Laboratorio Biomasse
Servizi di analisi,
monitoraggio della qualità
e attività di ricerca e sviluppo
Laboratorio Biomasse
Quaderno del Laboratorio Biomasse
Marzo 2015
UNIVERSITÀ
POLITECNICA
DELLE MARCHE
Dipartimento D3A
Via Brecce Bianche
60131 – Ancona – ITALY
Tel: 0712204167 - 0712204297
Fax: 0712204167
Email: [email protected]
Web: www.laboratoriobiomasse.it
Laboratorio Biomasse – Dipartimento D3A - Università Politecnica delle Marche
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Il Laboratorio Biomasse
Il Laboratorio Biomasse del Dipartimento D3A dell’Università Politecnica delle
Marche di Ancona è un’unità di ricerca, servizio e divulgazione universitaria italiana
attiva nel settore della ricerca sulle biomasse solide e liquide ad uso energetico ed
industriale.
L’unità di lavoro è costituita da un gruppo di giovani ricercatori e tecnici e dispone di
impianti, attrezzature e strumentazioni idonee per affrontare in modo organico le
principali tematiche di ricerca e sviluppo che interessano i materiali, i processi ed i
sistemi di interesse del settore.
Il centro delle nostre iniziative è il laboratorio chimico-fisico unito all’esperienza
ormai decennale del personale maturata nell’ambito delle iniziative e servizi con i
nostri clienti e partner e nei progetti di ricerca nazionali ed internazionali.
Tutte le proposte contenute in questo opuscolo sono disegnate pensando alle
problematiche ed esigenze del settore e sono pensate per favorire l’accesso ai
servizio e alle ricerche al più ampio numero di operatori.
Prof. Giuseppe Toscano
Responsabile Laboratorio Biomasse
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Indice
Attività analitiche sulle biomasse solide
6
Analisi della qualità del pellet
8
Analisi delle biomasse liquide
9
Analisi della qualità delle ceneri
10
Test di combustione e analisi delle emissioni
11
Monitoraggio delle biomasse in impianto
12
Installazione di laboratori presso impianti
14
Ingegnerizzazione del pellet e dei densificati
16
Test di estrazione dell’olio da oleaginose
17
Torrefazione e trattamento idrotermico delle biomasse
18
Valutazione della sostenibilità dei biocombustibili
20
Sviluppo di nuovi metodi di analisi delle biomasse
22
Test delle performance di strumenti per l’analisi delle biomasse
23
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Laboratorio Biomasse – Dipartimento D3A - Università Politecnica delle Marche
Attività analitiche sulle biomasse solide
Il laboratorio
Il Laboratorio Biomasse è dotato di strumenti
e sistemi necessari per la caratterizzazione
della biomassa solida e liquida per usi energetici ed industriali.
Le analisi vengono condotte in conformità
con le più recenti norme tecniche nazionali
ed europee del settore energetico.
Norme di riferimento
Il Laboratorio Biomasse monitora
l’evoluzione normativa internazionale sulla
qualità delle biomasse seguendo le attività
del gruppo ISO/TC 238 solid biofuels e del
CEN/TC 335 - Biomass standards attraverso
il Comitato Termotecnico Italiano.
Per la valutazione dei biocombustibili solidi il Laboratorio Biomasse ha già recepito il pacchetto di nuove
norme UNI EN ISO 17225. Il riferimento sulle biomasse liquide è dettato dalla UNI/TS 11163:2009.
Analisi di laboratorio sulle biomasse solide
L’analisi dei diversi parametri chimico–fisici di una biomassa consente di esprimere
un giudizio sulle sue prestazioni tecniche, energetiche ed ambientali. Nella tabella
della successiva pagina sono elencate le principali analisi di caratterizzazione delle
biomasse solide condotte dal Laboratorio Biomasse il quale, vista l’esperienza nel
settore del gruppo di lavoro, è in grado di supportare gli utenti nella scelta del tipo di
analisi da svolgere e, in generale, del corretto approccio analitico da seguire a seconda delle diverse esigenze e contesto.
Al fine di verificare la qualità dei propri
protocolli di analisi e l’affidabilità delle
risposte il Laboratorio Biomasse si sottopone a test di verifica organizzati da istituti specializzati nell’ambito di specifici
round robin test.
