di attualizzazione espresso come il reciproco di 1 pi un tasso di rendimento FA 1 1 7 dove il tasso di rendimento r il premio che gli investitori domandano per accettare la post
391. mercato per gli imprenditori rappresentano opportunit rischi decisivi Inoltre in input vi sono le seguenti informazioni naturalmente utili al fine della valutazione dell investimento o anno di avvio del progetto investimento o vita utile dell impianto anni o Tasso di inflazione o Tasso di interesse reale o Tasso di interesse nominale E bene infatti tener conto dell inflazione quando si vanno ad attualizzare i flussi di cassa che si presentano in anni diversi quando andiamo a valutare il VAN dell investimento Il software nella formula del VAN utilizza il tasso di attualizzazione reale Di seguito riportata un immagine che mostra come si presenta nel software la pagina degli input all analisi finanziaria 359 PARAMETRI TEMPORALI NDICI SPESE PER INSTALLAZIONE COSTO IMPIANTO X M N A E E E E SPESE PER LE ATTREZZATURE PER IL CONTROLLO DELL INQUINAMENTO SIEGEEE OCI DI COSTO PER GESTIONE E MANUTENZIONE OSTI PER L ENERGIA Input relativi ai costi RICAVI IMPIANTO Y BENEFICIO ANNUO Input relativi alle entrate 360 Dati di output Il software inseriti i dati in ingresso calcola i flussi di cassa il VAN e il tempo di recupero Flussi di cassa Si ottengono sommando la quota di ammortamento il software utilizza ammortamento costante al reddito netto Il reddito netto e il margine operativo lordo E ottenuto detraendo le imposte dal reddito ante imposte a sua volta ricava
392. mero da inserire nelle schede dedicate alle fasi unitario quindi l output della scheda 1 kWh equivalente suddiviso nelle sue quote avremo output_termico e output_elettrico con le rispettive percentuali e come loro valore 1 kWh cos tutti gli input inseriti nelle fasi sono valori unitari per l ottenimento di 1 kWh e non di 840 000 kWh e 210 000 kWh Il computo totale sar anche qui effettuato nell di assemblaggio in cui verr inserito per ogni fase il totale corrispondente per esempio per l output termico sar inserito 840 000 kWh termici per l output elettrico 210 000 KWh per le dispersioni 150 000 KWh 254 E da notare che per la fase di carico del cippato all impianto sar utilizzato come valore totale 4 500 q di cippato quantit effettivamente caricata dalla tramoggia di carico Stessa cosa per la macrofase ceneri in cui il valore totale da inserire nell assemblaggio delle sue fasi sar il totale di ceneri prodotte all anno e cio 8 m all anno Mentre nelle singole schede dedicate ad ogni fase sar inserito il valore unitario per la produzione in output di 1 kg di ceneri e non del totale annuo di ceneri MACROFASE 1 APPROVVIGIONAMENTO _ 4 500 q di fornitura di cippato Taglio con motosega esbosco con raccolta a strascico tramite argano montato su trattore e trascinamento albero fuori dalla zona di abbattimento e utilizzo dell escavatore con pinza montata su trattore al fine di realizzare l
393. mette sostanze nell ambiente dannose per la salute umana sicuramente e per l ecosistema pianeta e non riguarda direttamente l uso di risorse naturali e di combustibili fossili Secondo alla cippatura vi il carico anch esso impattante per le prime due macro categorie perch consuma energia elettrica per caricare il cippato consumo derivante da combustibile fossile che mette sostanze dannose nell ambiente dannose per la salute umana e per l ecosistema Infine si nota come la fase di trasporto e trasporto ceneri e in misura minore l esbosco punteggio complessivo relativo alle differenti categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 273 Fossil fuels Contributo espresso in percentuale delle varie fasi per 4 500 quintali di cippato alla definizione del sono le pi impattanti per la categoria Risorse in quanto l esbosco comporta una riduzione delle risorse naturali e il trasporto emette una grossa quantit di CO nell ambiente utilizzando combustibili fossili risorsa Human Health Ecosystem Quality Resources ME TAGLIO Fen E ESBOSCO Fen ET CIPPATURA Fen N TRASPORTO Fen VENE CARICO VM COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO MEM COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO EEEE DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI E SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano Fen Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H H valutazione dei danni
394. momenti principali 1 Definizione degli scopi e degli obiettivi e del campo di applicazione dello studio Goal and scope definition la fase preliminare in cui vengono definiti le finalit dello studio l unit funzionale i confini del sistema studiato il fabbisogno e l affidabilit dei dati le assunzioni e i limiti 2 Analisi di inventario Life Cycle Invetory Analysis LCI la parte del lavoro dedicata allo studio del ciclo di vita del processo o attivit lo scopo principale di ricostruire la via attraverso cui il fluire dell energia e dei materiali permette il funzionamento del sistema produttivo in esame tramite tutti i processi di trasformazione e trasporto Redigere un inventario di ciclo di vita significa costruire un modello del sistema reale che si intende studiare si compila quindi un inventario degli ingressi cio i materiali energia risorse naturali ed uscite cio emissioni in aria acqua e suolo 3 Analisi degli impatti Life Cycle Impact Assesment LCIA lo studio dell impatto ambientale provocato dal processo o attivit che ha lo scopo di evidenziare l entit delle modificazioni generate a seguito dei rilasci nell ambiente e dei consumi di risorse calcolati dall inventario E la fase in cui si produce il passaggio dal dato oggettivo calcolato durante la fase di inventario al giudizio di pericolosit ambientale Gli impatti calcolati sono potenziali diretti ed indiretti asso
395. mpatto maggiore della vendita digestato presentando una quantit trasportata doppia e per il resto il consumo di combustibili fossili e uso del territorio che danno quindi un peso maggiore al totale dei km percorsi visto che pi km si fanno e pi l impatto ambientale dannoso Infine per il trasporto dei sottoprodotti viene utilizzato un mezzo con una capacit maggiore del mezzo utilizzato per il trasporto conseguente alla vendita del digestato e questo comporta un incidenza maggiore dell impatto ambientale in tale metodo in quanto mezzi di capacit maggiore inquinano maggiormente Electricity Italy B2 341 2 92E6 kg 3 65E6 kg Sottoprodotti acquistati 59 6 6 15E6 kg Vendita digestato 3 15 tkm Transport lorry 32t RER U 42 5 Network relativo alla macrocategoria Resources 17 9 1 26 tkm Transport lorry 40Y CHU 1 81 tkm Transport tractor and trailer CH U 40 4 di _ 342 SimaPro 6 0 Titolo Metodo Valore 5 4 3 Risultati con metodo Edip Umip96 Data 15 11 2010 Periodo 12 12 36 Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengoli EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP World Dk Caratterizzazione Categoria d impatto Unit Totale Colture dedic Liquami bov Sottoprodotti Caricamento Perdita di eni Vendita digest Autoconsumo digest Produzione di em 124000000 Global warming GWP 10g CO2 1 38
396. mportante per stabilire l affidabilit dei risultati dello studio spesso infatti qualora la precisione delle informazioni sia scarsa o nulla necessario ricorrere alla letteratura Sia nel caso in cui un analista LCA sia dotato di uno strumento di calcolo software che include una base di dati da cui attingere le informazioni sia nel caso si abbiano a disposizione banche dati che possono essere utilizzate come sorgente di informazioni da inserire nel proprio modello importante poter qualificare la rappresentativit statistica del dato la sua origine e tutti gli elementi necessari a una sua riproducibilit 4 1 6 Seconda fase di una Lca analisi di inventario ISO 14041 Essa indubbiamente la fase pi delicata e dispendiosa in termini di tempo di un LCA in quanto rappresenta la base informativa su cui si innestano le fasi successive Seguendo la definizione della ISO 14041 proprio in questa fase che sono individuati e quantificati i flussi in ingresso e in uscita da un sistema prodotto lungo tutta la sua vita Saranno quindi identificati e determinati i consumi di risorse materie prime prodotti riciclati e acqua di energia termica ed elettrica e le emissioni in aria acqua e suolo Al termine la struttura assumer l aspetto di un vero e proprio bilancio ambientale Il procedimento per condurre l analisi d inventario iterativo Man mano che i dati raccolti diventano pi approfonditi ed i
397. n contemporanea di energia elettrica e calore partendo dalla stessa fonte Utilizzando un unico combustibile per produrre due energie differenti riesce a garantire un processo pi efficiente per la produzione dell energia ed un consumo pi razionale della fonte ottenendo un consistente risparmio energetico La cogenerazione dunque offre un indubbio vantaggio dal punto di vista economico consentendo di ottenere un risparmio che pu andare dal 20 al 40 Un impianto di cogenerazione inoltre consente di aumentare la sicurezza della fornitura elettrica prevenendo eventuali interruzioni o cali di tensione La cogenerazione dunque una tecnologia che consente di incrementare l efficienza energetica complessiva di un sistema di conversione di energia 122 Gran parte dell energia elettrica generata in Italia e nel mondo proviene da impianti con motori termici nei quali calore ad alta temperatura viene prima convertito in energia meccanica e quindi in energia elettrica per mezzo di generatori elettrici Il calore proviene nel caso delle centrali nucleari da reazioni di fissione impianti termonucleari e nel caso delle centrali termoelettriche dalla combustione del combustibile immesso carbone gas naturale frazioni del petrolio biomasse etc La conversione da calore ad energia meccanica che la trasformazione pi complessa avviene sfruttando un ciclo termodinamico Esistono parecchi cicli termodinamici Non tutto il calore fornito pu
398. n quanto un progetto del tutto nuovo nato da zero e quindi non presenta un valore dell avviamento da considerare Definizione progetto 100 000 Acquisto del terreno 0 Preparazione generale del sito 200 000 d intervento Lavori di costruzione costo 500 000 opere civili 10 000 Commesse contrattuali e consulenze da aziende consulenze specialistiche Costi di avviamento 0 Costo pompe e mixer 20 000 Costo apparecchiature di 250 000 generazione energia Apparecchiature 100 000 ausiliarie sistema di controllo Costo vasche di fermentazione e 320 000 vasca digestato Totale 1 500 000 1 500 000 l esborso iniziale necessario all avvio del progetto corrispondente a Co 388 Viene predisposta anche un area inerente alle Spese per le attrezzature per il controllo dell inquinamento ma in questo impianto particolare non sono presenti attrezzature e sistemi di controllo delle emissioni in quanto presenta un valore di emissioni entro i limiti consentiti per legge per cui non sono previsti dispositivi idonei Per sono considerate le spese per il sistema di controllo dell impianto tramite PLC all interno della voce Apparecchiature ausiliarie Sono in questo modo considerate tutte le voci che concorrono all avvio del progetto comprese le attrezzature e macchinari necessari Il valore totale dei macchinari risulta pertanto di 20 000 250 000 320 00
399. n telone o con fogli di PVC Da segnalare anche il rischio non trascurabile di autocombustione soprattutto conseguente alla presenza di oggetti metallici accidentalmente finiti all interno di cataste Il cippato pu essere impiegato nell industria cartaria per la produzione di pannelli e compost oppure a scopo energetico attraverso combustione in caldaia in tal caso bene che la pezzatura del materiale sia abbastanza uniforme e piccola Il prezzo del cippato dipende dalla disponibilit di legname derivante sia dalle attivit di taglio e gestione dei boschi sia dagli scarti di lavorazione da destinare alla cippatura dalla distanza di trasporto del materiale d origine al cantiere di cippatura ed eventualmente dall accessibilit al luogo di produzione dalle dimensioni degli stoccaggi dai volumi di cippato lavorati 50 2 11 4 Cippatura e fasi Nei lavori di utilizzazione forestale si distinguono diverse fasi che potranno variare da azienda ad azienda Abbattimento recensione del fusto al piede e atterramento fusto Allestimento sramatura taglio dei rami e del cimale fino alla completa pulizia del tronco e depezzatura divisione del fusto in assortimenti commerciali ove necessario di solito la pezzatura di 5 metri Concentramento trasporto del legname dal letto di caduta alle vie di esbosco Esbosco trasporto del legname col trattore tramite trascinamento con argano lungo le vie d esbosco fino all impo
400. n tipo di dispositivo e quindi alcuna certificazione in merito all integrazione tra le due componenti HD SW 398 La distinzione tra SCADA e DCS e basata sul grado di distribuzione dell intelligenza del sistema Il sistema SCADA e stato sempre considerato come sistema con funzioni di controllo concentrate nel sottosistema di elaborazione e fisicamente e tecnologicamente distinte dalle funzioni di acquisizione I sistemi DCS sono caratterizzati invece da strutture di acquisizione dotate di elevata capacit di elaborazione che hanno condotto alla realizzazione di funzioni di acquisizione e controllo fisicamente e tecnologicamente contigue Nel caso dei sistemi DCS non possibile parlare di apparecchiature di acquisizione poich consistono in veri e propri sistemi di elaborazione pi o meno complessi in grado di interpretare i dati provenienti dall osservazione del processo valutarne le caratteristiche e prendere decisioni orientate al controllo dello stato Un centro di supervisione di un sistema DCS quindi acquisisce informazioni che sono dati grezzi rappresentativi dello stato in cui si trova il processo ma anche informazioni aggregate relative allo stato di esercizio delle strutture di controllo I DCS sono in pratica dei sistemi integrati di controllo e supervisione che raccolgono tutte le funzionalit offerte da una soluzione PLC SCADA e ne possiedono delle altre Originariamente il nome era riferito al fatto che le funzioni di con
401. naturali che sono inesauribili Le energie rinnovabili sono cio quelle fonti energetiche che si rigenerano almeno alla stessa velocit con cui le si usano ed hanno un impatto ambientale minore rispetto alle tecnologie tradizionali Gli interventi tesi alla diffusione delle fonti di energia rinnovabile appaiono l unica soluzione che i Paesi ad economia avanzata come del resto i Paesi in via di sviluppo debbano intraprendere per la tutela e la salvaguardia dell ambiente Quelle tradizionali sono invece generate da fonti esauribili e in quanto tali disponibili in quantit definita per quanto ingenti possano essere le scorte come i combustibili fossili carbone petrolio gas uranio E possibile praticare delle politiche adeguate a questa fase della globalizzazione e di crisi ecologica o delle risorse Comporta incentivare gli investimenti a basso input di materie prime e di energia L energia rinnovabile invece energia derivante da fonti dotate di un potenziale energetico che non si esaurisce nel tempo Tra esse rientrano tutte le fonti di energia non fossili solare idraulica eolica geotermica e le biomasse Poich lera dei combustibili fossili prima o poi sar destinata a declinare si manifesta gi da ora l esigenza di trovare fonti energetiche che possano garantire in futuro un approvvigionamento energetico sicuro e possibilmente accompagnato da un ridotto impatto ambientale Tuttora non ancora chiaro quali siano le fonti
402. ncio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la produzione cogenerativa di energia in quanto tale fase consuma molta energia in tale fase cono inclusi i consumi delle tre pompe disposte tra una vasca e l altra e dei tre mixer presenti in ogni vasca di fermentazione per i quali elementi occorre di conseguenza un elevato consumo di combustibile fossile che emette quindi in atmosfera sostanza dannose soprattutto ad opera pi dei mixer che delle pompe essendo in funzione per un numero di ore molto elevato all anno 18 minuti ogni ora in continuo 337 4 38E6 kg Liquami bovini 1 82 E dunque evidente che in proporzione in confronto il trasporto impatta globalmente in misura minore di quest ultima anche questo risultato logico in quanto il trasporto contenuto nell arco di 100 km raggio di distanza in cui sono stati compiuti studi dai quali risulta una distanza per cui l impatto del trasporto non estremamente rilevante 6 57E6 kg 2 94E6 MJ 4 8E6 kg 2 16E7 MJ Caricamento in Perdita di energia Autoconsumo Produzione tramoggia con digestato cogenerativa di coclea 3 3 1 17E5 MJ 4 03E3 MJ 6 61E4 MJ Electricity from gas Electricity from Electricity from B250 lignite B250 uranium B250 8 26 0 922 0 0977 Si pu notare come le fasi a maggiore impatto siano in primis la produzione cogenerativa di energia con un 89 9 utilizzo di pompe e soprattu
403. ndamentali La norma IEC 61508 indica quindi che non esiste nessuna cosa senza rischio il rischio non mai pari a zero c sempre in ogni cosa funzione o situazione gt Il concetto di rischio tollerabile fondamentale gt Il focus sulla riduzione del rischio d Non imparare dagli errori International standard IEC 61508 Functional safety of electrical electronic programmable electronic safety related systems stata sviluppata negli anni 90 e fornisce concetti che dovrebbero essere considerati best practice Struttura della Norma e Parte 1 Requisiti generali e Parte 2 Requisiti per sistemi elettrici elettronici elettronici programmabili relativi alla sicurezza e Parte 3 Requisiti del software e Parte 4 Definizioni e abbreviazioni supporto informativo e Parte 5 Esempi di metodi per la determinazione dei livelli di sicurezza intergi supporto informativo e Parte 6 Linee guida sull applicazione della Parte 2 e Parte 3 supporto informativo e Parte 7 Panoramica delle tecniche e delle misure supporto informativo 416 Plant and Emergency Response Mitigate Dike Relief valve Rupture disk Safety Instrumented System Prevent Trip level alarm Operator intervention Process alarm Basic Process Control System Come si vede dalla figura vi sono due modi in cui si pu intervenire su un evento rischioso attraverso la mitigazion
404. nde dalle potenze e diverse firme dal 33 per le piccle potenze fino al 40 42 per i motori a ciclo otto gt Motori a diesel gas motori che utilizzano oltre al biogas una piccola iniezione di gasolio aggiuntiva cos il gasolio funziona come una candela diffusa e facilita l accensione del biogas E un diesel e quindi ha rendimenti molto elevati e il loro interessa legato a ci rendimento importante perch vuol dire una maggiore quantit a costo zero Ben vengano tali motori quindi a patto che non consumino pi del 5 di gasolio intermini di energia introdotta se no diventano centrali ibride e non va bene fino al 5 ok col 5 di gasolio facile che si inchiodino gli iniettori e alcuni energicoltori sono diventati pazzi per le manutenzioni continue e spesso in 100 ritardo e quindi fare attenzione a tale soluzione per tutelarci affinch vi siano garanzie di pronta assistenza e costi forfetizzati dell assistenza Rendimenti del 40 circa gt Turbine a gas interessanti per il suo rendimento limitato rispetto ai motori a combustione ci vorrebbe un bonus tecnologico che premia le innovazioni Rendimento circa 30 Essenziale l energia termica Problematiche per lo sviluppo settore 1 Disponibilit SAU Superficie Agricola Utilizzabile se parliamo di biogas agricolo A volte alcuni agricoltori non dispongono di una superficie agricola sufficiente per essere considerati veri agricoltori cio
405. ndi si evince facendo un bilancio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la cippatura tale risultato in linea con i risultati riportati nella letteratura e ci dovuto principalmente al fatto che la cippatrice consuma molta energia per la quale occorre di conseguenza un elevato consumo di combustibile diesel dalla presa di potenza del trattore ed emette quindi in atmosfera sostanza dannose E dunque evidente che in proporzione in confronto anche alla cippatura il trasporto impatta globalmente in misura minore di quest ultima anche questo risultato plausibile in quanto sono stati compiuti studi dai quali risulta che una distanza di 100 km o inferiore come nel caso in oggetto risulta pressoch irrilevante ai fini dell impatto ambientale del trasporto 275 4 555 kg 21 2 1 5253 kg 16553 MJ 27853 MJ 83253 MJ Diesel stock Europe Electric from coal Electrichy from gas Electrichy from oll 8250 5250 8250 666 3 26 1 72 16 1525349 Diesel refinery u 54 Si pu notare come le fasi a maggiore impatto siano in primis la cippatura con un 76 5 utilizzo di una cippatrice che consumo molta energia derivante dall utilizzo di combustibile fossile a seguire la fase di carico del cippato con un 21 2 di incidenza questo impatto del carico deriva dal fatto che tale fase utilizza un consumo di elettricit che seppure minima si tratta di 5 000 kWh all anno rispetto alle altre fa
406. ne di elettricit e lo scarto di calore attraverso uno scambiatore ci permette di recuperare calore a bassa temperatura COMUSTIBILE l amrazoneee elettricit CICLOMOTORE l l calore Jas ato l ISCAMBIATORE _secupeys Calore a bassa T calore di scarto Cogenerazione Bottoming _prevede invece un primo utilizzo del calore ad alta temperatura per un processo industriale come l altoforno Richiede calore ad alta temperatura e i fumi cio i prodotti di combustione che non sono pi idonei per un processo possono essere riutilizzati per produrre in un motore COMB ILE primo una parte di elettricit m_m e e e e y Calore ad alta T l CALDAIA l I J calore scaricato l l elettricit EicLo MOTORE I n L calore di scarto 119 Un impianto cogenerativo un sistema che come un motore che produce energia meccanica trasmessa alla ruote quando in inverno abbiamo freddo l aria presa dall esterno fatta passare sul motore e si scalda lo scarto del calore sono i fumi caldi che escono dal tubo di scappamento Si pu quindi pensare a una cogenerazione di tipo civile cio il teleriscaldamento taglia medio piccola E sempre un sistema che utilizza un combustibile per avere un sottoprodotto da utilizzare La prima una tipologia di impianto che utilizza un MCI turbine a gas e predilige la produzione di elettricit e produce calore a bassa temperatura la seconda ha rendiment
407. neri il cippato ottenuto a parit di volume possiede un contenuto energetico superiore I legni duri resinosi come larice e pini sono caratterizzati da un contenuto in resine mediamente elevato fino all 8 del peso anidro le quali hanno l effetto di aumentare il potere calorifico del legno Se la combustione avviene ad alte temperature ed regolata secondo rapporti stechiometrici ottimali la presenza delle resine non d luogo a problemi viceversa i prodotti parzialmente incombusti che si liberano da questi estratti possono originare incrostazioni del focolare e delle canne fumarie richiedendo frequenti interventi di manutenzione dell impianto E consigliabile lasciar stagionare almeno parzialmente questo tipo di legname v Tipologia di cippato A seconda della natura del materiale che s intende cippare si soliti distinguere tre tipologie di materiale ottenuto Il cippato verde ottenuto dallo sminuzzamento della pianta intera comprese ramaglie cimature corteccia e fogliame La produzione di cippato verde consente di ottimizzare la fase produttiva eliminando i tempi di selezione e di scarto dei residui forestali pur conferendo un prodotto a pezzatura variabile e caratterizzato da un alta percentuale di umidit relativa fino al 50 in peso Il cippato marrone ottenuto cippando oltre al tronco anche i rami e i tronchetti comprensivi di corteccia Il cippato bianco prodotto dalla cippatura del solo
408. ni di monossido di carbonio di ossidi di azoto e di particolato L aspetto inquinante pu comunque essere ridotto mediante l uso di biocombustibili In sintesi la combustione nella cogenerazione consente tre vantaggi minore spreco nella distribuzione dell energia elettrica produzione congiunta di riscaldamento ed elettricit maggiore rendimento della combustione Visto che difficile quantificare la bont di un impianto cogenerativo la normativa cosa fa Confronto un impianto cogenerativo rispetto a una produzione separata Rappresenta un risparmio di combustibile se rispetto al produrre calore con una caldaia e al produrre calore con i grossi impianti elettrici ho un significativo risparmio di combustibile cio a parit di prodotto di energia elettrica e termica ho consumato meno combustibile Dipende dal termine di paragone 127 Quindi la normativa fissa i rendimenti di confronto della centrale elettrica della caldaia I rendimenti sono dal 2011 pi restrittivi perch i rendimenti di confronto con cui giudicare la bont di un impianto cogenerativo sono pi alti cio l alternativa alla cogenerazione con cui valuto il risparmio energetico un alternativa pi valida implica gestire un impianto sempre di pi al meglio La condizione dal 2011 di avere un coefficiente di utilizzo del combustibile gt del 80 cio la somma della produzione termica ed elettrica rapportata al consumo di combustibile de
409. nidride carbonica incombusta Biogas non costante oltretutto e il sistema elettronico fa si che sia tutto sempre carburato cio motore a scoppio deve girare nel modo migliore affinch lo scoppio avvenga nel modo giusto ecc Manutenzione impianto La maggioranza dei guasti vengono risolti personalmente da Mengoli se invece un guasto grave si chiama un azienda di manutenzione di tali impianti per un costo di 40 50 euro all ora Ricapitoliamo i costi necessari per l impianto Investimento iniziale totale 1 500 000 euro Scarti di industrie alimentari acquistati 15 euro a tonnellata Costo silos di alimentazione 60 70 000 euro Costo terreno nella zona dell azienda 30 40 000 euro per ettaro Costo acquisto mucca 1 000 1 500 euro a capo Costi operativi di cure mediche mucche 10 15 000 euro all anno tra veterinario e medicine Guasto grave personale per manutenzione 40 50 euro all ora Concime in esubero venduto 0 06 euro al quintale 193 Considerazioni finali La pianura est particolarmente adatta perch a sinistra del Reno ci sono culture di pregio Energie rinnovabili sono molto redditizie per eolico e solare che sono le pi facili tecnicamente dove lo stato da molti incentivi L energia pi economica quindi quella fossile per la nostra societ petrolio carbone metano e GPL costano ancora poco sul mercato riferito al costo dell energia prodotta da fonte rinnovabile Q
410. nidro cio priva di contenuto idrico ma ha un contenuto idrico variabile 2 3 3 Caratteristiche energetiche Il valore combustibile di un vettore energetico pu essere efficacemente rappresentato dal potere calorifico definito come la quantit di calore prodotta dalla combustione completa di un unit di peso di un materiale energetico In genere si usa esprimere tale valore in kcal kg oppure in kJ kg Il potere calorifico o calore di combustione quindi esprime la quantit massima di calore che si pu ricavare dalla combustione completa di 1 kg di sostanza combustibile o 1 m di gas a 0 C e 1 atm Il contenuto energetico pu essere anche espresso in relazione al volume come kcal l nel caso di combustibili liquidi o come kcal m se si stanno considerando combustibili solidi Dalla conoscenza del peso specifico kg m si pu facilmente risalire al potere calorifico Convenzionalmente si definisce potere calorifico inferiore oppure indicato con LHV Lower Heating Value il potere calorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d acqua durante la combustione Questo il valore a cui si fa usualmente riferimento quando si parla di potere calorifico di un combustibile e di rendimento di una macchina termica Per determinare il potere calorifico inferiore mediante l analisi elementare bisogna prima determinare il potere calorifico superiore e poi sottrarre da questo 2500 KJ per ogni kg di vapor d
411. nno stimati su base incrementale 3 Coerenza nel considerare l inflazione Per il primo punto il VAN deve essere espresso in termini di flussi di cassa Il flusso di cassa il concetto pi semplice possibile in quanto altro non che la differenza fra euro incassati ed euro pagati I flussi di cassa vanno calcolati sempre al netto delle imposte e vanno registrati solo nel momento in cui si manifestano e non quando si inizia un lavoro o nasce una passivit Le imposte ad esempio dovrebbero essere attualizzate alla data in cui vengono realmente pagate e non quando il debito d imposta viene registrato nei libri contabili della societ Per quanto concerne il secondo punto bene dimenticare i costi sommersi i cosiddetti sunk costs in quanto sono flussi di cassa passati e irreversibili Dal momento che 1 costi sommersi sono cose passate non possono essere influenzati dalla decisione di accettare o rifiutare un progetto di investimento e devono quindi essere ignorati Inoltre si devono considerare i costi opportunit il costo di una risorsa pu essere importante per una decisione di investimento anche quando non vi movimento di denaro Consideriamo ad esempio che una nuova attivit usi del terreno che potrebbe essere altrimenti venduto per 100000 questa risorsa non gratis ma presenta un costo opportunit corrispondente alle entrate che avrebbe potuto produrre se il progetto fosse stato respinto e la risorsa venduta o divers
412. no di sfruttare il calore anche Si pensa anche di trasportare il calore a distanza perch le aziende agricole producono calore ma per autoconsumo o scaldare le stalle e basta e il modo pi semplice per trasportare calore con olio diatermico a 200 300 gradi con autobotti La cogenerazione CAR cio Cogenerazione ad Alto Rendimento Dal 2002 la normativa cambiata a seguito della liberalizzazione del mercato elettrico prima c erano i CIP 6 attraverso la legge 42 02 che in vigore fino al 31 12 2010 Perch nel 2007 col decreto 20 2007 lo stato italiano ha recepito la direttiva europea e ne ha posticipato l entrata in vigore al 1 1 2011 La normativa a un impianto per essere CAR chiede 1 Risparmio di combustibile ci sono degli indici 2 Soddisfare una richiesta di calore utile calore utile cio un impianto cogenerativo deve nascere soprattutto a favore di un servizio termico significativo perch in passato era opposto col CIP 6 che con impianti a fronte di un piccolissimo fabbisogno termico ci si costruiva attorno una mega centrale e poi si faceva un po di acqua calda e gran elettricit Oggi invece l impianto deve essere in primis termico e se avanza qualcosa elettrico 121 I criteri che caratterizzano la cogenerazione ad alto rendimento gt nel caso si tratta di unit di piccola cogenerazione capacit installata inferiore a 1 MWe e di micro cogenerazione capacit massima inferiore ai 50 kWe
413. no la produzione cogenerativa di energia con 877 000 m segue l autoconsumo digestato con 33 500 m e il caricamento in tramoggia con 32 200 m3 infine i liquami bovini con 17 700 m All Human toxicity soil calcolato in m contribuisce maggiormente la produzione cogenerativa di energia con 6 990 m seguita dall autoconsumo digestato con 267 m e dal caricamento in tramoggia con 257 m infine i liquami bovini con 141m 344 Resources all espresso in kg influenzato principalmente dalla fase di vendita digestato 0 000172 kg seguita dalla fase di sottoprodotti acquistati 0 0000688 kg e infine dalle colture dedicate 0 0000593 kg Il seguente grafico rappresenta i risultati ottenuti con il metodo EDIP UMIP 96 relativamente all analisi del ciclo di vita della produzione del biogas in particolare ad ogni categoria di impatto associato il contributo di ciascuna fase della filiera espresso in percentuale In questo modo il grafico evidenzia in maniera immediata e semplice quanto detto finora esplicitato dalla precedente tabella Global warming Ozone depletion Acidification Eutrophication Photochemical Ecotoxicity Ecotoxicity Ecotoxicity Human toxicity air Human toxicity Human toxicity Bulk waste Hazardous Radioactive Slags ashes Resources all GWP 100 smog water chronic water acute soil chronic water soil waste waste E Colture dedicate EE Liquami bovini E Sottoprodotti acquistati ABBI Caricamen
414. nseguenza tutte le informazioni necessarie ad assumere tali decisioni In ogni istante il controllore ed esso solo ha una visione globale dello stato del sistema e decide in piena autonomia Localizzati sulle singole macchine semplici controllori non intelligenti si limitano a eseguire i comandi ricevuti dal calcolatore centrale Questo riceve le informazioni di monitoraggio del sistema da opportuni sensori e dai controllori di macchina e le usa per formulare la decisione globale 427 Allo scopo di semplificare i problemi dell architettura centralizzata in molti sistemi si implementata una forma gerarchica di controllo basata sull idea di ripartire l insieme delle responsabilit decisionali in livelli di importanza e di associare ciascun livello ad un determinato piano nella gerarchia del sistema Ciascun livello ha un proprio scopo ed una propria funzione Tutte le attivit dei livelli subordinati slave sono dettati dall immediato livello supervisore master Al vertice della piramide gerarchica c un unico computer ad alto livello responsabile dell individuazione degli obiettivi globali e delle strategie a lungo termine che obbliga tutti gli altri livelli a prendere le decisioni di loro pertinenza in coerenza con quanto da esso stabilito L implementazione dei vari livelli di controllo comporta l uso di potenze hardware differenti che vanno da mainframe al pi alto livello ai minicomputer dei livelli intermedi fino ai microcomp
415. nsiamo di utilizzare se biomassa prevalentemente agricola allora il prodotto costante se biomassa prevalentemente sottoprodotti che ritiro direttamente nelle condizioni in cui stato prodotto all origine allora ho patate piene di terra da togliere ecc per operare le scelte corrette 96 Possibili pre trattamenti per ottimizzare la produzione cio fare si che la maggior quota di solidi volatili possano essere utilizzati e si trasformi in biogas Quali sono i possibili processi gt FISICI meccanici cio triturazione termici cio shock termici e riscaldamento ad alta e bassa pressione elettrici cio processi elettrolitici e di passaggio all interno di condotte dove si creano correnti indotte anche a basso voltaggio gt CHIMICI attacchi acido base attacchi di tipo chimico forte ossidazione gt BIOLOGICI aggiunta di enzimi per rendere disponibili anche le cellulose ecc e Scelta importante per potere meglio utilizzare tutta una serie di sottoprodotti pi prodotti nobili usiamo e meglio Altro aspetto importante il sistema di riscaldamento importante nella messa a punto e progettazione e gestione dell impianto Ho due soluzioni 1 Soluzione esterna ho uno scambiatore all esterno con ricircolo quindi ho una pompa che preleva il digestando all interno e lo fa passare in uno scambiatore esterno lo riscalda e lo rimetto dentro Soluzione tradizionale in tutti i digestori civil
416. nsiderata la voce Electricity Italy B250 dalla categoria Energy Electricity Country Mix Medium Voltage Assorbimento delle 3 pompe La pompa utilizzata per pompare il prodotto della fermentazione nelle varie vasche dell impianto una DODA da 18 KW che funziona 1 5 ore al giorno Le ore di funzionamento annuali di ogni pompa sono 1 5 365 gg anno 547 5 ore di funzionamento all anno di ognuna delle tre pompe Considerando tre pompe avremo 547 5 3 1 642 ore all anno di funzionamento totale delle pompe dell impianto 1 642 18 KW potenza pompa 29 556 kWh elettrici totali consumati dalle pompe dell impianto 29 556 kWh elettrici consumati 6 818 000 kWh totali prodotti dall impianto 0 00433 kWh assorbiti dalle tre pompe dell impianto per ottenere in output 1 KWh equivalente di energia 326 Assorbimento dei 3 mixer nelle vasche 1 e 2 e nel gasometro I mixer utilizzati hanno diverse potenze in particolare ve ne sono due da 18 KW e uno da 15 KW e funzionano per 6 minuti ogni 20 minuti Funzionamento in continuo Funzionando 6 minuti ogni 20 si pu dire che i mixer funzionano tre volte in un ora per cui 3 volte ogni ora 6 minuti 18 minuti di funzionamento ogni ora 18 24 ore al giorno 365 giorni all anno 157 680 minuti all anno di funzionamento per ogni mixer 157 680 60 2 628 ore di funzionamento all anno per ogni mixer Suddividiamo il funzi
417. nso che riflettono l incremento del danno che si aggiunge ad un livello di danno corrente gi presente L LCA si sviluppa attraverso tre campi della conoscenza umana definiti come spheres Technosphere che riguarda la descrizione del ciclo di vita le emissioni derivanti dai processi e tutte le procedure basate su relazioni di causa effetto Ecosphere che comprende la modellizzazione dei cambiamenti ossia dei danni arrecati all ambiente Valuesphere che contempla la valutazione della gravit dei danni arrecati Le prime due sfere si basano su conoscenze scientifiche e naturali la Valuesphere invece appartiene alla sfera delle scienze sociali nelle quali non pu esistere una verit univoca Nelle valutazioni relative alla Technosphere le percentuali di incertezza sono relativamente basse mentre in quelle relative alla Ecosphere i modelli utilizzati sono piuttosto incerti e difficilmente verificabili inoltre i dati in ingresso sono spesso affetti da errori Comprendere il legame esistente fra queste tre sfere essenziale per comprendere la metodologia degli Eco indicator 99 Il ciclo di vita infatti viene costruito nell ambito della Technosphere e il suo risultato l inventario Il legame tra i dati presenti nell inventario e le tre categorie di danno avviene attraverso il modello realizzato nella Ecosphere Il modello della Valuesphere viene utilizzat
