L'intervento di Efisio Scano (Responsabile scientifico del Laboratorio Biocombustibili e biomasse), nell'ambito dell'evento di presentazione del Progetto Cluster Energie Rinnovabili tenutosi a Cagliari il 7 marzo 2014.

1. Progetto cluster Energie Rinnovabili
REPUBBLICA ITALIANA
Cagliari, 7 marzo 2014
Il settore delle biomasse e dei biocombustibili in Sardegna
Efisio A. Scano

2. REPUBBLICA ITALIANA
Le Biomasse in Europa
L’associazione europea per le biomasse AEBIOM stima che il contributo
delle biomasse all’energia nell’UE può essere incrementato dai 72 Mtep
del 2004 ai 220 Mtep del 2020
Attualmente nell’Europa a 27 le biomasse valgono approssimativamente
95,7 Mtep dei quali 40 Mtep destinati alla produzione di calore e 48
Mtep alla produzione di elettricità
Questo enorme volume di energia necessita di risorse forestali
addizionali, di colture dedicate, di biomasse acquatiche e di biomasse
residuali
Nell’Europa a 27 possono essere impiegati da 20 a 40 Mha di terra per la
produzione di energia senza danneggiare la catena europea di
produzione degli alimenti

3. REPUBBLICA ITALIANA
Le Biomasse in Italia
Il target italiano per le energie rinnovabili al 2020 è pari al 17 %. Di cui il
26,4 % per i consumi elettrici, il 17,1 % per il riscaldamento e la
refrigerazione, mentre il 10,1 % per i trasporti
Le proiezioni per il 2020 prevedono:
l’installazione di 2620 MW di impianti a biomasse con una percentuale
pari al 3,4 % dei consumi elettrici
l’installazione di 5117 MW per la produzione di energia termica con una
percentuale pari 9,2 % dei consumi termici

4. REPUBBLICA ITALIANA
19,74%
3,24%
1,72%
2,99%
32,77%
8,91%
4,58%
21,82%
1,84% 2,40%
Residui colturali del carciofo Residui colturali del pomodoro
Residui vitivinicoli Scarti di macellazione
Siero di latte ovino Fanghi di depurazione
Manutenzione del verde FORSU
Acque di vegetazione Sanse denocciolate
Le Biomasse in Sardegna

5. REPUBBLICA ITALIANA
Tipologia Ind. Casearia
Scarti di
macellazione FORSU Reflui
Scarti
colt.
Carciofo
Scarti Colt.
Pomodoro
Colture
Dedicate Totale
MW Inst. 1,42 0,37 4,96 111,07 14,02 4,42 21,13 157,38
Tipologia Paglie
Potatura
Agrumi e
frutteti
Potatura
vite
Potatura
olivo
Manuten.
Verde
Forestali+
Arboric.
Scarti
Ind.
Legno
Scarti
Vitic. ed
Enol.
Scarti
nocciol. Sanse Totale
MW Inst. 78,11 15,60 42,70 16,9 4,17 115,77 41,50 2,89 1,58 8,26 327,48
Le potenzialità energetiche delle Biomasse in Sardegna

6. REPUBBLICA ITALIANA
Le Biomasse residuali in Sardegna
86,57%
8,41%
4,87% 0,16%
Reflui zootecnici
Residui agricoli
Residui agroindustriali
Scarti di macellazione
52,60%
26,74%
14,72%
5,50% 0,43% Industria latt/casearia
Industria del legno
Industria olearia
Industria enologica
Industria del pomodoro
30,85%
24,64%
19,43%
9,72%
7,86% 7,51%
Residui colturali carciofo
Paglie
Potature vite
Residui colturali pomodoro
Potature ulivo
Potature frutteti