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Analisi
ANALISI
METODOLOGIA
Campionamento delle biomasse
UNI EN 14778
Preparazione del campione
UNI EN 14780
Contenuto di umidità
UNI EN 14774
I risultati delle analisi
Contenuto di ceneri
UNI EN 14775
L’iter analitico si completa nella
produzione di un report contenente
i risultati delle analisi. Il report
contiene le principali informazioni
sul campione, le normative di
laboratorio e, se si ritiene
necessario, delle note da parte degli
operatori.
Potere calorifico superiore
UNI EN 14918
Potere calorifico inferiore o netto
UNI EN 14918
Analisi elementare (CHNO/S)
UNI EN 15104
Contenuto di zolfo e cloro
UNI EN 15289
Cloro, sodio e potassio solubile
UNI EN 15105
Metalli pesanti
UNI EN 15297
Elementi maggiori
UNI EN 15290
Massa volumica
UNI EN 15103
Il Laboratorio Biomasse è a
disposizione degli utenti per le
opportune valutazioni sui risultati
delle analisi ed un eventuale
confronto sulle azioni da
intraprendere.
Distribuzione granulometrica
Sostanza volatile
C
FA
E
IL
IM
-S
di
UNI EN 15148
Temperatura di fusione ceneri
UNI CEN/TS 15370
Durabilità meccanica (pellet)
UNI EN 15210-1
Diametro e lunghezza (pellet)
UNI EN 16127
Polveri (pellet)
RT
O
P
E
R
UNI EN 15149-2
Massa volumica particelle (pellet)
UNI EN 15210-1
UNI EN 15150
Come richiedere l’analisi ed
inviare il campione
Per richiedere un preventivo o
informazioni su altri parametri scrivere
a [email protected] oppure chiamare i
numeri 071-2204167 o 071-2204297.
Insieme al preventivo il Laboratorio
Biomasse fornirà informazioni relative
alle modalità di spedizione, le quantità
di campione da inviare e i tempi di
restituzione dei risultati.
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Analisi della qualità del pellet
Biocombustibili di qualità standard
Il pellet ed i biocombustibili densificati hanno fatto registrare negli ultimi anni un utilizzo sempre più diffuso. Il successo è legato
agli standard qualitativi, relativamente elevati per questa categoria di prodotti.
Le normative UNI EN ISO 17225-2 e 6 stabiliscono, sulla base di parametri fondamentali, le classi di qualità dei pellet e dei densificati in generale.
Il Laboratorio Biomasse dispone degli strumenti necessari alla completa caratterizzazione di tali prodotti e, pertanto, è in grado
di verificare il rispetto delle specifiche di qualità previste dalla normativa vigente.
Analisi
Il set di parametri fondamentali per
completare il quadro analitico richiesto
dalle norme sui pellet, e stabilire quindi
le classi di appartenenza, sono elencati
nella tabella a fianco.
ANALISI
METODOLOGIA
Preparazione del campione
UNI EN 14780
Diametro e lunghezza pellet
UNI EN 16127
Massa volumica apparente
UNI EN 15103
Contenuto di umidità
UNI EN 14774-1
Contenuto di ceneri
UNI EN 14775
Durabilità meccanica
UNI EN 15210-1
Potere calorifico inferiore
UNI EN 14918
Azoto
UNI EN 15104
Tuttavia, è possibile anche optare per Cloro e Zolfo
una caratterizzazione parziale dei pro- Metalli pesanti
dotti, selezionando cioè solo quei paraAnalisi fusibilità ceneri
metri strettamente indispensabili ad un
controllo essenziale dei vari aspetti della qualità.
UNI EN 15289
UNI EN 15297
UNI CEN/TS 15370
Obiettivo
L’obiettivo è permettere al produttore, o rivenditore, di disporre di garanzie sulle
prestazioni energetiche, sul comportamento nell’impianto termico e sugli aspetti
ambientali.
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Analisi delle biomasse liquide
Oli e grassi naturali
Le principali biomasse liquide sono rappresentate dagli oli vegetali. Essi possono essere estratti meccanicamente e/o chimicamente da semi di colture oleaginose o derivare da
altri processi produttivi (scarti della ristorazione o residui del settore agroalimentare).
Il principale riferimento normativo per
l’impiego energetico di oli e grassi è rappresentato dalla UNI/TS 11163:2009.