418. nsumo di combustibile diesel dalla presa di potenza del trattore e che quindi emette in atmosfera sostanze dannose Quindi in confronto alla cippatura il trasporto impatta in misura minore di quest ultima in quanto il trasporto contenuto nell arco di 100 km distanza per cui l impatto del trasporto non estremamente rilevante Network relativo all indicatore Global Warming Analizzando il network del solo indicatore Global Warming invece possiamo notare come la fase a maggiore impatto sia la cippatura 60 7 ma a seguire vi la fase di carico 33 1 e non il taglio il risultato da aspettarselo in quanto il carico consuma abbastanza energia che deriva da un uso di combustibili fossili che immettono in atmosfera sostanze dannose e CO che influisce al riscaldamento globale del pianeta 284 Se avessimo osservato il grafico relativo all indicatore Risources sarebbe ovviamente risultato il maggiore impatto ambientale dato dal trasporto a seguire l esbosco per l abbattimento di risorse naturali come gli alberi e infine il trasporto ceneri anche qui in misura minore per le conclusioni che sono state tratte anche per gli Eco Indicator99 5 3 ANALISI LCA APPROVVIGIONAMENTO ORLANDINI Gli obiettivi e lo scopo dell analisi risultano le medesime dell approvvigionamento La Fenice 5 3 1 Le diverse fasi La macrofasi sono le stesse del precedente approvvigionamento per quanto riguarda la macrofase appr
419. nt pari al 7 preimpostato dall operatore Accensione e Spegnimento impianto Nel software di visualizzazione inserito un comando per l accensione automatica dell impianto denominato Plant production ON tramite il quale l operatore pu avviare il sistema senza dover impostare nessun parametro ma limitandosi solamente ad osservare le varie fasi di accensione anche da postazione remota Durante la procedura di avviamento il software segue i valori di setpoint preimpostati e registrati in un apposita finestra di archiviazione dati Una volta raggiunto il valore di setpoint il software accende automaticamente il bruciatore a metano per il preriscaldamento della camera di combustione Quando nella camera di combustione si raggiunge la temperatura di 350 C il software passa allo step di programma denominato plant production with two burners Per avviare il processo di gassificazione nel momento in cui non ci siano temperature sufficientemente elevate all interno del nocciolo viene introdotta aria calda all interno del gassificatore dal basso tramite un quarto iniettore radiale dedicato Il flusso d aria in pressione ottenuto tramite un compressore e viene riscaldato attraversando una resistenza elettrica incandescente quando si raggiunge una temperatura sufficiente ad autoalimentare la gassificazione il software spegne il sistema di accensione del gassificatore In queste condizioni si inizia a produrre gas
420. ntali di cippato In particolare ad ogni categoria di impatto associato il contributo di ciascuna fase della filiera espresso in percentuale 298 120 115 110 105 100 95 90 85 754 70 65 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Global w Ozone Acidificati Eutrophic Photoche Ecotoxicit Ecotoxict Ecotoxicit Human to Humanto Human to Bulk was Hazardou Radioacti Slags Resource arming depletion on ation micalsmo ywater y water ysoilchr xicityair xicity wat xicity soil te s waste ve waste ashes s all SE TAGLIO Or N 5505 C0 Or I CIPPATURA Orl Ae TRASPORTO Orl E CARICO E COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO RM COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO EEE DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI VE SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano_Orl Metodo EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP World Dk Caratterizzazione Contributo espresso in percentuale delle varie fasi della filiera del cippato alla definizione del punteggio delle singole categorie di impatto con il metodo EDIP UMIP 96 Dall analisi del grafico possibile evincere come le categorie di impatto Global warming GWP 100 Ozone depletion Acidification Eutrophication Photochemical smog Ecotoxicity water chronic Ecotoxicity water acut siano influenzate principalmente dalla fase di cippatura Alla definizione del punteggio delle categorie Ecotoxicity soil chronic Human toxicity air Human toxicity s
421. ntare una LCA Struttura della LCA proposta dalla ISO 14040 204 Le diverse fasi fanno tutte capo alla norma UNI EN ISO 14041 14042 14043 4 1 5 Prima fase di una Lca definizione scopi obiettivi e campo di applicazione ISO 14041 Una LCA deve essere preceduta da un esplicita dichiarazione degli obiettivi e delle finalit dello studio e tale fase costituisce un importante momento di pianificazione La norma ISO 14040 introduce cos l argomento Gli obiettivi e gli scopi dello studio di una LCA devono essere definiti con chiarezza ed essere coerenti con l applicazione L obiettivo di una LCA deve stabilire senza ambiguit quali siano l applicazione prevista le motivazioni che inducono a realizzare lo studio e il tipo di pubblico a cui destinato cio a quali persone si intendono comunicare i risultati dello studio E evidente come le finalit dello studio influenzino notevolmente le scelte e le ipotesi di lavoro in quanto a seconda delle motivazioni del pubblico a cui destinato delle risorse a disposizione e delle aspettative nei risultati possono risultare scenari anche molto diversi E possibile citare l ampiezza del ciclo di vita le eventuali alternative da considerare la qualit e l affidabilit dei dati a disposizione la scleta dei parametri ambientali con cui riassumere 1 risultati il livello di dettaglio a cui arrivare E pertanto particolarmente gradito definire i confini del
422. nte rispetto a quello di emissione a preventivo in base alla producibilit netta attesa dell impianto Tale tariffa si distingue in Il coefficiente di tali certificati per l energia elettrica prodotta da impianti alimentati da rifiuti biodegradabili e biomasse diverse da quelle agricole da filiera equivale a 1 3 e Per gli impianti a biomasse e biogas prodotti da attivit agricola allevamento forestale da filiera corta entrati in esercizio al 31 dicembre 2007 e di potenza nominale media annua superiore a 1 MW il coefficiente di conversione pari a 1 8 Sopra il MW quindi fare biogas da rifiuti o da biomasse agricoli e agroindustriali diverso perch il coefficiente di moltiplicazione del certificato verde di incentivazione 1 8 altrimenti 1 3 Per godere di questa maggiore incentivazione si deve dimostrare per di produrre biogas da biomasse agricole da filiera corta il limite sono 70 km dal confine del comune Per gli impianti di taglia inferiore a 1 MW entrati in esercizio dopo il 31 12 2007 e su richiesta del produttore la produzione di energia elettrica pu essere remunerata da una Tariffa Fissa Omnicomprensiva che prevede un unico prezzo fisso che comprende sia la parte incentivante sia il ricavo della vendita dell energia Si tratta di un incentivo monetario non cumulabile ai certificati verdi che viene concesso per l energia elettrica netta immessa in rete grazie alla stipula di convenzioni tra
423. ntemente diffusa e accettata a livello internazionale per la valutazione degli impatti ambientali e la scarsit di dati ed informazioni necessarie per una buona conoscenza dei fenomeni oggetto di studio 199 Il primo problema stato affrontato facendo uso del concetto di impatto la cui misura valutata con l ausilio di indicatori che ipotizzano una dipendenza lineare o non lineare tra l entit dell emissione e il potenziale effetto negativo sull ambiente Un approccio alternativo a questa modalit operativa risiede nella costruzione di indicatori di categorie di danno definiti per collegare gli effetti negativi su un sistema con realt pi vicine all esperienza comune e pi facilmente analizzabili e valutabili come la salute umana la qualit dell ecosistema la produttivit e l entit dei raccolti Cos facendo si ottiene l effetto di rendere pi immediata l attribuzione dei pesi alle diverse categorie di danno e di rendere maggiormente comprensibile al pubblico gli effetti attribuiti ai processi studiati Per ci che concerne il secondo problema poich il metodo LCA sia per la fase di normalizzazione sia per quella di valutazione si basa su valori di soglia targets di impatti ambientali relativi a particolari aree geografiche stabiliti da un Authority Se le ipotesi precedenti sono verificate la disponibilit e l accesso ai dati sono generalmente inficiate dalla riluttanza dei soggetti economici
424. nteresse nominale 0 10 Tasso d inflazione 0 05 in base a questi due valori si calcola il tasso d interesse reale a cui sono attualizzati i flussi di cassa per il calcolo del VAN in base alla seguente formula tasso d interesse reale 1 tasso d interesse nominale 1 tasso d inflazione 1 Ammortamento in 10 anni calcolato sul valore dell esborso per acquistare solo le attrezzature Ammortamento costante per i 10 anni di durata Dividiamo anche qui i costi relativi all investimento iniziale esborso iniziale Co dai costi operativi che si registrano invece ogni anno infine avremo sempre i ricavi annui derivanti dalla vendita dell energia elettrica prodotta e dai benefici derivanti dai certificati verdi 387 Investimento esborso iniziale In tale voce sono considerati tutti i costi sostenuti in fase di realizzazione del progetto come i lavori edili e di predisposizione terreni i costi di acquisto terreno se non di propriet i costi per la realizzazione delle reti elettriche delle tubazioni ecc i costi per l allaccio alla rete nazionale i costi di eventuali consulenze i costi per predisporre e definire il progetto i costi per le strumentazioni del monitoraggio emissioni se presenti i costi della rete di controllo tramite PLC ecc Il costo del terreno nullo in quanto il terreno utilizzato di propriet dell azienda agricola Non sono presenti costi di avviamento i
425. ntisticamente realizzabile e collaudata Si tratta di produrre un combustibile il biogas appunto raccoglierlo depurarlo dall umidit e convogliarlo in un motore a combustione interna che trasmetta il moto ad un generatore di corrente Il biogas una miscela composta da metano per il 65 80 da anidride carbonica con tracce di idrogeno solforato acido solfidrico e umidit elevata Esso si forma dalla degradazione grazie a dei batteri che lavorano a determinate temperature in ambiente anaerobico cio in assenza di ossigeno e coibentato della sostanza organica naturale di qualunque origine essa sia In Europa la diffusione della digestione anaerobica iniziata nel settore della stabilizzazione dei fanghi di depurazione acque reflue civili Allo stato attuale la digestione anaerobica considerata una delle migliori tecnologie per il trattamento delle acque reflue ad alto carico organico E doveroso inoltre ricordare che il recupero del biogas dalle discariche per i rifiuti urbani rappresenta la pi importante fonte di energia alternativa da biomasse sta crescendo anche l utilizzo della digestione anaerobica nel trattamento della frazione organica raccolta in modo differenziato dei rifiuti urbani in miscela con altri scarti organici naturali e con liquami zootecnici Circa il 95 degli impianti di biogas operano in codigestione poich trattano insieme ai liquami zootecnici altri substrati organici scarti dell agroindustria scarti
426. nto energetico potenzialmente in grado di sostituire i tradizionali combustibili fossili presentando inoltre svariati vantaggi La biomassa una fonte energetica rinnovabile pertanto se gestita correttamente adottando una politica basata su uno sfruttamento sostenibile e mirando comunque ad una valorizzazione del patrimonio boschivo esistente non destinata all esaurimento difatti le piante dopo il taglio si rinnovano Inoltre comporta un ridotto impatto ambientale che la rende perfettamente in linea con gli obiettivi prefissati dal Protocollo di Kyoto volti alla riduzione delle emissioni di gas serra in particolare della CO Infatti le piante sono dotate della capacit di immagazzinare ingenti quantitativi di CO fissandoli nelle loro fibre durante la crescita Quando il legno sottoposto a combustione restituisce in atmosfera la quantit di anidride carbonica che aveva nel corso della propria vita fissato questa stessa quantit potr essere assimilata a sua volta da altri organismi vegetali Perci il bilancio dell anidride carbonica a differenza di quanto avviene per i combustibili fossili di perfetto pareggio Essendo una risorsa ampiamente disponibile di facile reperibilit e diffusa in modo abbastanza omogeneo su tutto il Pianeta impiegata a livello locale permetterebbe l approvvigionamento di molte persone attualmente ancora sprovviste di energia elettrica Per i Paesi industrializzati quali l Italia
427. ntrollo Lo Stirling ha una buona resa e buon rendimento solo a temperature e pressioni elevate non controllabili d altronde con le tecnologie esistenti fino a pochi decenni f Nel presente impianto ogni parametro del processo viene invece controllato da un PLC centrale che gestisce automaticamente tutti i cicli termodinamici senza la supervisione di operatori Il software del PLC stato scritto per ricercare l ottimizzazione della produzione elettrica e termica in funzione delle caratteristiche del legno sulla base dei valori di temperatura pressione e portata principali parametri del processo rilevati da sensori dislocati nei vari punti dell impianto I sensori utilizzati sono quelli tipici dell industria di processo Per il controllo grossa attenzione data alla camera di combustione appunto che deve raggiungere temperature piuttosto elevate per avere da un lato il maggiore rendimento possibile e dall altro per fare in modo che vi sia il minor quantitativo possibile di residui incombusti con conseguente produzione in uscita di fumi puliti se bruciassimo le ceneri incombuste e non prelevate dalla camera invece vi sarebbero quantit di inquinanti emesse in atmosfera e privi di valori inquinanti per la camera di combustione vi quindi un PLC 422 Vengono quindi misurati in tempo reale i valori percentuali di ossigeno nei fumi in uscita per bloccare l impianto nel caso abbia incombusti non bruciati dalla camera ed in
428. nziali impatti dovuti alle emissioni presenti per tutta la durata del sistema del prodotto 2 Impact potentials 2 Quantity of substance X substance s impact potential L impatto potenziale di una qualunque sostanza espresso nella forma di un fattore equivalente Tutte le sostanze che possono contribuire a pi di un impatto ambientale hanno un fattore di equivalenza per ogni tipo di impatto Normalizzazione La normalizzazione ha due scopi e prevedere l effetto della magnitudine relativa degli impatti potenziali e dei consumi delle risorse e presentare i risultati in una forma appropriata per la ponderazione weighting finale e il processo decisionale 245 Nella normalizzazione gli impatti potenziali e le decisioni di consumo che sono stati determinati sono confrontati con un impatto che comune a tutte le categorie di impatto e del quale sono conosciute le conseguenze per il territorio le risorse e l ambiente di lavoro In questo modo si ottiene un impressione sulla base della quale gli impatti potenziali sono grandi o piccoli in relazione all impatto di riferimento conosciuto Come riferimenti di normalizzazione il metodo Edip utilizza il consumo di risorse e i potenziali impatti che la societ impone al territorio e all ambiente di lavoro ogni anno Ponderazione La normalizzazione permette di valutare quali tra i potenziali impatti sono maggiori e quali inferiori rapportandoli agli impatti cui
429. nziano i risultati esposti precedentemente cio l impatto maggiore deriva dal trasporto del cippato con un 61 8 di incidenza a seguire l esbosco con un 21 6 di incidenza e infine il trasporto ceneri in misura minore con una percentuale del 16 6 295 Relativamente ai due trasporti il risultato il seguente perch appunto il cippato da trasportare in quantit maggiore delle ceneri da trasportare e ci comporta un numero di viaggi assai maggiore all anno nonostante i km a viaggio siano inferiori Per quanto concerne l esbosco in questo approvvigionamento risulta pi impattante rispetto all esbosco dell approvvigionamento precedente nel quale l esbosco risultava successivo al trasporto ceneri come ordine di grandezze d impatto ci da imputare al fatto che in questo caso l esbosco viene effettuato attraverso un diversi boschi situati nel raggio medio di 15 km i boschi dell azienda qui si trovano a diverse distanze distanza maggiori dell azienda La Fenice mentre nell approvvigionamento precedente il raggio medio era di 500 m in quanto l azienda possedeva solamente il bosco vicino all abitazione essendo un azienda famigliare 0 119kg Diesel at regionali storageiCH U 46 Network relativo alla macro categoria Resources 296 5 3 3 Risultati con metodo Edip Umip96 SimaPro 6 0 Data 08 11 2010 Periodo 10 28 11 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel
430. o con la natura della biomassa utilizzata In precedenza si visto come la produzione delle ceneri da biomassa avvenga a mezzo di diversi processi tecnologici s da ottenere ceneri estremamente eterogenee dal punto di vista delle caratteristiche fisico chimiche 154 A ci si aggiunga l eterogeneit del materiale di partenza a proposito di ceneri derivanti dalla combustione di legno con forti influenze sul buon esito delle applicazioni in calcestruzzi strutturali imputabili tanto al diverso metodo di trattamento quanto a differenti caratteristiche fisico chimiche dettate dalla specie arborea e persino dalle diverse condizioni e zone di crescita Alla caratterizzazione fisica delle ceneri stata affiancata anche una caratterizzazione chimico morfologica eseguita attraverso un analisi al microscopio elettronico a scansione SEM La caratterizzazione morfologica delle ceneri usate per la produzione di calcestruzzo fondamentale per la spiegazione di alcuni comportamenti fisici meccanici e reologici di calcestruzzi di tipo HVFA High Volume Fly Ash tanto allo stato fresco quanto a quello indurito 3 2 1 Filiera bosco legno energia Per filiera bosco legna energia si intende l insieme organizzato dei fattori di produzione trasformazione trasporto e utilizzazione del legname a fini energetici La filiera comprende quindi tutte le azioni intermedie della trasformazione della legna in calore partendo dalle operazioni d
431. o in questa prima fase sono identificate le categorie d impatto prodotte dal sistema in esame Per la definizione di queste categorie occorre rispettare tre caratteristiche 216 e completezza comprendere tutte le categorie a breve e a lungo termine su cui il sistema potrebbe influire e indipendenza evitare intersezioni tra le categorie che comporterebbero conteggi multipli e praticit la lista formulata non dovr spingersi ad un dettaglio elevato contemplando un numero eccessivo di categorie Per la scelta delle categorie pu essere utile consultare il Working Group on LCIA della SETAC all interno della quale sono proposte e descritte numerose tipologie di impatto come estrazione di risorse abiotiche al cui interno sono incluse tre differenti tipologie di elementi naturali i depositi di combustibili fossili e minerali considerati risorse limitate in quanto non rinnovabili nel breve periodo le risorse quali acque sotterranee sabbia e ghiaia le risorse rinnovabili come le acque superficiali l energia solare il vento le correnti oceaniche estrazione di risorse biotiche cio tipologie specifiche di biomassa raccolte sia in maniera sostenibile sia in maniera non sostenibile uso del territorio la cui gestione errata porta ad una riduzione del numero di specie animali e vegetali presenti rispetto alle condizioni naturali effetto serra che comporta un aumento della temperatura nella bassa
432. o 50 2 6 2 41 4 0 6 Sebbene ci siano variazioni tra le diverse tipologie il legno pu considerarsi composto quasi interamente da tre elementi carbonio 49 51 ossigeno 41 45 idrogeno 5 7 A differenza di altri combustibili quali il carbone e il petrolio esso contiene relativamente basse quantit d azoto tracce di zolfo e di altri elementi minerali che vanno a costituire le ceneri 0 5 1 5 31 I rapporti percentuali tra i principali elementi influiscono in maniera determinante sulla qualit del legno come combustibile alti contenuti di carbonio e idrogeno determinano un maggiore potere calorifico mentre elevate presenze di ossigeno azoto e ceneri danno luogo ad un effetto opposto Un altro parametro di notevole interesse per la valutazione del valore combustibile del legno la volatilit espressa in funzione dalla quantit di materiale volatile presente data in percentuale sul peso secco Rapportata agli altri combustibili la volatilit del legno molto elevata 2 3 2 Le caratteristiche fisiche Le caratteristiche fisiche del legno che incidono in maniera significativa sui processi di conversione energetica sono e L umidit che modifica i meccanismi di combustione La quantit d acqua presente nel legno estremamente variabile potendo assumere differenti valori in funzione della specie dell et della parte della pianta considerata della stagione e del luogo di provenienza In genere si ritrovan
433. o accrescimento della temperatura terrestre porterebbe ad un innalzamento dei livelli del mare in seguito allo scioglimento dei ghiacciai sciolti per l aumento della temperatura globale mentre la frequenza delle precipitazioni atmosferiche verrebbe alterata con conseguenze sull andamento dell agricoltura e sulla disponibilit d acqua Inoltre anche la biodiversit sarebbe danneggiata Nel lungo periodo dunque il consumo di energia fossile difficilmente potr essere sostenibile per l aspetto ambientale 84 2 13 DIGESTIONE ANAEROBICA E BIOGAS Quello che mangiamo dove finisce CO2 Acque reflue All interno dei rifiuti vi una energia implicita ma come estrarre tale energia Attraverso processi di digestione anaerobica diventa possibile estrarre l energia insista nelle sostanze organiche come nei rifiuti organici Analogalmente viene effettuato per i residui delle azienda agricole e per le loro colture Processo biologico di digestione anaerobica 85 ha Hpk Cara a di narn a na gt ai Libia fil i Boftaar al e Caretti Dar J Pa Si In realt la fase di digestione anaerobica non un processo unico che avviene in un unica fase invece un impostazione sbagliata un unico digestore dove le varie fasi si succedono ma sono tutte all interno dello stesso digestore Oggi possiamo immaginare l idrolisi separata per poter gestire il processo in modo pi
434. o al carico in tramoggia del cippato che risulta ad elevato impatto ci da imputare al fatto che tale fase consuma elettricit derivante da combustibili fossili emettendo in atmosfera quantit di anidride carbonica e sostanze nocive nonostante il consumo annuale sia limitato ma a livello globale incide pi delle altre fasi per quel che riguarda principalmente l ecosistema e la salute umana mentre per il consumo risorse e combustibili fossili ci che impatta maggiormente risulta essere il trasporto e l esbosco Tuttavia le due soluzioni presentano anche alcune differenze nei risultati per taluni aspetti innanzitutto il taglio il quale in Orlandini presenta una di minore entit d impatto questo risultato da imputare al fatto che il taglio in Orlandini presenta un 30 in meno sulle ore totali di utilizzo della motosega in quanto tale percentuale deriva da scarti di precedenti lavorazioni inoltre per il 50 non si utilizza la motosega ma viene estirpato direttamente l albero tramite gru a cavo Altro aspetto differente riguarda l esbosco il quale risulta pi impattante in Orlandini cio deriva dal raggio medio di 15 km che il trattore deve effettuare per trasportare la legna nel luogo di cippatura e l azienda presenta un numero di boschi maggiore e pi esteso della Fenice con un solo bosco situato vicino all azienda stessa a 500 metri Dunque per trarre una conclusione globale e finale sull impatto dei due approvvigion
435. o ambientale gt modifiche di altre apparecchiature per adeguarle ai sistemi di controllo ambientale Bisogna anche tenere conto delle voci di costo dovute ad imprevisti si tratta di costi che si verificano ma che non possono essere dettagliati Per effettuare la stima degli investimenti per bene includere una parte dei costi per imprevisti Tali costi solitamente sono quantificati come percentuale degli altri investimenti Quindi si procede con i costi per Gestione e Manutenzione e si considerano 357 gt Costi per l energia elettricit fonti energetiche fossili fonti energetiche rinnovabili gt Costo di materiali e servizi ambientali parti di ricambio materiali naturali acqua ghiaia legname ecc altre materie prime prodotti chimici ecc servizi ambientali depurazione smaltimento dei rifiuti ecc gt Costo del lavoro personale formazione del personale gt Costi operativi fissi valutati in del costo del lavoro 10 50 gt premi assicurativi licenze autorizzazioni costi per imprevisti ed emergenze altri costi operativi generali amministrazione gt Costi operativi indiretti Terminato l elenco dei costi si considera ora l altro INPUT del software per l analisi economica le entrate e i benefici e in particolare vi sono Ricavi Si considerano la vendita di effluenti trattati e fanghi per uso irriguo vendita di energia elettrica prodotta vendita di ceneri per materiali edili valo
436. o ambientale risparmi di capitale per maggiori efficienze produttive ecc difficili da quantificare se non ricorrendo a stime E quindi ora possibile inserire i dati calcolati nell analisi finanziaria e ottenere il VAN del progetto misura indicativa della fattibilit economica del progetto d investimento in particolare se il VAN positivo indica la possibilit di intraprenderlo oppure se il VAN negativo di non intraprenderlo Infatti il VAN indica la capacit di un progetto d investimento di generare flussi di cassa nel tempo cio di avere una prospettiva di rendimento nel futuro Vediamo la tabella finale che ne deriva 385 Esborso iniziale Periodo di ammortamento anni Parametri finanziari Imposte 0 08 Indice dei prezzi per l anno i 123 Indice dei prezzi per l anno base 234 Tasso di interesse r 0 1 Tasso di interesse nominale 0 1 Tasso di inflazione s 0 05 Adjusted Factor 0 525641026 Tasso di interesse reale 0 047619048 Fattore di attualizzazione Ammortamento annuo 20 700 00 Fattore attualizzazione costi 0 078630643 Analisi finanziaria Valore attuale netto 419 696 03 Tempo di ritorno dell investimento anni 5 478030216 TIR 16 Margine Operativo Lordo MOL Ammortamento annuo REDDITO ANTE IMPOSTE R A I Imposte 8 REDDITO NETTO R N Ammortamento annuo Flussi di cassa costanti Si pu notare l ottenimento di un VAN positivo del valore di 419 696 e un
437. o benzina il costo indicativo di una motosega di 1 000 Per considerare questa fase si utilizzata la macchina identificata nel database del software simapro come Power Saw in particolare all interno di Processo in corso wood power saw Tale macchina come unit di misura indica le ore di utilizzo per realizzare le operazioni necessarie al taglio dei tronchi di albero da cui ottenere il cippato La stagione di abbattitura va da ottobre a maggio periodo in cui avviene l abbattimento degli alberi e il loro accatastamento in rada all imposto successivamente nel periodo estivo da maggio si inizia la cippatura in bosco all imposto CALCOLI PER LCA Robinia Raggio medio robinia r 0 15 m Volume medio robinia x r Hn 7 0 15 20 1 41 m dove Hn l altezza media di un albero di robinia Peso specifico robinia medio 800 kg m Peso di un albero standard di robinia 800 1 41 1 128 kg 11 28 q Pioppo Raggio medio pioppo r 0 50 m Volume medio pioppo x r H 7 0 50 30 23 56 m Peso specifico pioppo medio 400 kg m Peso di un albero standard di pioppo 400 23 56 9 424 kg 94 24 q In base alle informazioni ottenute la perdita in peso dovuta al calo del contenuto idrico di circa il 45 Considerando una fornitura di cippato di 4 500 q annui e la perdita in massa del legno passando da tronco a cippato si ottiene 256 X 45 X 4 500 q cippato X
438. o dei processi industriali ma anche tutti gli aspetti generali di descrizione delle metodologie proponendo un metodo che considera l affidabilit in termini quantitativi 410 E in atto una revisione della serie IEC 61508 che la dovrebbe trasformare in una norma di base e di riferimento per le metodologie di carattere generale da utilizzarsi come supporto a settori differenti ovvero a tipologie di attrezzature differenti si spera che nel tempo diventi norma armonizzata alle varie direttive di prodotto Su analoghi principi e metodi della IEC 61508 sono state emanate norme applicabili a settori o apparecchi specifici ad esempio industria di processo norma IEC 61511 A breve verranno completate le fasi di approvazione per altri settori a rischio specifico ad esempio aerospaziale automobilistico marino medicale Alcune norme armonizzate a particolari direttive di prodotto fanno espresso riferimento alla IEC 61508 per regolare gli aspetti legati alla sicurezza funzionale Probabilmente la mancanza del requisito di armonizzazione della norma ne limita attualmente un applicazione diffusa e una corretta comprensione E da notare tuttavia come settori ad elevata automazione abbiano comunque destinato parte degli investimenti allo studio ed alla ricerca su nuovi prodotti conformi ai requisiti della IEC 61508 Alcune definizioni di base contenute nella norma sono le seguenti Electrical Electronic Programmable Electronic System
439. o delle risorse naturali permettendo allo stesso tempo nuove possibilit di lavoro e soddisfacenti livelli di sicurezza sociale e di consumo agli abitanti del pianeta Il concetto di sviluppo sostenibile stato portato alla notoriet internazionale dal rapporto Brundtland pubblicato nel 1987 indicando che lo sviluppo sostenibile l unica strada percorribile per invertire l attuale rotta negativa In pratica sostiene che T umanit ha la possibilit di rendere sostenibile lo sviluppo cio di far si che esso soddisfi i bisogni dell attuale generazione senza compromettere la capacit di quelle future di rispondere ai loro Lo sviluppo sostenibile significa migliorare la qualit di vita umana mantenendosi nei limiti della capacit di carico degli ecosistemi interessati Ci sono limiti alla capacit di carico degli ecosistemi della Terra ovvero agli impatti che essi e la biosfera nel suo complesso possono sopportare senza incorrere in deterioramenti La Terra hai suoi limiti che non si possono espandere indefinitamente Una societ ecologicamente sostenibile quando garantisce la diversit biologica assicura che gli usi delle risorse siano rinnovabili minimizza il consumo delle risorse non rinnovabili si mantiene entro le capacit di carico degli ecosistemi Pi risorse vengono prelevate dall ambiente e consumate per produrre benessere materiale pi gravi sono le conseguenze per l ambiente L obiettivo di s
440. o di analisi in particolare e i modelli utilizzati per l analisi inventariale o per valutare impatti ambientali sono limitati dalle assunzioni implicitamente contenute in esso e l accuratezza di uno studio di LCA pu essere limitata dall accessibilit o dalla disponibilit di informazioni rilevanti o di qualit elevata e la mancanza di una dimensione spaziale e temporale nell inventario dei dati utilizzati per la valutazione dell impatto introduce incertezza sui risultati dell impatto e non possibile un assoluta e completa rappresentazione di ogni effetto sull ambiente in quanto esso si basa su un modello scientifico che costituisce una semplificazione di un sistema fisico vero In generale le informazioni ottenute attraverso uno studio di LCA dovrebbero essere usate come parte di un processo decisionale molto pi completo e utilizzate per comprendere gli scambi globali o generali Confrontare i risultati di differenti studi di LCA possibile solamente se le assunzioni e il contesto di ciascuno studio sono i medesimi Per ragioni di trasparenza queste assunzioni dovrebbero essere cos esplicitamente dichiarate 4 1 3 Criticit Lca Le tecniche d indagine basate su LCA presentano tuttora problematiche non risolte che ne limitano l utilizzo e l efficacia In particolare i due aspetti che maggiormente incidono sull adozione di questo strumento riguardano l assenza di una metodologia coerente sufficie
441. o di carbonio CO e polveri Impatto sul suolo e sulle risorse idriche l acqua la pi importante risorsa A livello planetario in atto una crisi idrica a causa dell aumento della popolazione dall industrializzazione e urbanizzazione ecc La crisi stata soprattutto determinata dalla mancanza di politiche adeguate che ne garantiscano un uso sostenibile I biocarburanti richiedono risorse idriche ingenti bene quindi prediligere colture basso idro esigenti 2 12 1 Buone pratiche per le bioenergie Per la generazione di agro energie agricole d altronde possibile impiegare materiale organico prodotto per esempio da reflui zootecnici trasformati dopo il processo di estrazione del biogas digestione anaerobica Il ricorso a colture energetiche richiede una gestione sostenibile dei terreni forestali e agricoli Alcune pratiche agricole per la salvaguardia dei terreni v v v v Garantire la copertura del suolo per tutto l anno Non arare e coltivare sui pendii Creare frangivento tramite l introduzione di colture di diverse altezze Pratiche che impediscano la perdita di materia organica nel suolo Sarebbe importante anche prevedere un accurato mix di biomasse vegetali per rafforzare la diversit vegetale e del paesaggio Lo sviluppo di una corretta agricoltura energetica pu favorire una costante presenza dell uomo sul territorio assicurandone la vigilanza e la valorizzazione delle risorse La
442. o di digestione anaerobica costituito da due digestori verticali miscelati e riscaldati in regime di mesofilia del volume utile di 1370 m cadauno che lavorano in serie Al di sotto di ogni cupola gasometrica presente un sistema di desolforazione biologica che permette di abbattere il contenuto di idrogeno solforato Il biogas trattato desolforato e deumidificato viene utilizzato in due cogeneratori 180 kW in totale all avvio dell impianto nel 2007 che sono diventati 215 kW da giugno 2008 che producono energia elettrica per coprire i fabbisogni aziendali e immettere in rete le eccedenze Il secondo impianto di digestione anaerobica viene alimentato con liquami di bovini da carne silomais e silosorgo scarti della lavorazione di frutta e verdura polpe di barbabietola e sanse L impianto costituito da _ una prevasca in calcestruzzo per lo stoccaggio dei liquami destinati ai digestori _ una tramoggia di carico per le biomasse _ un digestore primario orizzontale di circa 1 000 metri cubi di volume _ 2 digestori circolari verticali miscelati e riscaldati del volume netto di circa 2 400 m ciascuno Sulla sommit sono installati 2 gasometri per lo stoccaggio del biogas Nel digestore primario avvengono prevalentemente le prime fasi del processo idrolitica e acidogena acetogena mentre nei due digestori secondari la produzione di metano Il passaggio del digestato da una vasca alla successiva comandato da una cen
443. o essere intercettate da pezzi di legno rigettati o proiettati dalla macchina in funzione 68 Nessuno deve trovarsi nella zona di emissione della legna cippata I grossi rami incurvati e voluminosi devono essere preventivamente tagliati in pezzi diritti in modo da renderli pi maneggevoli Tra gli errori di utilizzazione pi frequenti e che spesso possono portare a gravi conseguenze in quanto si aumenta il rischio di essere catturati dai cilindri di trascinamento vi quello di chinarsi verso l imbocco della tramoggia per cercar di fare entrare i resti delle piante Per eliminare questo rischio basta introdurli nei cilindri alutandosi con un lungo bastone Quando si lavora con una macchina cippatrice in ogni caso assolutamente indispensabile essere dotati delle seguenti attrezzature di protezione individuale casco visiera frontale di protezione occhiali di protezione vestiti di segnalazione ad alta visibilit comodi e ben sistemati guanti chiusi alla loro base e provvisti di una fettuccia di chiusura scarpe robuste provviste di suole antisdrucciolo preferibile che gli operatori effettuino questo lavoro in coppia in tal modo in caso di necessit sono assicurati i primi soccorsi Il personale deve ricevere una formazione professionale regolare e conforme a quanto previsto dalle avvertenze e dalle istruzioni sull impiego la manutenzione e la pulizia della cippatrice 2 11 9 Norme e requisiti qualitativi del cippato
