BIOMASSA
Il combustibile naturale per risparmiare e ridurre le emissioni

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BIOMASSA

Perché scegliere la Biomassa

Oggi è possibile affermare che la biomassa sta diventando una fonte energetica di primario interesse.

Sempre più spesso i generatori alimentati a biomassa vengono scelti per nuovi impianti o per le riqualificazioni, in sostituzione di vecchi generatori a gas naturale/combustibili fossili, per la produzione di acqua calda a servizio di industrie o reti di teleriscaldamento.

Possiamo distinguere la biomassa in due categorie principali:

  • Biomasse di origine forestale, ottenute dalla gestione e manutenzione delle aree boschive
  • Biomasse derivanti da scarti di lavorazione dell’industria del legno. 

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Funzionamento di un sistema di riscaldamento a biomassa legnosa

La combustione della biomassa avviene principalmente in tre fasi:

  • Essicazione (evaporazione dell’acqua)
  • Pirolisi/Gassificazione (degradazione della biomassa in assenza o parziale presenza di ossigeno)
  • Ossidazione del carbone e dei gas combustibili

L’impianto termico basato sulla combustione della biomassa si compone principalmente di queste componenti meccaniche: 

  • Impianto di estrazione e trasporto del combustibile dal silo di stoccaggio alla camera di combustione tramite rastrelli, coclee o trasportatori a spintore o a catena.
  • Impianto di combustione (camera di combustione, inclusi i dispositivi per la movimentazione interna del combustibile, ventilatori per l’apporto regolato del comburente, sistemi per la rimozione delle ceneri residue).
  • Sistema di recupero del calore dai fumi di scarico (corpo caldaia e eventuale economizzatore).
  • Impianto di estrazione, trattamento ed espulsione dal camino dei gas combusti

Questi sono gli elementi essenziali che compongono un impianto a biomassa. L’ampia gamma di generatori Viessmann permette di offrire soluzioni personalizzate, pensate e studiate per ogni singolo cliente, sulla base delle specifiche esigenze impiantistiche.

funzionamento_vitoflex_viessmann

Quali sono le caratteristiche della biomassa

La classificazione qualitativa dei biocombustibili solidi è definita a livello europeo dalla norma EN ISO 17225, la quale riporta una classificazione precisa del biocombustibile solido basata sulla provenienza, forma (pellet, cippato, bricchette, ecc…) e proprietà (contenuto idrico, contenuto ceneri, ecc…). Questa metodologia consente di definire in maniera inequivocabile le caratteristiche del prodotto, agevolando la stesura di contratti di fornitura del combustibile e definendo, sin dalla fase di progettazione, le caratteristiche del combustibile che si andrà ad utilizzare.

Riportiamo di seguito le più significative:

  • Denominazione e origine della biomassa legnosa: pellet o cippato derivante da piante intere, legno da esbosco, residui da taglio, residui della lavorazione del legno (non trattati chimicamente)
  • Pezzatura (P) secondo ISO 17827-1: da P16S a P300
  • Contenuto idrico (M) del combustibile: da 10% al 60% (massa acqua/massa totale legno umido)
  • Contenuto di cenere (A) del combustibile: da 1% fino a un massimo del 10%

Per quanto riguarda il cippato possiamo suddividerlo in 3 diverse tipologie:

  • Cippato A1: contenuto idrico inferiore al 25%, contenuto cenere inferiore al 1%. Valore indicativo di circa 120 €/t (IVA escl.)
  • Cippato A2: contenuto idrico inferiore al 35%, contenuto cenere inferiore al 1,5%. Valore indicativo di circa 85 €/t (IVA escl.)
  • Cippato B1 - B2: contenuto idrico fino al 60%, contenuto cenere inferiore al 3%. Valore indicativo di circa 55 €/t (IVA escl.)