Il Laboratorio Biomasse dispone degli strumenti necessari alla caratterizzazione di tali
prodotti e, pertanto, è in grado di verificare il
rispetto delle specifiche di qualità previste dagli impianti di conversione energetica.
Analisi
ANALISI
Contenuto in ceneri
Potere Calorifico Superiore
Potere Calorifico Inferiore
L’elenco delle analisi disponibili
è mostrato nella tabella a fianco.
Analisi elementare (CHNOS)
Preparazione del campione
Analisi composizione acidi grassi
Sostanze volatili
Obiettivo
Analisi termo gravimetrica
L’obiettivo è quello di fornire
all’utente un quadro qualitativo
completo, utile sia a verificare il
rispetto delle specifiche tecniche previste dai sistemi di valorizzazione energetica a cui sono
destinati che ad avere garanzie
sulle prestazioni energetiche e
sugli aspetti ambientali.
Densità
Viscosità (tra 20°C e 90°C)
Acidità
Numero di iodio
Contenuto di acqua
Fosforo
Sodio e Potassio
METODOLOGIA
ISO 6884
UNI EN ISO 6245
ASTM D240
ASTM D240
CEN/TS 15104
ISO 5509
ISO 5508
UNI EN ISO 662
UNI EN ISO 665
Metodo in TGA – DTA
ISO 6883
UNI EN ISO 3675
UNI EN ISO 3104
UNI EN ISO 660
UNI EN ISO 3961
UNI EN ISO 12937
UNI EN ISO 8534
ISO 10540-3
UNI EN 14108
UNI EN 14109
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Analisi della qualità delle ceneri
Il problema delle ceneri
La presenza delle ceneri nei biocombustibili rappresenta un aspetto molto critico per tutte le tecnologie di
conversione energetica. Oltre a costituire un sottoprodotto della combustione che deve essere
periodicamente rimosso e smaltito, le ceneri sono anche alla base di diverse problematiche di natura tecnica (formazione di incrostazioni, corrosioni, produzione di agglomerati, ceneri leggere) e ambientale (polveri).
Tali criticità sono strettamente legate alla composizione chimica delle ceneri che, a sua volta, ne determina
il comportamento termico (temperature di fusione e di
volatilizzazione).
Analisi
ANALISI
METODOLOGIA
Preparazione del campione
UNI EN 14780
Contenuto di ceneri
UNI EN 14775
Analisi fusibilità ceneri
UNI CEN/TS 15370
Frazione minerale
UNI EN 15297
Sodio, Cloro e Potassio solubili
UNI EN 15105
Caratterizzazione chimico-fisica delle
ceneri
Il Laboratorio Biomasse è in grado di eseguire
analisi sia della quantità delle ceneri contenute
nelle biomasse che della loro qualità. Infatti è
anche munito dei sistemi per la caratterizzazione chimica delle ceneri e della strumentazione
specifica per l’analisi del loro comportamento
termico.
Le metodiche di analisi adottate dal laboratorio
sono quelle stabilite dalle normative vigenti
(vedi tabella).
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Test di combustione
e analisi delle emissioni
Riscaldamento domestico a biomassa
L’utilizzo di biomassa legnosa per il riscaldamento domestico (legna, cippato, pellet)
rappresenta il 14,5 % dell’energia termica
prodotta in Italia (ISTAT 2014), ottenuta per
la quasi totalità in apparecchi domestici di
piccola potenza (<35 kWt) quali camini,
stufe e caldaie.
Sebbene le biomasse suscitino particolare
interesse per la loro natura rinnovabile
(direttiva 2009/28/CE) e per l’economicità
rispetto ai combustibili fossili, la loro diffusione è limitata a causa dell’emissione di
sostanze inquinanti (es. polveri sottili, IPA,
CO, COV, ecc.).
Tale problematica è maggiormente associata ad apparecchi termici di potenza medio-bassa in cui il processo di combustione non è ben controllato e non sono previsti
sistemi di abbattimento/trattamento dei fumi.
Test di combustione e misura delle emissioni
Il Laboratorio Biomasse dispone di una serie di strumenti portatili per la misura delle emissioni (solide
e gassose) prodotte da dispositivi di combustione a
biomassa, consentendo di effettuare campionamenti direttamente in-situ su impianti esistenti.