444. o il grado di infermit o sofferenza associato a ciascun disturbo essenziali per il confronto tra le diverse malattie 227 In base a tali valori si istituita una gerarchia di sette classi di infermit a ciascuna delle quali si associa un peso che va da 0 salute perfetta a 1 morte Per calcolare il danno che deriva dalla ciascuna malattia i DALY vengono determinati come prodotto tra il rating di quella malattia coefficiente di infermit e gli anni di vita persi a causa della stessa ottenuti da studi statistici Nello sviluppare la metodologia non stata valutata la differenza fra danni immediati e danni futuri mentre si inserito un peso per tenere conto del fatto che la salute umana assume una diversa importanza a seconda dell et dell individuo ammalato tale valore cresce dalla nascita fino all et di 25 anni alla quale comincia un lento decremento Il danno alla salute umana causato da sostanze cancerogene Rintracciare un legame di causa effetto tra l esposizione ad una sostanza e l incidenza di tumori sulla popolazione umana un compito molto complesso che richiede considerazioni su dati sperimentali e studi epidemiologici L Associazione Internazionale per la Ricerca sul Cancro IARC ha sviluppato un sistema di classificazione delle sostanze basato sul maggiore o minore effetto cancerogeno riscontrato sugli animali e sull uomo Il calcolo del danno alla salute umana realizzato attraverso un
445. o metodo tale risultato da imputare al fatto che gli elementi che concorrono a costituire la categoria d impatto Resources in questo metodo danno maggiore importanza ad elementi legati alle risorse naturali nel metodo eco indicator appunto le risorse naturali contribuiscono solamente per 1 3 al totale della categoria Risorse la vendita digestato presentando una quantit annuale doppia impatta dunque in misura maggiore dei sottoprodotti trasportati Aspetti ambientali Mni Bref Il software Mini Bref evidenzia il vantaggio della cogenerazione energetica rispetto alla produzione separata di energia In entrambi gli impianti analizzati utilizzando il programma risultato evidente il minore impatto ambientale della cogenerazione visibile dalle tabelle e dai grafici riportati nei capitoli precedenti Aspetti economici Per l aspetto economico si proceduto a un analisi della fattibilit economica dell investimento di costruzione impianto tramite la metodologia del VAN Anche in questo caso si utilizzato il software Mini Bref che comprende una parte relativa alle tematiche economiche in cui sufficiente conoscere i costi e i ricavi dell attivit per valutarne la fattibilit in base all ottenimento di un VAN positivo indicatore della possibilit di effettuare l investimento Si poteva anche procedere con il metodo degli esponenti di scala nel quale sufficiente la conoscenza dei costi e ricavi di un impianto
446. o per la climatizzazione degli ambienti minimizzando le dispersioni di calore nel periodo invernale Dai calcoli eseguiti a partire dal vecchi approvvigionamento di metano emersa la necessit di un sistema che fornisca 140 kW termici utili in funzione di questo valore si poi calcolato il volume di accumulo necessario per garantire il fabbisogno energetico degli edifici riscaldati Si deve comunque tenere presente che il vecchio impianto di riscaldamento a metano non stato smantellato ma pu essere utilizzato per coprire un particolare picco di richiesta termica a causa di una stagione eccezionalmente fredda o per dare continuit alle utenze nelle fasi di manutenzione ordinaria e straordinaria L impianto funziona in continuo senza necessit di supervisione e controllo in loco da parte di personale specializzato ma necessita di una manutenzione programmata circa ogni 4000 ore di lavoro Le ceneri sono prelevate automaticamente da una coclea e depositate in un apposito contenitore in questo modo la presenza di personale pu essere limitata ad una solo ora la settimana per un controllo generale dei dispositivi di sicurezza e per svuotare il contenitore di ceneri Approvvigionamento La qualit del materiale utilizzato per il funzionamento dell impianto garantita dalle aziende forestali presenti nei territori limitrofi e dalla supervisione dei tecnici del Comune di Castel Aiano promotore della nascita della filiera del le
447. o per pesare le tre categorie di danno secondo un unico indicatore Il campo di indagine l ambiente in senso generale considerato come un sistema il cui stato definito da un insieme di parametri fisici chimici e biologici influenzati dall uomo legati a loro volta a condizioni necessarie alla sopravvivenza dell uomo stesso e della natura Queste condizioni includono la salute umana la qualit dell ecosistema e il reperimento delle risorse 224 Il concetto di salute umana Human Health si basa sull assunzione che tutti gli esseri umani nel presente o nel futuro saranno esenti da malattie invalidit o morti premature causate dalla qualit dell ambiente circostante La presenza di una buona qualit dell ecosistema Ecosystem Quality implica che le specie animali e vegetali interessate non siano soggette a cambiamenti indotti che alterino la loro presenza e collocazione geografica La categoria relativa al reperimento delle risorse Resources considera il concetto che la scorta di sostanze essenziali per lo sviluppo della civilt odierna possa essere o meno disponibile anche per le generazioni future Si pu notare come sarebbe stato possibile selezionare anche altre categorie di danno oltre alle precedenti come ad esempio la prosperit la felicit l uguaglianza la sicurezza Questi aspetti non sono stati presi in considerazione sia perch troppo complessi da definire all interno di un modello sia
448. o politico e fiscale di riferimento confuso Tuttavia tali filiere hanno evidenziato enormi potenzialit L azienda che realizza produzioni agricole per concorrere alla produzione energetica integra due livelli della filiera quello di produzione e di prima trasformazione Le colture dedicate possono essere impiegate anche in impianti di piccola taglia produrre direttamente in azienda biocombustibile come il biogas per alimentare caldaie termiche aziendali macchine motrici con opportuni adattamenti ai motori tradizionali e cogeneratori per la produzione di energia elettrica e termica Il fabbisogno di materia prima da destinare alla produzione energetica limitato 75 Nei terreni aziendali si pu attuare una rotazione colturale ad esempio considerando una rotazione frumento mais colza girasole il 50 di superficie aziendale destinato a colture oleaginose dalla cui lavorazione si ottengono alimenti zootecnici ed olio combustibile e il rimanente 50 destinato alla produzione di prodotti cerealicoli destinati all attivit zootecnica insilato di mais e o produzione di energia tipicamente biogas ottenuto da biomassa e da reflui dell allevamento L attivit zootecnica sarebbe cos complementare alla produzione energetica sia per prodotti cerealicoli che oleaginosi per esempio da un ettaro di colza girasole si otterrebbero circa 1150 litri di biodiesel sufficienti per il funzionamento di un trattore da
449. o valori pi bassi di umidit nelle latifoglie rispetto alle conifere nelle parti basse rispetto alle parti alte in estate rispetto all inverno L umidit esprime la quantit di acqua presente nel legno essa viene espressa in percentuale con riferimento al peso secco ovvero al peso fresco e La densit rappresenta sicuramente il pi semplice e diretto indicatore di qualit del combustibile legno in effetti il potere calorifico direttamente proporzionale ad essa La densit espressa come rapporto tra la massa ed il volume entro cui contenuta e si misura in kg m equivalente al peso specifico e Massa volumica sterica impiegata per gli ammassi dei combustibili legnosi tal quali legna da ardere cippato e pellet che presentano al loro interno spazi vuoti pi o meno grandi in funzione della pezzatura e della forma E espressa in peso kg t per unit di volume sterico msr o msa Densit di alcuni materiali 32 H2 Anidrid Oa Acqu Calcestru Material Abet Accia e Benzin Cene 4 adi Aria ZZO e e io Carboni a re gra mare ca di Densit 10 700 2200 700 7860 1030 1 98 1 293 900 Kg mc 00 720 2600 L acqua nel legno Il legno per la sua struttura presenta una doppia porosit Macroporosit costituita dalle cavit dei vasi conduttori Microporosit della sostanza legnosa vera e propria La biomassa legnosa di solito non si trova allo sta a
450. oggia con 4 750 000 g CO successivamente vi l autoconsumo digestato con 4 570 000 g CO e infine i liquami bovini con 2 510 000 g di CO L Ozone depletion indica il contributo di ciascuna fase della filiera al deperimento dello strato di ozono stratosferico ed valutato in riferimento ai grammi di CFC11 emessi La fase in cui si riscontra la maggiore emissione di tali sostanze sempre quella di produzione cogenerativa di energia 40 4 g CFC11 seguita dall autoconsumo digestato 1 54 g CFC11 e dal caricamento in tramoggia 1 49 g CFC11 e infine dai liquami 0 817 g CFC11 40 4 1080000 381000 3180 3840000 344000 2130 14300000000 343 877000 6990 L Acidification espressa in grammi di SO definisce il contributo di ciascuna fase della filiera all emissione di solfati responsabili tra l altro delle piogge acide Essa risulta influenzata soprattutto dalla fase di produzione cogenerativa di energia 1 080 000 g SO seguita dalla fase di autoconsumo digestato 41 500 g SO e caricamento in tramoggia 39 900 g di SO infine i liquami 21 900 g SO L Eutrophication esprime il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento di nutrienti nelle acque e viene calcolata in riferimento ai grammi di NO Essa influenzata principalmente dalla fase di produzione cogenerativa di energia con 381 000 g NO seguita da autoconsumo digestato 14 600 g NO3 e caricamento in tramoggia 14 000 g NO
451. ogni tipo di biomassa e per potenze elevate oltre i 2000 KW In questa situazione praticamente l avanzamento si realizza per gravit sagomando e disponendo opportunamente gli elementi sulla griglia rendimenti intorno al 70 55 2 Impianti di combustione a letto fluido Il combustibile viene mantenuto in sospensione tramite un flusso d aria dal basso verso Palto e comporta l impiego di un vettore solido che trascinato dall aria comburente viene a contatto con il combustibile Si utilizza della sabbia silicea con dimensione dei grani inferiore a 1 mm Consente di trattare varie tipologie di biomassa inclusi i materiali pi scadenti quali ligniti torbe RSU fanghi prodotti con elevata umidit La camera di combustione parzialmente riempita da un materiale inerte come sabbia che viene fluidificato dall aria comburente in modo da costituire un letto bollente che viene rimesso in circolazione nella camera di combustione Il combustibile viene mantenuto in sospensione tramite un flusso d aria dal basso verso l alto utilizzo della sabbia silicea con dimensione dei grani inferiore a 1 mm 3 La combustione in sospensione Tecnologia indicata per biomasse leggere e polverulenti quali lolla di riso segatura paglia La biomassa inserita nella parte superiore del combustore brucia cadendo sulla griglia sottostante 4 La combustione a tamburo rotante Utilizzate nelle applicazioni che prevedono l impiego di
452. oil invece concorre principalmente la fase di taglio All indicatore Human toxicity water contribuisce maggiormente la fase di carico Per la categoria Resources all invece le categorie che generano maggiore impatto solo la fase di esbosco trasporto e trasporto ceneri Nel diagramma sottostante network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo Edip Umip96 considerando tutti i fattori d impatto 299 Nel diagramma viene evidenziato che la fase a maggior impatto ambientale risulta la cippatura tale fase rappresentata infatti con una freccia rossa di maggiore spessore 79 9 a seguire vi il taglio 13 6 a maggiore impatto globale considerando nel suo insieme tutti gli indicatori di impatto e infine il carico 6 2 Con tale metodo nel network generale dell insieme di tutti gli indicatori d impatto il taglio risulta molto impattante mentre con il metodo eco indicator il carico risultava pi impattante del taglio nel network generale Dal network rappresentato si evince quindi che anche il taglio ha una grossa influenza mentre con gli eco indicator il taglio risultava molto inferiore alla cippatura e secondo ad essa vi era il carico Ma d altronde questo un metodo diverso che usa indicatori d impatto diverso e per tali indicatori la fase di taglio risulta pi impattante del carico Ci deriva dal fatto che nel metodo
453. oine Cenere Pioggia H 0 Assimilazione attraverso Ossigeno H 0 Le biomasse si riproducono costantemente e sono quindi fonti di energia rinnovabili Vediamo la tipologia e la provenienza delle biomasse combustibili a Materiale vegetale prodotto da coltivazioni dedicate b Materiale vegetale prodotto da interventi selvicolturali da manutenzioni forestali e da potatura c Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamente meccanica di legno vergine e costituito da cortecce segatura trucioli chips refili e tondelli di legno vergine granulati e cascami di legno vergine granulati e cascami di sughero vergine tondelli non contaminati da inquinanti aventi le caratteristiche previste per la commercializzazione e l impiego 24 d Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamente meccanica di prodotti agricoli avente le caratteristiche previste per la commercializzazione e l impiego Per biomassa utilizzabile ai fini energetici si intende un materiale organico che pu essere utilizzato direttamente o con trasformazioni termochimiche biologiche o biochimiche atte a migliorarne le propriet energetiche come combustibile negli impianti di conversione Un vasto insieme di materiali di natura eterogenea di matrice organica ovvero tutti gli organismi vegetali e i loro componenti tutti 1 prodotti organici derivanti dall attivit biologica degli animali e dell uomo inclusi gas reflui e l
454. ola non hanno autonomia funzionale e pertanto non possono essere considerate impianto cos come definito nell articolo 268 del decreto legislativo 152 2006 ne consegue che tali apparecchiature generatori di calore e cogeneratori non possono essere esonerate dall autorizzazione alle emissioni in atmosfera ai sensi dell articolo e Altra interpretazione di segno opposto secondo la quale l insieme delle apparecchiature per la produzione e la conversione energetica di biogas dai liquami dell allevamento dotato di autonomia funzionale ed destinato ad una specifica attivit cogenerazione di energia elettrica e termica pertanto si pu considerare Impianto a tutti gli effetti 107 La parte seconda del decreto n 4 2008 non prevede la cosiddetta Via Valutazione di impatto ambientale per gli impianti di biogas che non trattano rifiuti di potenza inferiore a 50 MW termici Molte autorit Competenti per dimostrare che un impianto per la produzione di energia deve essere sottoposto a procedura di verifica screening ed eventualmente alla Via sostengono non solo che tali impianti sono di recupero rifiuti ma anche che in quanto tali sono equiparabili ad impianti di smaltimento di rifiuti Non essendo infatti chiarita la natura agricola delle attivit di produzione di energia e tra queste la digestione anaerobica dove si stabilisce che non rientrano nel campo di applicazione della disciplina rifiuti le ma
455. ollegamento totalmente immerso nella camera di combustione e funge da scambiatore di calore Si pu cos produrre energia cinetica trasferita poi ad un albero che ruotando genera corrente elettrica grazie ad un generatore e contemporaneamente acqua calda dalla fase di raffreddamento La tecnologia del motore Stirling sviluppata nei primi anni del XIX secolo sta trovando nuovo interesse in campi quali quello del solare termodinamico e della micocogenerazione Il motore Stirling un motore a ciclo chiuso Ci significa che un gas utilizzato come fluido di lavoro confinato all interno di uno o pi cilindri ed sempre il medesimo gas a compiere il ciclo termodinamico ricevendo e cedendo calore a sorgenti esterne a differenza di quanto accade nei motori a combustione interna in cui il fluido di processo viene sostituito e ricambiato ad ogni nuovo ciclo del motore Il motore Stirling sfrutta le propriet dei gas di dilatarsi e comprimersi se scaldati o raffreddati 141 L introduzione di calore Qin e la cessione Qout di calore con l esterno avviene con continuit nella zona calda e fredda della macchina tramite scambiatori di calore la zona calda in particolare mantenuta in temperatura dai gas che derivano da un processo esterno di combustione Nel passaggio tra una zona e l altra della macchina il gas attraversa un rigeneratore in certi casi si tratta di un agglomerato di fili metallici cedendogli calore o recu
456. ologiche dando origine ad altri composti Per esempio la formazione di ossidanti fotochimici derivanti dall interazione che la luce del sole ha con gli idrocarburi emessi in atmosfera portando alla formazione di molecole di ozono oppure se considero il totale delle emissioni di SO provenienti dai risultati di inventario le piogge acide l acidificazione conseguente e l eventuale perdita di biodiversit in un lago sono le conseguenze ipotizzabili immediatamente Comprendere i fenomeni di interazione dell attivit antropica con l ambiente costituisce un obiettivo importante per promuovere in ambito industriale la nuova cultura della produzione basata sul concetto si sviluppo sostenibile L obiettivo sar anche di scoprire nell ambito del sistema in esame dove e come intervenire per ottenere una minimizzazione dell impatto dovuto a tali processi analizzati La valutazione di impatto del ciclo di vita consiste in un processo tecnico quantitativo e o qualitativo per la caratterizzazione e la valutazione degli impatti ambientali delle sostanze identificate nella fase di inventario In questo step sono valutati gli effetti sulla salute e sull ambiente indotti dal processo o dal prodotto durante il corso del suo ciclo di vita La struttura concettuale della Valutazione di Impatto fa riferimento alla norma ISO 14042 che la definisce e la standardizza nelle fasi descritte di seguito 1 Selezione e definizione delle categorie di impatt
457. omanda di prodotti eco compatibili da parte dei consumatori e quindi di una nuova attraente possibilit di sviluppo per le imprese l entrata in vigore di normative europee hanno aperto un nuovo scenario centrato sulla compatibilit tra industria e ambiente che pu essere definito come Sviluppo Sostenibile applicato alla realt d impresa Le industrie si stanno adeguando all obiettivo dell eco efficienza che di fatto si trova sempre pi a coincidere con quello della Qualit Totale Il perseguimento di questi obiettivi comporter un nuovo modo di procedere all interno delle aziende il progetto e la creazione di nuovi prodotti sar accompagnato dalla valutazione del loro Ciclo di Vita 195 Una corretta stima degli impatti ambientali pu essere svolta attraverso una Valutazione del Ciclo di Vita LCA Life Cycle Assesment Tale metodologia consente di determinare e quantificare i carichi energetici ed ambientali concreti e potenziali presenti nella varie fasi del ciclo di produzione e consumo della bioenergia considerate correlate e interdipendenti Attraverso l LCA quindi si quantificano gli effetti ambientali dei flussi in entrata e in uscita dal sistema produttivo ricorrendo ad opportuni indicatori d impatto Tale tecnica applicata nell ambito delle energie rinnovabili permette di confrontare il profilo ambientale delle varie bioenergie con quello di energie fossili che svolgono analoghe fun
458. ombustibile quantit cio di energia termica che si pu ricavare e che liberata dalla combustione completa riferita all unit di peso Potere calorifico misurato in Joule per chilogrammo J kg o kilocalorie per chilogrammo kcal kg di combustibile o kKWh kg Potere calorifico dipende da specie parte sminuzzata pi o meno corteccia gt NECESSITA DI MATERIALE OMOGENEO per la taratura delle caldaie a cippapto Densit energetica E rapporto tra il contenuto energetico del legno e il volume sterico in cui compresso cippato Densit energetica misurata in J msr o kKWh msr 53 Parametri energetici indicativi del cippato UNITA DI VALORI MISURA Massa sterica Kg msr 220 320 Contenuto 30 idrico Potere calorifico KWh kg 3 4 inferiore Densit kWh msr 748 1088 energetica Ceneri in peso 1 3 2 11 6 Caldaie per impianti alimentati a cippato e caratteristiche La combustione il processo di utilizzazione energetica della biomassa pi antico e consolidato In relazione al tipi di biomassa utilizzata al contenuto di umidit presente e della quantit di ceneri prodotta il potere calorifico inferiore derivante dalla combustione varia Gli impianti che sfruttano la combustione di biomassa a scopi energetici possono essere suddivisi in due categorie 1 Impianti per la produzione di energia termica eventualmente in cogenerazione a partire da comb
459. ompe disposte tra una vasca e l altra e dei tre mixer presenti in ogni vasca di fermentazione per i quali elementi occorre di conseguenza un elevato consumo di combustibile fossile che emette quindi in atmosfera sostanza dannose soprattutto ad opera pi dei mixer che delle pompe essendo in funzione per un numero di ore molto elevato all anno 18 minuti ogni ora in continuo E dunque evidente che in proporzione in confronto il trasporto impatta globalmente in misura minore di quest ultima anche questo risultato logico in quanto il trasporto contenuto nell arco di 100 km raggio di distanza in cui sono stati compiuti studi dai quali risulta una distanza per cui l impatto del trasporto non estremamente rilevante 3 5E5 MJ Electricity from oil 347 Inoltre in tale impianto i km percorsi dal trasporto del digestato e dei sottoprodotti risultano veramente minimi Analizzando il network sotto riportato del solo indicatore Global Warming invece possiamo notare i medesimi risultati precedentemente descritti il risultato da aspettarselo in quanto la fase di produzione cogenerativa di energia consuma molta energia per via delle pompe e soprattutto dei mixer ad elevato assorbimento funzionando per un numero elevato di ore al giorno 18 minuti ogni ora in continuo usa combustibili fossili che immettono in atmosfera sostanze dannose e CO che influisce sul riscaldamento globale del pianeta
460. on l altissima incertezza che essi si possano verificare o meno Il danno alla salute umana dovuto ai cambiamenti climatici avviene attraverso numerose vie d impatto Nello sviluppo della metodologia non stato possibile comprendere tutti gli aspetti poich molti di questi presentano delle incertezze troppo ampie per poter essere quantificati nel metodo Eco indicator99 sono stati perci considerati esclusivamente gli effetti meno incerti 229 Nel caso specifico si interessati a conoscere l incremento del danno per tonnellata di gas serra CO2 CH4 N30 emessa per questo si utilizzato un procedimento che calcola il danno incrementale dovuto ad un flusso addizionale di 1 Mt all anno dei tre gas serra specificati includendo le morti causate da malattie infettive trasmissibili attraverso vettori le affezioni cardiovascolari e respiratorie dovute a variazioni della temperatura media ed i disagi procurati da emigrazioni di popolazioni dalle zone costiere sommerse dall innalzamento del livello dei mari Tutti questi parametri trasformati in seguito in DALYs tonnellata sono valutati per tutte e nove le regioni del mondo poich le emissioni europee contribuiscono ad un danno di livello globale necessario sottolineare quanto sia difficile quantificare fino a che punto gli effetti riscontrati dipendano da cambiamenti climatici o possano essere associati ad altri fattori igienici e sociali Il danno provocato dalle radiaz
461. on metodo Eco Indicator99 ue 271 5 2 3 Risultati con metodo Edip Umip96 280 5 3 ANALISILCA_APPROVVIGIONAMENTO ORLANDINI i 285 9 3 1 Lediverse fasl p gi e RR RARA RARA SU CNR AE RA EET ER RANGAN 285 5 3 2 Risultati con metodo Eco Indicator99 288 5 3 3 Risultati con metodo Edip Umip96 297 SA4 ANALIST ECA MENGOL D ii ri RTRT ARRE Ri 307 S 4 l LediverseTaSi s iu LA I TIERRA RR 309 5 4 2 Risultati con metodo Eco Indicator99 L 332 5 4 3 Risultati con metodo Edip Umip96 343 5 5 RISULTATI IMPIANTO A BIOGAS AZIENDA MENGOLI E IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D ATANO A CONFRONTO nioran ra e n a RR TRI TRAI 351 5 6 RISULTATI MENGOLI CON MINI BREP 352 0 GANALISTECONOMIC amp salle 356 6 1 SOFTWARE MINI BREF PARTE ECONOMICA i 356 6 2 ALCUNI CONCETTI DI FINANZA li 363 6 3 ANALISI ECONOMICA IMPIANTO DI CASTEL D AIANO 379 6 4 ANALISI ECONOMICA IMPIANTO MENGOLI 0 387 7 ARCHITETTURA DI CONTROLLO IMPIANTI A BIOMASSA cccvrcccerezeeeeee 395 7 1 SISTEMI DI CONTROLLO DISTRIBUITO DCS 395 T 2 SENSOREEB ATTUA FOR i ea i O a aaa 403 DA A EN o i BEEE AVIO E NIRO aaa 403 T2 2r Oliatttatori RZ IR A RIO 406 7 3 NORMATIVA Gaara ili LEE ee alal Aia 408 Tod PEC estandard IEC 11313 apri rai 408 7 3 2 Normativa sulla sicurezza IEC 61511 e 61
462. on solo ma la digestione anaerobica delle materie attivit agricola anche nel caso in cui l imprenditore agricolo che la gestisce sia una societ di persone o cooperativa o una societ di capitali purch siano rispettati dei requisiti L assoggettamento alla disciplina rifiuti o ad altre discipline dipende dalla classificazione che ha avuto il materiale in entrata all impianto e dalla natura professionale del gestore 108 Se le materie fecali e le sostanze naturali non pericolose sono conferite ad un impianto di biogas gestito da un imprenditore agricolo esse si sottraggono quindi alla disciplina rifiuti anche una volta trasformate in digestato Questo va ad un utilizzo quello agronomico governato dal decreto del 7 aprile 2006 sull utilizzazione agronomica degli effluenti Se sono invece conferite ad un impianto gestito da un imprenditore non agricolo l autorizzazione non pu che essere rilasciata per un impianto di trattamento rifiuti L utilizzazione agronomica del materiale digerito si configura come operazione di recupero cos come prevista dal decreto n 152 2006 e pu avvenire nel rispetto delle disposizioni sull utilizzazione agronomica degli effluenti zootecnici e dei fertilizzanti commerciali Se si tratta di residui delle lavorazioni vegetali provenienti da impianti agroindustriali e il conferimento avviene a impianto di biogas aziendale o interaziendale gestito da imprenditore agricolo l
463. onamento totale dei mixer nelle due tipologie di mixer e 2 Mixer da 18 kW 2 628 ore all anno 2 5 256 ore all anno funzionamento di due mixer 5 256 18 kW 94 608 kWh all anno di funzionamento dei due mixer e Mixer da 15 kW 2 628 ore all anno 15 kW 39 420 kWh all anno di funzionamento del mixer In totale quindi avremo 94 608 39 420 13 028 kWh di funzionamento all anno dei tre mixer 13 028 6 818 000 kWh annuali prodotti dall impianto 0 0196 kWh consumati dai 3 mixer per ottenere in output 1 kWh di energia Assorbimento motore Si hanno due motori un motore Deutz da 240 kW e un motore Man da 110 kW L assorbimento del motore stimato nel 2 delle energia elettrica totale prodotta all anno 327 2 di 2 500 000 kWh all anno 50 000 kWh all anno assorbiti dai due motori 50 000 6 818 000 kWh all anno prodotti di energia 0 00733 kWh assorbiti dal motore per produrre 1 kWh di energia Assorbimento della pompa del biogas Per pompare il biogas dal gasometro alla sala macchine si utilizza una soffiante da 2 5 KW con un assorbimento di 2 4 kWh al giorno 2 4 kWh al giorno 365 gg anno 876 kWh all anno assorbiti dalla pompa del biogas 876 6 818 000 kWh prodotti all anno dall impianto 0 000128 kWh assorbiti dalla pompa del biogas per ottenere in output 1 kWh di energia Nell assemblaggio inserir per la fase Produzione cogenerativa di ene
464. onatura cambia la composizione del legno e quindi del suo contenuto energetico a causa dei diversi tipi di funghi che possono attaccare la lignina la pi difficilmente attaccabile Lo sviluppo dei funghi legato alla temperatura e al contenuto idrico del legno Le muffe invece contribuiscono in modo irrilevante alla decomposizione della sostanza legnosa utilizzano solo le sostanze nutritive della parte superficiale della biomassa Lo sviluppo dei funghi non provoca solo la perdita di sostanza secca ma crea dei rischi per la salute umana 58 I rischi per la salute umana derivano dalla disseminazione delle spore fungine che nel corso della movimentazione dei combustibili legnosi possono arrivare al sistema respiratorio e provocare allergie Alcune precauzioni Il legno dovrebbe essere il pi possibile stoccato e stagionato tal quale la stagionatura del cippato non dovrebbe durare pi di 3 mesi minimizzare la presenza di parti verdi aghi fogliame e di frazione fine i mucchi stoccati all aperto dovrebbero avere una conformazione conica per favorire l allontanamento dell acqua piovana nei depositi di cippato interrati dovrebbe essere predisposti dei sistemi di aereazione Stagionatura cippato Per produrre cippato di qualit idonea all impiego in caldaie di piccola media potenza si utilizzano come materiali di partenza tronchi di conifera sramati tronchi di latifoglia con o senza rami e ramaglie di latifoglie p
465. one di tale fase risultano i precedenti Gli unici assorbimenti in gioco in tale fase quindi sono all avvio per i tempi sopra indicati si tratta comunque di assorbimenti minimi di elettricit MACROFASE 3 SMALTIMENTO CENERI Si preferito gestire lo smaltimento ceneri con un ulteriore fase avendo in questo modo pi chiaro l impatto del processo produttivo separato dall impatto dello smaltimento ceneri prodotte Stoccaggio ceneri in attesa di essere smaltite da aziende specializzate trasporto delle ceneri in discarica tramite l azienda a cui affidato lo smaltimento trattamento ceneri cio metodo con cui risultano trattate in discarica le ceneri prodotte dal processo FLOW CHART MACROFASE 3 Le ceneri vengono stoccate presso l impianto in attese di essere STOCCAGGIO CENERI tale fase non comporta un impatto ambientale in quanto le ceneri presso l impianto in ambiente chiuso Le ceneri sono prelevate dall azienda Dife tramite loro mezzo e TRASPORTO discarica a Rosignano Marittimo per essere smaltite TRATTAMENTO CENERI Le ceneri vengono trattate in discarica viene indicato nella scheda della fase trasporto nella sezione dedicata ai rifiuti 268 FASE 1 TRASPORTO CENERI Lo smaltimento avviene in discarica nell impianto REA di Rosignano Marittimo L azienda che si occupa dello smaltimento ceneri la Dife S r l sita a Serravalle Pisotiese la quale si reca all impianto rac
466. ono per buona parte subordinati al loro prezzo sul mercato finch queste risulteranno essere pi costose dei tradizionali combustibili fossili la loro incidenza sar limitata 76 E probabile che per passare dalle fonti energetiche convenzionali a quelle rinnovabili vi sar una lunga fase di transizione in cui coesisteranno tecnologie di diverso tipo L attuale sistema produttivo delle biomasse ha comunque degli effetti sul territorio sull economia e sulla societ Tali effetti sono sintetizzati cos 1 Diminuzione delle coltivazioni per scopi alimentari soprattutto per per i biocarburanti che per le tecnologie agro energetiche e possibile deturpamento territorio boschivo 2 Possibili benefici per le comunit locali 3 Nuove opportunit occupazionali sono necessarie nuove professionalit per l intera filiera Nell organizzazione della filiera comunque uno dei rischi rappresentato dall aumento indiscriminato delle fasi intermedie che intercorrono tra la produzione dei prodotti e la loro commercializzazione che potrebbe provocare aumenti dei prezzi per i consumatori e difficolt nella distribuzione riducendo quindi i meracto e gli occupati Tuttavia alla produzione di agro energie assegnata una posizione centrale per le politiche di sviluppo rurale Nell ipotesi che in una determinata area le culture energetiche siano compatibili dal punto di vista ambientale le biomasse forestali siano sfruttat
467. ontrario i microorganismi non sono attivati nel caso di permanenti condizioni di basse temperature come in inverno Tanto maggiore il contenuto idrico del cumulo di cippato tanto pi rapidamente il cumulo si scalda 57 A causa dell intensificarsi delle attivit metaboliche di funghi e batteri si determina una decomposizione della sostanza legnosa quindi una perdita di massa combustibile Per minimizzare tali perdite l attivit biologica deve essere tenuta il pi possibile sotto controllo Il cippato e la corteccia sono i combustibili pi sensibili a tali problematiche e per esse possibile attuare una serie di provvedimenti e stoccare materiale pi umido possibile e proteggerlo dalle precipitazioni e favorire la ventilazione naturale che accelera la perdita di calore e di acqua e utilizzare utensili di taglio adeguatamente affilati per garantire la pezzatura regolare e minimizzare la presenza di aghi e foglie facilmente aggredibili dai microrganismi e minimizzare la durata dello stoccaggio e altezza del mucchio non troppo elevata Spesso non sempre possibile attuare tutti 1 provvedimenti perci deve essere considerata una certa perdita di massa legnosa PERDITA A DI MATERIALE TIPO SOSTANZA SECCA STOCCAGGIO SS IN Cippato forestale fine 20 35 fresco scoperto Cippato forestale fine 2 4 stagionato coperto Cippato forestale grossolano fresco 4 coperto Nel corso della stagi
468. onvertire il tasso di attualizzazione in termini reali usando la formula che segue tasso di attualizzazione reale 1 tasso di attualizzazione nominale 1 tasso di inflazione 1 nel caso dell esempio si avrebbe tasso di attualizzazione reale 1 15 1 10 1 0 045 ovvero 45 Se ora si attualizzano i flussi di cassa reali con il tasso di attualizzazione reale si ottiene un VAN di 5500 come in precedenza VAN 100000 35000 1 045 50000 1 045 30000 1 045 5500 L ammortamento L ammortamento un procedimento economico contabile avente per oggetto i beni a fecondit ripetuta ossia quei beni strumentali che cedono la loro utilit economica in pi esercizi Attraverso l ammortamento quindi il costo pluriennale di tali beni viene ripartito in pi esercizi in funzione della loro durata economica Infatti quando un azienda acquista un bene destinato a essere utilizzato per pi anni ad esempio un macchinario il relativo costo sostenuto viene ripartito in funzione del numero di anni per 376 l acquisto in tante quote quanti sono gli esercizi nei quali il macchinario sar presumibilmente impiegato Se cos non fosse il costo verrebbe imputato interamente nell esercizio in cui viene acquistato disattendendo il principio della competenza economica dei componenti reddituali La procedura dell ammortamento prescritta dal Codice Civile art 2426 c c ai fini della redazione
469. opodich si operano tagli di preparazione e di rinnovazione Una ulteriore metodologia che ha avuto una notevole importanza nell insieme degli interventi di carattere forestale in Italia quella dei rimboschimenti di terreni nudi o cespugliati La biomassa forestale in rapporto alla realt fisica dei luoghi dell Appennino quella individuata come fonte rinnovabile con maggiore possibilit di utilizzo nel territorio e come componente capace di dare luogo ad uno sviluppo significativo di attivit economiche sia sotto l aspetto della produzione della materia prima che sotto l aspetto delle ricadute occupazionali nell indotto e nei servizi 160 Per questa ragione aiutati in questo anche dalla convergenza di incentivi e finanziamenti disposti anche dai piani regionali e provinciali la maggior parte dei progetti e delle realizzazioni ha riguardato tale settore Obiettivo di creare delle filiere legno da silvicoltura sostenibili anche se occorre stare dentro a un raggio di 70 km tra luogo di approvvigionamento e luogo di utilizzo Se creiamo impianti che hanno necessit di quantitativi troppo piccoli la filiera complessiva sistemi di esbosco trattamento legno trasformazione conservazione ecc non parte perch hanno valori economici bassi e non permettono adeguati investimenti viceversa quantitativi troppo grandi come impianti di potenza molto elevate e con necessit di materiale che occupano
470. opportunit del capitale uno standard di redditivit di un progetto che i manager utilizzano per calcolare il valore del progetto stesso Secondo questo criterio la regola da applicare accettare un progetto di investimento se il costo opportunit del capitale inferiore al tasso interno di rendimento Guardando l esempio di cui sopra se il costo opportunit del capitale inferiore al 28 il progetto ha un VAN positivo qualora i flussi di cassa siano attualizzati al costo opportunit del capitale stesso Se uguale al tasso interno di rendimento il progetto ha un VAN uguale a zero e se infine maggiore il VAN negativo Quindi quando le aziende confrontano il costo opportunit del capitale con il TIR di un progetto si chiedono se il progetto abbia un VAN positivo La regola del TIR dar la stessa risposta della regola del VAN ogniqualvolta il VAN di un progetto sia una funzione monotona decrescente del tasso di attualizzazione Per sebbene i due criteri VAN e TIR siano formalmente equivalenti la regola del tasso interno di rendimento contiene diverse trappole di seguito elencate ed analizzate 1 Quando l azienda presta denaro vuole un alto tasso di rendimento quando lo prende in prestito vuole un basso tasso di rendimento 2 Possono esserci tanti tassi interni di rendimento diversi in un progetto quanti sono i cambiamenti di segno dei flussi di cassa 3 La regola del TIR pu portare a soluzioni e
