• biomassa
• cogenerazione
• Livorno
• olio vegetale
• piscine

Per bioenergia si intende l'energia prodotta da biomassa. Quest'ultima include ogni tipo di materiale che ha origine da organismi viventi, con particolare riferimento ad ogni tipo di sostanza organica che sia diversa dal petrolio, dal carbone e dal gas naturale utilizzabile come combustibile.
In questa classe rientrano:
• rifiuti urbani
• rifiuti e residui organici industriali, agricoli e forestali
• coltivazioni ad hoc (colture energetiche) sia erbacee che arboree

La biomassa può essere quindi considerata una delle principali risorse energetiche rinnovabili del futuro. Presenta un'elevata flessibilità di approvvigionamento in quanto diffusamente disponibile sotto forma di residui colturali, rifiuti organici, colture specifiche.
L'uso delle biomasse consente notevoli benefici di tipo ambientale e socio economico. E' considerato uno dei più efficienti sistemi per ridurre le emissioni dei gas serra e delle altre sostanze nocive derivanti dall'uso dei combustibili fossili.
I sistemi energetici basati sulle biomasse possono accrescere la disponibilità di energia per lo sviluppo economico senza contribuire ad aumentare l'effetto serra. La CO2 emessa durante la produzione di energia è pari a quella assorbita durante la crescita delle piante, non vi è emissione netta di CO2, ammesso che la produzione e la raccolta siano condotte con metodi sostenibili.
Le fonti rinnovabili hanno costi esterni scarsi o nulli e possono avere effetti positivi sulla riduzione delle emissioni di CO2 e SO2, sulla creazione di nuove opportunità imprenditoriali, sul recupero delle zone rurali e sul risparmio delle importazioni di combustibili.
Fonti preziose e immediate di risorse energetiche relativamente a poco prezzo
possono essere:

• materiali derivanti dalle diverse fasi produttive e distributive del sistema foresta-legno
• residui e scarti di produzione agricola e zootecnica, della lavorazione agro-industriale
• frazioni organiche (umide e secche) dei rifiuti civili ed industriali

Tra le fonti rinnovabili meritano attenzione le colture energetiche. Esse costituiscono una fonte importante per la produzione di energia da biomassa su grande scala, offrendo varie opportunità di impiego dato che, provenendo da diverse specie, presentano disparate caratteristiche.
In particolare se si considera il loro ciclo biologico si possono indicativamente suddividere in:

• colture arboree o arbustive ad alta resa in biomassa e velocità di crescita e ricaccio: pioppo, salice, eucalipto, ecc.
• colture erbacee perenni: canna comune, miscanto, canna palustre, ecc.
• colture erbacee annuali: girasole, colza, sorgo, soia, barbabietola, mais, cereali, ecc.

Dal punto di vista della loro utilizzazione si possono dividere in tre grandi gruppi:

• lignocellulosiche (canna palustre, pioppo, salice, Kenaf, ecc.) dedicate principalmente alla combustione
• alcoligene (canna da zucchero, barbabietola, sorgo zuccherino, ecc.) per la produzione dell'etanolo
• oleaginose (girasole, colza, soia, ecc.) adatte alla produzione di olio ed esteri etilici o metilici

Tale divisione non è sempre così netta. Infatti, in base alla parte della pianta che si considera, si possono avere destinazioni diverse. Del girasole, per esempio, si possono usare i semi per la produzione di olio e biodiesel, mentre i residui colturali possono essere utilizzati per la generazione di biogas o bruciati per produrre calore.
Tra i combustibili “puliti” vi sono gli oli vegetali puri (OVP) che costituiscono una valida risorsa rinnovabile per la produzione di energia o come biocarburanti.
Le filiere agro energetiche basate sulle colture oleaginose devono rispettare i principi di sostenibilità ambientale, evitando inoltre la competizione nell’utilizzo dei terreni agricoli destinati all’alimentare.
Dagli OVP si può produrre energia termica, elettrica o entrambe congiuntamente (cogenerazione), si possono alimentare motori di macchine agricole ad uso aziendale e, attraverso un processo industriale, si può ottenere biodiesel.
La scelta del tipo di sbocco energetico da dare agli oli vegetali, come per tutte le altre tipologie di combustibili, è fortemente influenzata dal sistema di norme e incentivi in vigore.

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 (si parla in questo caso di 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 è la trasformazione più complessa, avviene sfruttando un ciclo termodinamico.