Approvvigionamento, stoccaggio ed estrazione del Combustibile
L’impianto a biomassa prevede sempre un sistema di stoccaggio per consentire il regolare funzionamento  continuativo del generatore per almeno 48 ore. La progettazione del deposito e la scelta del volume da dedicare allo stoccaggio del combustibile deve essere fatta tenendo in considerazione i consumi medi dell’impianto, la qualità della biomassa e il tipo di filiera di approvvigionamento del combustibile.

 

impianto-biomassa-stock2
 
 

Tipologie di Biomassa

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ENplus = Pellet di qualità

Come riconoscere il nuovo marchio di qualità ENplus 

  • Marchio di Certificazione: composto dal Logo ENplus e dal numero identificativo dell’azienda certificata
  • Codice identificativo dell’azienda certificata formato dalla sigla del paese e dal numero progressivo di certificazione (da 001 a 299 per i produttori e da 300a 999 per i distributori
  • Indicazione della classe di qualità del pellet certificato
  • Indicazione della norma ISO 17225-2 , riferimento di base per le classi di qualità ENplus

I vantaggi del pellet sfuso ENplus

  • Comodità della consegna a domicilio
  • Fornitura da parte di un professionista certificato ENplus
  • Stoccaggio del pellet nel deposito di casa in totale sicurezza
  • Rifornimento una volta all’anno
 
pellet_viessmann
 
 

Descrizione delle principali tipologie di stoccaggio

Per la produzione di pellet vengono utilizzati al 100% residui di legno naturale in conformità alla normativa ENplus o EN ISO 17225-2. Questo materiale combustibile è confezionato in grandi quantità sotto forma di trucioli o segatura, in quanto prodotto di scarto dell'industria di lavorazione del legno. Questi residui di legno a grana fine vengono compressi ad alta pressione e formati in pellet, cioè pressati in una forma cilindrica. La materia prima viene poi fatta essiccare.

Per garantire una corretta ed efficiente combustione è necessario conservare il prodotto in un luogo perfettamente asciutto. I pellet sono disponibili in appositi imballaggi oppure sfusi, trasportati in autobotti e, attraverso un sistema di tubi, soffiati nei depositi di stoccaggio.

Se si opta per una sostituzione completa di un impianto a gasolio con uno a biomassa, la cisterna, dove in precedenza si conservava il gasolio per il riscaldamento, rappresenta una soluzione perfetta come luogo di stoccaggio del pellet.

Stoccaggio pellet

Proprietà del Cippato

Negli ultimi anni tra le varie tipologie di biomassa sta prendendo piede il cippato di legno, ottenuto dalla cippatura dei residui delle utilizzazioni boschive.

Le caratteristiche qualitative del cippato di legno a uso energetico sono definite dalla norma UNI EN 14961-4:2011 e la qualità, nonché il suo costo di produzione, sono influenzati dal tipo di materiale di partenza e dall’articolazione del processo di produzione, se dedicato o parallelo con altre filiere esistenti (es. produzione imballaggi)

Il processo produttivo del cippato può essere riassunto in queste fasi e, a seconda del tipo di lavorazione, possiamo ottenere tre diverse tipologie di cippato (Classe B, Classe A2, Classe A1):

  • Abbattimento
  • Esbosco a pianta intera e allestimento all’imposto
  • Allestimento in bosco ed esbosco
  • Cippatura in bosco della ramaglia
  • Trasporto dei tronchi al piazzale o alla piattaforma
  • Stagionatura tronchi sul piazzale
  • Stagionatura tronchi in piattaforma
  • Cippatura con automezzo dedicato in piazzale
  • Cippatura al coperto
  • Stoccaggio/essicazione del cippato al coperto
  • Trasporto dal piazzale vincolato alla cippatura
  • Scarico del cippato
  • Trasporto dalla piattaforma svincolato dalla cippatura