471. ore per il numero degli abitanti USA 266x105 e lo moltiplica per il numero di abitanti dell Europa e calcola il surplus di energia necessario per estrarre 1 kg di ciascun minerale nel momento in cui la quantit estratta sar cinque volte quella estratta fino al 1990 e moltiplica il surplus unitario per il consumo dei minerali del cittadino europeo Combustibili fossili e considera i dati di consumo dei combustibili fossili in Europa e divide tale valore per il numero degli abitanti dell Europa e calcola il surplus di energia necessario per estrarre 1kg di ciascun combustibile fossile nel momento in cui la quantit estratta sar cinque volte quella estratta fino al 1990 e moltiplica il surplus unitario per il consumo dei combustibili del cittadino europeo AI fine di calcolare un valore di normalizzazione unitario per la categoria Resources si effettuano le seguenti operazioni e si sommano i surplus di energia per cittadino medio europeo relativi all estrazione dei minerali e dei combustibili fossili e si assume l inverso di tale valore come il fattore peso per la normalizzazione relativo ad entrambe le categorie di impatto afferenti a Resources La Valutazione Per risolvere il problema del livello di scientificit richiesto dallo studio del LCA e quindi del livello di soggettivit ammesso il metodo degli Eco indicator 99 segue il modello della Cultural Theory proposto da Thompson 239 PROS
472. ormalizzazione Calcolo Valutazione Lo schema a blocchi del codice SimaPro 6 0 Assembly Il primo passo da compiere per la realizzazione dello studio consiste nel definire P Assembly dei vari componenti Al suo completamento concorrono i dati relativi ai materiali alle lavorazioni Processing al energia impiegata nonch le informazioni relative ai trasporti Come si evince dalla figura solo in questo momento che possibile prendere in considerazione i materiali Disposal scenario Il Disposal Scenario deve far riferimento ad un determinato Assembly in seguito si sceglie il tipo di smaltimento che si ritiene pi verosimile scegliendo tra il Reuse il Disassembly o tra una serie di Waste Scenario riportati dal codice Incineration Landfill Recycling etc 248 Life cycle Il Life Cycle permette di prendere in considerazione tutti gli aspetti legati all utilizzo del prodotto o del componente eventuali altri processing Energy Transport in particolare pu fare riferimento ad un Assembly ma anche ad Additional Life Cycle ovvero a Life Cycle di componenti che considerati in maniera globale concorrono alla valutazione dell LCA del prodotto in esame I database Per quanto riguarda i dati del Database sono organizzati come segue Materiali I material sono suddivisi in categorie Building material Chemical Ferro metal Fue
473. ormazione necessario usare un prodotto di qualit omogenea I processi di aumento della densit energetica consentono di diminuire i costi di trasporto e rendono utilizzabile la biomassa anche lontano dagli ambienti di produzione Attualmente gli impianti a livello dimostrativo presentano delle difficolt relative all ottenimento di rese soddisfacenti di un prodotto con qualit omogenea Processi termochimici Il calore prodotto pu essere convertito in energia elettrica il rapporto C N deve essere superiore a 30 e l umidit alla raccolta inferiore al 30 v combustione diretta consiste nel bruciare la biomassa in presenza di aria 20 v gasificazione processo in cui materiale ligno cellusoico termochimicamente convertito in un gas a basso o medio potere calorifico inferiore tramite la vaporizzazione dei componenti pi volatili gas di idrocarburi idrogeno ecc il processo termochimico per cui la biomassa viene trasformata in un gas combustibile detto syngas sotto l azione del calore ed in atmosfera controllata Virtualmente qualsiasi tipo di biomassa pu essere trasformata in un mix di gas che pu essere bruciato per alimentare un ciclo a vapore v pirolisi decomposizione di materiali organici per mezzo di calore tra 400 e 800 C e in completa assenza di ossigeno I prodotti sono sia gassosi sia liquidi Processi biochimici Processi di fermentazione con il contributo di enzimi funghi e micro organism
474. ormente fino a fornire una quota di copertura dei consumi nazionali di energia primaria pari almeno al 15 Per raggiungere questo obiettivo necessario agire sui seguenti aspetti incremento dei campi di applicazione e delle filiere ottimizzazione economica delle varie fasi di filiera miglioramento tecnologico dei rendimenti di conversione finale emanazione di normative e incentivi opportunamente mirati S impone quindi la necessit di un attenta programmazione che pone le proprie fondamenta su studi specifici ed analisi del territorio nelle quali saranno opportunamente enfatizzate le condizioni locali che influenzano le effettive potenzialit Pertanto la strada da perseguire quella di una sempre pi spinta valorizzazione della bioenergia questo non solo come conseguenza della crescente sensibilit verso i temi ambientali ma anche per effetto delle vicissitudini economico politiche che i combustibili fossili stanno sempre pi frequentemente incontrando in particolare il continuo incremento dei prezzi e le crescenti incertezze e difficolt nell approvvigionamento Il 22 7 del territorio italiano pari a 6 8 milioni di ettari coperto da boschi Il 52 9 dei boschi italiani pari a 3 6 milioni di ettari classificato come ceduo L andamento dei prelievi di legname in Italia stato influenzato molto pi dalla dinamica del mercato della legna ad uso energetico che da quello del legname da opera M
475. os un mercato in cui la domanda data dai produttori ed importatori soggetti all obbligo e l offerta costituita dai produttori di elettricit con impianti aventi diritto ai CV Le transazioni possono avvenire attraverso una piattaforma di negoziazione costituita presso il Gestore del Mercato Elettrico GME Il GSE titolare dei CV li immette sul mercato esclusivamente attraverso la piattaforma del GME I costi dell incentivazione sono a carico dei produttori ed importatori da fonti convenzionali che debbono obbligatoriamente acquistare Certificati Verdi oppure realizzare investimenti per produrre elettricit da fonti rinnovabili Il valore dei CV si forma sul mercato 104 I Certificati Verdi sono titolo emessi dal Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale GRTN che certificano la produzione di energia da fonti rinnovabili Ogni Certificato Verde attesta la produzione di 100 kWh nell arco di emissione di un anno Vige l obbligo per i produttori ed importatori di energia di immettere annualmente una quota di energia prodotta da fonti energetiche rinnovabili di quanto prodotto e o importato da fonti convenzionali da fonti convenzionali nell anno precedente I Certificati Verdi danno un valore unico al kWh verde prodotto a prescindere dalla fonte utilizzata I Certificati Bianchi Emissione da parte dell Autorit per l Energia Elettrica e il Gas AEEG di titoli di efficienza energetica TEE a fronte dei r
476. ossibilmente con diametro minimo di 5 cm per limitare il contenuto di cenere percentualmente presente pi nella corteccia che nel legno pioppo e robinia a breve ciclo di rotazione La stagionatura deve avvenire nel corso dell estate quando massimo l apporto energetico gratuito da parte del sole e del vento che favorisce l essicazione naturale del legno Nel corso della stagionatura la perdita di contenuto idrico varia di solito tra il 40 e il 50 Tagliando per esempio le piante a maggio con le foglie presenti esse grazie all evapotraspirazione accelerano l essicazione naturale del legno Lasciare la legna tagliata in un ambiente ombroso interno al bosco non determina una sensibile perdita del contenuto idrico del legno per questo la stagionatura del materiale deve avvenire in un sito adeguatamente soleggiato e il pi possibile ventilato Il legname tal quale dal momento del taglio portato in un imposto soleggiato esterno al bosco raggiunge nella tarda estate un contenuto idrico inferiore al 30 ed pronto per essere cippato 30 definito limite di conservabilit al di sotto del quale il cippato classificato idoneo ad essere stoccato senza problemi di stabilit biologica La fase di stagionatura del materiale tal quale pu avvenire a bordo strada nei casi in cui si disponga di un imposto soleggiato e di adeguate dimensioni oppure deve essere trasportato presso una piattaforma logistica dove cippato e stoccato sotto
477. osti e quindi la loro estrazione tramite metodi fisici con torri di lavaggio che lavano il gas in controcorrente tramite un flusso di acqua e ossido ferrico oppure mediante desolforazione biologica immettendo direttamente nel digestore una percentuale di aria circa 5 10 del gas per consentire a particolari ceppi batterici di innescare una reazione di precipitazione biologica dello zolfo La sostanza residua metano viene convogliata ad un apposito motore che produrr energia elettrica Quest ultima verr poi convogliata in rete in parte utilizzata per il funzionamento dell impianto mentre dal raffreddamento ad acqua del motore verr ricavata acqua calda sfruttabile per uso domestico e per mantenere una temperatura costante all interno delle vasche di stoccaggio tramite delle condutture esterne alle vasche Descrizione dettagliata Azienda agricola Mengoli di Castenaso L Azienda Agricola Mengoli Rino Mauro e Gianni situata a Catenaso Bo in via Bagnarese 3 L idea del signor Mauro Mengoli responsabile e proprietario del biogeneratore nata un po di anni fa quando dopo aver visitato numerose fiere di settore decise di avviare l impresa Contatt alcune ditte tedesche poich offrivano una tecnologia avanzata e prezzi accessibili rispetto a quelle italiane e intraprese ben quattro viaggi in Germania per poter studiare pi approfonditamente il funzionamento e la manutenzione delle attrezzature Tornato in Ital
478. osto annuo delle alternative Per determinare il costo annuo delle alternative vi sono due strade percorribili 363 gt valore attualizzato del flusso di costo totale investimenti pi costi operativi e gestionali per il fattore di recupero del capitale 2 C OC rQ ry C i di 2 1 1 r 1 gt costo annuo del capitale costo del capitale per il fattore di recupero del capitale sommato ai costi annuali operativi e gestionali Ca r 1 r O A rY l dove e Cat il costo annuo totale CO il costo nell anno 0 l anno base e OC il costo netto operativo gestionale nel periodo t differenza tra costi addizionali associati all implementazione di una tecnica e benefici ricavi costi evitati con una tecnica redditizia questi costi sono negativi e r il tasso di interesse per il periodo e n il numero di anni considerato Il Bref inoltre propone una metodologia molto interessante per valutare voci di costo di un impianto conoscendo le stesse voci per un impianto gi quotato il metodo degli esponenti di scala Tale metodologia considera la seguente relazione C Cb dove e C il costo dell impianto y e C il costo dell impianto x e y la scala dell impianto y misurata come dimensione o livello di produzione e x la scala dell impianto x misurata come dimensione o livello di produzione 364 es un fattore di scala variabile per le tipologie di intervento p
479. otare che per la macro categoria Risorse il trasporto del cippato all impianto incide maggiormente del trasporto ceneri anche se la distanza maggiore Tale risultato per deriva dal fatto che innanzitutto il trasporto ceneri viene effettuato solo 2 volte all anno in quanto il camion ha una portata maggiore e occorrono cos un numero di viaggi minore all anno dato anche dal fatto che la quantit di ceneri da trasportare all anno risulta assai minore 450 000 kg di cippato contro i 13 500 kg di ceneri all anno in questo modo essendo il cippato in maggiore quantit da trasportare dovr essere trasportato un numero di volte assai maggiore e cos il numero dei km percorsi in totale in un anno risulter sicuramente maggiore anche se la distanza singola pi breve 291 SimaPro 6 0 Data 08 11 201 Periodo 10 19 57 Titolo Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano_Orl Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A Valore Valutazione dei danni Categoria di danno Unit Totale TAGLIO CESBOSCO CIPPATURA TRASPORTO CARICO OUTPUT EL OUTPUT TIDISPERS TRASPORTO CEN SMALTIMENTO IN DISC Human Health DALY 0 0146 5 69E 05 2 36E 07 0 0115 0 000000514 0 00297 0 00000184 2 95E 05 9 39E 07 0 000000138 0 0000146 Ecosystem Quality PDF m2yr 624 6 94 0 00997 439 0 03 177 0 0431 0 69 0 022 0 00803 0 555 Resources MJ surplus 1 15 x 0 249 x 0 712 x x X x 0 191 x Risultati dell analisi del Ciclo di Vita di 4 500 q d
480. otere calorifico del legno perch parte dell energia liberata nel processo di combustione assorbita dall evaporazione dell acqua e quindi non disponibile per l uso termico desiderato e Peso Ogni combustibile possiede una determinata quantit di energia definita energia primaria che con la combustione si trasforma in energia utile agli scopi desiderati riscaldamento acqua calda sanitaria calore di processo Le unit di misura sono il Joule J o il Watt W e loro multipli 34 Equivalenze tra unit di misura di energia termica kJ kcal 1kJ 1 0 239 1 kcal 4 1868 1 1 kWh 3600 860 1 tep 41 87 x 10 6 10 x 10 6 Conversioni pi comuni 1 kWh 860 kcal 3600 KJ 3 6 MJ 1 MJ 239 kcal 0 278 kWh 1 kcal 4 19 J 0 00116 kWh 1 tep 41 87 GJ 11 63 MWh Tep tonnellata equivalente di petrolio un unit di misura convenzionale utilizzata a scopi statistici comparativi che esprime il contenuto di energia di una tonnellata di petrolio greggio L energia termica quella forma di energia associata al movimento di agitazione molecolare pu essere considerata come la somma di tutte le energie cinetiche delle singole molecole Non sinonimo di calore con il quale si intende invece la quantit di energia termica trasferita da un sistema ad un altro 1 Joule 1 Newton x 1 metro 1 Watt x secondo La potenza termica il rapporto tra l energia te
481. ovvigionamento cambieranno i valori da inserire nell LCA per le macrofasi processo produttivo e smaltimento ceneri i valori risulteranno gli stessi in quanto ci che cambia solamente l approvvigionamento ora effettuato a Pistoia dall azienda Orlandini Orlandi si trova a una distanza di 66 1 km dall impianto Le macrofasi quindi risultano le stesse dell approvvigionamento La Fenice cos come le flow chart delle diverse macrofasi In particolare le macrofasi 2 processo produttivo e 3 smaltimento ceneri sono identiche in quanto l impianto il medesimo ci che cambia solo a livello di valori la macrofase 1 di approvvigionamento pur le fasi risultando le stesse Anche per quanto riguarda le voci nel database sono state utilizzate le stesse cambiano solo pertanto 1 valori numerici inseriti MACROFASE 1 APROVVIGIONAMENTO 4 500 q di cippato all anno FASE 1_ TAGLIO Si utilizzano i seguenti tipi di alberi robinia e pioppo non si tratta di colture dedicate ma di bosco spontaneo che non viene pertanto irrigato e fertilizzato In questo caso i boschi sono diversi e sono situati ad una distanza dall azienda nel raggio di circa 15 km maggiore trasporto con trattore 285 In questo caso per l azienda oltre al taglio di alberi per produrre il cippato necessario all impianto si avvale anche di un 30 derivante da scarti di lavorazione di paleria per il castagno 30 derivante da scarti e pertanto
482. oxicity m kg per la valutazione della tossicit delle acque ECT Terrestrial Ecotoxicity m kg per la valutazione della tossicit del terreno e Perla tossicit umana sono stati ideati gli indici HCA Human toxicological Classification value for Air indice di classificazione per le sostanze emesse in aria HCW Auman toxicological Classification value for Water indice di classificazione per le sostanze emesse in acqua HCS Human toxicological Classification value for Soil indice di classificazione per le sostanze emesse nel terreno Essi forniscono un indicazione di massima e non hanno la pretesa di essere del tutto precisi e affidabili e Per lo smog fotochimico si usa il parametro Potenziale di Creazione di Ozono Fotochimico Photochemical Ozone creation potentials POCP per i componenti organici Tale parametro espresso per le diverse sostanze in termini di equivalenza con l etilene C2H4 e Per la categoria acidificazione usato il fattore Potenziale di Acidificazione Acidification Potential AP stimato per ogni sostanza in termini di SO oppure in termini di mole di H e Perl eutrofizzazione si usa il Potenziale di Eutrofizzazione Eutrophication Potential EP espresso in termini di impoverimento in O oppure in POx 219 Gli indicatori citati sono per la maggior parte gli stessi utilizzati all interno del metodo degli Eco indicator 99 presente all interno del codice di calcolo Sima P
483. pa Bologna utilizzata per analizzare la fattibilit economica degli impianti produttivi Analisi teorica del Bref Parte economica con descrizione dei costi ricavi benefici metodi di valutazione degli investimenti Attivit di sviluppo del software 356 Il software consente anche di effettuare una valutazione economica per valutare se la tecnologia in analisi che risultata accettabile dal punto di vista ambientale sia una tecnologia economicamente attuabile Il software prende in considerazione come dati di input tutte le tipologie di costi che sono indicate nel Bref Il Bref consiglia di esplicitare determinate voci di costo e di ricavi benefici ed entrate oltre ai costi evitati Dati di input Abbiamo le tipiche voci di costo per un impianto pianificazione programmazione e progettazione acquisto del terreno preparazione generale dei siti d intervento lavori di costruzione fondazione strutture impianti allestimento interni ecc commesse contrattuali e consulenze collaudi costi di avviamento costi del lavoro VV V V V V V V Vv costi di dismissione impianto Successivamente si prendono in considerazione le voci di costo relative ai sistemi di controllo dell inquinamento e dei consumi delle risorse naturali gt costi dei sistemi di controllo ambientale depuratori impianti per il riciclo ecc gt strumentazione merci ed apparecchiature ausiliarie dei sistemi di controll
484. per la realizzazione di nuovi impianti nonch nell ambito degli interventi previsti nel Piano di Miglioramento del Sistema di Gestione della Sicurezza per la Prevenzione degli Incidenti Rilevanti adottato ed attuato da ciascuna azienda L esperienza maturata in questi anni ha creato nelle Aziende la consapevolezza che la redazione di un Rapporto di Sicurezza o lo svolgimento di una analisi di rischio non solamente un problema di rispetto di una norma di legge o di un Regolamento ma la Gestione della Sicurezza diventato ormai l aspetto centrale dell attivit produttiva La Sicurezza parte integrante dell attivit produttiva e solo con una Gestione Integrata che la porta ad essere non pi un aspetto accessorio si possono raggiungere elevati livelli di sicurezza salvaguardia delle persone e della loro salute ed integrit del patrimonio ambientale e aziendale La tecnologia sviluppata nei secoli dal genere umano ha cambiato il nostro mondo incrementando la libert la salute e la sicurezza dello stesso Essa necessita del governo dell ambiente delle risorse disponibili dei nostri beni e non esente da rischi 414 La sicurezza definita come la disgiunzione delle attivit da livelli di rischio inaccettabili caratterizzata da un livello di rischio sostenibile che deve essere necessariamente individuato traguardato e garantito nel tempo per tutto il ciclo di vita delle apparecchiature
485. per tale percentuale non sono abbattuti alberi ma si utilizzano scarti prodotti da precedenti tagli che nel nostro sistema non considereremo il confine del sistema considera che sono gi disponibili tali scarti e non ci occuperemo di come sono stati ottenuti da che lavorazioni attivit attrezzature ecc Si parte quindi dal dato calcolato precedentemente trattandosi degli stessi tipi di albero che risultava essere di 0 014 minuti ore utilizzo motosega all anno per produrre i 4 500 q di cippato 0 014 30 0 0098 minuti necessari per realizzare il taglio di alberi del 70 del totale il 30 non sono alberi abbattuti per cui non quindi necessario utilizzare la motosega Inoltre l azienda in questione utilizza sia la motosega che la teleferica o gru a cavo tale ultimo strumento permette di estirpare per intero la pianta senza bisogno prima di segarla di solito si sega l albero e poi lo si trascina fuori dalla zona di abbattimento con verricello attaccato al trattore Si ipotizza un utilizzo del 50 della motosega e un 50 utilizzo della gru a cavo senza quindi necessit di utilizzo della motosega per il 50 degli alberi abbattuti Considerando che solo per met del tempo viene utilizzata la motosega necessario dividere il valore totale dei minuti della motosega per due Utilizzando la gru a cavo per il 50 i tempi della motosega non influiscono 0 0098 2 0 0049 minuti di utilizzo motosega TOTALI
486. perando calore questo uno scambio di calore interno alla macchina il ciclo infatti rigenerato Il fluido di lavoro viene trasferito avanti e indietro tra le zone calda e fredda mediante il movimento dei pistoni lo scambio di lavoro con l esterno avviene durante le fasi di espansione e compressione Una caratteristica fondamentale del motore Stirling il fatto che il calore viene introdotto dall esterno mediante uno scambiatore di calore e questo consente di utilizzare qualsiasi tipo di combustibile anche solido cosa che non sarebbe possibile in un motore a combustione interna I prodotti della combustione infatti nei motori Stirling non entrano in contatto diretto con le parti mobili della macchina Inoltre il processo di combustione continua che si ha in un bruciatore esterno consente alla macchina di funzionare in modo estremamente regolare silenzioso e con bassissime vibrazioni richiedendo interventi di manutenzione assai ridotti La vita utile pu arrivare anche ad oltre 60 000 ore di funzionamento Il motore Stirling inoltre si presta alla cogenrazione in quanto pu essere recuperato calore dai prodotti della combustione e sottraendo il calore al motore L integrazione fra il motore Stirling e il processo della gassificazione permette l utilizzo della biomassa come combustibile per la produzione di energia L utilizzo della biomassa permette di avere un ciclo di produzione ad impatto nullo sulle emissioni di CO si rilasc
487. percorsi a vuoto Si suppone di effettuare 30 metri per passare avanti e indietro sui cumuli a terra di insilati al fine di far fuoriuscire l acqua eventualmente presente all interno 30 m 0 003 km A terra presente una quantit di 100 t di insilati da pressare equivalenti a 100 000 Kg 0 03 km 100 000 kg 0 0000003 kgkm I valori appena calcolati delle diverse operazioni necessarie per ottenere 1 kg di output di coltura dedicata rappresentano tutti gli input necessari per la fase delle colture dedicate considerata Nell assemblaggio per la fase Colture dedicate occorrer inserire il totale di kg annuale di colture dedicate corrispondente a 2 920 000 kg all anno derivante da 80 q di insilati al giorno 365 giorni all anno 29 200 q equivalente a 2 920 000 kg all anno FASE 2_LIQUAMI BOVINI Anche questa fase si articola in diverse operazioni eseguite al fine di ottenere in output 1 Kg di liquami bovini le quali compariranno nella scheda della presente fase come tutti gli input necessari per ottenere il kg di liquame Le operazioni input sono cos schematizzate 317 CIBO E ACQUA PER Quantit di acqua e di cereali necessari per alimentare L ALIMENTAZIONE DELLE MUCCHE ottenere in output i liquami per alimentare i fermentatori POMPAGGIO LIQUAMI Pompaggio dei liquami raccolti direttamente dalle stalle in un NELLA VASCA serbatoio di accumulo e successivamente inviati direttamente nelle FERMENTA
488. pezzi di legno di pi elevate dimensioni possono causare intoppi e avarie Sarebbe opportuno rimuovere i chips di dimensioni non conformi a monte del sistema di alimentazione predisponendo un vaglio L omogeneit e un costante basso grado di umidit della biomassa legnosa oltre a ridurre il rischio di inconvenienti in fase di alimentazione consentono alla caldaia di lavorare a regime permettendo cos il conseguimento di un maggiore rendimento di combustione unitamente ad una riduzione delle emissioni Y Percentuale di umidit L umidit del cippato funzione di quella del legno da cui deriva ed definita dal rapporto fra la quantit d acqua contenuta in un pezzo di legno e il peso anidro o umido di quest ultimo Le scaglie provenienti dal bosco non essiccate posseggono un elevato grado di umidit relativa generalmente compreso tra il 40 e il 60 Solitamente la biomassa legnosa privata di foglie e ramaglie viene lasciata essiccare per circa 6 mesi prima di procedere alla cippatura in tal modo si ottiene un materiale con una percentuale di umidit relativa pari al 20 30 con caratteristiche qualitative e di pezzatura abbastanza uniformi Per sostituire 1 kg di gasolio sono necessari circa 4 kg di cippato Il cippato dunque un buon combustibile ma la sua conservazione in condizioni ottimali molto difficile il legno umido infatti un substrato eccellente per la crescita di vari microrganismi xylofagi qu
489. ponenti L opportunit di favorire la ricaduta dei benefici indotti dagli impianti sul territorio che li ospita tutelando i privati oltre che gli enti pubblici formazione e utilizzo di manodopera locale sostegno alla progettualit e alle attivit locali in settori affini e non ecc Predisporre un Piano Regionale di Localizzazione degli impianti servono leggi applicabili e limiti e le condizioni vanno fissate a priori da un organo competente Va valorizzata l opportunit di realizzare molti piccoli impianti anche riadattando centrali preesistenti e oggi in disuso magari pi costosi ma che diano benefici a livello locale anzich pochi di grosse dimensioni che consentono magari un risparmio ma non una equa spartizione di costi e benefici in questo modo si potrebbe ragionare a livello locale anche sull integrazione di produzione di energia utilizzando le emissioni per il teleriscaldamento Vediamo ora quali sono esattamente i conflitti locali che possono sorgere per le diverse tipologie di impianti a fonte rinnovabile 441 Eolico Il rumore per quanto le tecnologie si siano evolute per garantire impianti silenziosi nell immaginario collettivo resta il timore di un fastidioso ronzio del rotore L impatto visivo effetto barriera tipo L impatto elettromagnetico L impatto sulla fauna per esempio in Norvegia la Legge valorizza un gabbiano 800 euro Biogas Conflitti dovuti alla presenza di cattivi odori nell ari
490. ponsabili di tale fenomeno la CO assume sicuramente il maggior rilievo Mentre assodato che l anidride carbonica emessa dalla combustione di sostanze fossili contribuisce a tale effetto le emssioni di CO generate dalla combustione di sostanze biologiche fanno parte di un ciclo biologico naturale sarebbero destinate a generarsi morte e decomposizione di un albero per esempio e ne sarebbe garantito il loro riassorbimento da parte della natura crescita di un nuovo albero rendendo cos nullo il loro contributo all effetto serra Per quanto tale approccio sia basato su un corretto fondamento scientifico si dovrebbe per tenere in considerazione la cinetica con la quale avvengono gli scambi di carbonio tra i vari compartimenti ambientali In particolare il comparto vegetale l atmosfera e la fase fossile 214 Quindi la combustione di una fonte rinnovabile non provoca l effetto serra Importante per accertarsi che la velocit di rinnovamento della fonte considerata sia in linea con le cinetiche dei fenomeni di consumo e di riassorbimento Per esempio consideriamo la crescita del legno trascurando le emissioni di CO generate da tutte le altre attivit della filiera produttiva cos ragioniamo solo sul bilancio legato alla crescita del legno considerare la quantit di carbonio espresso in CO che il legno ha assorbito durante la sua crescita fotosintesi cio Si pu considerare che il sistema prenda origine da un pr
491. portante per la sicurezza cos impossibile che dell aria vada a finire nel biogas cos mette a tacere osservazioni dei vigili del fuoco Il volume del gasometro importante per due motivi 1 Per far fronte alle manutenzioni del motore senza buttare via gas importante non buttare via gas sia per non sprecare ma anche dal punto di vista ambientale e non diffondere odori nell ambiente 2 Per la desolforazione cio avere un tempo di permanenza del gas sufficiente per consentire il contatto coi batteri desolforanti I requisiti di buona realizzazione e Sufficiente coibentazione del digesto e Sistema di riscaldamento idoneo a fornire il calore di termostatazione 35 40 gradi e Obl di controllo e Mixer efficace e Sistema di alimentazione corretto in funzione di quello che vogliamo fare e Disponibilit di sufficiente stoccaggio biogas Tutto questo per per avere il risultato finale solo un pre requisito perch la gestione deve essere realizzata in modo molto attento essenziale garantire condizioni di efficienza Realizzare un impianto di biogas significa un allevamento di microrganismi con tutte le loro esigenze in termini ambientali ed alimentari la formulazione della razione le modalit di somministrazione il controllo di eventuali prodotti nocivi e delle condizioni ambientali sono essenziali La gestione deve essere quindi professionale e non casuale Mettendo a confronto diversi impianti ma i
492. preciso Sono comunque complicazioni da aggiungere all impiantistica e alla gestione dell impianto Poche esperienze reali dell idrolisi separata e quei pochi hanno problemi ma anche alcuni aspetti importanti primo fra tutti la possibilit di compattare l impianto e quindi di ridurre i costi Le tecnologie di trattamento delle sostanze organiche si dividono in due grandi macrocategorie 1 Aerobiche cio il processo di fermentazione con batteri avviene in presenza di ossigeno Si pu realizzare attraverso biocelle corsie areate o platea areata 2 Anaerobiche cio la digestione avviene in assenza di ossigeno in contenitori chiusi ermeticamente Pu essere realizzata a secco Dry con 40 di sostanza secca a umido Wet con 5 di sostanza secca o semi secco semi Dry con 20 di sostanza secca DIGESTIONE ANEROBICA Me Se 30 000 t anno di sostanze organiche CHO lt a O insufflazione aria Y co CH metano Processo anaerobico anidride aicn cogenerazione Consumo di energia elettrica PRRP AANI Produzione di energia 1 000 000 di kWh a elettrica 4 8 000 000 kWh a Tecniche di digestione da suddividere in funzione della temperatura o della possibilit di avere a disposizione un materiale miscelabile oppure solido 87 1 Digestione a secco se il substrato da inviare a digestione ha un contenuto di solidi totali gt 30 Bassa quantit di materiale da movimentare niente
493. prime Il calcolo fu realizzato quantificando le materie prime il combustibile e i rilasci nell ambiente per la produzione di ogni singolo contenitore Nel frattempo anche in Europa furono condotti studi simili rivolti soprattutto ai sistemi d imballaggio 196 La prospettiva di un rapido esaurimento dei combustibili fossili e di eventuali modificazioni climatiche da attribuire soprattutto all eccesso di calore immesso nell atmosfera da parte dei processi di combustione spinsero a calcoli meticolosi sui consumi energetici e sui rifiuti termici delle industrie Furono compilati una dozzina di studi che stimavano i costi e le conseguenze ambientali di risorse energetiche alternative L interesse per l LCA crebbe negli anni Ottanta quando si ebbe l introduzione di una serie di metodi per la valutazione quantitativa degli impatti riguardo a differenti tematiche ambientali impoverimento delle risorse riscaldamento globale ecc in questo modo gli studi di LCA si diffusero divenendo sempre pi trasparenti e disponibili al pubblico Alla fine degli anni Ottanta permaneva tuttavia una situazione di enorme confusione rapporti riguardanti LCA condotti sugli stessi prodotti contenevano spesso risultati contrastanti Il motivo di ci era da attribuirsi alla scarsa uniformazione delle valutazioni per cui gli studi effettuati si basavano su dati metodi e terminologie fra di loro differenti Divenne presto evidente la necessit di una meto
494. produzione di elettricit l impianto non va a sostituire una precedente produzione di energia elettrica dunque non sono disponibili dati di emissione in merito e veniva prelevata dalla Rete Nazionale Si intende valutare se risulta migliore dal punto di vista dell inquinamento la produzione cogenerativa o separata di energia A questo punto il Mini Bref possiede tutti i dati necessari per il calcolo degli indici ambientali Indici d inquinamento Worst case Best case ALEILE PTU 8 76E 03 6 95E 01 9 67E 01 T GWP 0 00E 00 0 00E 00 0 00E 00 Indici d inquinamento relativi alla PRODUZIONE TEI 3 48E 11 2 09E 01 1 99E 05 SEPARATA ACID 4 17E 03 4 17E 03 4 17E 03 EUTR 1 67E 03 8 34E 02 1 08E 03 0740 xe 1 65E 04 1 54E 04 1 59E 04 Caso produzione separata 353 Indici d inquinamento Worst case Probable case Caso produzione cogenerativa Con il software Mini Bref possibile utilizzare diversi metodi per evidenziare il risparmio in termini di specie inquinanti che si ottiene con la cogenerazione rispetto alla produzione separata evidenziando le emissioni che vengono evitate in questo caso si vedono i risultati ottenuti col metodo di Ecabert Metodo di Ecabert Specie inquinanti kg anno NOx CO2 co SOx Polveri cCoT amp 0 7 HCI HS HF Inoltre viene riportato a livello percentuale il risparmio sugli indici d inquinamento ottenuto con la produzione cogenerativa nei tre casi 354 Indici d in
495. provvigionamenti diversi al fine di valutare quale soluzione di approvvigionamento risulta la meno impattante dal punto di vista ambientale Bench possa ritenersi a priori probabile che una maggiore distanza dell approvvigionamento comporti un maggiore impatto legato al trasporto in realt ci non sempre detto Infatti l approvvigionamento pi distante purch con trasporto a distanza maggiore e quindi con maggiore emissione di CO a viaggio potrebbe utilizzare un autotreno con maggiore capacit di carico e dunque per fornire lo stesso quantitativo annuale di cippato compiere in un anno meno rifornimenti emettendo cos in totale anche meno anidride carbonica del fornitore pi vicino Nonostante le precedenti considerazioni si deve tenere presente che diversi studi effettuati confermano che i trasporti al di sotto dei 100 km di distanza non hanno un impatto ambientale eccessivo rispetto per esempio ad altre attrezzature utilizzate nella cippatura Risultato messo poi in luce dall analisi effettuata 251 5 2 ANALISI LCA_APPROVVIGIONAMENTO LA FENICE Obiettivo dello studio Obiettivo dello studio la determinazione dell impatto ambientale per la generazione di energia elettrica e termica ottenuta dal funzionamento per 6 000 ore l anno con una potenza massima installata di 200 kW termici tramite l approvvigionamento annuale di 4 500 quintali di cippato Scopo dello studio e Funzioni del sistema La funz
496. quantit d acqua in m3 necessaria per diluire lo scarico al di sotto della sua soglia di tossicit emi la massa in kg dell inquinante i rilasciato in acqua moltiplicata per 103 per convertirla in grammi e PNECI la concentrazione dell inquinante i per la quale non pu essere misurato alcun effetto tossico in mg l moltiplicata per 104 3 per esprimerla in g l e la moltiplicazione per il fattore 0 001 converte i litri in m3 Acidificazione ACID I principali gas che contribuiscono all acidificazione sono il biossido di zolfo SO2 l ammoniaca NH3 e gli ossidi di azoto NOx Per calcolare l effetto acidificante in kg di SO2 equivalente possibile in maniera analoga a quanto fatto per l effetto serra moltiplicare la massa dell inquinante per un potenziale acidificante AP Acidification Potential e quindi sommare i contributi dei singoli gas utilizzando la formula seguente ACID Y AP X m kg e ACID la somma dei contributi dei singoli gas espressa in kg di biossido di zolfo SO2 equivalente e APi rappresenta il potenziale acidificante del singolo gas m la massa del singolo gas espressa in kg Eutrofizzazione EUTR 167 I composti che causano l eutrofizzazione sono quelli contenenti azoto N e fosforo P Per calcolare l eutrofizzazione si utilizza una metodologia analoga a quella utilizzata per effetto serra e acidificazione EUTR Y EP X m kg e EUTR la somma d
497. quanto prodotto finale ricava benefici dal biogeneratore ne deriva una sostanza estremamente mineralizzata che di ottima qualit per la concimazione del terreno Acqua calda produce calore dal raffreddamento tramite acqua dei motori Data la modesta quantit prodotta il suo utilizzo esclusivamente destinato all autoconsumo gt a emissioni zero perch l anidride carbonica prodotta con la combustione del metano derivante dai liquami viene azzerata da quella riassorbita dai prodotti vegetali che vanno ad alimentare le vacche stessa cosa per le colture dedicate contrariamente ai combustibili derivati dal petrolio non produce particolato gt produce da un unico impianto diversi prodotti i quali potrebbero essere ricavati anche da altri processi produttivi che per sarebbero nocivi per l ambiente gt l energia rinnovabile quindi non impoverisce l ambiente gt i vantaggi ambientali del biogas rispondono alle indicazioni del protocollo di Kyoto che impongono la riduzione di immissioni in atmosfera di gas serra misurata in quantit equivalenti di anidride carbonica gt la possibilit di sfruttare risorse energetiche locali gt la rinnovabilit delle fonti gt le ridotte necessit di trasporto gt la minor dipendenza dalle importazioni gt la creazione di nuova occupazione per progettazione realizzazione gestione e manutenzione degli impianti gt miglioramento dell ambiente a forte densit
