Study on the optimization of the pellet production and on the development of a forest-wood-pellet chain

I mercati delle biomasse e biocombustibili sono aumentati notevolmente negli ultimi decenni, principalmente sotto la spinta degli obiettivi di politica nazionale ed europea in materia di energia rinnovabile. Lo stesso trend positivo si è registrato in particolar modo per i mercati del pellet di legno. In confronto con altri biocombustibili legnosi (legna o cippato) il pellet ha un certo numero di aspetti positivi, tra i quali: - forma regolare e ottimizzata; - vasta gamma di applicazioni energetiche (per produrre energia termica, syngas, energia elettrica); - alta densità risultante della concentrazione di una grande quantità di energia in un ridotto volume; - elevato potere calorifico su base volumetrica (ad esempio: densità energetica); - elevati fattori di conversione energetici grazie all’efficienza e la uniformità di combustione; - possibilità di migliorare i parametri qualitativi di alcune biomasse e bio-rifiuti in una prospettiva di riciclaggio. Le catene di approvvigionamento di pellet di legno sono tradizionalmente basate sui residui e sottoprodotti dell'industria di produzione di legname che potevano essere acquistati a basso costo a livello locale. Anche se queste materie prime rappresentano l'opzione tecnicamente migliore, il potenziale di biomasse residuali ha ormai già raggiunto il limite di disponibilità massimo e sono necessarie nuove forme di approvvigionamento. Il programma di ricerca si propone di verificare la fattibilità tecnica ed economica dello sviluppo e miglioramento delle catene di approvvigionamento di materie prime alternative per la produzione di pellet di legno e verificare la loro qualità e prestazioni ambientali in confronto con quelli tradizionali. La ricerca prenderà in considerazione il settore forestale come fonte principale di materia prima, dal momento che una grande quantità di legname di bassa qualità viene annualmente raccolto e una ancora più grande quantità di provvigione tagliabile e disponibile non è effettivamente utilizzata, sia per questioni tecniche che economiche. La possibilità di implementare una catena foresta-legno-pellet è qui studiata e testata. Il progetto si basa principalmente su quattro pilastri: 1) Lo studio della qualità effettiva di pellet commerciali nel mercato. Attraverso una consistente attività di campionamento e di elaborazione statistica dei dati acquisiti tramite modellazione SIMCA è possibile costruire un modello in grado di classificare ciascun campione e prevederne la sua possibile certificabilità. Il modello definisce una distanza metrica critica sotto la quale un campione può essere considerato di qualità certificabile. 2) Lo studio della qualità tecnicamente ottenibile dalla produzione di pellet da assortimenti forestali. Si è definito uno schema di campionamento delle materie prime recuperabili da operazioni di utilizzazione forestale nella regione alpina. L'analisi dei pellet prodotti con un impianto di pelletizzazione pilota industriale dà risposte sulla qualità del prodotto finale. 3) Lo studio del colore del pellet e il suo rapporto con I parametri di qualità. Il colore di ciascun campione del punto 1) viene misurato attraverso uno spettrometro e uno scanner di immagine e i risultati elaborati ed analizzati statisticamente per trovare eventuali correlazioni tra il colore e i parametri qualitativi del pellet. 4) La valutazione d'impatto delle diverse filiere di approvvigionamento e produzione di pellet con la metodologia LCA. Cinque scenari di diverse catene di approvvigionamento e produzione sono studiati e discussi dal punto di vista delle loro prestazioni ambientali. Ciascuno di essi è stato scomposto in processi elementari coinvolti nell'intera catena e i loro input energetici e output di emissioni sono studiati e analizzati per rilevare la migliore opzione possibile rispetto allo scenario di riferimento. I risultati di questo studio mostrano che c'è ancora possibilità di miglioramento del potenziale di produzione di pellet da un'organizzazione ottimale della fornitura non solo di materie prime tradizionali, ma anche di altre innovative. Il loro sfruttamento può inoltre trovare un posizionamento sul mercato di pellet commerciali poiché le caratteristiche di qualità di tali prodotti sembrano essere paragonabili a quelli commerciali.