Classi di qualità del cippato

Caratteristiche di un impianto di biomassa a cippato in legno

Le caldaie automatiche appartengono alla tecnica di combustione a griglia (rotativa, a ribaltamento, a rullo). Le griglie servono a ottenere il movimento costante del letto di braci per migliorare la combustione e per rimuovere le ceneri dalla griglia. Scopriamo quali sono le griglie più utilizzate per le caldaie a biomassa legnosa:

  • Caldaie a griglia fissa
    Il focolare fisso è consigliato nei casi in cui debba avvenire la combustione di biomasse solide a basso contenuto idrico (M<35%) e con basso contenuto di cenere (A<3%). Come funziona? Un agitatore meccanico favorisce l’evacuazione delle ceneri che vengono raccolte in un contenitore sottostante. Esistono però anche caldaie a griglia fissa con valori prestazionali migliori, per via della costruzione della camera di combustione.
  • Caldaie a griglia mobile
    Sono generatori di potenza medio-grande (100 kW fino ad alcuni MW) in cui la griglia è composta da più elementi mobili (in gergo “barotti”) che favoriscono l’avanzamento del combustibile lungo un piano più o meno inclinato. La griglia può essere raffreddata ad aria o ad acqua. Questa tipologia di focolare mobile è adatta per l’impiego di biomasse solide con percentuale di umidità M 40-60% ed elevato contenuto di cenere A>3%. Notevole importanza riveste la camera di combustione, che può essere singola o doppia, e la costruzione in mattoni refrattari; lo scopo è quello di avere alte temperature nella camera, al fine di asciugare il legno entrante per ottima combustione.
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Teleriscaldamento a biomassa

Il teleriscaldamento è un sistema sano, pulito, efficiente ed economico per produrre calore, che permette di diminuire le emissioni e ridurre sensibilmente gli oneri di gestione. Abbinato alla biomassa assicura elevati rendimenti nel pieno rispetto dell’ambiente.

Negli ultimi anni la biomassa ha registrato un enorme successo, non solo negli impianti di riscaldamento residenziale. Molti teleriscaldamenti, industrie e strutture commerciali hanno riconosciuto i vantaggi legati all’utilizzo di una fonte energetica rinnovabile come il legno e hanno deciso di convertire le proprie centrali termiche tradizionali installando moderni impianti di riscaldamento alimentati a biomassa.

teleriscaldamento

I vantaggi del riscaldamento industriale a biomassa

  • Sempre più aziende stanno sviluppando una mentalità green e cercano soluzioni per il riscaldamento industriale ecologiche e sostenibili, che portino vantaggi anche all’ambiente e al clima. La biomassa, in quanto fonte di energia a CO2 neutra, risponde perfettamente a questa esigenza. La quantità di anidride carbonica emessa durante la combustione del legno si può considerare nulla in quanto è la stessa che si sarebbe prodotta dalla fermentazione e decomposizione naturale della pianta.

  • A spingere sempre più aziende a passare alla biomassa ha contribuito anche il costo del combustibile. Il legno è decisamente più economico del gasolio e garantisce minori oscillazioni di prezzo rispetto ai combustibili fossili.

  • Altro punto a favore è l’approvvigionamento della materia prima. La legna è disponibile su tutto il territorio nazionale in grandi quantità, quindi non c’è bisogno di ricorrere a lunghi e dispendiosi trasporti per recuperarla. In molti casi, permette anche di risolvere i problemi legati alla gestione e allo smaltimento degli scarti di lavorazione del legno o alla pulizia delle aree boschive, trasformando i residui in risorse.

A livello di prestazioni, una moderna caldaia automatica a biomassa con tecnica di combustione a griglia mobile assicura rendimenti elevati (fino al 92%) e bassi costi di manutenzione.

Prima di scegliere il generatore più idoneo bisogna sempre valutare con attenzione la qualità e la quantità del combustibile a disposizione o reperibile dalla filiera locale. Le caratteristiche qualitative del cippato per uso energetico, ad esempio, sono definite dalla norma UNI EN ISO 17225–4:2014.