498. quelli di ricircolo le temperature nella zona pi calda della camera di combustione ossia quella di impatto e scambio termico con il motore Stirling la depressione nelle varie zone la temperatura del gas ottenuto dalla gassificazione e la portata e la temperatura dell aria di combustione in uscita dal preriscaldatore a fascio tubiero Un secondo PLC si occupa del controllo del motore elettrico che muove il sistema di coclee per l alimentazione automatica del cippato dal magazzino alla cima del gassificatore in base al regime di funzionamento della centrale che varia in funzione del periodo dell anno Esigenze di controllo Altra caratteristica la distribuzione spaziale dei sensori le variabili controllate sono prevalentemente temperatura pressione e portata come enunciato precedentemente E necessario per controllare pressione e temperatura del gassificatore allo stesso modo di come necessario farlo per la camera di combustione Analogamente si intuisce come sia richiesto di controllare la percentuale di ossigeno che va a mescolarsi con i fumi di ricircolo della camera di combustione che rientrano nel gassificatore allo stesso modo di come richiesto di controllare la percentuale di ossigeno che si mescola al syngas prima di subire il processo di combustione totale Vi pertanto una distribuzione spaziale sull intero plant delle variabili da controllare anche questa caratteristica motiva un approccio di tipo distri
499. quinamento Worst case Best case Probable case PTU Risparmio relativo 39 13 39 13 39 13 Risparmio assoluto 3 43E 03 2 72E 01 3 78E 01 GWP Risparmio relativo DIV 0 E 1DJAVZZ0 DIV 0 Risparmio assoluto 0 00E 00 0 00E 00 0 00E 00 Risparmio sugli indici TEI Risparmio relativo 3 39 13 d inquinamento Risparmio assoluto 1 36E 11 8 16E 00 7 77E 04 determinato dalla cogenerazione ACID Risparmio relativo Risparmio assoluto 6 6 1 63E 03 EUTR Risparmio relativo Risparmio assoluto 6 53E 02 3 26E 02 4 24E 02 OZON_FC Risparmio relativo Risparmio assoluto 6 45E 03 6 03E 03 6 20E 03 Come evidenziato nelle tabelle risulta nettamente favorevole la situazione di produzione cogenerativa come impatto su tutti i sette indici ambientali Di seguito riportato anche il grafico di confronto tra le due tipologie di produzione per avere una valutazione diretta e immediata dell alternativa migliore per l impatto ambientale I tre grafici vengono elaborati in automatico dal programma qui per semplicit riportato solamente il Probable Case Probable case PTU 1 00E 06 1 00E 05 1 00E404 OZON_FC 1 00 403 GWP Cogenerativo Produzione separata EUTR TEI ACID 355 Capitolo 6 Analisi economica 6 1 SOFTWARE MINI BREF PARTE ECONOMICA In questo paragrafo verr descritta la sezione dedicata alla parte economica compresa all interno del software Mini Bref software sviluppato da Ar
500. quinante HTF Human Toxicity Factor un numero adimensionale Effetto serra GWP I potenziali di riscaldamento globale GWPs Global Warming Potentials sono una metodologia per stimare il contributo che alcuni gas danno al cosiddetto effetto serra Le emissioni in massa dei singoli gas serra possono essere moltiplicate per i relativi GWP e sommate per ottenere il contributo totale espresso in kg di CO2 equivalente utilizzando la seguente formula GWP otale kg CO eq Y GWP X m kg e GWPtotale la somma dei contributi dei singoli gas espressa in kg di anidride carbonica CO2 equivalente e GWPi rappresenta il potenziale di riscaldamento del singolo gas serra m la massa del singolo gas serra espressa in kg Tossicit negli ecosistemi idrici TEI Gli scarichi in ambiente acquatico possono determinare effetti tossici sugli ecosistemi idrici La tossicit di un singolo inquinante pu essere espressa in mg l come PNEC Predicted No Effect Concentration che rappresenta la concentrazione dell inquinante per la quale non pu essere misurato alcun effetto tossico 166 Dividendo la massa dell inquinante per il suo PNEC possibile calcolare il volume d acqua teorico necessario per diluire lo scarico al di sotto della sua soglia di tossicit Considerando pi inquinanti la formula diventa TEI m Y m kg X 10 PNEC mg l X 10 X 0 001 ela Tossicit negli Ecosistemi Idrici TEI la
501. ractor and trailer e si calcolata la tratta percorsa per effettuare la raccolta delle colture con trinciatura e loro trasporto al deposito di accumulo a terra vicino alla tramoggia L unit di misura richiesta dal programma kgkm che indica i km percorsi da 1 kg Nel software Simapro viene utilizzato un fattore di scala che tiene gi conto dei km totali effettuati sia a pieno carico che a vuoto tale fattore 1 7 da utilizzare con il valore dei km a pieno carico per ottenere i km totali percorsi In questo caso abbiamo il tragitto del trattore dall azienda ai campi a vuoto poi avviene la trincia lungo i campi pi il tragitto dai campi all accumulo a terra a pieno carico Trattore da 250 CV con capacit di carico di 6 000 kg I km compiuti a pieno carico risultano 500 m in media per cui 500 1 7 850 metri totali tra km a vuoto e km a pieno carico 850 m 0 85 km 0 850 6 000 0 000142 kgkm percorsi da 1 kg i coltura dedicata in output 316 Pressatura cumuli a terra La pressatura dei cumuli di insilati depositati al suolo dopo la loro raccolta dei campi avviene con lo stesso trattore utilizzato per trinciare e quindi come input nel software si utilizza sempre Tractor and Trailer Anche qui vale lo stesso discorso del calcolo dei kgkm percorsi dal trattore per eseguire la pressatura dei cumuli anche se in questo caso non occorre utilizzare il fattore 1 7 in quanto i km per pressare sono tutti
502. raneo all equilibrio dell ecosistema questo potr poi essere una delle cause che insieme ad altri fattori potranno provocare la completa estinzione di una specie La misura del danno su un Ecosistema pu essere esprimibile mediante la relazione Diminuzione relativa del Numero di Specie espressa in forma di frazione Area Tempo Sfortunatamente non si riusciti ad ottenere un unico parametro che rappresentasse l effetto su un gruppo di specie si utilizzano perci due differenti espressioni e Potentially Affected Fraction PAF un parametro utilizzato per valutare il danno arrecato da sostanze tossiche all ecosistema Si applica per lo pi ad organismi molto semplici sia acquatici sia terrestri Pu essere interpretato come la frazione percentuale di specie esposta ad una concentrazione equivalente o superiore al NOEC No Observed Effect Concentration perci una misura dello stress tossico non ancora realmente diventato un danno e Potentially Disappeared Fraction PDF viene usato per la valutazione dell effetto di acidificazione eutrofizzazione e uso del territorio sulla popolazione di piante vascolari in un certa area Pu essere interpretato come la frazione percentuale di specie che hanno una alta probabilit di non sopravvivere nell area considerata a causa di sfavorevoli condizioni di vita In maniera totalmente speculare si definisce il POO Probability of Occurrence per cui PDF 1 POO
503. rarossi emessi dal suolo riscaldato dalla radiazione ricevuta da una stella il sole Il nome evoca quanto avviene nelle serre per la coltivazione dei prodotti agricoli anche se il meccanismo alla base diverso una parte della radiazione emessa dal suolo viene assorbita dall atmosfera e riemessa in tutte le direzioni quindi in parte anche verso il suolo Ci comporta che l equilibrio del pianeta si fissi ad una temperatura maggiore di quella che si stabilirebbe in assenza dell atmosfera L effetto serra permette quindi alla Terra di avere una temperatura media superiore al punto di congelamento dell acqua consentendo la vita cos come noi la conosciamo Le sostanze che determinano l effetto serra sul nostro pianeta i cosiddetti gas serra sono principalmente vapore acqueo anidride carbonica CO metano CH4 ossido nitroso N20 e ozono 03 82 In condizioni di equilibrio la quantit di radiazione ricevuta bilanciata da un eguale quantit riemessa attraverso la riflessione circa il 30 del totale prevalentemente dalle nubi e la radiazione non riflessa il restante70 che viene assorbita dall atmosfera 16 dalle nubi 4 e dalla superficie terrestre e dai mari 51 dove si trasforma in calore La Terra come qualunque corpo caldo riscaldata dai raggi solari riemette una radiazione elettromagnetica la cui lunghezza d onda collegata alla temperatura Alla temperatura della superficie terrest
504. rati in esercizio prima del 1999 v impianti che non raggiungono produzioni annue pari o superiori a 100 MWh necessari per 1 CV v impianti che hanno eccedenze di produzione inferiori a 100 MWh non certificabili Energie considerate per godere dei CV Il D Lgs 29 12 2003 recependo la definizione dell art 2 della Direttiva 2001 77 CE include tra le fonti rinnovabili eolica solare geotermica del moto ondoso maremotrice idraulica biomasse gas di discarica gas residuali dai processi di depurazione e biogas Con questo decreto scompaiono quindi i rifiuti inorganici indicati nel precedente decreto del 1999 Tuttavia alcuni rifiuti anche non biodegradabili erano ammessi a beneficiare del regime riservato alle fonti energetiche rinnovabili I rifiuti ammessi erano quelli non pericolosi La legge finanziaria del 2007 ha modificato poi escludendo tutti i rifiuti non biodegradabili dal beneficio degli incentivi riservati alle fonti rinnovabili I finanziamenti e gli incentivi pubblici di competenza statale finalizzati alla promozione delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica sono concedibili esclusivamente per la produzione di energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili Per quanto riguarda i rifiuti possono godere dei Certificati Verdi solo quelli totalmente biodegradabili che sono da includere tra le biomasse Occorre tenere presente per che il termine biomassa ha un estensione divers
505. rbonica acqua ossidi di azoto anidride solforosa e ceneri molti di questi inquinanti comunque risultano di lieve entit 27 Colture annuali Colture poliennali Emissioni SRF Combustione Residui forestali a gassificazione Residui agricoli Residui agroindustriali Ceneri Frazione organico biologica dei rifiuti solidi urbani Sottoponendo i biocombustibili solidi alle tecnologie di combustione o gassificazione si ottiene la produzione di energia termica ed elettrica e Energia termica per usi domestici individuali Il mercato dell energia per il riscaldamento delle abitazioni civili e di impianti industriali di modeste dimensioni vede gi da tempo affermato l impiego delle biomasse lignocellulosiche tanto che attualmente esse si pongono in posizione di grande competitivit nei confronti dei combustibili fossili Negli ultimi tempi l offerta di tecnologie di combustione compatibili con l ambiente ha raggiunto livelli di efficienza affidabilit e comfort del tutto paragonabili a quelli relativi ai tradizionali impianti a gas o gasolio Basti pensare che una moderna stufa o una caldaia alimentata a biomassa pu raggiungere un rendimento prossimo al 90 limitando enormemente rispetto ai vecchi caminetti e stufe gli sprechi di combustibile e ottimizzando il controllo sulle emissioni A tale aspetto deve essere associata la progressiva evoluzione del mercato dei biocombustibili soli
506. re cuore dell impianto 1 Soluzione Plug Flow un impianto non completamente miscelato viene usato di solito come impianto primario Nello schema si vede lo stoccaggio temporaneo dell alimentazione qui solida e tale impianto dovrebbe essere in grado di gestire un effluente con notevole contenuto di solido Alimento direttamente con un solido con 30 di sostanza secca e tale impianto in cui il materiale avanza con un pistone e quindi non vi pu essere corto circuito tutto il prodotto ha un tempo di permanenza garantito in teoria per nella pratica tale situazione non garantita perch per far funzionare il tutto si fanno ricircoli E un impianto complesso come gestione perch il digestore stesso richiede una carpenteria molto robusta ma consente anche di aumentare il carico spaziale e quindi posso arrivare anche a 8 10 kg di solidi volatili 2 Impianti completamente miscelati che sono gli impianti pi diffusi Il digestore completamente miscelato digestore un pentolone che deve essere molto ben coibentato sia per potere essere mantenuta la temperatura desiderata senza sprecare eccessivo calore sia per garantire la stessa temperatura nei diversi punti anche nei pressi delle temperature per evitare shock ai microrganismi che possono portare a una riduzione dell efficienze Utilizzare quindi il calore del cogeneratore Importante anche il meccanismo per la miscelazione mixer miscelatori sono importanti perch
507. re pari a circa 287 K l emissione nel campo dei raggi infrarossi Solamente il 6 della radiazione riemessa riesce a sfuggire nel cosmo il resto viene assorbito dall atmosfera stessa riscaldandola mentre a sua volta l atmosfera riemette energia La temperatura al suolo aumenta cos fino a quando la quantit di radiazione che riesce a sfuggire compensa quella ricevuta dal sole I gas serra consentono alle radiazioni solari di passare attraverso l atmosfera e il livello della loro concentrazione in atmosfera influenza inevitabilmente l andamento della temperatura terrestre Una maggiore impennata nella concentrazione dei gas serra si avuta con l utilizzo di combustibili fossili che hanno intaccato le riserve geologiche di carbonio e con la maggiore produzione di metano della attivit di allevamento per esempio Anche prodotti come clorofluorocarburi contribuiscono all intensificazione dei gas serra Infatti dalla fine del diciannovesimo secolo la temperatura globale media terrestre gradualmente aumentata La crescente richiesta di energia da parte dei processi produttivi automatizzati ha portato ad un maggiore utilizzo di combustibili Dopo una prima fase in cui il legno era la fonte energetica maggiore si gradualmente intensificato in seguito alla continua evoluzione tecnologica il ricorso a risorse di origine fossile quali il carbone il petrolio e il gas naturale Il loro potere calorifico molto maggiore di quel
508. re a syngas motore Stirling vero e proprio che non assorbe pi corrente elettrica dall esterno ma funziona col syngas per produrre l energia termica ed elettrica tramite generatore viene utilizzato anche per funzionalit di sicurezza in caso di spegnimento dell impianto e permette cos di bruciare nella camera di combustione del motore gli eventuali incombusti residui a causa di uno spegnimento improvviso dell impianto agisce per 5 minuti Questo secondo bruciatore non considerato nella nostra analisi in quanto funzionando a syngas non presenta assorbimenti elettrici da tenere in considerazione come input della fase per produrre in otuput il nostro kWh equivalente Dobbiamo invece considerare l assorbimento elettrico causato all avvio dell impianto da tale sistema Gassificatore Motore stirling per una durata di 10 sec a una potenza di picco di 80 kW Nel database stata considerata la voce Electricity Italy B250 dalla categoria Energy Electricity Country Mix Medium Voltage 10 sec 20 volte fermate anno 200 sec 200 sec 3 600 0 0555 ore di funzionamento 0 0555 80 4 44 kWh di assorbimento all avvio impianto 267 4 44 1 050 000 kWh 0 0000042 kWh Considerando una media di fermate annue dell impianto di 20 volte volte in cui necessario riavviare tutto l impianto e nelle quali si consumano quindi tali potenze di corrente elettrica i consumi elettrici in alimentazi
509. re annualmente 25 000 km emette circa 3 5 4 t di CO2 5 Calcolo del valore monetario della riduzione Sul mercato internazionale BlueNext EUA una tonnellata di CO quotata 15 euro 223 47 X 15 3 352 euro anno Smaltimento ceneri La normativa italiana classifica le ceneri derivanti dalla combustione di materiale legnoso non trattato rifiuto non pericoloso e vanno quindi conferite in discarica Sono classificate in particolare come un rifiuto codice CER 100103 ceneri leggere di torba e di legno non trattato La cenere il residuo inorganico del processo di combustione e contiene elementi nutrienti come calcio potassio fosforo magnesio e sodio il suo eventuale spargimento sul suolo pu essere valutato positivamente come concime o fattore di correzione delle propriet del terreno La funzione di concime intesa come reinserimento nel terreno di quantit sensibili di elementi nutritivi precedentemente asportati dalla vegetazione Il fattore correttivo riguarda i suoli acidi infatti la cenere contiene metalli alcalino terrosi Calcio e Magnesio e in maniera minore alcalini Potassio e Sodio in grado di innalzare il pH del suolo Attualmente in Italia lo spargimento diretto su suolo agricolo o forestale di ceneri proveniente da combustione da biomassa non consentito dalla legislazione e perci devono essere conferite in discarica trattate come rifiuto non pericoloso secondo il D Lgs 22 97 Nell impianto in questione
510. re calorifico inferiore LHV gt Tipologia di impianto scelta vincolata dal tipo di combustibile scelto si hanno comunque turbina a gas turbina a vapore microturbina a gas gruppo cogenerativo motore a combustione interna MCI gt Sistema di abbattimento abbattimento degli NO abbattimento degli SO sistemi di abbattimento di particolato gt Dati di targa dell impianto Vengono presi in considerazione Potenza espressa in kW Ore di funzionamento dell impianto Concentrazioni dei macro inquinanti In output abbiamo il valore del K diverso per ciascuna tipologia di combustibile le emissioni input based ed output based per ciascun macro inquinante la portata di combustibile espressa in kg giorno il consumo annuo di combustibile espresso in kg anno e l energia introdotta espressa quest ultima in MwLHV anno Inoltre tra gli output il software restituisce la massa di inquinante espressa come kg anno Tale valore molto importante si tratta difatti della massa che andr inserita nelle formule di cui si ampiamente trattato nella disquisizione sui sette indicatori ambientali 173 In input al foglio di calcolo vanno le masse in kg anno dei vari inquinanti ed il software andr a valutare il potenziale di Tossicit umana Effetto serra Tossicit negli ecosistemi idrici TEI Acidificazione ACID Eutrofizzazione EUTR formazione ozono troposferico o fotochimico OZON_FC ozono stratosferico OZON_ST S
511. re e trinciare sono limitate Ovviamente le colture dedicate incidono in misura minore delle altre due fasi in quanto innanzitutto le quantit in gioco sono molto minori delle altre due fasi inoltre la semina viene effettuata una volta all anno e i km effettuati dal trattore sono nettamente inferiori ai km effettuati dagli altri mezzi di trasporto per la vendita digestato e per il trasporto dei sottoprodotti E da notare per che impatta maggiormente la vendita digestato che i sottoprodotti acquistati a differenza di quanto avviene per il network Resources con il metodo eco indicator99 inoltre anche le colture dedicate incidono in misura maggiore con il presente metodo rispetto agli eco indicator99 in cui le colture incidevano per un 10 9 Sicuramente un fattore importante nella differenza di risultati riscontrata tra i due metodi da imputare al fatto che gli indicatori usati risultano differenti nei due metodi quindi anche la categoria d impatto Resources considera elementi diversi nella valutazione del suo impatto ambientale Le colture dedicate presentano un impatto maggiore in quanto nel metodo edip umip96 la categoria d impatto Resources d un peso maggiore al consumo di risorse naturali mentre negli eco indicator99 la parte relativa alle risorse naturali contribuisce solo per 1 3 alla macrocategoria Risorse Per le altre due fasi che presentano risultati invertiti da imputare al fatto che gli elementi che concorrono a co
512. re il syngas diretto alla camera di combustione verso la tubazione in acciaio inox dunque in atmosfera Mancando l alimentazione alla camera di combustione il calore residuo diminuisce perch assorbito dal motore Stirling collegato alla rete esterna e dal suo circuito di raffreddamento Nel motore la temperatura dei fasci tubieri diminuisce con conseguente diminuzione della potenza erogata il numero di giri dettato dal generatore asincrono e deve rimanere costante al raggiungimento di potenza nulla il software provvede a scollegare il motore dalla rete elettrica esterna consentendogli di funzionare staccato dal generatore a vuoto e di continuare a dissipare il calore Al diminuire dell energia termica residua diminuisce il numero di giri di funzionamento del motore raggiunta questa ultima fase il sistema comanda lo spegnimento del motore tramite l azionamento delle valvole di controllo di flusso dell elio all interno dei condotti abbassando la pressione del fluido 7 5 1 Architettura di controllo L architettura di un sistema di controllo definisce come sono distribuite ed organizzate le diverse responsabilit decisionali fra i vari componenti del sistema controllo Quando il sistema di controllo concentrato in una singola unit esso ingloba evidentemente tutte le responsabilit decisionali e l architettura detta centralizzata Esiste un unico centro nevralgico di controllo cui fanno capo tutte le decisioni e di co
513. re residuo delle apparecchiature Benefici Si considerano in particolare i certificati verdi viene indicato il prezzo per kWh di energia elettrica prodotta e il periodo temporale per cui si vuole beneficiare del certificato Costi evitati e risparmi di risorse naturali acqua litoidi energia e risparmi di altre materie prime prodotti chimici ecc e risparmi nella gestione dei rifiuti e risparmi di servizi ausiliari e risparmi di forza lavoro e risparmi nei sistemi di controllo e monitoraggio ambientale e risparmi nelle manutenzioni e risparmi di capitale per maggiori efficienze produttive 358 Nella analisi economica sono stati considerati anche i costi nella scelta tra produzione interna del combustibile e acquisto dello stesso le cosiddette alternative di MAKE or BUY Le voci di costo delle due alternative sono naturalmente speculari 0 Costi dell alternativa MAKE e costi di produzione del combustibile e costi evitati di acquisto e di trasporto 0 Costi dell alternativa BUY e costi logistici connessi al trasporto e costi di acquisto da fornitori e costi evitati di produzione interna Altre possibili voci di costo gt Tasse o incentivi p e IVA imposte sui combustibili ecc sono talvolta definiti trasferimenti perch non rappresentano costi economici per la societ complessiva gt Costi indiretti sono quelli causati da modifiche negli equilibri di mercato p e riduzione di domanda di
514. re spessore 56 2 a seguire vi il taglio 39 2 a maggiore impatto globale considerando nel suo insieme tutti gli indicatori di impatto e infine il carico 4 37 Come evidenziato con tale metodo nel network generale di tutti gli indicatori d impatto il taglio risulta molto impattante mentre con il metodo eco indicator il carico risultava pi impattante del taglio nel network generale Dal network si evince che in questo caso quindi anche il taglio ha una grossa influenza mentre con gli eco indicator il taglio risultava molto inferiore alla cippatura e secondo ad essa vi era il carico Ma d altronde questo un metodo diverso che usa indicatori d impatto diverso e per tali indicatori la fase di taglio risulta pi impattante del carico Ci deriva dal fatto che nel metodo Edip Umip96 si usano molti indicatori legati all ecosistema al consumo di risorse e all impatto che ha il prelievo di risorse dal territorio inquinamento acqua aria suolo tossicit umana per acqua aria suolo 283 Si possono quindi trarre le medesime conclusioni le fasi che risultano dal network sono le pi impattanti dal punto di vista globale considerando cio tutti i fattoti d impatto e non singolarmente uno ad uno Quindi si evince facendo un bilancio ambientale complessivo che la fase a maggiore impatto risulta essere la cippatura in quanto la cippatrice consuma molta energia per la quale occorre di conseguenza un elevato co
515. ree e arricchimento in nutrienti causato da un eccesso di nitrati fosfati sostanze organiche degradabili e di tutti quegli elementi nutritivi che portano ad un incremento nella produzione di plancton alghe e piante acquatiche in genere 2 Classificazione la fase di assegnazione dei dati raccolti nell inventario ad una o pi categorie di impatto ambientale impact categories noti gli effetti e 1 danni potenziali delle emissioni alla salute umana all ambiente all impoverimento delle risorse ecc Alla fine di questa fase all interno di ciascuna categoria di impatto saranno contenuti tutti gli input e output del ciclo di vita che contribuiscono allo sviluppo dei diversi problemi ambientali La stessa sostanza o materiale potrebbe essere contenuta all interno di pi categorie di impatto 3 Caratterizzazione essa si affianca alla fase della classificazione ed ha lo scopo di quantificare l impatto generato Essa trasforma attraverso una serie di calcoli le sostanze presenti nell inventario e precedentemente classificate in indicatori di carattere numerico attraverso la definizione del contributo relativo di ogni singola sostanza emessa o risorsa usata L operazione viene effettuata moltiplicando i pesi delle sostanze emesse o consumate nel processo per i relativi fattori di caratterizzazione weight factors propri di ogni categoria di impatto In sintesi il fattore di caratterizzazione misura l intensit dell
516. resentazione dei risultati della fasi precedenti in grado di fornire quelle indicazioni utili a impostare i possibili miglioramenti del sistema in esame In particolare indica le fasi operative identificazione degli aspetti principali evidenziati dai risultati delle fasi precedenti controllo ulteriore tramite analisi di sensibilit conclusioni evidenziando i limiti raccomandazioni Oltre ai risultati di inventario e quelli di valutazione degli impatti opportuno evidenziare il contributo delle diverse fasi del processo in esame identificando le aree di intervento e miglioramento Va evidenziato come la fase di interpretazione possa essere condotta su tutti i solo su parte degli indicatori ambientali anche in relazione ai parametri su cui si intende incentrare le proprie attivit Per esempio un indicatore specifico da monitorare che potr costituire un parametro di miglioramento su cui focalizzare l attenzione 4 1 9 Il metodo degli Eco Indicator99 Eco indicators una metodologia sviluppata dalla Pr Product Ecology Consultants per conto del Ministero dell Ambiente Olandese essa costituisce un potente strumento per i progettisti utile ad aggregare i risultati di un LCA in grandezze o parametri facilmente comprensibili ed utilizzabili chiamati appunto Eco indicatori 222 I progettisti infatti pur non essendo solitamente esperti in materie ambientali si trovano a prendere decisioni che influenzano fortemente le propr
517. rgia il valore di 6 000 000 kWh derivante da 2 500 000 KWh elettrici 3 500 000 KWh termici Per la perdita inserir il valore di 818 000 kWh di energia persa MACROFASE 3 UTILIZZO DIGESTATO In tale fase si parte dalla produzione del digestato derivante dalla vasca gasometro pompata nella vasca del digestato finale Il digestato finale destinato a due utilizzi autoconsumo nei campi mediante un sistema di pompaggio direttamente dalla vasca nei campi dell azienda oppure la vendita dell esubero del digestato non auto consumato ad aziende terze tramite trasporto con camion alle aziende acquirenti 328 FLOW CHART MACROFASE 3 Considera la parte di digestato utilizzata per AUTOCONSUMO autoconsumo nei campi dell azienda Mengoli al posto DIGESTATO di fertilizzanti chimici comprende anche il pompaggio diretto nei campi e il mixer per mantenere miscelato il digestato Parte di digestato residuale dall autoconsumo nei campi di Mengoli venduta a terzi tramite trasporto con camion alle aziende acquirenti VENDITA DIGESTATO Digestato totale prodotto dall impianto equivale in massa alla quantit immessa in input all impianto in pratica ci che entra uguale a ci che esce come quantit FASE 1 AUTOCONSUMO DIGESTATO Pompa utilizzata per pompare il digestato dalla vasca direttamente nei campi dell azienda agricola Mengoli una Doda da 90 kW che funziona per 120 ore all anno Mixer utilizz
518. riassuntive L ultimo aspetto per quanto concerne la parte ambientale del software riguarda la possibilit di avere in serie diverse schede impianto con i dati riassuntivi delle diverse alternative che possono essere prese in considerazione In tal modo l utente pu vedere agevolmente svariate opzioni di impianto e scegliere quella reputata migliore in termini di minor impatto ambientale 174 3 2 3 Applicazione Mini Bref all impianto di Castel d Aiano Composizione syngas prodotto Elemento Concentrazione in massa 14 43 Stando al monitoraggio effettuato sui fumi al camino conosciamo le concentrazioni di due macro inquinanti Macro Concentrazione inquinante mg Nm3 Per le concentrazioni di COT e polveri utilizzeremo i valori imposti per legge D Lgs 152 06 Macro Valore inquinante limite mg Nm3 Polveri COT Il rendimento elettrico del motore primo viene automaticamente determinato dal software inserite taglia e combustibile utilizzato dal motore primo 175 Gas naturale Olio combustibile CSF coke di petrolio orimulsion RSO RSI e biomasse Il rendimento termico varia dall 80 al 90 a seconda se l energia termica prodotta ad uso civile o industriale rispettivamente In questo caso il rendimento dell 80 in quanto tutto il calore diretto prevalentemente ad uso civile L impianto in questione un impianto cogenerativo e
519. ribuisce maggiormente al relativo punteggio la cippatura mentre per la categoria Carcinogens Ecotoxicity la fase maggiormente impattante risulta il carico Per la categoria Land Use e Minerals la fase maggiormente impattante l esbosco per la categoria Fossil fuels la fase maggior mente impattante il trasporto trasporto del cippato all impianto Il Grafico sottostante istogramma esprime in percentuale il contributo che le varie fasi portano alla definizione del punteggio complessivo relativo alle differenti categorie di impatto In pratica visualizza graficamente e quindi in maniera immediata quanto appena detto osservando la tabella precedente Si nota subito infatti che la fase maggiormente impattante risulta la Cippatura gialla a seguire il carico e il taglio rosso influisce in lieve misura in questo tipo di approvvigionamento infatti qui il taglio incide in misura minore essendo minori le ore di utilizzo totali della motosega inoltre viene evidenziato come il trasporto del cippato all impianto l esbosco e il trasporto ceneri siano anch essi abbastanza impattanti e in particolare impattano molto solo su Land Use Minerals e Fossil fuels e non sulle prime categorie legate alla salute e all ecosistema Vediamo poi che l esbosco incide particolarmente su Land Use e Minerals impatto ancora maggiore del trasporto cippato all impianto La procedura generale di un analisi del ciclo di vita di un prodotto condot
520. rica contribuendo a diminuire cos la dipendenza dai combustibili fossili nel territorio montano Riassumiamo Risparmio di combustibili fossili 91 3 TEP anno Risparmio di CO2 emessa in atmosfera 200 t anno Cippato all anno 450 t anno Produzione di ceneri 8 mc anno Risulta utile e corretto poter disporre di valutazioni comparative sul consumo energetico non rinnovabile necessario per alimentare con energia e materie prime l intero processo filiere di produzione dell energia utile Tale analisi energetica include tutti i consumi di energia non rinnovabile che avvengono lungo la filiera estrazione lavorazione stoccaggio e conversione energetica del combustibile compreso il costo energetico dei macchinari e delle attrezzature impiegate per le singole fase analisi LCA del ciclo di vita di un intero processo I consumi energetici espressi in percentuale di energia non rinnovabile consumata per produrre l energia termica utile tramite CER Cumulated Energy Requirement misura dell ammontare complessivo di risorse energetiche primarie necessarie per erogare l unit di energia termica utile Il consumo energetico per la produzione e l uso finale del combustibile comporta l emissione in atmosfera di una certa quantit di anidride carbonica CO2 e di altri gas ad effetto serra espressi in forma aggregata con il parametro di CO equivalente Calcolare quindi la riduzione di CO conseguibile sostituendo i combusti
521. ricole locali di trovare nuove forme di sostentamento legate alla gestione del bosco con vantaggi a livello occupazionale e ambientale Tale filiera porta infatti alla nascita di posti di lavoro legati alla manutenzione dei boschi e al conferimento dei materiali all impianto La costituzione e il successivo sviluppo di una filiera bosco legna energia in queste zone marginali caratterizzate tuttora da un contesto di forte crisi e decadimento potrebbe rappresentare un ottima opportunit di riscatto Infatti si sfrutterebbe un ampia risorsa oggi parzialmente o completamente inutilizzata si avrebbero positive ripercussioni in termini occupazionali garantendo nuove opportunit lavorative a operatori forestali dottori in scienze agrarie ingegneri ambientali e gestionali e manodopera qualificata attraverso i complementari interventi di gestione manutenzione e miglioramento si attuerebbe una maggior tutela del patrimonio boschivo preservandolo dall abbandono prevenendo il dissesto idrogeologico e riducendone la vulnerabilit ad incendi e frane La presenza di rami secchi fogliame e sterpaglie sul suolo assume grande rilevanza nella propagazione degli incendi A tal proposito alcuni esperti ritengono che l allontanamento dal letto di caduta delle ramaglie comporta un minor rischio di incendi di proliferazione di insetti dannosi per l intero soprassuolo e durante le precipitazioni non viene ostacolato il regolare deflusso
522. rivato legata ad altre questioni ma che trova nella localizzazione di un nuovo impianto sul territorio un pretesto di rivalsa La mancanza di linee guida e indicazioni rispetto ai siti eleggibili da parte delle Regioni questa lacuna sposta il conflitto dalle sedi istituzionali a quelle locali allungando i tempi e accrescendo i costi degli interventi nonch generando un malcontento difficile da arginare in fase di realizzazione L impatto legato alla presenza di un cantiere sul territorio che spesso non rispetta la sensibilit locale concentra i disagi anzich distribuirli Si avanza per opposizioni poco costruttive e non si aprono tavoli di negoziati veri e propri Solamente in pochissimi casi parco eolico sono state valutate delle alternative e prese misure significative per la mitigazione del conflitto delocalizzazione di alcune pale in tutti gli altri casi sono bastati incontri con la popolazione locale o con la pubblica amministrazione per arrivare alla cancellazione del conflitto E estremamente difficile stimare i costi della attivit di ricerca del consenso di prevenzione e risoluzione dei conflitti perch spesso non vengono conteggiate in base a una serie di casi studiati per tale costo si evidenziato che pu raggiungere un massimo del 2 del costo dell investimento Tuttavia laddove sia presente una forte opposizione locale alcuni impianti hanno avuto in media un costo maggiorato del 30 Le proposte di prevenz
523. rmica prodotta e il tempo impiegato a produrla Esprime la quantit di calore ceduto al vettore termico Unit di misura della potenza Watt Joule secondo La potenza nominale esprime la quantit massima di energia termica prodotta dalla caldaia in modo continuo dalla combustione nell unit di tempo La potenza di una caldaia si esprime solitamente in kW 35 Relazioni di traformazione 1 kcal 1 163 Watt 1 KW 860 kcal 3 6 Mj 1 Mj 239 kcal 0 278 kWh kg Il successo delle biomasse legnose dipende da scelta del tipo di combustibile legnoso utilizzo di caldaie ed impianti ad elevata efficienza gt 85 scelta di un elevato grado di automazione biocombustibile con basso contenuto d acqua gt P C 1 risparmio energetico riduzione dell inquinamento atmosferico con riduzione del CO2 convenienza economica costo del combustibile biomassa DOOOOCOODOCLDO combustione per riscaldamento e per la produzione di energia elettrica 2 5 BENEFICI BIOMASSA LEGNOSA La bioenergia cos come qualsiasi altra fonte rinnovabile di energia non necessariamente positiva nei confronti del rapporto con l ambiente un cattivo sistema di produzione e uso di fonti rinnovabili pu essere dannoso per l ambiente quanto una fonte fossile in una logica di sviluppo sostenibile necessario analizzare la rinnovabilit delle fonti energetiche ma anche l articolato contesto del loro utilizzo Benefici ambientali La