Inoltre, è disponibile presso il laboratorio un banco
emissioni costituito da:
•
una stufa a pellet (ca. 12 kWt) per eseguire dei
test di combustione su materiale pellettizzato
•
un tunnel di diluizione a flusso intero per la misura del particolato totale, compresa la frazione
condensabile (come richiesto dal decreto termico), e la misura delle emissioni in condizioni di
combustione non stazionarie.
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Monitoraggio delle biomasse in impianto
Il monitoraggio delle biomasse
Il monitoraggio di un processo produttivo, sia
esso finalizzato all’ottenimento di biocombustibili che di energia, prevede una serie di
campionamenti periodici e pianificati della
biomassa, condotti con metodi, definiti dalla
normativa, in grado di rappresentare il lotto
della produzione da caratterizzare.
L’analisi in laboratorio di questa serie ordinata di campioni permette di costruire
una banca dati temporale dei parametri chimico-fisici legati alla qualità della biomassa.
L’utilizzo di diversi strumenti di analisi statistica, tra cui le carte di controllo, consente di verificare che i parametri analitici di interesse rientrino all’interno di intervalli di
accettabilità, definiti dalla normativa o dallo stesso utente, e di prevedere con il
giusto anticipo eventuali superamenti di limiti permettendo di agire in forma preventiva.
Fasi del “piano di monitoraggio”
Reperimento delle
informazioni dell’impianto
Selezione dei parametri
da analizzare
Modalità di campionamento
Analisi di laboratorio
Realizzazione delle carte di controllo
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Soluzioni
Il Laboratorio Biomasse si propone di:
•
mettere a punto specifici piani di monitoraggio per raggiungere gli obiettivi di
controllo della qualità sostenendo bassi costi analitici
•
prelevare campioni rappresentativi di biomasse da sottoporre alle analisi di laboratorio o addestrare operatori in impianto
•
analizzare i campioni per i parametri selezionati in accordo con le attuali normative del settore
•
realizzare specifiche carte di controllo per monitorare l’andamento del processo
Obiettivi chiave per l’impianto
I risultati del monitoraggio consentono di:
•
Mantenere in efficienza il processo di conversione energetica e/o assicurare la
qualità del biocombustibile grazie al controllo preventivo e ben pianificato della
qualità delle materie prime.
•
Controllo e classificazione dei fornitori sulla base della qualità della biomassa
consegnata in impianto.
•
Identificazione di quelle categorie di biomasse che si dimostrano più critiche per
l’utilizzo in impianto
•
Possibilità di dimostrare il perseguimento di obiettivi di qualità del processo o
del prodotto.
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Installazione di laboratori presso impianti
Perché implementare un laboratorio presso il proprio impianto?
•
•
•
Risultati delle analisi in tempi brevi
•
Controllo ambientale più efficace e possibilità di implementare protocolli di
autocertificazione
Riduzione dei costi per le analisi
Migliore azione di monitoraggio della
qualità della biomassa
•
Predisposizione per sistemi di controllo
di elevato livello favorendo il supporto di
un laboratorio specializzato
•
Maggiore capacità decisionale
nell’ambito dell’approvvigionamento
della biomassa
Laboratorio
in impianto
Laboratorio
Biomasse
Le quattro fasi di intervento del
“Laboratorio Biomasse”
1) Visita in impianto: analisi contesto, definizione obiettivi
2) Progettazione: individuazione
possibili soluzioni tecniche
3) Implementazione: scelta di sistemi e macchine e configurazione
organizzativa del laboratorio
4) Formazione: addestramento del
personale tecnico
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Analisi
Le principali analisi da
implementare in impianto
ANALISI
STRUMENTAZIONE
Umidità
Stufa ventilata e bilancia
tecnica
Granulometria
Setacci, vibrovaglio e
bilancia tecnica
Massa volumica
Contenitore cilindrico e bilancia tecnica
Ceneri
Muffola e bilancia di
precisione
Durabilità (pellet)
Macchina della durabilità,
setaccio, bilancia tecnica
Il laboratorio in impianto viene configurato per determinare solo alcuni dei parametri
analitici della biomassa solida, quelli più utili a fornire un primo quadro qualitativo
dei prodotti energetici. In tabella sono riportati alcuni importanti parametri che possono essere determinati senza difficoltà da un laboratorio in impianto.
I risultati ottenuti da queste analisi forniscono una serie di informazioni di base sulla
biomassa utilizzata e consentono di esprimere un giudizio di carattere tecnico ed
economico del prodotto.