Il caso di studio in questione riguarda due impianti di cogenerazione a biomassa alimentati ad olio vegetale presso i Complessi Sportivi “Bastia” e “Camalich” di Livorno.
Tali impianti sono stati presi in gestione da “Officine dello Sport” attraverso una gara per l’affidamento in concessione non per il prezzo più basso, ma per l’offerta economicamente più vantaggiosa, quella cioè di installare questi due impianti di cogenerazione.
Nel contesto di applicazioni dove si associano tali tipi di impianti a strutture altamente energivore, si ottiene lo sfruttamento sino ad un rendimento di trasformazione che si attesta nell’ordine del 90% della produzione energetica, con grossi benefici anche dal punto di vista ambientale.
La soluzione garantirà la quasi totale autosufficienza dal punto di vista di energia termica delle due strutture e residueranno anche disponibilità di calore che potrà essere utilizzato direttamente presso gli impianti in gestione per il raffrescamento estivo e/o ceduta a terzi a condizioni favorevoli di mercato mediante locali micro-reti di teleriscaldamento.
Tecnicamente la società si è orientata sulla scelta di motori endotermici a basso regime (1.000 giri minuto) derivanti da tecnologia navale ed opportunamente modificati, per garantire la massima affidabilità di funzionamento e la durabilità nel tempo, oltre al fatto di poter utilizzare la più ampia gamma di oli. Gli impianti sono infatti progettati anche per bruciare l'olio di palma, prevedendo tutti gli accorgimenti tecnici per il riscaldamento sia dei serbatoi di accumulo sia delle tubazioni di alimentazione dei motori, così da renderli compatibili alla maggiore viscosità di questo combustibile rispetto agli altri oli vegetali.
I due Complessi Sportivi sono collocati entrambi in zone abbastanza centrali della Città di Livorno, la “Bastia” a nord del nucleo storico, e la “Camalich” nelle porzione sud, vicino allo Stadio.
Al fine di valutare la fattibilità e la convenienza, sia economica che ambientale, degli impianti di cogenerazione in questione, si sono individuati i seguenti indicatori:
Impatto acustico
Emissioni in atmosfera
Costi-benefici
e sono stati svolti degli studi in merito.

I due impianti a biomassa progettati per i complessi sportivi “Bastia” e “Camalich” di Livorno, in base alle analisi effettuate relativamente agli indicatori individuati, risultano conformi alle disposizioni di legge previste per emissioni in atmosfera e impatto acustico.
Per quanto riguarda l’impatto acustico le analisi svolte hanno dimostrato che le emissioni sonore generate dagli impianti sono conformi con ampio margine a tutti i limiti stabiliti dalla normativa ed in particolare ai limiti di emissione di cui all’art.2 del D.P.C.M. 14/11/97 e ai limiti differenziali di immissione di cui all’art.4 del D.P.C.M. 14/11/97.
Relativamente alle emissioni in atmosfera, che sono prodotte da combustione di biomassa, si considera che abbiano bilancio nullo di CO2 in quanto quella emessa dall’attività dell’impianto è pari a quella assorbita dalla pianta durante la sua vita.
A questo si aggiunge il risparmio di CO2 emessa in atmosfera dovuto al diminuito utilizzo di metano relegato solo a brevi fasi di accensione e manutenzione ordinaria dei cogeneratori.
Un ulteriore aspetto positivo degli impianti sta nel recupero termico dovuto alla cogenerazione che evita le emissioni dovute alla produzione separata di acqua calda.
Le emissioni di ossidi di azoto (NOx) vengono abbattute grazie all’utilizzo di un reattore catalitico SCR.
In ambito economico l’investimento fatto per gli impianti progettati per i due complessi sportivi risulta del tutto proficuo.
Infatti, dopo l’analisi costi-ricavi, si è evinto che gli impianti così ideati si ripagano in poco più di due anni di funzionamento; così non sarebbe se si dovesse utilizzare olio vegetale non tracciato in quanto non si avrebbe accesso ai Certificati Bianchi ma solo ad una Tariffa Onnicomprensiva ridotta a 0,18 €/kWh; il che comporterebbe un ritorno dell’investimento di quasi 12 anni e mezzo rendendolo assolutamente non vantaggioso.

Di seguito sono riportati i risultati relativi all’analisi costi-benefici.

BASTIA costo metano [€/anno] costo olio [€/anno] T.O. C.B. costi - ricavi [€/anno]
Impianto a metano 120 000 - - - 120 000
Impianto a olio tracciato 8 390 748 245 (830€/t) 1 057 460 (0,28€/kWh) 26 286 (78€/TEP) - 327 111
Impianto a olio non tracciato 8 390 631 050 (700€/t) 705 510 (0,18€/kWh) - - 66 070

CAMALICH costo metano [€/anno] costo olio [€/anno] T.O. C.B. costi - ricavi [€/anno]
Impianto a metano 290 000 - - - 290 000
Impianto a olio tracciato 20 260 1 481 550 (830€/t) 2 172 800 (0,28€/kWh) 52 026 (78€/TEP) - 723 016
Impianto a olio non tracciato 20 260 1 249 500 (700€/t) 1 396 800 (0,18€/kWh) - - 127 040

Dati:
BASTIA 3 919 500 kWh/anno 901 485 kg olio/anno 337 TEP/anno
CAMALICH 7 760 000 kWh/anno 1 784 800 kg olio/anno 667 TEP/anno


COMPLESSIVO costo metano [€/anno] costo olio [€/anno] T.O. C.B. costi - ricavi [€/anno]
impianto a metano 410 000 - - - 410 000
impianto a olio tracciato 28 650 2 229 795 (830€/t) 3 230 260 (0,28€/kWh) 78 312 (€/TEP) - 1 050 127
impianto a olio non tracciato 28 650 1 880 550 (700€/t) 2 102 310 (0,18€/kWh) - - 193 110


INVESTIMENTO TOTALE: 2.390.000 €

RICAVO TOTALE:
con olio tracciato: 1.050.127 €/anno
con olio non tracciato: 193.110 €/anno

TEMPI DI RIENTRO DELL’INVESTIMENTO:
con olio tracciato: (2.390.000 €)/(1.050.127 €/anno)=2,3 anni

con olio non tracciato: (2.390.000 €)/(193.110 €/anno)=12,4 anni