524. rmina proprio il rilascio della CO2 Riduzione delle emissioni di CO2 e altri gas nocivi la sostituzione dei combustibili fossili con bio combustibili di origine agro forestale consente di ridurre le emissioni antropiche di anidride carbonica le biomasse poi consentono un ciclo del carbonio chiuso cio la CO2 prodotta durante la loro combustione bilanciata dalla CO2 precedentemente assorbita e cos il consumo di bioenergia incide meno 78 sull innalzamento della temperatura terrestre rispetto all energia fossile inoltre le biomasse presentano assenza di piombo zolfo e altri inquinanti rispetto ai combustibili fossili con minore produzione di particolato fine e sostanze aromatiche cancerogene Sebbene la pura sostituzione di combustibili fossili con biocarburanti comporti un vantaggio ecologico netto da tenere in considerazione che durante il processo di lavorazione delle agro energie una certa quantit di combustibili fossili sia impiegata per la raccolta il trasporto e altri processi che emette anidride carbonica non rinnovabile incidendo sulle emissioni del bilancio finale Per contenere le emissioni dunque necessario ridurre al minimo l impiego di energia fossile all interno del processo di trasformazione della biomassa in energia Comunque va anche detto che la generazione di energie da alcune biomasse per esempio quelle legnose comporta l emissione di alcuni inquinanti quali i composti dell azoto l ossid
525. ro 6 0 utilizzato nello studio Il risultato della fase di caratterizzazione il profilo ambientale costituito da una serie di punteggi di impatto ambientale relativi a ciascuna categoria ottenuti sommando tra loro tutti i singoli contributi precedentemente calcolati Solitamente viene rappresentato graficamente attraverso una serie di istogrammi oppure attraverso un network con frecce di diverso spessore a indicare quale attivit comporta l impatto maggiore 4 Normalizzazione in questa fase i valori ottenuti dalla caratterizzazione vengono normalizzati cio divisi per un valore di riferimento o effetto normale rappresentato generalmente da dati medi su scala mondiale europea o regionale riferiti ad un determinato intervallo di tempo Attraverso la normalizzazione si pu stabilire la magnitudo ossia l entit dell impatto ambientale del sistema studiato rispetto a quello prodotto nell area geografica prescelta come riferimento Nella Tabella sottostante sono riportati i valori relativi ad un anno di produzione industriale mondiale La normalizzazione avviene ad esempio dividendo i risultati dell operazione di caratterizzazione con quelli qui di seguito riportati TEMI AMBIENTALI UNITA VALORI MONDIALI Esaurimento fonti energetiche GJ anno 10 235 Effetto serra kg anno 10 37 7 Ossidanti fotochimici kg anno 10 3 74 Acidificazione kg anno 10 286 Tossicit umana kg anno 10 576 E
526. ro esso rappresenta il valore da ammortizzare 207 000 10 20 700 all anno essendo all anno primo avremo un esborso per ammortamento di 20 700 per cui il valore residuo risulta 207 000 20 700 186 300 Costi operativi Per quanto riguarda i costi operativi si tratta di quei costi sostenuti annualmente per la corrente gestione dell impianto compresi i costi di manutenzione i costi della materia prima i costi del personale i costi operativi fissi come gli amministrativi ecc Fonti energetiche rinnovabili 22 500 Parti di ricambio 20 000 Servizi ambientali smaltimento rifiuti 3 350 Personale 100 000 Imprevisti emergenze 20 000 Costi amministrativi 5 000 Costi operativi indiretti 10 000 Costi totali di manutenzione 9 600 Totale 190 450 Per il calcolo delle fonti energetiche rinnovabili si calcolato il costo annuo da sostenere per approvvigionarsi dall azienda La Fenice la quale applica un costo del cippato di 5 al quintale dovendo l impianto rifornirsi di 4 500 quintali all anno l esborso per l approvvigionamento delle fonti rinnovabili risulta 4 500 5 22 500 Per i servizi ambientali di smaltimento rifiuti nel nostro caso le ceneri prodotte dall impianto si sono tenuti in considerazioni i dati forniti dall azienda Dife che provvede a raccogliere le ceneri e al loro smaltimento in una discarica sita a Rosignano Marittimo I
527. robinia il pioppo e l eucalipto coltivabili in aree inutilizzabili quali quelle golenali 25 colture oleaginose prevalentemente colza e girasole in Europa e soia negli Stati Uniti impiegate nella produzione di biodiesel e colture zuccherine barbabietola sorgo zuccherino e colture amidacee cereali mais e patate e sottoprodotti di colture erbacee paglie di cereali stocchi e pannocchie e sottoprodotti di colture arboree sarmenti di vite potature di alberi da frutto e di siepi gusci e foglie e residui agro industriali vinacce sanse esauste gusci di mandorli di noci e noccioli scarti di legno non trattato sfridi segatura trucioli da segheria falegnameria e mobilifici scarti di cartiera in genere contenenti un 50 di lignina e scarti di fibra naturale derivanti dall industria tessile cotone lana seta e deiezioni residui animali derivanti da allevamenti zootecnici suscettibili di essere impiegati nella produzione di biogas e frazione organica dei rifiuti solidi urbani costituisce un rifiuto che dovrebbe essere smaltito in discarica rappresentando una voce di costo non trascurabile se opportunamente trattata invece offre interessanti opportunit nella produzione di biogas Le biomasse si possono considerare risorse primarie rinnovabili e quindi inesauribili nel tempo purch vengano impiegate con un ritmo complessivamente non superiore alle capacit di rinno
528. rocesso concime per i campi La vasca con il digestato finale continua a girare cmq ancora perch ci sono ancora batteri presenti e cos fa evaporare l azoto anche Il concime quindi non acquistato ma si usa esclusivamente il digestato prodotto dall impianto Il concime viene anche venduto per l esubero e costa 15 euro per ettaro e si producono 250 quintali 15 250 mi da euro al quintale per il digestato C una pompa che pompa direttamente il digestato nei campi e poi vi un carro botte per portare in giro tale concime agli acquirenti Alla fine il biogas prodotto con un tubo in acciaio trasportato alla sala macchine cogenerazione che interrato in parte 2 metri sotto terra che va poi alla sala macchine e 1 metro fuori terra all uscita della terza vasca Vi poi una valvola di sicurezza per il biogas Sala macchine cogenerazione Vi un motore a scoppio dove in input funziona con il biogas prodotto dall impianto ed esce energia termica ed elettrica dalla zona cogenerazione tramite due generatori produco quindi energia elettrica 2 generatori da 110 e 240 Kwh per un totale di 350 Il motore in pratica produce energia meccanica che fa girare il generatore che produce energia elettrica e dal raffreddamento del motore ottengo calore energia termica L energia termica viene utilizzate per autoconsumo per la stalla per la casa per le celle di biogas All esterno della sala macchine vi la marmitta
529. roduttori di energia e l offerta produttori e conferitori di biomasse nel medio periodo certificati verdi rendendo sicuri gli investimenti occorrenti per lo sviluppo di colture bioenergetiche e quelli del settore energetico La filiera potr assumere un proprio assetto attraverso la disponibilit di una massa critica di materia prima offerta che non sar disponibile senza adeguate garanzie di approvvigionamento fornite dalla domanda Lo scenario autorizzativo attuale si muove prevalentemente verso impianti di generazione elettrica e su questi conviene lavorare per costruire la massa critica In ogni caso risulter fondamentale una armonica distribuzione territoriale degli impianti e l uso sostenibile delle risorse e del territorio Il potenziale regionale delle biomasse residuali sopra individuato dovr alimentare impianti finalizzati alla sola produzione termica a quella elettrica ed alla cogenerazione precisamente circa un 30 destinato a caldaie termiche per condomini teleriscaldamento circa 30 destinato alla cogenerazione caldo freddo ed energia elettrica circa il 40 destinato alla generazione di energia elettrica con piccoli o medi impianti fino a 10 Mwe 74 Lo scenario non ottimale non esiste ancora un contesto socio territoriale maturo e pronto ad accogliere nuove modalit di approvvigionamento di energia termica teleriscaldamento e cogenerazione l uso ottimale delle b
530. roduzione di biogas seppur in graduale calo continua Arrivati all ultima vasca di fermentazione gasometro le sostanze prodotte si dividono la parte solida viene raccolta all esterno dove diventer concime mineralizzato che potr essere utilizzato dall agricoltore stesso e in parte anche venduto mentre la parte volatile biogas viene trattata poich sono presenti piccole quantit di alcuni composti che a causa delle loro propriet ossidanti o di incombustibilit devono essere eliminati per favorire un buon processo di combustione ottimale gt Filtrazione con filtri a ghiaia o sabbia necessaria per eliminare i solidi in sospensione che sono essenzialmente materiale organico grassi ed eventuali schiume prima dell aspirazione dei compressori di ricircolo o dei compressori ausiliari della caldaia e dei motori a gas gt Deumidificazione la temperatura del biogas in uscita dal digestore di almeno 35 C con un grado di umidit elevato che porta il vapore acqueo presente a condensare per cui si predispongono lungo le tubazioni pozzetti di raccolta e spurgo delle condense Per evitare la formazione di condense in camera di combustione occorre eliminare l umidit il vapore che viene poi estratto mediante scarico automatico o manuale 185 gt Desolforazione necessaria per abbattere i composti a base di zolfo pu avvenire tramite filtri chimici riempiti con ossidi di ferro che provocano la precipitazione dei comp
531. roliferi chimici produzione e distribuzione dell energia elettrica QA lotti stampaggio industria elettronica meccanica tessile Controllo di processo L uscita una grandezza fisica variabile con continuit temperatura pressione pH L industria di processo a cui afferiscono gli impianti analizzati nel presente elaborato presenta determinate peculiarit che rendono necessari sistemi di controllo in grado di rispondere in modo adeguato a tali particolari caratteristiche Negli impianti analizzati la maggioranza dei sistemi da automatizzare sono tipicamente distribuiti gt Spazialmente come processi chimici energetici e di distribuzione impianti di produzione beni materiali macchinari per confezionamento ecc L intero impianto pu risultare distribuito quindi su superfici anche molto estese pertanto gli elementi che costituiscono il sistema complessivo potrebbero essere posizionati a notevoli distanze tra loro gt Funzionalmente il processo produttivo nel suo complesso sia esso di beni materiali o di produzione di energia pu essere suddiviso in sottoprocessi ognuno dei quali svolge incarichi precisi e definiti 395 Risulta pertanto ragionevole pensare in fasi di progettazione di sistemi di controllo per impianti industriali che presentano le caratteristiche descritte di distribuzione logica e spaziale ad un architettura distribuita anche per i sistemi di automazione In un sistema di con
532. rrate nel caso in cui le imprese si trovano nella necessit di dover scegliere tra progetti alternativi o reciprocamente esclusivi 4 Il TIR diventa di difficile applicazione qualora i tassi di interesse a breve termine siano diversi da quelli a lungo termine ossia qualora si attualizzi il flusso di cassa dell anno 1 al costo opportunit del capitale r il flusso di cassa dell anno 2 ad un costo opportunit del capitale r2 diverso da r e cos via per gli altri anni La regola del TIR dice di accettare un progetto qualora il TIR sia maggiore del costo opportunit del capitale Nel caso in cui vi siano diversi costi opportunit si dovrebbe calcolare una media piuttosto complessa di questi tassi di attualizzazione per ottenere un numero che risulti confrontabile con il TIR 373 Quindi la regola del TIR se usata correttamente d gli stessi risultati del VAN ma poich possibile incorrere in uno dei quattro errori suesposti sempre bene fare riferimento alla regola del VAN quando si deve decidere circa la praticabilit economica di un progetto di investimento Che cosa attualizzare Sinora sono stati presi in analisi i meccanismi dell attualizzazione e dei principali metodi di valutazione di un progetto Non si preso in considerazione il problema di ci che dovrebbe essere attualizzato Ebbene ci si dovrebbe sempre attenere alle seguenti regole L Solo il flusso di cassa rilevante Di I flussi di cassa va
533. rre l utilizzo di combustibili fossili con la conseguente emissione in atmosfera di sostanze dannose Infine si nota come la fase sottoprodotti acquistati e vendita digestato che includono l utilizzo di un mezzo di trasporto e in misura minore le colture dedicate siano le pi impattanti per la categoria Risorse in quanto le prime due consistono in un trasporto che emette quantit di CO nell ambiente utilizzando combustibili fossili risorse nonostante il tragitto compiuto sia comunque limitato rispetto all impianto di Castel d Aiano le colture dedicate invece incidono su questa macrocategoria in quanto si tratta di utilizzare trattori per seminare e trinciare che emettono CO nell atmosfera nell utilizzo di acqua per irrigare e inoltre comporta anche l utilizzo di risorse naturali anche se le quantit in gioco di acqua d irrigazione e di km compiuti per seminare e trinciare sono limitate 335 Ovviamente le colture dedicate incidono in misura minore delle altre due fasi in quanto innanzitutto le quantit in gioco sono molto minori delle altre due fasi inoltre la semina viene effettuata una volta all anno e i km effettuati dal trattore sono nettamente inferiori ai km effettuati dagli altri mezzi di trasporto per la vendita digestato e per il trasporto dei sottoprodotti Human Health Ecosystem Quality Resources AB Coture dedicate ABBI Liguami bovini E Sottoprodotti acquistati ABBIA Caricamento in tramoggia
534. rso le pareti e il soffitto Il monossido di carbonio tossico perch legandosi saldamente agli atomi di ferro nell emoglobina del sangue forma un complesso molto pi stabile di quello formato dall ossigeno Anche in bassa concentrazione il monossido di carbonio pu ridurre la concentrazione di ossigeno nel cervello al punto che la vittima diventi incosciente e in casi gravi muoia di asfissia 169 CO2 Il biossido di carbonio noto anche come diossido di carbonio o anidride carbonica un ossido acido formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno una sostanza fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali ritenuta uno dei principali gas serra presenti nell atmosfera terrestre SOx E un gas incolore dal tipico odore empireumatico molto solubile in acqua La sostanza fortemente irritante per gli occhi e il tratto respiratorio possibile distinguere P SOx in SO2 ed S03 SO2 Il diossido di zolfo o ossido solforoso o anidride solforosa o ossido di zolfo un gas incolore dal tipico odore empireumatico molto solubile in acqua La sostanza fortemente irritante per gli occhi e il tratto respiratorio Per inalazione pu causare edema polmonare ed una prolungata esposizione pu portare alla morte Reagisce violentemente con l ammoniaca e le ammine l acetilene i metalli alcalini il cloro l ossido di etilene In presenza di acqua o vapore acqueo attacca molti metalli tra cui l all
535. settore industriale specifico e contengono informazioni che riguardano non solo le tecnologie ambientali del settore ma anche quelle di produzione con gli impatti ambientali e i consumi che le caratterizzano Schema concettuale dell aspetto ambientale 164 Analisi teorica del Bref Parte ambientale descrizione dei sette indicatori di impatto ambientale Attivit di sviluppo del software La stima degli effetti ambientali pu essere effettuata attraverso l uso di indicatori riferiti a diverse tematiche come effetti climatici effetti per l aria ozono acidificazione effetti per l acqua eutrofia ecosistemi d acqua tossicit per l uomo consumi di energia Vengono presi in considerazione 7 indicatori ambientali 165 Tossicit umana PTU I potenziali effetti tossici delle attivit industriali sono legati alla tipologia di sostanza chimica alla massa rilasciata in aria e alla sua tossicit Per calcolare il potenziale di tossicit umana PTU di un processo industriale si propone un approccio che utilizza la formula seguente PTU kg Pb eq Y m kg HTF eil Potenziale di Tossicit Umana PTU un numero indicativo espresso come kg di piombo equivalente utile per confrontare situazioni alternative che assume valore maggiore quanto maggiore la tossicit potenziale e mi la massa in kg dell inquinante i eil fattore di tossicit dell in
536. sfera di gas climalteranti ed altre sostanze inquinanti la migliore efficienza complessiva dei sistemi cogenerativi consente una riduzione nel consumo di combustibili e di conseguenza minori emissioni in atmosfera di gas climalteranti quali ad esempio la CO2 e di altre sostanze inquinanti che risultano dai processi di combustione 3 Riduzione delle perdite per trasmissione l applicazione della cogenerazione essendo l impianto di norma localizzato vicino all utente finale rende minime le perdite per la distribuzione e il trasporto dell energia 4 Possibilit di diminuire i rischi di interruzione del servizio i sistemi cogenerativi in grado di funzionare anche in modalit Stand Alone consentono di ridurre al minimo i rischi di interruzione dell alimentazione dell energia per disservizi di rete condizione di importanza fondamentale in tutti quei contesti in cui sia importante la continuit dell approvvigionamento dell energia elettrica E bene comunque sottolineare anche i principali limiti di cui tenere conto nella valutazione di un impianto cogenerativo Il principio della cogenerazione talvolta non pu essere applicato in maniera energeticamente ed economicamente conveniente se non sono soddisfatte le seguente condizioni 1 Presenza e vicinanza dell utenza termica necessario che nelle vicinanze di questo sia presente una utenza termica industriale o civile Tale necessit di fatto si scontra con la t
537. si contributi e per quelli energetici riguarda contenuto energetico dei combustibili consumati direttamente dal mezzo considerato pi la quota indiretta necessaria a produrre il combustibile di solito proporzionale alla distanza percorsa e dipende dal sistema di trasporto dalla portata del mezzo dal tipo di viaggio ecc energia necessaria alla costruzione e manutenzione del mezzo energia necessaria a realizzare le infrastrutture per permettere il viaggio e al loro mantenimento E chiaro che per l impatto ambientale dei sistemi di trasporto le emissioni atmosferiche legate alla fase diretta di consumo energetico risultano essere quelle pi importanti da conoscere e valutare Le informazioni relative ai consumi energetici e alle emissioni dei mezzi di trasporto sono disponibili in forma di dati statistici nazionali relativi a una certa categoria di mezzo o in forma di dati forniti dal costruttore del mezzo stesso Le unit di misura da impiegare per esprimere i quantitativi di energia legati ai trasporti tenendo conto della capacit di carico dei mezzi di trasporto possibile adottare l unit di energia per tonnellata x chilometro oppure nel caso di mezzi di trasporto che non compiono il trasporto a pieno carico l energia per veicolo x chilometro Per le emissioni l unit di massa della sostanze emessa per esempio mg di CO2 viene riferita alle unit utilizzate per l energia Il sistema di trasporto stradale il si
538. si risulta per impattante dal punto di vista ambientale trattandosi di elettricit prodotta da combustibili fossili l impianto non prevede un autoconsumo per l energia elettrica che utilizza l impianto ma occorre comuque sempre un assorbimento esterno di energia per il funzionamento 276 Successivamente vi il taglio con un 1 99 di incidenza tale fase risulta con un impatto minore del carico in quanto i minuti di utilzizo della motosega sono molto ridotti e il numero di alberi abbattutti non eccessivamente elevato trattandosi di impianti di piccola taglia Possiamo anche studiare il network nelle 3 macro categorie e vedere l incidenza delle diverse fasi pi impattanti in ciascuna delle tre Network relativo alla macrocategoria Salute umana Human Health x Dall analisi di questa network vediamo ci che stato riscontrato precedentemente percentuali simili cio sulla salute umana impatta per prima la cippatura con un 78 a seguire il carico con un 20 e infine il taglio con un 1 57 la fase maggiormente impattante sempre appunto la cippatura che va a incidere sulle sostenza emesse in atmosfera dannose per la salute umana Stesse conclusioni si possono trarre per il network di seguito relativo alla macro categoria Ecosistema Ecosystem Quality la cippatura in primis a seguire il carco e infine il taglio Anche qui la fase a maggiore impatto cippatura in quanto va a incidere sulle sostanze
539. siderate dallo studio Tali unit devono essere esplicitamente elencate per evitare di non paragonare sistemi che non sono confrontabili Le funzioni del sistema rappresentano le caratteristiche e le prestazioni del processo e o prodotto 206 Definizione dell unit funzionale Veniamo all altra operazione preliminare prima di procedere all inventario E infatti importante definire fin dall inizio dello studio un unit di misura di riferimento chiamata unit funzionale con cui trattare ed esporre i dati e le informazioni di una LCA L unit funzionale costituisce una misura della prestazione del flusso in uscita Il suo scopo principale di fornire un riferimento a cui legare i flussi in entrata e in uscita Tale riferimento necessario per consentire la comparabilit dei risultati di una LCA Tale comparabilit particolarmente critica quando si valutano sistemi differenti perch ci si deve assicurare che i confronti siano fatti su una base analoga Un sistema pu avere un gran numero di funzioni possibili e la funzione scelta per lo studio dipende dall obiettivo e dal campo di applicazione La corrispondente unit di misura deve essere definita e misurabile ISO 14040 L unit funzionale quindi indica il riferimento rispetto al quale normalizzare i dati che compongono il bilancio ambientale del sistema in esame L unit funzionale deve essere rappresentativa di una prestazione quanti
540. simile e conoscendo la taglia del nuovo impianto posso ricavarne i costi e ricavi corrispondenti 447 In entrambi gli impianti risultato un VAN positivo che indica la fattibilit a intraprendere gli investimenti e in particolare risultato con una fattibilit economica maggiore l impianto a biogas rispetto a quello a cippato il primo infatti presenta una taglia maggiore e quindi una grossa produzione di energia elettrica dalla cui vendita derivano ricavi non indifferenti inoltre l impianto a biogas incentrato prevalentemente sulla produzione di energia elettrica mentre l impianto a cippato pi incentrato sulla produzione di energia termica In generale si pu affermare che la valorizzazione della bioenergia richieda l incremento dei relativi campi di applicazione mediante lo sviluppo di nuove filiere e sviluppo e miglioramento di quelle esistenti Gli aspetti che richiedono particolare attenzione e su cui necessario investire risiedono sia nella scarsa conoscenza che i progettisti e gli installatori hanno circa le applicazioni disponibili sia nell incentivazione dell opinione pubblica alla sostituzione delle apparecchiature obsolete Sarebbe poi necessaria una pressante informazione di tutti gli attori coinvolti circa i benefici che le nuove tecnologie disponibili sono in grado di offrire al fine anche di evitare conflitti a livello locale dei cittadini del comune in cui sorgono i nuovi impianti Riguardo l impi
541. sorsa economica imparagonabile in agricoltura 188 In output al impianto cogenerativo vi CO2 e H2O e quindi niente inquinamento in atmosfera CO2 assorbita dalle piante nella loro vita CO2 che emette l impianto e quindi ho un bilancio energetico ambientale nullo L impianto a biogas in ingresso funziona con 40 di liquami zootecnici di liquame bovino 20 di culture dedicate insilati di mais sorgo triticale e tutto ci che pu essere coltivato a basso costo ed alto rendimento nella zona della provincia di Bologna e 40 prodotti acquistati come sottoprodotti come patate farine ecc che sono scarti di industrie alimentari e acquistati a circa 12 20 euro a tonnellata sottoprodotti anni fa potevano ancora essere classificati rifiuti e si poteva essere denunciati penalmente per smaltimento illegale di rifiuti Non esisteva ancora la 387 e la classificazione dei rifiuti Le culture dedicati per si accumulano a terra perch la raccolta solo in certi periodi si trinciano tagliare i prodotti e poi sono accumulati in trincee al suolo dove sono pressati per fare uscire l aria e comincia gi qui la fermentazione aerobica al sole e ci si passa sopra coi trattori per pressare Vediamo ora in dettaglio le diverse componenti dell impianto Culture proprie dedicate Irrigazione con acqua la cui frequenza dipende da anno ad anno 4 volte all anno nel 2003 nel 2010 stata sufficiente una volta all
542. sottoprodotto smaltimento illecito di rifiuti si va incontro Per il digestato in fase avanzata di stesura la modifica del decreto 7 4 2004 che regola l uso agronomico degli effluenti zootecnici in modo che il digestato ha dei propri criteri di utilizzo Se non adiamo nell uso agronomico un impianto di trattamento rifiuti gt produzione fertilizzanti o discarica 114 Il passaggio da frazione solida digestato a fertilizzante possibile ma bisogna verificare il possesso dei requisiti previsti per l ammendante compostato se si parte da deiezioni zootecniche la frazione solida derivante da soli liquami bovini ci potrebbe essere la strada dei concimi organici Con tali impianti il beneficio per l ambiente complessivo immenso per le emissioni produco energia elettrica a costo zero valorizzo degli scarti E quindi una filiera veramente sostenibile Filiera biogas importante Le altre filiere hanno problemi di reperimento della biomassa 300 400 ettari di pioppo rischiano si di affamare il mondo Gli incentivi concessi a tali impianti sono orientati sia alla spinta verso la produzione di energia da fonti rinnovabili sia alla valorizzazione delle risorse locali In tal modo si applica parallelamente una efficace diversificazione delle fonti energetiche e delle attivit agricole 2 14 2 Sistemi di incentivazione L incentivo riguarda l energia elettrica prodotta da impianti alimentati da biomasse e bio
543. ssimo risparmio delle risorse energetiche e delle materie prime non rinnovabili gt minimo inquinamento dell ambiente riutilizzando scorie provenienti anche da altri processi quali nuove risorse per una produzione eco compatibile Per Mehta vi la possibilit di legare intimamente i principi cardine indicati da Collepardi assumendo che il danno ambientale D sia espresso dalla seguente funzione D f P LIW dove P popolazione indice di industrializzazione W rendimento di utilizzo delle risorse naturali Stime attendibili parlano di una crescita da 6 ad 8 miliardi della popolazione mondiale nel 2036 fino a raggiungere i 9 2 miliardi nel 2050 a ci si aggiunga una corrispondente crescita a livello industriale Sicch volendo minimizzare il danno ambientale D non si pu che intervenire sul termine W Solo il 6 del totale dei materiali in circolazione finisce con il diventare bene di consumo mentre gran parte del materiale vergine ritorna all ambiente sotto forma di rifiuto sia esso liquido solido o gassoso 152 Fino a qualche decennio fa influenzati dalla rivoluzione industriale si data enfasi esclusivamente alla produttivit visto che le risorse naturali erano abbondanti e l ambiente in buona salute Tale scenario purtroppo cambiato e necessariamente si deve ricorrere ad un aumento del rendimento dei materiali vergini s da ottenere un triplice beneficio l annientare lo spreco di r
544. stema pi usato per il trasporto di cose e perone possibile stimare che circa il 60 di energia associata a questo trasporto da attribuire al consumo di combustibile il 30 circa alla costruzione e manutenzione e circa il 10 alla realizzazione delle infrastrutture Il consumo di combustibile di autocarri dipende da diversi fattori lo stato del mezzo le condizioni di guida la tipologia di processo la qualit del combustibile le condizioni climatiche ecc 212 Particolare attenzione deve essere dedicata all utilizzo di unit di misura adottate Normalmente si utilizza la tonnellata x chilometro che riferisce gli input carburante e gli output emissioni al trasporto di 1 tonnellata per 1 chilometro qui sempre opportuno specificare la massa trasportata e la distanza percorsa ipotizzando che viaggi a pieno carico Un utile accorgimento utilizzato in un analisi LCA riguarda i chilometri percorsi con mezzo a pieno carico o mezzo a vuoto in quanto spesso per raccogliere materiale si deve anche eseguire un certo percorso a vuoto prima di caricare la merce per questo problema l LCA considera una media dei chilometri totali percorsi tra viaggi a vuoto e viaggi a pieno carico per realizzare il percorso di trasporto Tale media di chilometri percorsi viene moltiplicata per un coefficiente sperimentale pari a 1 7 il quale tiene implicitamente conto sia dei viaggi a pieno carico che di quelli a vuoto Si pu notare da stu
545. stituire la categoria d impatto Resources in questo metodo danno maggiore importanza ad elementi legati alle risorse naturali nel metodo eco indicator appunto le risorse naturali contribuiscono solamente per 1 3 al totale della categoria Risorse la vendita digestato presentando una quantit annuale doppia impatta dunque in misura maggiore dei sottoprodotti trasportati 349 2 92E6 kg Colture dedicate 19 8 22 9 6 15E6 kg Vendita digestato 57 3 Transport lorry 32t RER 16 3 15 tkm 8 43E 7 p Lorry 40t RERNU 9 55 0 00661 kg Tractor production CH U 22 4 1 81 tkm Transport tractor and trailer CH U 77 1 51 4 350 5 5 RISULTATI IMPIANTO A BIOGAS AZIENDA MENGOLI E IMPIANTO A CIPPATO DI CASTEL D AIANO A CONFRONTO I due impianti a biomassa sono basati su un funzionamento e su materie prime molto diverse Pertanto una comparazione diretta tra le fasi non possibile in quanto si hanno fasi e processi diversi tuttavia possibile comparare i risultati ottenuti dall applicazione del Software Sima Pro che esprimono gli impatti ambientali di entrambi gli impianti a biomassa considerati sulla base dell utilizzo e del calcolo di alcuni indicatori a seconda dei due metodi utilizzati metodo EDIP UMIP 96 e metodo Eco indicator 99 Nonostante le evidenti differenze sicur
546. sto dove verr cippato e raccolto con autocarro Scortecciatura asportazione parziale o totale della corteccia alcune aziende non la effettuano Trasporto movimentazione del legname attraverso strade forestali o pubbliche Trasformazione riduzione a misura di impiego combustibile cippatura La cippatura una fase che in questi ultimi anni ha acquisito sempre pi importanza allo scopo di valorizzare biomassa altrimenti inutilizzata e scartata Cippatura sminuzzatura E la produzione di scaglie di legno chips da piante intere o loro parti di minor valore cimali rami da utilizzare a fini energetici o per la trasformazione industriale Si sviluppata 15 20 anni fa Funzioni riduzione del volume dei rami in bosco accelerare il processo di decomposizione del materiale omogeneizzazione del materiale dopo il taglio facilitazione del trasporto del prodotto coclee nastri Destinazione del materiale Industria cartaria cellulosa 18 25 mm Industria dei pannelli di particelle e fibre 18 25 mm Compost orto frutticola 8 12 mm Produzione di energia combustibile 8 12 mm 51 Utilizzo cippato a fini energetici Negli utlimi anni si sviluppato il mercato del cippato a fini energetici Combustione in apposite caldaie per la produzione di calore Nascita di centrali alimentate a cippato Norme e requisiti qualitativi Norma UNI Ente Nazionale Italiano di unificazione n
547. strato di ozono stratosferico ed valutato in riferimento ai grammi di CFC11 emessi La fase in cui si riscontra la maggiore emissione di tali sostanze sempre quella di cippatura 4 54 g CFC11 seguita dal taglio 0 365 g CFC11 L Acidification espressa in grammi di SO definisce il contributo di ciascuna fase della filiera all emissione di solfati responsabili tra l altro delle piogge acide Essa risulta influenzata soprattutto dalla fase di cippatura 56 400 g SO seguita dalla fase di carico 28 700 g SO e infine il taglio 1 200 g di SO L Eutrophication esprime il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento di nutrienti nelle acque e viene calcolata in riferimento ai grammi di NO Essa influenzata principalmente dalla fase di cippatura con 93 600 g NO seguito da carico 101 000 g NO3 e infine taglio 804 g NO3 280 Il Photochemical smog espresso in grammi di etene Ad esso contribuisce principalmente la fase di taglio con 2 840 g seguita dalla fase di cippatura con 1 310 g L Ecotoxicity water chronic espressa in m ed influenzata dalla fase di cippatura con 5 200 000 m seguita dalla fase di taglio con 409 000 m e infine il carico 102 000 m L Ecotoxicity water acute espressa in m ed influenzata nell ordine dalla fase di cippatura con 518 000 m seguita dalla fase di taglio con 38 700 m e infine il carico 9 100 m L
548. suo ciclo termodinamico chiudendo il ciclo ed in parte deviati in un economizzatore che li raffredda prima di espellerli dal camino fornendo cos un ulteriore quota di calore utile per il teleriscaldamento Il circuito trasferisce l acqua ad alta temperatura in un volano termico costituito da due accumulatori che immagazzinano l energia termica utilizzata poi per il teleriscaldamento tramite rete idraulica di collegamento alle utenze Schema di funzionamento Coclea di carico Il cippato di legno passa automaticamente dal vano di stoccaggio al gassificatore tramite un sistema di coclee alimentato da un motore elettrico Le coclee sono viti senza fine elicoidali in acciaio che ruotano attorno ad un asse longitudinale all interno di un tubo in acciaio Il cippato viene cos direttamente prelevato e caricato nella parte alta del gassificatore 135 Tale sistema meccanizzato composto da una coclea che adagiata sul fondo del deposito e da due bracci rotativi che muovo il cippato verso la coclea la quale ruotando estrae automaticamente il cippato e lo convoglia dentro a una valvola stellare quest ultima lo lascia poi cadere all interno di una seconda coclea che alimenta il gassificatore dall alto Un sistema di livellamento costituito da un rastrello rotante collegato ad un motore elettrico stabilisce il quantitativo di cippato da caricare Se il motore avverte un assorbimento di corrente superiore ad un liv
549. t e pu essere utilizzata nei momenti di bisogno per il riscaldamento delle strutture collegate tramite la rete di teleriscaldamento Qui si scelta la soluzione di due accumulatori da 3 000 litri comunicanti tra loro La cessione del calore prodotto Il calore ceduto dal motore attraverso il circuito di raffreddamento viene utilizzato per il teleriscaldamento Tramite una pompa viene prelevata acqua ad una temperatura di 40 50 gradi centigradi dalla parte bassa dell accumulatore che viene convogliata verso il sistema di raffreddamento costituito da una serie di piccoli fasci di tubi immersi nell acqua di ricircolo All interno dei tubi scorre l elio caldo proveniente dai cilindri che cos pu essere raffreddato cedendo calore all acqua che sale di circa 15 gradi Successivamente l acqua passa attraverso un economizzatore il cui scopo quello di prelevare calore dai fumi prima che questi vengano espulsi dal camino L acqua incrementa cos ancora la sua temperatura di circa 10 gradi per poi essere direzionata verso la parte alta dell accumulatore Dall accumulatore l acqua verr poi utilizzata dalle utenze attraverso una rete di teleriscaldamento e scambiatori di calore a piastre Analizzatore fumi L analizzatore fumi utilizzato dall impianto un ECOM J2KN certificato per la misura dei gas di combustione ai sensi della Normativa Europea Misura O CO NO NO SO opzionali temperatura del gas temper
550. ta delle riserve di carbonio immagazzinate 3 Perdita della biodiversit per il ritorno a modelli di produzione pi intensivi Errata scelta di colture o di miscuglio di specie che non tengano conto delle esigenze pedo climatiche delle diverse regioni Omogeneizzazione del paesaggio Questi rischi devono essere opportunamente valutati a monte della produzione altrimenti tradoti in aspetti negativi sul territorio avendo ripercussioni non solo sul sistema ambiente nel suo complesso ma indirettamente anche sul sistema produttivo ed economico ricadute occupazionali decremento turismo produzione di materie prime del sistema alimentare Ad oggi comunque 1 principali effetti ambientali sono 1 Scomparsa di foreste a scapito di monocolture energetiche considerando che i terreni ricoperti da fitta vegetazione forestale sono particolarmente fertili a causa della massiccia presenza di sostanze nutritive nel terreno perse nel momento in cui il manto forestale viene rimosso per far posto alle monocolture energetiche in particolare per quelle ad alta richiesta idrica cercare di realizzare quindi colture energetiche poco idro esigenti e in una percentuale minima Se poi vengono utilizzati per la produzione di colture energetiche terreni rimasti incolti per lungo tempo i quantitativi delle emissioni di CO2 sarebbero anche maggiori a causa dell aratura che accellera i processi di mineralizzazione della sostanza organica che dete