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Casi di successo

Quanto conviene un impianto di cippato in legno
PROGETTO

HOTEL PALACE BORMIO (SO)

gasgas

CALDAIA A BIOMASSA

PROGETTO

HOTEL PALACE BORMIO (SO)

gasgas

CALDAIA A BIOMASSA

Un esempio di successo è rappresentato dell’Hotel Palace di Bormio (SO), hotel da 4 stelle costituito da: 85 camere da letto, sala da pranzo, stube, salotto, suite, piscina coperta, centro wellness & beauty (sauna, idromassaggio e bagno turco).

Visti gli elevati costi da sostenere con il vecchio impianto a gasolio (134.000 €/anno), si è deciso di operare una sostituzione a favore di una caldaia a biomassa Viessmann da 700 kW di potenza completamente automatica a cippato “bagnato” fino a W60.

Con il cippato* il costo del riscaldamento si è ridotto a 45.000 €/a, generando un risparmio di 89.000 € l'anno.

*1.800 msr di cippato asciutto di ottima qualità (50.000 € -> 27 €/msr)

PROGETTO

Pedross (BZ)

gasgas

COGENERATORE A BIOMASSA

PROGETTO

Pedross (BZ)

gasgas

COGENERATORE A BIOMASSA

Un esempio di successo è rappresentato dell’azienda Pedross di Bolzano, leader mondiale nel mercato dei battiscopa e degli accessori per pavimento.

Data la sua attività, l’azienda produce una grande quantità di scarti da lavorazione del legname, che i tecnici Viessmann hanno saputo trasformare in risorsa.

Dopo un’attenta analisi della situazione aziendale, dei consumi e dei processi produttivi, si è optato per l’installazione di un impianto di cogenerazione a ciclo ORC composto da un cogeneratore e una caldaia a biomassa Vitoflex.

In questo modo gli scarti, sminuzzati e accumulati in un silo-torre, vanno ad alimentare la caldaia a insufflaggio con camera verticale producendo calore che:

  • nella stagione fredda viene usato per il riscaldamento dello stabilimento produttivo, degli uffici e di tutti i servizi
  • nella stagione calda viene ceduto alla rete di teleriscaldamento Laces per servire 470 utenze locali

L’energia elettrica autoprodotta dall’impianto di cogenerazione viene in parte utilizzata per il fabbisogno interno (17%) e in parte ceduta alla Rete.

Il cogeneratore a biomassa contribuisce così alla tutela dell’ambiente, perché sfrutta una risorsa a km 0 qual è appunto lo scarto della lavorazione dei battiscopa, riducendo anche i costi legati al suo smaltimento. Inoltre, abbassa i consumi energetici di energia termica ed elettricità con un considerevole abbattimento dei costi.

Sistemi di riscaldamento alternativi come questi permettono alla tua azienda di diventare energicamente autonoma, riducendo costi, consumi ed emissioni.

L’energia elettrica autoprodotta dall’impianto di cogenerazione viene in parte utilizzata per il fabbisogno interno (17%) e in parte ceduta alla Rete.

Il cogeneratore a biomassa contribuisce così alla tutela dell’ambiente, perché sfrutta una risorsa a km 0 qual è appunto lo scarto della lavorazione dei battiscopa, riducendo anche i costi legati al suo smaltimento. Inoltre, abbassa i consumi energetici di energia termica ed elettricità con un considerevole abbattimento dei costi.

Sistemi di riscaldamento alternativi come questi permettono alla tua azienda di diventare energicamente autonoma, riducendo costi, consumi ed emissioni.

PROGETTO

FONDAZIONE EDMUND MACH DI SAN MICHELE ALL'ADIGE (TN)

gasgas

CALDAIA A BIOMASSA

PROGETTO

FONDAZIONE EDMUND MACH DI SAN MICHELE ALL'ADIGE (TN)

gasgas

CALDAIA A BIOMASSA

Solitamente si sente parlare di teleriscaldamento in riferimento a quartieri o grandi centri residenziali. A Milano, ad esempio, il complesso Milanofiori utilizza una rete di teleriscaldamento che soddisfa perfettamente il fabbisogno di appartamenti, uffici e negozi.