Esempio di laboratorio in impianto
e possibile sinergia
con il Laboratorio Biomasse
Campione di
biomassa
Laboratorio in impianto
Analisi della biomassa
tal quale, valutazione ed
archiviazione dati.
Analisi di parametri non considerati
nel set di quelli implementanti
nel laboratorio in impianto.
Opzione: se necessario possibile
invio al Laboratorio Biomasse di
una minima quantità di campione
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Ingegnerizzazione del pellet
e dei densificati
Biocombustibili densificati
La densificazione delle biomasse per
la produzione di pellet o bricchette ad
uso energetico rappresenta un passaggio produttivo strategico nella filiera di produzione dei biocombustibili.
L’ampliamento di questa tecnica ad
una più ampia gamma di materie prime pone nuove esigenze per raggiungere standard di qualità del biocombustibile che deve garantire le migliori
prestazioni possibili.
In proposito il Laboratorio Biomasse dispone di una linea operativa che mira a elevare lo standard di qualità delle biomasse, in particolare agricole ed agroindustriali,
attraverso test di pellettizzazione di miscele e impiego di additivi inorganici.
Test di pellettizzazione
Il Laboratorio Biomasse dispone di
varie soluzioni per densificare la
materia prima a partire da materiali
lignocellulosici di diversa origine, sia
puri che in miscela. Il pellet prodotto
viene subito analizzato per verificarne la rispondenza alle caratteristiche richieste .
Upgrade del combustibili
Sono quell’insieme di attività di
laboratorio che mirano a migliorare
la qualità della biomassa per ciò
che concerne la fusibilità delle ceneri ed il comportamento generale in
caldaia. La corretta miscela di biomasse e l’uso di specifici additivi
inorganici consente di produrre un
biocombustibile con minori problemi
di incrostazioni e fusibilità .
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Test di estrazione dell’olio da oleaginose
L’estrazione meccanica
La produzione di olio vegetale per estrazione meccanica dai semi di oleaginose rappresenta un’interessante
opportunità per le filiere agricole di piccole e medie
dimensioni. I prodotti, olio grezzo e panello solido,
possono trovare applicazioni in ambiti diversi - alimentare, energetico, zootecnico, agronomico, ecc. - a
seconda del tipo di seme utilizzato.
Il Laboratorio Biomasse, al fine di migliorare le
conoscenze del processo e accrescere la qualità
dei prodotti, ha condotto numerosi test su diverse
tipologie di seme e utilizzando vari modelli di pressa meccanica. Tipo di seme, temperatura e pressione sono i parametri che maggiormente influenzano le rese di processo e la qualità, pertanto
sono stati oggetto di studio nelle sperimentazioni.
Pressa meccanica
Attualmente il Laboratorio Biomasse dispone di una pressa meccanica con capacità
operativa di circa 50-60 kg/h che utilizza per valutare la quantità di olio estraibile
meccanicamente dalle diverse tipologie di seme.
Negli ultimi anni la sperimentazione si è orientata maggiormente verso semi provenienti da colture sperimentali (es. brassica carinata), da colture extraeuropee (es.
jatropha) e anche da semi recuperati da residui agroindustriali (es. vinaccioli, semi
di pomodoro).
Metodo Soxhlet
Al fine di determinare le rese del
processo di estrazione meccanica è
fondamentale conoscere il contenuto di olio nei semi sottoposti al processo. A tale scopo il Laboratorio
biomasse si avvale dell’estrazione
chimica (con solvente) mediante
metodo Soxhlet. Normativa di riferimento: UNI EN ISO 659.
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Torrefazione e trattamento idrotermico
delle biomasse
Upgrade delle biomasse
Il Laboratorio Biomasse studia da
alcuni anni le tecniche di trattamento termico della biomassa
conducendo una serie test sperimentali su biomasse solide residuali dei settori agroalimentare e
forestale.
Trattamenti termici in pillole
La torrefazione è un trattamento
delle biomasse condotto a temperature comprese tra 200 e 300°C,
in atmosfera inerte e pressione
atmosferica. Dal processo si ottiene un biocombustibile ad alto contenuto energetico; resistente ai
microorganismi ed idrofobo.
Il trattamento idrotermico consiste in una carbonizzazione più o meno spinta delle
biomasse condotta in mezzo acquoso, a pressione relativamente elevata e temperature comprese tra 180 e 260°C. Questo processo combina agli effetti della torrefazione i benefici di una riduzione del contenuto in ceneri.