551. ta mediante il metodo degli Eco indicator prevede che 1 diversi tipi di impatto siano raggruppati per categorie e successivamente venga calcolato un punteggio globale possibile cos riferirsi a macrocategorie di impatto piuttosto che alle singole tipologie di danno riscontrate 289 Carcinogens Resp organics Resp inorganics Climate change Radiation Ozone layer Ecotoxicity Acidification Land use Minerals Fossil fuels 1 Eutrophication N TAGLIO Orl N ES80SCO Orl ETT CIPPATURA Orl E TRASPORTO Or RBB CARICO I COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT ELETTRICO RIM COMBINATO GASSIFICAZIONE STIRLING_OUTPUT TERMICO EEEE DISPERSIONI E TRASPORTO CENERI RENI SMALTIMENTO IN DISCARICA Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Castel d Aiano_Orf Metodo Eco indicator 99 H V2 1 Europe El 99 H A valutazione dei danni Contributo espresso in percentuale delle varie fasi per 4 500 quintali di cippato alla definizione del punteggio complessivo relativo alle differenti categorie di impatto con il metodo degli Eco indicator 99 Sotto riportato anche il grafico istogramma relativo solo alle 3 macro categorie elencate per avere un idea ancora pi chiara ed immediata dell impatto delle diverse fasi a livello pi macro Si pu notare come la fase di cippatura la pi impattante nella macro categoria Salute Umana ed Ecosistema e non compare invece nella categoria Risorse questo da imputare al fatto che la cipp
552. taglio influisce in misura inferiore del caso precedente Dal confronto fra i due approvvigionamenti con entrambi i metodi risulta che il maggiore impatto dato comunque dalla fase di cippatura in entrambi i casi tale risultato risulta in linea coi diversi studi compiuti sul tema presenti in letteratura che confermano che la fase della cippatura necessita di un notevole consumo di carburante con la conseguente emissione in atmosfera di sostanze nocive ed enormi quantit di CO rispetto anche a tutte le altre fasi compreso il trasporto a livello globale le emissioni derivanti dal trasporto impattano in misura inferiore alla cippatura essendo contenuto nel raggio di 100 km cosa che avviene in entrambi i casi di approvvigionamento Inoltre in entrambi viene evidenziato che il trasporto del cippato impatta maggiormente del trasporto ceneri anche se a distanza notevolmente inferiore Tale risultato giustificato dal fatto che per trasportare le ceneri nonostante i km totali siano maggiori la quantit totale da trasportare assai inferiore e occorrono quindi solamente 2 trasporti all anno mentre per il trasporto del cippato occorrono pi viaggi per consegnare il quantitativo annuale richiesto molto maggiore del quantitativo annuale di ceneri e cos 303 sommando i km totali annuali risulta molto pi impattante il trasporto locale del cippato nonostante i km a tratta siano nettamente inferiori Ulteriore aspetto quello legat
553. tale di soluzioni impiantistiche alternative 163 Volendo sviluppare un programma di semplice utilizzo si scritto il MINIBREF nel linguaggio di programmazione Visual Basic supportato da Microsoft Excel di Office 2003 ed il risultato ottenuto un foglio di calcolo di intuitivo utilizzo anche grazie al supporto delle Macro L UE nel quadro della sua direttiva IPPC attiva nella preparazione di documenti che descrivono lo stato dell arte nei vari settori industriali e i relativi standard ambientali collegati alle migliori tecniche disponibili BAT Best Available Technologies con la pubblicazione di documenti di riferimento chiamati BREF Best Reference I documenti disponibili nel sito dell EIPPCB European Integrated Prevention Pollution and Control Bureau sono essenzialmente dei documenti di riferimento che riguardano le migliori tecniche disponibili per un dato settore industriale BREF BAT Reference Document on Best Available Techniques Si possono dividere in due categorie una trasversale e l altra settoriale I documenti trasversali si riferiscono ad argomenti e tecniche che possono interessare alcuni o tutti 1 settori industriali come quello delle valutazioni economiche ed ambientali Economics and Cross Media Effects il monitoraggio ambientale l emissione di composti volatili o le tecnologie generali per il trattamento di scarichi industriali ed emissioni gassose I documenti settoriali si riferiscono invece a un
554. tative e quantitative riguardanti i molti processi di un sistema prodotto Ma una volta che queste informazioni sono state raccolte si creer una base di conoscenze ambientali fondamentali e l inventario dei prodotti successivi risulter molto semplificato La procedura per la raccolta dei dati relativi agli impatti in un ambiente di lavoro varia a seconda del tipo di impatto Per ogni scambio ambientale vengono sommati i corrispondenti dati precedentemente inseriti nell inventario Il risultato la somma di tutti gli scambi finali cio di tutti gli input che provengono direttamente dalla natura di tutti gli output che si riversano direttamente in acqua aria e suolo e di tutti gli impatti presenti nell ambiente di lavoro Gli scambi finali con l ambiente devono essere rapportati all unit funzionale Valutazione di impatto L inventario fornito mette insieme i dati relativi agli scambi ambientali per l intero sistema prodotto I dati nell inventario devono essere interpretati Le interpretazioni sono basate su una profonda conoscenza dell ambiente e delle risorse e devono mostrare quali scambi sono pi significativi e quanto grande pu essere il loro contributo Nel metodo Edip l interpretazione dell inventario condotta sulla stima del contributo che ogni scambio produrr L inventario cos trasformato in una lista del consumo delle risorse e dei potenziali impatti sull ambiente e sul luogo di lavoro St
555. tato possibile trovare uno standard di valutazione internazionalmente accettato che potesse esprimere il danno arrecato perci si dovuto sviluppare un approccio del tutto originale e nella prima parte della valutazione modellizzato il decremento della concentrazione della risorsa a causa dell estrazione di materiale grezzo e nella seconda le concentrazioni decrescenti vengono collegate al concetto di surplus energy Con il termine risorse si soliti indicare le risorse minerali i materiali sfusi sabbia ghiaia ecc le risorse energetiche le risorse rinnovabili le risorse ambientali suolo aria e acqua le risorse biologiche come la biodiversit e prodotti naturali In generale tre sono stati i problemi affrontati durante lo sviluppo della metodologia 236 e ammontare delle risorse fortemente correlato allo sforzo erogato per l estrazione e fino ad un certo punto la maggior parte delle risorse sono sostituibili e alcuni tipi di risorse non sono consumate nel senso che non scompaiono dopo l uso Si distinguer allora tra risorse dissipative e non dissipative Il modello sviluppato avrebbe dovuto rispondere ad alcuni di requisiti e non basarsi sul quantitativo di risorse rimaste poich impossibile determinare una quantit senza definire una qualit della risorsa richiesta Quindi nella valutazione il fattore determinante non la quantit bens la qualit della risorsa e non bas
556. tempo di recupero dell investimento pari a Sanni per cui possibile intraprendere l investimento dell impianto in quanto genera un ritorno economico inoltre l investimento nell impianto presenta un TIR del 16 maggiore del costo opportunit del capitale pari al 10 per cui risulta praticabile anche dal punto di vista del tasso interno di rendimento Da tenere presente che si sono ipotizzati flussi di cassa entrate annue costi annui costanti nel periodo di vita utile dell impianto 15 anni 386 6 4 ANALISI ECONOMICA IMPIANTO MENGOLI Analogamente anche per questo impianto vi sono due possibilit di procedere o con il metodo degli esponenti di scala oppure con il calcolo del VAN e inserimento dei valori nel foglio di Analisi finanziaria anche in questo caso si calcolato il VAN con i valori di costi e ricavi a disposizione e non tramite gli esponenti di scala Occorre tenere presente che se si volesse poi in seguito effettuare un analisi di altri impianti simili o di un ampliamento dello stesso si potr utilizzare il metodo degli esponenti di scala per valutarne i rispettivi costi in maniera semplice e veloce e avere cos un idea del possibile impatto economico che ne conseguirebbe L impianto Mengoli presenta le seguenti specifiche Anno avvio progetto Anno zero il 2004 Anno di realizzazione progetto Anno uno con inizio dei flussi di cassa il 2005 Vita utile dell impianto 20 anni Tasso di i
557. tente entro 60 gg se accerta delle carenze pu fermare tutto o dare dei tempi di adeguamento Trascorsi tali 60 gg pi i tempi di adeguamento se concessi il fermo pu avvenire solo in caso di accertato danno grave alla salute e all ambiente e per il territorio e paesaggio Quindi dato ancora pi peso al professionista che firma le pratiche presentate Sono inoltre uscite le linee guida di applicazione del 387 per chiarire tutti glia aspetti per la localizzazione degli impianti alimentati da fonte rinnovabile stabilire per soprattutto le zone non idonee alla localizzazione dei parchi eolici ecc Gli impianti a fonte rinnovabile e le infrastrutture correlate sono considerati di pubblica utilit quindi per la localizzazione degli impianti si pu dar luogo ad attivit d esproprio 113 Importanti sono che anche le opere di connessione alla rete elettrica allaccio all Enel sempre pi semplice Viene ribadito il concetto della possibilit di seguire la procedura semplificata per le taglie fino a 250 kW e fino a 1MW per gli impianti operanti in assetto cogenerativo Nelle linee guida espressamente scritto il principio che qualora sia necessario per l impianto in oggetto acquisire autorizzazioni ambientali paesaggistiche di tutela del patrimonio queste devono essere acquisite e allegate alla denuncia di inizio attivit E importante capire di quali autorizzazioni ho bisogno perch se poi ho bisogno dell a
558. terie fecali ed altre sostanze naturali utilizzate nell attivit agricola non viene preso in considerazione Si tratta per le autorit competenti di impianti industriali per la produzione di energia e non di attivit agricole soggette quindi alla disciplina rifiuti L articolo 185 del decreto n 4 2008 e gli articoli 1 di altri due decreti legislativi il n 228 2001 e il n 99 2004 Si afferma in questi ultimi che attivit come la coltivazione del fondo o l allevamento degli animali dirette alla cura e allo sviluppo di un ciclo biologico sono attivit agricola e chi le esercita imprenditore agricolo La digestione anaerobica delle materie fecali dei prodotti vegetali e loro residui parte del ciclo biologico di cui sopra e pertanto se esercitata da un imprenditore agricolo attivit agricola essa stessa La digestione anaerobica infatti oltre a produrre biogas ha la propriet di stabilizzare eliminando gli odori sgradevoli la sostanza organica contenuta nelle materie fecali e di migliorare le potenzialit fertilizzanti Il residuo della digestione anaerobica il cosiddetto digestato va quindi a chiudere il ciclo biologico aziendale se ritorna sui terreni agricoli ai quali cede con pi efficienza delle materie fecali tal quali i nutrienti alle colture che sono base dell alimentazione degli animali allevati Per questa ragione anche l uso fertilizzante del digestato attivit agricola N
559. ti e dirigenti 442 Da tenere in considerazione per che questo genere di impianti preveda costi di smaltimento per oli filtri e ceneri che vengono inviate in discarica controllata costi legati al trasporto delle biomasse e costi legati alle fermate programmate e accidentali Per quanto riguarda le barriere che i produttori stanno incontrando c la situazione degli allacciamenti alla rete con obbligo di connessione da parte di terzi mentre la rete ad lata tensione gestita dal GRTN lamenta ritardi nella implementazione strutturale di infrastrutture necessarie all impiego di energie rinnovabili la rete di alta e media tensione nelle disponibilit del principale distributore italiano ENEL Distribuzione non dispone di un programma strategico di sviluppo finalizzato all impiego di risorse rinnovabili e alla futura generazione distribuita bens si adegua agli sviluppi di rete dettati dall utenza passiva Infine va citata una voce che costituisce una fetta importante del fatturato che se ne va la convenzioni con i Comuni Bench tali costi prendano origine da una necessit di risarcire il Comune stesso per impianti realizzati su suolo pubblico questa pratica ha preso cos piede che viene richiesta una convenzione a titolo oneroso a prescindere dall occupazione di terreno pena enormi difficolt e intoppi burocratici Quantunque non si sia mai negata ai Comuni ospiti di un iniziativa di valorizzazione delle fonti rinnovabi
560. ti procedure per collegare l inventario alle tre categorie di danno principali tali connessioni permettono di individuare e pesare all interno di una singola categoria il tipo di danno relativo alla sostanza emessa o alla risorsa usata Vengono in questo modo determinati dei fattori specifici da moltiplicare per il peso della sostanza emessa o consumata Per la categoria Human Health vengono eseguite le seguenti analisi e fate analysis che lega la sostanza emessa alla variazione della sua concentrazione nel tempo e exposure analysis che lega questa variazione di concentrazione ad una dose e effect analysis che lega la dose di emissione agli effetti sulla salute umana come il numero e la tipologia di tumore e gli effetti respiratori e damage analysis che lega gli effetti sulla salute al numero di anni vissuti dall uomo ammalato YLD e al numero di anni di vita persi YLL Per la categoria Ecosystem Quality vengono considerati due tipi di impatto le emissioni tossiche ecotoxicity e quelle che modificano l acidit e i livelli nutritivi acidification and eutrophication Per tali categorie di impatto si segue la seguente procedura di analisi e fate analysis che lega le emissioni alle concentrazioni e effect analysis che lega le concentrazioni alla tossicit ai livelli di acidit o all incremento delle sostanze nutritive disponibili e damage analysis che collega questi effetti all incremento potenziale d
561. tiva 2001 77 CE Promozione dell energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili L energia rinnovabile tratta dal sole fotovoltaica dal vento eolica dal moto ondoso marina dalle masse di scarto biomassa dalle acque calde delle viscere della terra geotermia Insomma l energia prodotta da tutte quelle fonti naturali che non si esauriscono La normativa italiana considera fonti di energia rinnovabili il sole il vento le risorse idriche le risorse geotermiche le maree il moto ondoso e la trasformazione in energia elettrica dei prodotti vegetali o dei rifiuti organici e inorganici Per definizione sono esclusi da questa categoria tutti 1 combustibili fossili carbone gas naturale petrolio poich soggetti ad esaurimento Ma l energia rinnovabile ha un altra fondamentale caratteristica quella di non produrre effetti negativi sull ambiente n modifiche al clima e tantomeno variazioni alla temperatura globale della terra Le energie rinnovabili sono le risorse del futuro Ci sono per problemi di efficienza e soprattutto economici Gli impianti occupano in molti casi grandi superfici come molte wind farm o pannelli fotovoltaici per ottenere solamente esigue quantit di energia I costi elevati e la scarsa diffusione delle opportunit esistenti per accedere a fondi comunitari non fanno decollare il settore del rinnovabile in Italia Il fabbisogno energetico mondiale attualmente soddisfatto fondamentalmente dai
562. tivit che genera un flusso di cassa nell anno 2 Seguendo la regola dell additivit possibile trovare il valore di un attivit che genera un flusso di cassa in ogni anno Questo semplicemente VA C 1 r C2 1 r Naturalmente possibile continuare per questa strada e trovare il valore attuale di una serie di flussi di cassa lungo il tempo VA C 1 r C3 1 r C3 1 7r3 Questa chiamata formula del flusso di cassa attualizzato DFC Discounted Cash Flow Un modo sintetico per scriverla VA Y C 1 7r dove il simbolo si riferisce alla somma della serie Per trovare il valore attuale netto sufficiente sommare il flusso di cassa iniziale Co solitamente negativo esattamente come nel caso relativo a un solo periodo VAN Cp VA Co Y C r 368 Il Valore attuale Netto Il VAN si ottiene sottraendo l investimento richiesto al valore attuale VAN VA investimento richiesto In altre parole il progetto di un impianto a biomasse vale pi di quello che costa aggiunge un contributo netto al valore La formula per calcolare il VAN pu essere cos scritta VAN Co Cil 1 7n dove Co il flusso di cassa del periodo 0 cio oggi e sar un numero negativo In altre parole CO un investimento cio un flusso di cassa in uscita Per valutare se il progetto di un impianto a biomasse sia conveniente necessario valutare se valga pi di quello che costa ovvero se ha un valore at
563. to con il metodo EDIP UMIP96 Il Global warming GWP 100 rappresenta il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento della temperatura media terrestre conseguente all effetto serra ed espresso in grammi di anidride carbonica emessa Esso risulta particolarmente influenzato dalla fase di cippatura con 6 030 000 g CO seguita dalla fase di carico con 3 290 000 g CO successivamente vi il taglio con 124 000 d CO L Ozone depletion indica il contributo di ciascuna fase della filiera al deperimento dello strato di ozono stratosferico ed valutato in riferimento ai grammi di CFC11 emessi La fase in cui si riscontra la maggiore emissione di tali sostanze sempre quella di cippatura 4 54 g CFC11 seguita dal taglio 1 07 g CFC11 L Acidification espressa in grammi di SO definisce il contributo di ciascuna fase della filiera all emissione di solfati responsabili tra l altro delle piogge acide Essa risulta influenzata soprattutto dalla fase di cippatura 56 400 g SO seguita dalla fase di carico 28 700 g SO e infine il taglio 293 g di SO 297 L Eutrophication esprime il contributo di ciascuna fase della filiera all incremento di nutrienti nelle acque e viene calcolata in riferimento ai grammi di NO Essa influenzata principalmente dalla fase di cippatura con 93 600 g NO3 seguito da carico 101 000 g NO3 e infine taglio 197 g NO3 J Photochemical smog espresso in grammi di
564. to da riferimento l Autorit per l energia elettrica e per il gas AEGG La definizione di base di cogenerazione la produzione combinata di energia elettrica combinata al calore alle condizioni definite dall Autorit dell energia elettrica che garantiscano un significativo risparmio di energia rispetto alle produzioni separate La delibera 42 dice che cogenerazione significa anche recupero di calore vero e in tale delibera del AEEG sono dati dei coefficienti da rispettare indice di risparmio energetico per es e vale fino al 31 12 2010 Conclusione una norma nazionale e linee guida del 387 che dicono che l impianto di cogenerazione fino a IMW elettrico pu fare solo la denuncia di inizio attivit nella pratica questo tutto da verificare cio deve essere cogenerazione vera ai sensi della normativa Il GSE intende cogenerazione se c un vero recupero di calore per usi civili al di fuori dell impianto di produzione Novit del decreto di quest estate nella legge finanziaria comparsa una nuova sigla non pi VIA denuncia inizio attivit ma SCIA Segnalazione Certificata di Inizio Attivit per gli impianti che possono seguire tale strada semplificata Devo poi allegare tutta una serie di autodichiarazioni A differenza di prima che con la VIA dovevo aspettare 30 giorni prima di iniziare l attivit con la SCIA posso iniziare il giorno stesso in cui presento la pratica poi l Autorit compe
565. to in tramoggia con coclea INNI Perdita di energia E Vendita digestato ARE Autoconsumo digestato RBB Produzione cogenerativa di energia Analizzando 1 p assemblaggio Assemblaggio Mengol Metodo EDIP UMIP 96 V2 1 EDIP World Dk Caratterizzazione Contributo espresso in percentuale delle varie fasi della filiera di produzione del biogas alla definizione del punteggio delle singole categorie di impatto con il metodo EDIP UMIP 96 345 LEGENDA Colture dedicate mummigutoconsumo digestato Liquami bovini em duzione cogenerativa di energia Sottoprodotti acquistati Munn endita digestato Caricamento in tramoggia con coclea MMM erdita di energia Dall analisi del presente grafico possibile evincere come le categorie di impatto Global warming GWP 100 Ozone depletion Acidification Eutrophication Ecotoxicity water chronic Ecotoxicity water acut Photochemical smog Ecotoxicity soil chronic Human toxicity air Human toxicity soil siano influenzate principalmente dalla fase di produzione cogenerativa di energia Ala definizione del punteggio della categoria Resources all invece le fasi che generano maggiore impatto sono la fase di vendita digestato sottoprodotti acquistati e infine in misura minore la fase di colture dedicate Nel diagramma sottostante network riportato il contributo delle singole fasi alla definizione del punteggio totale dell impatto ottenuto con il metodo Edip Umip96 considerando tutt
566. to la stalla c un recipiente che pompa subito nel fermentatore direttamente Le mucche mangiano cerali fieno erba medica in totale 40 Kg di farine cereali ecc al giorno per ogni capo In particolare e 110 mucche attive al giorno ogni mucca mangia 2 Kg di semi di cotone 2 Kg di farina di soia 4 5 Kg di farina di mais orzo 6 5 Kg di fieno di erba medica 24 25 Kg di insilati mais triticale Bevono 100 litri di acqua al giorno ogni mucca in estate e 50 litri in inverno e 140 mucche a riposo 1 5 Kg di farina di soia 7 8 Kg di erba medica 15 16 Kg di insilati Mucche costano circa 10 15 000 euro tra veterinario e medicine Ogni mucca costa 1000 1500 euro Manodopera per mucche 6 7 ore al giorno per mungitura 1 2 ore per pulizia al giorno e occorre una persona che lavora per 3 ore al giorno Sottoprodotti industriali acquistati Scarti del pur e delle patate comprati da Pizzoli per es Questi sottoprodotti sono confinati in vasche chiuse per gli odori secondo la normativa mentre gli odori da letame in agricoltura normale secondo la legge Tali sottoprodotti per smaltirli presso Hera costano 15 20 30 euro per tonnellata Processo Gli impianti biogas agricoli di solito si dividono in 3 categorie A secco 30 di secco la fermentazione in celle chiuse ermeticamente A liquido come Mengoli ci che viene inserito nel fermentatore ha 9 12 di secco il resto acqua A semi denso 15 17 di secco m
567. to nel gassificatore anche senza stagionatura La gassificazione definita come la conversione termochimica di un combustibile solido o liquido in un gas attuata mediante la presenza di un agente gassificante ed altri reagenti aria ossigeno e o acqua vapore conducendo ad una sua parziale combustione Il processo formato concettualmente da tre fasi una prima esotermica di combustione una seconda di pirolisi in cui avviene la decomposizione per via termica di un combustibile in assenza di apporto di ossigeno infine la conversione del carbonio ottenuto in gas principalmente CO H2 CH4 Con syngas si indica il gas ottenuto dalla gassificazione con gasogeni up draft partita da legno cippato Questo ha un basso potere calorifico di 5 8 MJ Nmc ed principalmente costituito da monossido di carbonio anidride carbonica idrogeno metano e azoto 137 Il gas prodotto da questo tipo di gassificatori contiene una frazione di tars e idrocarburi che rimangono principalmente in forma di aereosol che danno origine condensando ad un olio denso bruno In questo impianto per il gas entra direttamente nella camera di combustione a una temperatura di 1250 gradi centigradi a questa temperatura avviene la combustione totale di tutti gli elementi ivi compresi i catrami e le impurit All interno del gassificatore necessario raggiungere la temperatura consona alla reazione 900 1220 gradi centigradi tramite l apporto di calore mediante
568. to per facilitarne la maneggevolezza il trasporto e l uso essendo il comportamento di tale prodotto del tutto simile a quello di un liquido L approvvigionamento pu di conseguenza avvenire anche tramite un autobotte che pompa direttamente il combustibile nel serbatoio d accumulo E un prodotto dotato di un potere calorifico paragonabile a quello di un combustibile fossile fluido Originariamente il suo campo d applicazione lo vedeva confinato al solo settore industriale ben presto per ha trovato impiego anche nel riscaldamento di utenze domestiche dove ha riscontrato grande successo soprattutto in virt delle caratteristiche di compattezza maneggevolezza e praticit nonch per i miglioramenti di tipo ecologico energetico e di gestione impiantistica via via conseguiti nel tempo Pertanto risulta indispensabile l istituzione di un adeguata filiera di tale combustibile che garantisca il consumatore finale circa lo standard qualitativo del materiale e la continuit dell approvvigionamento 46 2 11 3 Cippato wood chip Il cippato costituito da legno macinato e ridotto in scaglie grazie all impiego di una macchina cippatrice Il cippato costituito da scaglie di legno di lunghezza variabile tra 5 e 50 mm che si estendono nella direzione delle fibre ottenute dalla sminuzzatura di biomassa lignocellulosica di bassa qualit per azione di taglio o sfibratura esercitata da apposite macchine dette cippatrici
569. to sottraendo la quota di ammortamento dal margine operativo lordo MOL Il MOL la differenza tra ricavi e costo annuo totale Il calcolo del VAN Per calcolare il VAN stata utilizzata la formula finanziaria disponibile in Excel Nella formula necessario inserire la cella corrispondente all esborso iniziale e il tasso di sconto reale Inoltre necessario inserire uno ad uno 1 flussi di cassa tanti quanti sono gli anni di vita dell investimento Viene riportata di seguito una immagine che aiuta a comprendere la modalit di inserimento dei dati per il calcolo del VAN La prima cella C13 la cella che indica il tasso di interesse reale che tiene conto dell inflazione la cella C3 invece indica l esborso iniziale naturalmente ha segno negativo trattandosi di una uscita di cassa Le celle successive riguardano i flussi di cassa e sono riportate per 15 volte dacch stato considerato un investimento della durata di 15 anni Se gli anni fossero stati di pi si aggiungevano altre celle facenti riferimento sempre al flusso di cassa annuale costante 361 VAN Tasso_int C13 Se 0 029411765 la Vali c3 12274 g val2 c36 EE 14209 37563 Val3 C36 Ei 14209 37563 Val4 C36 Fe 14209 37563 me 5310 774592 Restituisce il valore attuale netto di un investimento basato su una serie di uscite valori negativi e di entrate valori positivi future Tasso_int il tasso di sconto per la durata
570. todiagnosi del sistema di sicurezza al fine di assicurarne la Continua Disponibilit Spesso le norme armonizzate impongono anche l adozione di alimentazioni di sicurezza elettriche Essenzialmente il SIL legato ai tassi di guasto dei singoli componenti e la valutazione del SIL trae origine da metodologie di calcolo di affidabilit della catena specifica adottata Si impone pertanto l impiego di dispositivi di qualit elevata che il mercato ha recepito con una rapida ed importante immissione di prodotti ad alta fidatezza e di informazioni sui tassi di guasto dei singoli componenti E facile notare nella determinazione del SIL che tale analisi numerica va oltre i requisiti di una Direttiva di prodotto la quale in genere non regolamenta accuratamente aspetti legati alla manutenzione 412 L approccio della IEC 61508 invece impone la scelta di tempi di controllo Interval Test proof test e dell eventuale ripristino dei requisiti del singolo componente della catena tempo medio di riparazione MTTR La Norma IEC 61508 introduce la figura dell Advisor Assessor Esperto di supporto Perito questi deputato a validare ogni procedura concepita dal fabbricante nella realizzazione del prodotto presunto conforme e ad assisterlo nella corretta realizzazione del fascicolo tecnico da allegarsi al prodotto I fabbricanti si devono perci avvalere di una Terza Parte che pu essere ricercata in modo facoltativo all interno
571. torio in cui il focus dell iniziativa industriale viene spostato dalla sola aspettativa di business del singolo soggetto alla possibilit di armonizzare l intervento sul territorio Non si intravede la costituzione di una filiera laddove ci sia semplice cooperazione di soggetti aventi uguale funzione economica es pool di imprenditori ma filiera l interazione funzionale di tutti i soggetti interessanti e afferenti l iniziativa in primis il Territorio Definiti gli obiettivi le filiere agro energetiche non possono che essere definite per singola fonte energetica e o problematica ambientale poich ciascuna fonte 73 energetica rinnovabile o problematica ambientale presenta caratteristiche e peculiarit specifiche La filiera delle biomasse presenta i pi elevati margini di benefici economici ed occupazionali tali da favorire una effettiva redistribuzione sul territorio investito dell intero ammontare dei costi evitati per l acquisto di combustibili fossili necessari per la produzione equivalente di energia Al netto delle utilizzazioni correnti es legna da ardere o da opere paglia utilizzata nel settore agricolo civile fertilizzanti per le culture irrigazione ecc individuabile un potenziale di biomasse destinabile ad usi energetici dell ordine di una potenza totale installabile di circa 500 MW termici Il problema costruire condizioni di mercato che garantiscano l incontro tra la domanda p
572. tralina idraulica dotata di una pompa a lobi Il biogas prodotto sottoposto a trattamento di desolforazione biologica e deumidificazione e poi utilizzato per alimentare un cogeneratore della potenza elettrica nominale di 845 kW RISULTATI eL impianto a soli liquami peso vivo mediamente presente nell allevamento come media di tutto il periodo risultato essere pari a 1 136 tonnellate Il processo di digestione ha prodotto un biogas caratterizzato da una concentrazione media di metano pari al 67 59 72 mentre la concentrazione di idrogeno solforato risultata di circa 1 992 ppm parti per milione A fronte di una produzione lorda di energia elettrica totale nel periodo monitorato di 1 043 MWh migliaia di kWh gli autoconsumi to tali sono stati pari al 20 8 e L impianto a codigestione il periodo di monitoraggio stato caratterizzato da un carico medio di 60 8 tonnellate giorno con il silo sorgo come matrice prevalente 37 del carico Complessivamente sono state caricate 22 196 tonnellate di matrici tal quali 91 Per quanto concerne la qualit del gas prodotto la concentrazione del metano risultata mediamente pari a 53 1 51 8 55 6 e quella di idrogeno solforato avviato al cogeneratore a 38 ppm 13 6 59 9 ppm Gli autoconsumi elettrici totali sono risultati pari al 7 2 Concludendo quindi le matrici che possono essere utilizzate sono rappresentate sia da effluenti zootecnici tal quali sia in miscela con
573. tramite il Mini Bref possibile evidenziare i benefici in termini di impatto ambientale impatto sugli indici considerati dal software che tale soluzione comporta rispetto alla produzione separata E necessario quindi conoscere il sistema antecedente alla cogenerazione per poter evidenziare i risultati cogenerazione non cogenerazione Per la produzione di calore questa sostituisce una serie di caldaie di scarso rendimento per una potenza totale di 140 kW termici Nelle norme UNI vengono definiti i valori delle emissioni limite per alcuni inquinanti e dunque si ha Macroinquinante g kWh NO 0 200 CO 0 100 CO 1980 L impianto non va a sostituire una precedente produzione di energia elettrica dunque non sono disponibili dati di emissione in merito L energia elettrica veniva prelevata dalla Rete Nazionale quindi si possono prendere a riferimento le emissioni medie del parco termoelettrico italiano 176 Macroinquinante mg N m NO 0 190 CO 150 SO 0 200 CO 284 2 Polveri 0 00912 A questo punto il Mini Bref possiede tutti i dati necessari per il calcolo degli indici PTU 6 26 2 06 2 16 ambientali GWP TEI ACID EUTR OZON_FC PTU 9 09 2 99 GWP TEI ACID EUTR OZON_FC 47 7 47 7 0 0 260 260 104 S2 977 948 Caso produzione cogenerativa 69 2 69 2 0 0 378 378 151 75 6 1420 1380 Caso produzione separata
574. trollo distribuito possibile raggruppare ed incapsulare una determinata funzione logica e l hardware ad essa dedicata in una singola unit detta nodo Dunque i sottoprocessi in cui possibile suddividere il sistema complessivo saranno controllati da un singolo nodo che sar quindi dedicato e specializzato soltanto nel controllo di quel determinato processo Dal punto di vista hardware ogni nodo composto da un controllore che lavora in modo indipendente dai controllori degli altri nodi del sistema Un nodo formato innanzitutto da un interfaccia uomo macchina tramite la quale l operatore messo in comunicazione con il controllore locale sistema real time Tramite tali interfaccia l utente pu controllare lo stato del sotto sistema ed impostare i valori desiderati delle variabili in gioco La Communication Network Interface invece rappresenta il livello di scambio dei messaggi fra 1 nodi Se si opta per una soluzione distribuita che implica la presenza di una certa quantit di nodi allora il sistema di comunicazione ossia l insieme di tutte le attrezzatura hardware e software che si occupano dello scambio dati gioca un ruolo chiave Tale interfaccia ha infatti il compito di trasportare i messaggi con elevata affidabilit entro un tempo prestabilito Da quanto finora esposto si intuisce come una soluzione distribuita nella scelta del sistema di controllo di processo sia in grado di introdurre notevoli vantaggi e qualche svantagg
575. trollo e supervisione erano distribuite tra pi CPU oggi si intende che le diverse CPU sono distribuite all interno dell impianto e la capacit di elaborazione portata laddove serve con la riduzione dei costi di installazione dei cablaggi e della manutenzione I componenti fondamentali di un sistema DCS sono le unit a microprocessore per la gestione degli I O usualmente localizzate in modo opportuno nell impianto e del controllo le interfacce uomo macchina disposte nelle sale di controllo e le strutture di comunicazione reti digitali di diverse caratteristiche e velocit Nei DCS le azioni di controllo non sono delegate ad un unico agente ma suddivise tra pi agenti autonomi eventualmente coordinati da un supervisore il malfunzionamento del singolo agente non comporta la perdita di controllo dell intero sistema il supervisore consente la razionalizzazione e l ottimizzazione del processo produttivo complessivo L affidabilit del sistema invece ottenuta ridondando i componenti critici e inoltre presentano una struttura modulare per consentire l espandibilit del sistema 399 STRUTTURA DI UN DCS Supervisione SCADA Il sistema esperto supporta l operatore nelle scelte operative viene di solito utilizzato in presenza di deviazioni dal comportamento normale e soprattutto in presenza di allarmi e blocchi Gestione allarmi Gli allarmi ripetuti devono essere evidenziati ad ogni allarme pu esser
576. tti che ridurre l utilizzo di combustibili fossili un obiettivo prioritario per lo sviluppo sostenibile Il processo di combustione che si realizza nelle centrali termoelettriche e nelle caldaie determina sempre emissioni di sostanze inquinati gassose ossidi di azoto ossidi di zolfo monossido di carbonio idrocarburi etc e non gassosi particolato Tra le altre emissioni di un combustibile fossile come carbone derivati del petrolio gas naturale etc vi anche il rilascio di anidride carbonica CO2 che contribuisce in maniera determinante all effetto serra Riduzioni nell utilizzo di combustibili fossili possono essere ottenute da un lato ricorrendo a sistemi capaci di sfruttare fonti rinnovabili di energia dall altro incrementando l efficienza dei sistemi di utilizzazione e di generazione dell energia Tra questi interventi si inserisce certamente anche il ricorso alla cogenerazione Il Parlamento Europeo ha riconosciuto la cogenerazione come una tecnologia tra quelle necessarie per soddisfare il raggiungimento degli obiettivi del Protocollo di Kyoto e ha pertanto incluso tra le proprie priorit la diffusione progressiva della produzione combinata di energia elettrica e calore Gli impianti di cogenerazione sorgono di solito in prossimit di utilizzatori termici in quanto a causa delle elevate perdite di trasmissione non risulta tecnicamente semplice n economicamente conveniente trasmettere il calore a grandi distanz
577. tto di mixer utilizzati per un numero elevato di ore che consumano molta energia derivante dall utilizzo di combustibile fossile a seguire distanziata la fase di autoconsumo digestato con un 3 43 di incidenza e il caricamento in tramoggia con un 3 3 di incidenza L impatto del caricamento deriva dal fatto che tale fase richiede un consumo di elettricit per far funzionare la pompa che carica le materie prime nella prima vasca seppure minima rispetto alle altre fasi risulta per impattante dal punto di vista ambientale trattandosi di elettricit prodotta da combustibili fossili occorre comunque sempre un prelievo esterno di energia per il funzionamento l impatto dell autoconsumo digestato 3 565 MJ Electricity from oil B250 75 2 338 deriva anch esso dall utilizzo di elettricit da fonte fossile per il funzionamento della pompa per il pompaggio del digestato nei campi Successivamente vi la fase dei liquami bovini con un 1 8 di incidenza tale fase risulta a impatto in quanto per tale fase vi un consumo di acqua per abbeverare le mucche e di cereali derivanti dai campi per nutrire gli animali che costituiscono quindi un consumo di risorse in quantit non troppo ridotta i capi bovini bevono e mangiano molto essendo animali di grosso peso e inoltre vi anche il consumo elettrico della pompa per pompare i liquami nella prima vasca Da notare che i liquami impattano decisamente meno dell autoconsumo digest