Oggi, però, sempre più Enti e Istituti si stanno orientando verso questo tipo di tecnologia. È il caso della Fondazione Edmund Mach di San Michele all’Adige (TN), una struttura didattica fondata nel 1874, che si occupa di ricerca, formazione e consulenza in ambito agro-alimentare e forestale.

Dato il suo interesse a valorizzare le biomasse legnose del Trentino, la Fondazione ha optato per un impianto di teleriscaldamento a biomassa, alimentato con cippato di legno locale, per la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento di tutto il complesso.

Installando nella centrale termica una caldaia a biomassa è possibile sfruttare una fonte alternativa e rinnovabile come il legno per produrre energia termica in maniera ancora più conveniente.

Realizzato nel 2007/2008, l’impianto è stato riqualificato nel 2014 per adempiere alle nuove e più restrittive leggi regionali sulle emissioni in atmosfera e per aumentare ulteriormente l’efficienza energetica della centrale termica.

Assieme alla nuova caldaia a biomassa VITOFLEX 300-FSR con potenza 3,3 MW è stato installato un filtro elettrostatico e un nuovo impianto estrazione fumi con camino.

La griglia mobile piana del generatore Vitoflex 300-FSR ha un movimento controllato, lento e continuo. Questa tecnologia permette al combustibile di avanzare nella prima camera di combustione in maniera graduale, evitando così brusche cadute da una zona all’altra dalla griglia. Ciò permette di ridurre, già in questa fase, la formazione di polveri.  Il processo di combustione si completa nella seconda camera, anch’essa rivestita in mattoni refrattari, strutturata per ridurre l'emissione di NOx al camino.

Oltre che ecologica, la caldaia Viessmann è anche particolarmente efficiente. Il moderno generatore a cippato ha permesso alla Fondazione di migliorare l’efficienza energetica della rete di teleriscaldamento rispettando i restrittivi limiti di emissioni in atmosfera .

PROGETTO

SALUMIFICIO MORINI (PC)

gasgas

CALDAIA A LEGNA

PROGETTO

SALUMIFICIO MORINI (PC)

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CALDAIA A LEGNA

L'azienda agricola Morini si trova tra le colline di San Giorgio, un piccolo comune in provincia di Piacenza. Qui, nei primi anni del '900 Primo Morini ha avviato un allevamento di suini, un'attività portata avanti da 4 generazioni, sempre all'insegna della tradizione del territorio e alla quale si affianca la produzione di salumi di qualità, commercializzati nel salumificio di famiglia e presso lo spaccio.

Il salumificio era riscaldato da un impianto composto da quattro caldaie a GPL con costi piuttosto elevati, quantificabili in 20000 euro l'anno circa. Per questo motivo, nell'ottobre del 2011 i proprietari hanno deciso di riqualificare l'impianto esistente, con l'obiettivo di migliorarne l'efficienza e ottimizzare i costi.

Per rispondere alle richieste dell'azienda è stata installata una caldaia a legna Viessmann, modello Pyromat ECO, in grado di sfruttare al massimo la resa calorica della legna. Il rendimento di caldaia fino al 92% e lo sfruttamento del calore residuo consentono di ridurre notevolmente il consumo di combustibile. La caldaia può essere caricata comodamente dall'alto con ciocchi di legna lunghi fino a 50 cm, bricchette e resti della lavorazione del legno.

Alla caldaia sono abbinati tre pannelli solari piani Viessmann modello Vitosol 200-F che riscaldano e producono acqua calda sanitaria per il salumificio, le celle di stagionatura e asciugatura, lo spaccio e la vicina abitazione di 140m2. Il pannello solare piano Vitosol 200-F di Viessmann garantisce rendimenti elevati, lunga durata e massima affidabilità. Un impianto solare costituisce il completamento ideale di qualsiasi impianto di riscaldamento, in quanto consente di ottimizzare i consumi di energia garantendo il massimo comfort; non da ultimo offre un valiudo contributo alla tutela dell'ambiente. 