I sistemi e l’approccio del Laboratorio Biomasse
Lo studio dei processi termici necessita di una serie di
dispositivi atti alla realizzazione dei trattamenti e alla
misura delle proprietà dei prodotti ottenuti.
L’analizzatore termogravimetrico (TGA/DTA) consente
di studiare il comportamento termico delle biomasse e
di impostare adeguati piani sperimentali per i successivi test al reattore.
Il Laboratorio Biomasse dispone di due reattori da banco, uno per la conduzione di test su scala di laboratorio
ed uno più grande appositamente costruito per trattare
matrici più grossolane ed in quantità tali da consentire
l’analisi di parametri speciali sul prodotto torrefatto.
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Upgrade
Analisi dei parametri chimico–fisici
Le analisi vengono condotte in conformità con le più recenti norme tecniche nazionali ed europee del settore energetico.
L’efficienza complessiva dei trattamenti
viene misurata attraverso l’analisi dei
bilanci di massa e di energia mentre
l’upgrade qualitativo delle biomasse
viene valutato ricorrendo anche ad elaborazioni grafiche specifiche. I risultati
ottenuti vengono raccolti in un database
dedicato e quindi confrontati con dei
materiali di riferimento.
Torrefatto: biocombustibile di qualità superiore
Con il trattamento termico delle biomasse è possibile ottenere un biocombustibile
dalle proprietà superiori, dotato infatti di maggiore densità energetica, omogeneità
(standardizzazione), facilità di macinazione, comportamento idrofobico, stabilità
biologica.
Idrotrattamento del legno
I trattamenti termici in mezzo acquoso possono trovare un’interessante
applicazione come pre-trattamento delle biomasse legnose destinate alla
produzione di pellet e densificato di elevata qualità.
Questo trattamento, infatti, è in grado di determinare su legni relativamente
scadenti (es. cippato ricco di corteccia o sporco di terra) un miglioramento del
potere calorifico ed una riduzione del contenuto di ceneri tali da consentire la
produzione di un pellet di classe superiore.
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Valutazione della sostenibilità dei
biocombustibili
La sostenibilità
Il concetto di sostenibilità racchiude in
se molteplici aspetti, principalmente
ambientali, economici, sociali e istituzionali, spesso tra loro correlati. Una
delle attività sulle quali risulta prioritaria l’applicazione di tale concetto è la
produzione di energia, alla base dello
sviluppo della società attuale.
La valutazione della sostenibilità energetica e ambientale, in particolare, è
uno strumento utile per diverse finalità che spaziano dall’ottimizzazione di
processi e filiere produttive a strumenti di marketing, dalla verifica del
rispetto di limiti imposti da specifiche
normative al miglioramento
dell’accettabilità sociale di un prodotto.
Il metodo di valutazione
La valutazione della sostenibilità energetica e ambientale dei prodotti è sempre più
legata ad approcci di tipo LCA (Life Cycle Assessment) che considerano le intere
filiere produttive, dalla produzione
ed estrazione delle materie prime
alla produzione e uso del bene.
Tale approccio è oramai diventato
standard quando si parla di biocarburanti (e.g. biodiesel e bioetanolo)
e biocombustibili (e.g. pellet, agripellet, cippato, bricchette, biogas).
Le analisi LCA si basano
sull’impiego di informazioni relative
alle filiere produttive, software di
elaborazione dotati e banche dati
aggiornate e affidabili per convertire i dati di input in impatti.
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Soluzioni
Il Laboratorio Biomasse è
dotato del software e
banche dati LCA più aggiornati. L’attività di laboratorio e di ricerca svolta
nell’ambito delle biomasse e dei biocombustibili consente inoltre di disporre di informazioni affidabili e utili
allo svolgimento degli studi LCA.
Il personale del Laboratorio Biomasse ha partecipato allo sviluppo della normativa
tecnica nazionale e internazionale in tema di sostenibilità dei biocarburanti e biomasse ed è quindi in grado di affrontare con competenza la tematica.
Risultati
Sono stati calcolati i risparmi di emissione di CO2 equivalente e i bilanci energetici
di diverse filiere di
Sostenibilità pellet da potature di vite
produzione
di
biocombustibile, in
particolare
a
partire da residui
colturali e agro
industriali.