578. ttuato attraverso l identificazione dell energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell ambiente La valutazione include l intero ciclo di vita del processo o attivit comprendendo l estrazione e il trattamento delle amterie prime la fabbricazione il trasporto la distribuzione l uso il riuso il riciclo e lo smaltimento finale La definizione specifica riportata nella normativa ISO 14040 esprime la LCA come una compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita dei flussi in entrata e in uscita nonch i potenziali impatti ambientali di un sistema di prodotto Una LCA applicata a un sistema industriale indirizza dunque lo studio di efficienza del sistema in oggetto verso la salvaguardia della salute dell ambiente e dell uomo nonch verso il risparmio di risorse Punto fondamentale la definizione di sistema industriale che la norma ISO qualifica come sistema di prodotti E bene ricordare quindi che con sistema industriale si intende un insieme di procedure la cui funzione principale la produzione di beni utili esso separato dal sistema ambiente da confini fisici ben definiti ed ad esso collegato grazie allo scambio di input e di output In quest ottica l ambiente non quello naturale definito dall ecologia ma tutto ci che sta all esterno del sistema industriale considerato SISTEMA AMBIENTE input output INDUSTRIALE Interazione
579. ttutto dei mixer che emettono in atmosfera sostanze dannose per la salute umana e l ecosistema del pianeta impiegando energia da fonte fossile Tale filiera genera inoltre un impatto sulle risorse dato principalmente dalla fase dei sottoprodotti acquistati prima delle vendita del digestato tale risultato perch i sottoprodotti acquistati da trasportare compiono una distanza di trasporto molto maggiore del tragitto effettuato per trasportare il digestato agli acquirenti 12 km in media per i sottoprodotti contro 1 2 km per il digestato in questo modo il numero dei km percorsi in totale in un anno risulter sicuramente maggiore anche se la quantit trasportata nettamente inferiore Tale metodo per considera nella categoria Risorse solo per 1 3 il consumo di risorse da cui deriverebbe un impatto maggiore della vendita digestato presentando una quantit trasportata doppia e per il resto il consumo di combustibili fossili e uso del territorio che danno quindi un peso maggiore al totale dei km percorsi visto che pi km si fanno e pi l impatto ambientale dannoso 446 e Con il metodo Edip Umip 96 Il punteggio relativo a tutte le categorie di impatto considerate risulta maggiore nella fase di produzione energia nella categoria risorse di tale metodo la fase a maggiore impatto risulta la vendita digestato In tale metodo risulta pi impattante la vendita digestato rispetto ai sottoprodotti acquistati al contrario dell altr
580. tuale netto positivo Per calcolare quanto valga si deve esaminare quanto si dovrebbe pagare per ottenere lo stesso reddito investendo direttamente in titoli il valore attuale del progetto uguale al suo reddito futuro attualizzato al tasso di rendimento offerto da questi titoli Il costo del capitale investito il rendimento a cui si rinuncia non investendo in titoli Qualora il rendimento dell impianto a biomasse superi il costo dello stesso si dovrebbe dare inizio ai lavori per la realizzazione dell impianto Quindi vi sono due regole per selezionare gli investimenti 1 Regola del valore attuale netto Si deve accettare un investimento quando ha un VAN positivo 2 Regola del tasso di rendimento Si devono accettare gli investimenti che offrono tassi di rendimento superiori al loro costo opportunit del capitale Il costo opportunit del capitale Il costo opportunit del capitale pu essere definito come il rendimento atteso a cui un manager rinuncia investendo in un progetto piuttosto che nel mercato azionario Per valutare un progetto si attualizzano i flussi di cassa attesi al costo opportunit del capitale 369 Quindi il costo opportunit del capitale di un investimento in un progetto il tasso di rendimento atteso richiesto dagli investitori per un investimento in azioni o altri titoli che hanno lo stesso rischio del progetto I concorrenti del VAN Al giorno d oggi il 75 delle imprese calcola sempre o qu
581. tuatore Alcuni esempi di attuatori sono e Umano braccia mani dita gambe Parti di un robot che interagiscono con l esterno meccanismi di presa bracci meccanici muscoli pneumatici ed altre parti in movimento Gli attuatori sono dispositivi che trasformano un segnale in movimento Un sistema di attuazione composto da diversi elementi e Sorgente di alimentazione Amplificatore di potenza e Servomotore e Organo di trasmissione Vediamoli nel dettaglio Organi di trasmissione SI possono classificare in e Ruote dentate variano asse di rotazione e Coppie vite madrevite convertono il moto di rotazione in traslazione e Cinghie dentate e catene quelle dentate sono deformabili con alta velocit e forse basse le catene sono con basse velocit e pi rigide Vi sono poi altri elementi detti Riduttori che consentono di rendere compatibili le velocit e le coppie dei motori e dei carichi movimentati Amplificatori di potenza Devono modulare il flusso di potenza inviato dall alimentazione primaria basandosi sul segnale di controllo 406 In input vi sono e Potenza dalla sorgente primaria e Segnale di controllo In output vi sono e Potenza ceduta dall attuatore e Potenza perduta per effetti dissipativi Sorgenti di alimentazione Fornisce la potenza primaria necessaria al funzionamento dell attuatore Servomotori Possiamo classificarli in tre gruppi e Elettrici e
582. tuazione modalit di calcolo metodi di rilevamento ecc con conseguenti ripercussioni negative sullo sviluppo del settore L enorme variabilit delle situazioni operative per es per la fase agricola clima terreni culture sostituite materiale genetico logistica meccanizzazione raccolta ecc e delle possibili combinazioni ha dato origine a risultati contrastanti degli studi effettuati 71 La variabilit dei risultati riguarda i bilanci energetici sia inputs che outputs e quelli ambientali impiego di mezzi tecnici emissioni gas nitrati erosione biodiversit paesaggio ecc Tutto per l intera filiera o singoli anelli produzioni locali o importate destinazioni d uso diverse elettricit riscaldamento ecc utilizzando o no sottoprodotti Un aspetto importante riguarda la domanda produzione di cibo o di energia Il principio inderogabile prima il cibo Oltre che una scelta ovvia ed etica anche la pi vantaggiosa dal punto di vista economico Verr sempre meglio remunerata se destinata all alimentazione umana anzich all energia Una ricerca che ha considerato le combinazioni fra fitotecniche input irruguo e non incremento demografico e dieta alimentare vegetariana bilanciata ricca con il risultato che il 55 degli arativi dovr essere riservato alla produzione di cibo e il restante 45 pu essere destinato ad altri usi fra i quali la produzione di bioenergie Se ovviamente invece tutta
583. ucche 100 000 73 000 totali all anno di esborso per fonti energetiche rinnovabili Per i servizi ambientali di smaltimento rifiuti in questo impianto non avviene nessuno smaltimento di rifiuti in quanto il digestato prodotto nella produzione del biogas dalla vasche di fermentazione utilizzato nei campi come fertilizzante e quindi non da smaltire ma bens ritorna nel ciclo naturale Per la manutenzione si distinguono due tipologie Manutenzione ordinaria o per piccoli problemi a cui ci pensa direttamente Mauro Mengoli conoscendo moto bene il suo impianto Manutenzione straordinaria eseguita in media 3 giorni all anno giorni preventivati di fermo impianto per eventi particolari per i quali richiesto l intervento di un tecnico specialistico tale tecnico specialistico opera quindi per 3 giorni all anno quindi 3 giorni 8 ore giorno 24 giorni anno di intervento Si prevede un costo di 50 all ora per l intervento del tecnico per cui risulta 24 50 1 200 all anno per la manutenzione Per tutti gli altri costi operativi si dispone di una stima di costo come descritto nella tabella precedente 390 Entrate e Benefici annui Per quanto riguarda le entrate in questo impianto abbiamo la vendita del digestato in esubero rispetto a quello auto consumato nei campi dell azienda agricola il quale deve essere conferito alle aziende acquirenti tramite trasporto con carro botte dell aziend
584. uindi per ora le energie rinnovabili per essere remunerative hanno bisogno di un sostentamento dal pubblico perch attualmente sul mercato l energia elettrica costa 8 9 centesimi a kW biogas ha il maggiore rendimento in Italia per I sottoprodotti fino a pochi anni fa venivano preferenzialmente digeriti in impianti di compostaggio questi impianti per non producono energia anzi consumano energia e fanno spendere denaro a una societ che deve pagare energia per compostare un prodotto per mineralizzare con batteri i prodotti organici di scarto Impianti a biogas invece producono energia metano Energie rinnovabili sono positive per l energia e per l ambiente tale energia pu anche generare risorse economiche in un momento in cui c crisi economica tale tecnologia pu dare opportunit economiche per le aziende agricole e per la societ e complessivamente anche benefici ambientali Altri elementi positivi del carbonio e sostanze organiche rimesse nel terreno spesso si parla solamente di CO2 che bruciando finisce in aria Per con un agricoltura molto industriale che usa molti fertilizzanti chimici molto carbonio stato consumato e tanto si tolto dal terreno ed andato in aria perch le piante crescendo tale carbonio immagazzinato nelle piante si trasformato in anidride carbonica 194 4 LCA e Simapro Nel presente capitolo verr descritta la metodologia impiegata nella tesi per rappresentare i r
585. ultano quindi 1 1 500 m 500 m 100 m 258 x A livello sperimentale accettato l utilizzo nel software Simapro di un fattore moltiplicativo che tiene gi conto dei km totali effettuati sia a pieno carico che a vuoto tale fattore convenzionalmente fissato in 1 7 da moltiplicare per i km percorsi a pieno carico CALCOLI PER LCA Nel SimaPro si inserito il mezzo di trasporto tra quelli esistenti del database Tractor and Trailer all interno della categoria Transport road tractor and trailer e si calcolata la tratta percorsa a pieno carico che 100 metri L unit di misura richiesta dal programma kgkm che indica i km percorsi da 1 kg di carico Calcolo considerando i valori unitari 0 1 1 7 km percorsi da ogni carico 5 300 kg di carico 0 000032 kgkm FASE 3_STAGIONATURA Tale fase si scelto di non considerarla nell analisi LCA data la sua irrilevanza ai fini dell impatto ambientale in quanto l unico prodotto che da essa deriva risulta essere una perdita di contenuto idrico pressoch irrilevante e priva di un impatto negativo dal punto di vista ambientale FASE 4_CIPPATURA Tale fase viene realizzata all imposto portando in tale zona la cippatrice del deposito dell azienda avviene nel periodo estivo la cippatura del legno accatastato all imposto durante la stagione invernale Tale fase presuppone l utilizzo di una cippatrice montata sul trattore La cippatrice
586. uminio il ferro l acciaio l ottone il rame ed il nichel Liquefatto pu corrodere le materie plastiche e la gomma S03 Il triossido di zolfo o anidride solforica un composto corrosivo che reagendo con acqua produce acido solforico essendo la sua anidride Il triossido di zolfo gassoso presente nell atmosfera rappresenta la causa primaria delle piogge acide Il diossido ed il triossido di zolfo SO2 ed SO3 indicati con il termine generale SOx sono i principali inquinanti atmosferici a base di zolfo La principale fonte di inquinamento costituita dalla combustione di combustibili fossili carbone e derivati del petrolio in cui lo zolfo presente come impurit A partire dal 1980 le emissioni provocate direttamente dall uomo a causa di riscaldamento e traffico sono notevolmente diminuite grazie all utilizzo sempre crescente del metano e alla diminuzione della quantit di zolfo contenuta nel gasolio e in altri combustibili liquidi e solidi Rimangono pi preoccupanti le emissioni dovute alla presenza di centrali termoelettriche Polveri Particolato L insieme delle sostanze sospese in aria fibre particelle carboniose metalli silice inquinanti liquidi o solidi Il particolato l inquinante considerato oggi di maggiore impatto nelle aree urbane ed composto da tutte quelle particelle solide e liquide disperse nell atmosfera con un diametro che va da pochi nanometri fino ai 500 micron e oltre 170 Gli e
587. untuale pianificazione territoriale che tenga conto di fattori quali le caratteristiche geologiche e pedoclimatiche della zona in esame le risorse potenziali i conti economici delle colture il mercato dei combustibili alternativi alla biomassa con destinazione energetica le esigenza energetiche locali il degrado ambientale della zona ecc I problemi relativi alla tecnologia da adottare vanno esaminati soltanto dopo un accurata verifica degli aspetti macroeconomici e macroecologici su indicati Le biomasse permettono oggi un risparmio rilevante di combustibili fossili sia nei Paesi industrializzati sia in quelli emergenti o a basso sviluppo tecnologico Il potenziale delle biomasse tecnicamente utilizzabile a livello mondiale poco pi di 2 000 Mtep a Fra i fattori determinanti per le previsioni sulla bioenergia vi certamente la quantit di territorio potenzialmente interessata alla produzione di biomassa sia sotto forma di residui e sottoprodotti sia di coltivazioni dedicate Per quanto riguarda la potenziale diffusione delle coltivazioni dedicate alla produzione di biomassa i fattori da considerare sono numerosi strutturali geografici economici sociali ecc e di non facile interpretazione Una stima di facile lettura fa ammontare ad un milione di ha il territorio che potrebbe essere destinato alla riconversione a colture annuali o poliennali per la produzione di biomassa da energia Le produttivit attese sono molto varia
588. uo animale raccolto in un pozzetto caricato in un digestore e poi serbatoio del biogas Riscaldato a una certa temperatura i batteri riescono a lavorare al meglio e produrre il biogas che usato come combustibile in dei generatori I generatori producono energia meccanica e quindi energia elettrica e dai motori a scoppio ricavo calore che parte di esso serve per mantenere la temperatura ideale 1 batteri nei digestori Allevare i batteri L azienda realizza in pratica un allevamento di batteri indispensabili per il processo Gli elementi dell impianto a biogas in agricoltura sono gt Impianto che produce il biogas costituito da tre fermentatori vasche di notevole volume di cemento armato totalmente coibentate e riscaldate e continuamente rimescolate e alimentate ogni ora con sostanza organica dove all interno vengono fatti fermentare in condizioni anaerobiche delle sostanze organiche Il biogas pu essere generato da qualsiasi sostanza organica purch non sia legna o foglie di pianta arborea perch tali batteri non sono in grado di smontare la catena della lignina e quindi non riescono a smontare le foglie della pianta arborea con resina che tipica di tale piante ed tossica per i batteri gt Impianto di valorizzazione del biogas cogeneratori che producono energia elettrica e calore Nel Gasometro terza vasca viene accumulato il biogas e poi prelevato con valvole in aspirazione e pompata all interno d
589. ustibile solido con una potenza di solito inferiore a 5 6 MW termici sono gli impianti con le migliori prestazioni sia economiche che tecniche e in termini di potenziale risparmio energetico 2 Impianti per la produzione di energia elettrica eventualmente in cogenerazione a partire da combustibile solido o liquido con una potenza tra 2 e 15 MW elettrici Le principali caratteristiche qualitative richieste dalle caldaie sono la pezzatura il contenuto idrico e di ceneri Esistono diverse tipologie di impianti alimentati a cippato 54 1 Impianti di combustione a griglia fissa e mobile E la tipologia tradizionale pi diffusa si adattano bene a tutti i tipi di combustibile e flessibili nei confronti dell umidit Le caldaie a griglia fissa richiedono materiale molto omogeneo sia per la ridotta dimensione della griglia sia perch pezzi fuori misura possono essere causa di blocchi alle coclee di trasporto e di caricamento Il contenuto idrico di tali caldaie non deve superare il 30 esse hanno infatti una scarsa inerzia termica in quanto i volumi della camera di combustione e dell acqua nello scambiatore sono limitati perci l ingresso di materiale molto umido abbasserebbe eccessivamente la temperatura di combustione Inoltre un contenuto idrico troppo elevato pu compromettere la fase di avvio essendo tali caldaie dotate di un dispositivo di accensione automatica elettrico Il contenuto idrico del cippato dovrebbe
590. ustificabili dal punto di vista economico per i costi ad esso associati non creare nemmeno centrali troppo grandi che genererebbe un enorme esbosco di legna Il territorio della provincia pu garantire questa produzione di biomassa in modo veramente sostenibile Il calore prodotto da un impianto pu trovare un utilizzo entro un raggio compatibile con i costi della distribuzione del calore e con una richiesta costante per tutto l anno L economia di scala comporta conseguenze non trascurabili anche sull impatto ambientale in quanto la quantit di inquinanti emessi in atmosfera e ricadenti sul territorio sottovento sar in proporzione alla quantit di biomassa utilizzata Anche se le Linee Guida prevedono impianti da 3 a 50 megawatt termici corrispondenti in prima approssimazione ad una potenza elettrica da 1 e 16 megawatt elettrici ci chiediamo come sia possibile che impianti cos piccoli possano stare sul mercato Si pensa che sia inevitabile una volta che questi piccoli impianti saranno stati realizzati che i gestori richiedano sia il loro ampliamento che la possibilit di utilizzo di Combustibili da Rifiuto combustibile certamente pi facilmente disponibile di potere calorifico pi alto il cui uso permesso dalle normative nazionali ed europee e con prezzi probabilmente pi bassi delle biomasse E se la combustione delle biomasse comporta certamente qualche problema la combustione di CDR anche della sola frazione biode
591. uter dei livelli pi bassi La parola eterarchia indica la distribuzione delle responsabilit decisionali fra una pluralit di controllori allo stesso livello nel senso che a differenza del caso gerarchico non si pu stabilire una priorit nell insieme delle decisioni ogni controllore ha pieni poteri nell ambito della sua capacit decisionale Il sistema articolato in un insieme di entit quasi indipendenti con interazioni ben definite Ci permette un alto livello di autonomia locale e di tolleranza ai guasti e rende semplice ad una entit la rilevazione di guasti presso un altra entit Tra le entit non esistono relazioni di tipo master slave e ci assicura piena autonomia locale Per rendere il sistema modulare estensibile e auto configurabile la configurazione fisica del sistema deve essere trasparente alle entit nel senso che ciascuna non ha bisogno di sapere dove si trovino le altre Nel nostro impianto in particolare abbiamo 3 CPU una controlla il motore valvole dell elio termocoppie di controllo e sicurezza parallelo con la rete elettrica monitoraggio qualit elettrica sensori ecc l altra controlla l impianto nel suo complesso gassificatore alimentazione legno camera di combustione ricircolo acqua e aria compressa ecc infine un altra integrata nel touch screen per visualizzare il software si Dei per l interfaccia con l utente l accesso remoto si pu controllare anche a distanz
592. uti si ottiene un unico valore adimensionale l indice ambientale finale detto ecoindicatore che quantifica l impatto ambientale associato al prodotto La fase di Valutazione d Impatto a differenza della fase di Inventario che ha raggiunto un buon grado di standardizzazione ancora caratterizzata da aspetti controversi che necessitano di ulteriori approfondimenti scientifici Inoltre la soggettivit legata alla scelta dei metodi di Valutazione d Impatto difficilmente consentir di raggiungere un consenso internazionale Un tentativo di rispondere alle esigenze di standardizzazione e di uniformazione dei contenuti degli studi di LCA stato realizzato da ANPA in un documento in cui sono descritti i requisiti necessari all esecuzione di tutte le fasi di una valutazione del ciclo di vita e identificate una serie di categorie d impatto predeterminate 4 1 8 Quarta fase di una Lca interpretazione e miglioramento ISO 14043 All interno di questa fase attraverso un analisi di sensibilit sono interpretati e rappresentati i risultati delle fasi di inventario e di valutazione degli impatti in modo da avere una percezione dello studio facilmente fruibile e comprensibile Ad essa accompagnata quasi sempre l identificazione delle fasi dell LCA nelle quali dopo aver individuato gli ambiti pi critici vengono valutate e selezionate le opzioni e i miglioramenti atti alla riduzione degli impatti e dei carichi ambientali dell
593. utorizzazione alle emissioni conviene scegliere la procedura unica ai sensi del 387 Da un lato l autorit competente se siamo nella soglia di SCIA non pu imporre il procedimento unico viceversa all utente lasciata la facolt di scegliere e quindi pu fare lo stesso il procedimento unico anche se potrebbe fare la strada della SCIA Nei casi pi semplice come l allevamento bovino di grossa taglia che si costruisce l impianto per trattare i propri effluenti zootecnici con matrici proprie dedicate sceglie la strada del SCIA perch non ha bisogno di autorizzazioni alle emissioni perch sotto la taglia del MW l allaccio alla rete comodo ecc e quindi la SCIA comoda evitando un procedimento lungo costoso Una cosa importante Non dobbiamo avere biomasse classificabili come rifiuti in ingresso se ritiriamo scarti industriali seguire la strada del sottoprodotto e si deve fare un uso agronomico del digestato perch si deve dimostrare la chiusura del cerchio Digestato che ne risulta materiale che uso per coltivare il terreno fertilizzandolo terreno che mi da i foraggi e insilati di mais con cui alimento il bestiame e il digestore fino a ieri liquame era rifluto Anche gli sfalci del verde urbano possono diventare sottoprodotti la classificazione come sottoprodotto non facile e possono esserlo se destinati alla produzione di calore biogas o energia Per gli scarti del verde pubblico per non facile considerarli
594. utput che si vuole ottenere dunque l energia prodotta dall impianto inserendo in input diverse materie prime che permettono di ottenere biogas da impiegare in un motore a combustione interna al fine di produrre energia elettrica e termica dal recupero di calore del raffreddamento del blocco motore Non possibile un confronto diretto fra i risultati dei due diversi impianti in quanto le quantit in output di energia sono diverse e cos pure le quantit in input inoltre nell impianto Mengoli le materie prime per ottenere energia sono diverse dalle precedenti Si potrebbe comunque fare una sorta di confronto osservando quali indicatori d impatto incidono maggiormente Obiettivo dello studio Obiettivo dello studio la determinazione dell impatto ambientale per la generazione di energia elettrica e termica ottenuta dal funzionamento per 7 100 ore l anno con una potenza massima installata di 350 kW elettrici tramite due generatori e 600 KW termici da recupero calore del raffreddamento del motore tramite l ingresso all impianto di liquame bovino colture dedicate insilati e sottoprodotti acquistati Scopo dello studio e Funzioni del sistema La funzione dello studio la generazione di energia tramite una serie di input ricavati direttamente dallo svolgimento dell attivit agricola di famiglia e Unit funzionale L unit funzionale risulta essere il kWh equivalente a fronte di un approvvigion
595. vamento biologico In realt esse non sono quantitativamente illimitate infatti per ogni specie vegetale la disponibilit superiormente limitata dalla superficie ad essa destinata nonch da vincoli climatici ed ambientali che tendono a selezionare in ogni regione le specie che effettivamente vi possono crescere o che possono essere coltivate in maniera economicamente conveniente La biomassa rappresenta sicuramente la pi antica e durevole forma di energia impiegata nelle attivit umane la sua recente riscoperta potrebbe segnare un effettivo passo avanti verso una sempre pi marcata diversificazione delle fonti energetiche disponibili oltre che un auspicata minore dipendenza dai combustibili fossili con ripercussioni positive sull ambiente sulla societ e anche sull economia Vi una stretta interdipendenza fra biomassa e territorio l uso razionale delle rispettive potenzialit pu portare a notevoli benefici ad entrambi i sistemi L introduzione nell uso del territorio di colture non alimentari innovative e la possibilit di usarle a fini energetici ed industriali potrebbe offrire un contributo alla rivalutazione dei terreni non pi utilizzati per la produzione alimentare 26 Il sistema biomasse attinge al territorio la materia prima e al territorio ritorna gran parte delle uscite sia sotto forma di energia sia in sottoprodotti utili per il sistema agricolo L agricoltura moderna con i suoi sistemi produttivi ha
596. ve essere almeno 80 La cogenerazione consente un significativo risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata di energia elettrica e calore Con un sistema di produzione separata SHP Separated Heat and Power tale richiesta assai superiore In questo caso infatti necessario fare funzionare una centrale termoelettrica per produrre l elettricit dissipando il calore da questa prodotto ed inoltre necessario ricorrere ad una caldaia per soddisfare la richiesta termica dell utenza Nel caso dunque di sistema SHP l energia primaria richiesta evidentemente superiore a quella necessaria per soddisfare lo stesso fabbisogno di energia elettrica e termica con un impianto cogenerativo Il risparmio di energia primaria pu essere calcolato secondo una formula in cui inserire alcuni indici di prestazione del sistema cogenerativo in esame ed indici di riferimento circa la produzione separata di elettricit e calore La formula per il calcolo di PES Primary Energy Saving Ciascun Paese Membro inserir i propri indici di riferimento per i valori in relazione alle caratteristiche medie degli impianti presenti sul territorio nazionale Anche gli impianti di cogenerazione gi esistenti partecipano al raggiungimento degli obiettivi energetici ad essi per si richiedono prestazioni inferior garantendo un risparmio di energia primaria pari ad almeno il 5 anzich del 10 come per i nuovi PES risparmio di energia primaria
597. ve waste kg x Slags ashes kg x Slags ashes kg x Resources all kg 0 000106 Resources all kg 0 0000418 Tabella di confronto due approvvigionamenti dei totali degli indicatori d impatto metodo Edip Umip96 Come si evince dalla tabella anche con tale metodo per molti indicatori legati al processo e allo smaltimento i valori sono molto simili per altri indicatori come Photochemical smog Ecotoxicity soil chronic Human toxicity air e Human toxicity soil l approvvigionamento La Fenice risulta maggiore in quanto il taglio incide maggiormente utilizzando tale metodo e infatti il taglio pi impattante nella Fenice per l indice Resources invece Orlandini risulta pi impattante della Fenice essendoci l esbosco con maggiore incidenza e idem per il trasporto fasi che incidono su tale indicatore 5 4 ANALISI LCA MENGOLI Passiamo ora all analisi dell impianto a biogas dei F lli Mengoli sito a Castenaso BO I valori per tale impianto sono stati ricavati col medesimo procedimento dell impianto a cippato di Castel d Aiano utilizzando cio valori unitari per gli input a fronte dell ottenimento di un certo output unitario i valori totali annuali saranno quindi considerati nella fase di assemblaggio delle fasi In questo caso abbiamo di fronte un impianto totalmente diverso anche se l unit funzionale risulta la medesima e cio il kWh equivalente trattandosi anche ora di un impianto cogenerativo 307 L o
598. ze diffuse e un servizio di assistenza in modo che esista un supporto per gli energicoltori nella loro attivit Un impianto a biogas si pu paragonare al processo di digestione di una mucca adulta un processo naturale vediamo i due schemi rappresentativi del digestore naturale stomaco mucca e digestore artificiale nostro impianto 101 biogas in Fieno Masticazione Letame Deiezioni Biogas a cogenerazione Triturazione gt potoloa nt om Energia rinnovabile e A centrale celtica abito pripao Scarti alimentari Digestione Digestato e concimazione Il reddito per gli agricoltori Le innovazioni tecniche debbono trovare una convalida economica Le valutazioni economiche si devono avvalere di dati raccolti in aziende sono state rilevare le quantit di biomassa impiegate l energia prodotta e quella venduta o utilizzata dall azienda Il calcolo del costo annuo di esercizio si basa sui costi di manutenzione assicurazioni analisi e controlli tecnici il lavoro familiare gli ammortamenti gli interessi sui capitali investiti E la biomassa stata valutata al suo costo di produzione 102 L analisi finanziaria analisi dei costi e benefici che si hanno nell arco temporale nel quale investimento iniziale in grado di funzionare per dare un giudizio sugli investimenti che debbono essere realizzati in presenza o in assenza di contributi pubblici in
599. zio deve essere definito e quantificato Nella terminologia dell LCA chiamato unit funzionale del prodotto L unit funzionale L unit funzionale deve includere sia una descrizione qualitativa del servizio sia una quantificazione La descrizione qualitativa deve definire il livello di qualit del servizio cosicch i prodotti possono essere confrontati a un livello di qualit abbastanza uniforme La descrizione quantitativa deve specificare la grandezza e la durata del servizio includendo il periodo di vita del prodotto Nel confronto ambientale delle alternative la durata del servizio deve essere la stessa e il servizio deve essere sperimentato come confrontabile dall utente rispettando le caratteristiche quantitative e qualitative Criteri di valutazione Per quanto riguarda i criteri di valutazione il metodo Edip comprende le seguenti generali categorie di danno e impatto ambientale e consumo delle risorse e impatto nell ambiente di lavoro Queste tre categorie hanno tra loro la medesima importanza Gli impatti interni a queste categorie principali sono ulteriormente divisi a seconda della loro estensione geografica in impatti globali regionali e locali Questa suddivisione significativa nella parte finale della valutazione dove i contributi alle varie categorie di impatto sono normalizzati e pesati in quanto il carattere e la modalit d azione differiscono a seconda dell estens
600. zione del combustibile il valore di pu essere calcolato in funzione della concentrazione in massa espressa in mg Nm3 valutata con riferimento ad un tenore in volume di ossigeno nei fumi secchi pari ad X Riferire le quantit di inquinanti all energia consumata secondo la definizione di consente di confrontare sistemi di tipologia e taglia diversa a parit di consumi di combustibile in tal caso si parla di emissioni specifiche input based 172 Tuttavia tale unit di misura sebbene pi significativa della concentrazione yx non tiene conto della qualit della conversione termodinamica Per superare tale limite sarebbe pi corretto esprimere le emissioni di un sistema energetico facendo riferimento alla sua produzione utile che nel caso di un motore primo rappresentata dall energia elettrica prodotta In questo caso si parla di emissioni specifiche output based qui indicate con ovvero massa di inquinante per unit di energia elettrica prodotta dall impianto mg kWhe Nel caso di una caldaia per la sola produzione di energia termica si pu definire l emissione specifica output based facendo riferimento all energia termica prodotta mg kWht Per quanto riguarda gli input al programma abbiamo i seguenti valori gt Tipologia di combustibile fossili biocombustibili rifiuti solidi urbani per ogni tipologia di combustibile vengono indicate le percentuali di composizione chimica delle specie componenti e il pote
601. zione di standard e costituisce il giusto collante tra evoluzione tecnologica e assicurazione dei principi di safety nell utilizzo di attrezzature e impianti Lo stato dell automazione nei sistemi di sicurezza di macchine ed impianti si evolve rapidamente a seguito della continua ricerca in settori portanti quali l elettronica e l elettronica programmabile PLC DCS DSP ecc Le norme di prodotto sono in genere obbligate ad inseguire tale progresso nei processi di fabbricazione talvolta si pensa che l assenza di adeguati riferimenti normativi sia a vantaggio delle condizioni di garanzia nel funzionamento di attrezzature e impianti mentre in altri casi si trascura data la non obbligatoriet dell applicazione normativa l esistenza di standard normativi utilissimi che costituiscono la regola dell arte In quest ultima casistica rientra certamente la norma IEC 61508 che indica i criteri di realizzazione al fine di ottenere un livello di sicurezza funzionale dei sistemi elettrici elettronici ed elettronici programmabili E E EP per applicazioni di sicurezza La serie di norme IEC 61508 stata recepita dal CENELEC e successivamente adottata dal CEI nel 2002 con validit dal 01 01 2003 in lingua originale inglese non attualmente tradotta in italiano ed costituita da sette parti E una norma di tipo stand alone in quanto non contiene solo gli aspetti applicativi relativi ai sistemi di misura e controll
602. zione e ai materiali Per calcolare la formazione di ozono fotochimico si utilizza una metodologia analoga alle precedenti che fa uso di potenziali di creazione di ozono POCP Photochemical Ozone Creation Potential OZONL_FC POCP X m kg e OZON_FC la somma dei contributi dei singoli inquinanti espressa in kg di etilene equivalente e POCP rappresenta il potenziale di creazione di ozono del singolo gas e m la massa del singolo inquinante espressa in kg Sono state analizzate oltre 600 voci di inquinanti e vista l elevata numerosit delle stesse e la quasi impossibilit nel considerare le masse di 600 inquinanti da inserire nelle relazioni suesposte stata operata una scrematura e si giunti a considerare i macro inquinanti NOx F una sigla generica che identifica collettivamente tutti gli ossidi di azoto e le loro miscele La sigla NOx identifica in modo collettivo gli ossidi di azoto che si generano come inevitabili sottoprodotti durante una combustione in presenza di aria dal camino a legna al motore delle automobili alle centrali termoelettriche La quantit e la qualit della miscela di NOx dipende dalla sostanza combusta e dalle condizioni in cui la combustione avviene CO Il monossido di carbonio o ossido di carbonio o ossido carbonico ha formula CO un gas inodore incolore insapore e velenoso Si miscela bene con l aria con la quale forma facilmente miscele esplosive e penetra attrave
603. zioni Questa comparazione fornisce utili indicazioni per la scelta delle tecnologie che meglio s integrano con il concetto di sviluppo sostenibile Per contenere le emissioni di anidride carbonica quindi essenziale ridurre al minimo l impiego di energia fossile all interno dell intero processo di trasformazione della biomassa in energia Attraverso poi la ricerca e l impiego delle tecnologie migliori possibile ridurre gradualmente tutte le emissioni inquinanti durante il processo di generazione di bioenergia 4 1 1 Cenni storici Nonostante ad oggi la metodologia LCA risulti piuttosto affermata la sua istituzione e codificazione abbastanza recente Le origini dell LCA infatti si possono far risalire agli inizi degli anni Sessanta e precisamente al 1963 quando fu presentata alla World Energy Conference una relazione compilata da Harold Smith riguardante le richieste di energia per la produzione di intermedi chimici la quale nonostante i richiami alla valutazione degli impatti sull ambiente fossero ancora presenti in maniera marginale si pu considerare uno dei primi esempi di applicazione di tale metodologia Nel 1969 un gruppo di ricercatori del Midwest Research Institute MRI condusse uno studio per conto della Coca Cola confrontando diversi tipi di contenitori per le bevande allo scopo di determinare quale fosse l involucro con il minor impatto sull ambiente in termini di emissioni e di consumo di materie

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