Tutto l'impianto è gestito con la massima semplicità grazie a un'unica regolazione che controlla la caldaia e l'impianto solare termico. 

La soluzione adottata ha permesso di soddisfare le esigenze del salumificio, che ha visto ridursi drasticamente i costi di esercizio dell'impianto e che puntando sui prodotti a energie rinnovabili ha compiuto una scelta a favore della sostenibilità. Una scelta incentivata anche dalla possibilità di recuperare il 55% dei costi sostenuti nell'arco di 10 anni, come prevede il decreto sviluppo, prorogato fino al 30 giugno 2013. 

PROGETTO

AZIENDA FRATELLI CATTANEO (AL)

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IMPIANTO A BIOMASSA

PROGETTO

AZIENDA FRATELLI CATTANEO (AL)

gasgas

IMPIANTO A BIOMASSA

L’azienda agricola dei Fratelli Cattaneo a Felizzano (AL) ha deciso di ridurre la voceprimaria dei costi aziendali, ovvero quelli legati al riscaldamento, usufruendo dei titoli di efficienza energetica resi disponibili dallo Stato. Inizialmente, il calore per il riscaldamento all’interno delle serre era assicurato da 3 caldaie pressurizzate alimentate a gas metano per un totale di 3 MW di portata termica.

Il nuovo impianto doveva sostenere il massiccio carico di lavoro, 23.000 mq di serre vetrate da riscaldare con temperature di esercizio interne elevate (18°C) per la floricoltura, con l’obiettivo di ridurre i costi per il combustibile. Per questo motivo è stata installata una caldaia a biomassa a griglia mobile da 2 MWt adatta alla combustione di cippato W 50.

Il vecchio impianto non è stato smantellato, ma c’è stata un’azione di recupero così da mantenere la vecchia centrale termica a gas metano come supporto e backup. L’impianto a biomassa è abbinato a un serbatoio di accumulo inerziale da 400.000 litri. Grazie a questo grande volano termico, la caldaia a cippato si può esprimere sempre al 100% della sua potenza, raggiungendo rendimenti elevati e contenendo al minimo le emissioni inquinanti.

PROGETTO

HOTEL LAGORAI (TN)

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CALDAIA A BIOMASSA

PROGETTO

HOTEL LAGORAI (TN)

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CALDAIA A BIOMASSA

Prendiamo come esempio questa struttura ricettiva con un impianto in funzione dal 2004 in provincia di Trento, appartenente alla zona climatica F. L’ obiettivo dell’impianto era di fornire calore e acqua calda sanitaria ad una struttura con un volume totale riscaldato di 20.000 mc suddiviso in:

  • 50 camere da riscaldare
  • SPA con piscina interna, idromassaggio esterno ed interno, saune, bagni turchi, cabine beauty, sala congressi, lobby bar, ristorante e garage.

L’impianto in funzione alimentato a gasolio è stato sostituito da una caldaia a biomassa a cippato con potenza 400 kW con un consumo annuo di 650-700 msr e un’energia erogata pari a 480-500 MWh.

Adottando questa soluzione il gasolio evitato è stato di 45.800 litri, mettendo a paragone la spesa del gasolio e quella di cippato l’anno vediamo quanto la biomassa è conveniente rispetto al combustibile fossile:

Costo cippato 24 €/msr  x 700 msr/anno = 16.800 €/a

Costo gasolio 1,1 €/l x 45.800 l/anno = ca. 50.400 €/a

Risparmio: 33.600 €/a

La biomassa per il riscaldamento industriale è tra le migliori soluzioni per ridurre i costi ma ci sono altre tecnologie che possono migliorare di molto il rendimento delle industrie o delle strutture private. 

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