Cumulative Energy Demand (MJX/MJ)
Global Warming Potential (g CO2eq/MJ)
90
1,4
80
1,2
70
1,0
60
50
0,8
40
0,6
30
0,4
20
0,2
10
0,0
0
SCENARIO A
SCENARIO B
RIFERIMENTO FOSSILE
SCENARIO A
SCENARIO B
RIFERIMENTO FOSSILE
Risparmio CO2 75% Bilancio energetico1:5
Tali
valutazioni
sono utili a livello
aziendale sia a fini
di miglioramento
dell’efficienza
energetica che di
contenimento degli
impatti ambientali.
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Sviluppo di nuovi metodi di analisi
delle biomasse
Analisi della qualità della biomassa
Il mercato delle biomasse energetiche sta
subendo una rapida espansione in risposta al continuo aumento della domanda
energetica globale ed alla contemporanea necessità di riduzione delle emissioni di
gas serra. In questo contesto, la determinazione della qualità del biocombustibile,
definita dalla normativa tecnica, è un
requisito fondamentale per la tutela del
consumatore e dell’ambiente. Attualmente, il controllo della qualità di una biomassa viene eseguito in laboratori specializzati e prevede la determinazione di una
serie di parametri chimici e fisici basata su metodologie analitiche lunghe e costose,
spesso non compatibili con le necessità industriali. Da qui l’interesse per lo sviluppo
di tecniche di analisi rapide, che possano essere eseguite senza l’impiego di personale specializzato e possibilmente non distruttive.
Strumentazione per l’analisi rapida delle biomasse
Il Laboratorio Biomasse, che da anni è vicino al settore industriale ed alle sue problematiche, si è equipaggiato di una serie di strumenti idonei allo sviluppo di metodi
di analisi rapida della qualità delle biomasse
ad uso energetico, nello specifico:
•
Spettrofotometro infrarosso a trasformata di
Fourier per la lettura di solidi in medio e vicino infrarosso
•
Dispositivi per la misura rapida dell’umidità
nelle biomasse solide
•
Analizzatore termogravimetrico
differenziale
e termico
Il Laboratorio inoltre offre il servizio di calibrazione dei metodi di analisi effettuando il confronto con le tecniche di misura a norma.
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Via Brecce Bianche – 60131 – Ancona – ITALY - Tel/Fax: 071 220 4167
Web: www.laboratoriobiomasse.it ; email: [email protected]
Test delle performance di strumenti per
l’analisi delle biomasse
L’esperienza al servizio dell’innovazione
Il Laboratorio biomasse, grazie alla solida esperienza maturata nel campo delle
analisi sulle biomasse, si propone di sviluppare e/o testare nuove soluzioni analitiche, alternative a quelle di riferimento, allo scopo di individuare metodi di analisi
innovativi, più rapidi, economici ed efficienti.
Sempre di più cresce, infatti, la necessità da parte delle centrali a biomasse e dei
produttori di biocombustibili di analizzare certi parametri qualitativi delle materie prime (es. umidità, ceneri,
contenuto energetico) al momento
della fornitura. Di qui l’interesse verso sistemi di misura rapida.
Alla luce di ciò il laboratorio biomasse si propone di individuare, sviluppare, o semplicemente testare, nuovi
sistemi e strumenti di analisi atti a
soddisfare le specifiche esigenze
degli operatori.
Alcuni esempi di metodi analitici alternativi
Il Laboratorio Biomasse ha sviluppato un metodo semplificato per l’analisi della
fusibilità delle ceneri nei pellet. Il protocollo di analisi è stato sviluppato grazie
all’esperienza acquisita durante il progetto
internazionale
di
ricerca
“AshMelT” (www.ashmelt.eu) al quale il
Laboratorio Biomasse ha partecipato.
Il Laboratorio Biomasse ha anche collaborato con note aziende del settore energetico nazionale per individuare e testare dei
dispositivi per la misura rapida dell’umidità
nelle biomasse. Gli strumenti sono stati
testati su diverse tipologie di biomassa, a
vari gradi di umidità, e confrontati con il
metodo analitico di riferimento
(essiccazione in stufa) al fine di verificare
l’attendibilità.
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Laboratorio Biomasse
Dipartimento D3A
Via Brecce Bianche – 60131 – Ancona – ITALY
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Web: www.laboratoriobiomasse.it