7. REPUBBLICA ITALIANA
Potenziale energetico delle biomasse residuali
Processi Biochimici
(BIOGAS)
Processi Termochimici
0 150 300 450 600 750 900
Industria lattiero/casearia
Scarti di Macellazione
Reflui zootecnici
Scarti di carciofo
Scarti di pomodoro
GWh/anno
0 100 200 300 400 500 600 700
Paglie
Potature frutteti
Potature vite
Potature ulivo
Residui industria del legno
Residui industria enologica
Residui industria olearia
GWh/anno

8. REPUBBLICA ITALIANA
Stato attuale
Diversi impianti di media taglia (1 MW) localizzati presso imprese agricole e
alimentati con colture dedicate
Presenza di piccoli impianti per il trattamento dei reflui zootecnici
Un solo impianto per il trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani
(FORSU)
Problematiche principali
 Difficoltà per l’approvvigionamento della materia prima agli impianti
 Mancato impiego dell’energia termica prodotta dai cogeneratori
 Collocazione del digestato
 Difficoltà ad impiegare mix comprendenti biomasse residuali per l’assenza di
processi consolidati
Il settore del BIOGAS

9. REPUBBLICA ITALIANA
Trattamento del digestato
1.Reimpiego per lo sfruttamento dell’energia residua
2.Impiego agronomico
Incremento dell’uso di biomasse residuali
1.Messa a punto di processi di trattamento per biomasse singole ed in mix fra loro
Recupero dell’energia termica
1.Impiego in altri processi agroindustriali (concentrazione, essiccamento,
pastorizzazione, riscaldamento, refrigerazione)
Frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU)
1.Messa a punto di processi di trattamento specifici
2.Dimensionamento di impianti di piccola taglia utilizzabili per la generazione
distribuita di energia
Tematiche di interesse nel settore del BIOGAS

10. REPUBBLICA ITALIANA
Il settore delle Biomasse Forestali
Stato attuale
Impianti di grossa e media taglia alimentati prevalentemente con biomasse di
importazione e impianti di piccola taglia alimentati con biomasse locali
Problematiche principali
 Limitata conoscenza delle caratteristiche delle biomasse diffuse sul territorio
regionale
 Limitata conoscenza dell’effettiva ritraibilità sull’intero territorio regionale e di
conseguenza della potenza installabile nei diversi territori
 Costi di smaltimento delle ceneri
 Diffusione di cogeneratori di piccola taglia

11. REPUBBLICA ITALIANA
Tematiche di interesse nel settore delle Biomasse Forestali
Caratteristiche delle biomasse
1.Caratterizzazione delle biomasse forestali in Sardegna
2.Valutazione delle tecnologie di conversione energetica più appropriate per la
regione
Stima della ritraibilità
1.Valutazione dell’effettiva ritraibilità delle biomasse nei differenti territori
2.Valutazione del potenziale energetico dei singoli territori
Costi di smaltimento per le ceneri
1.Messa a punto di processi di trattamento per l’impiego in campo agronomico e
industriale generale
Impianti per la cogenerazione
1.Dimensionamento di impianti di piccola taglia utilizzabili per la generazione
distribuita di energia

12. REPUBBLICA ITALIANA
Il settore delle Microalghe
Grande interesse internazionale per questo settore, numerose attività di ricerca
in corso, ma con risultati che non consentono ancora l’applicazione industriale
alla produzione di biocombustibili
Prospettive interessanti invece per la produzione di chemicals e di alimenti per
il settore ittico
Stato del settore
Apparecchiature da laboratorio presenti in qualche impresa, centro di ricerca e
Università
Alcuni impianti pilota disponibili nel laboratorio di Sardegna Ricerche
Gli studi effettuati sono rivolti essenzialmente alla crescita delle microalghe ed alla
massimizzazione delle rese produttive.
Problematiche principali
Massimizzazione della crescita
Separazione della biomassa dal medium colturale
Estrazione delle sostanze di interesse (olio, chemicals)

13. REPUBBLICA ITALIANA
Tematiche di interesse nel settore delle microalghe
1.Individuazione di specie algali con la massima resa produttiva
2.Individuazione dei sistemi ottimali di separazione e disidratazione della
biomassa algale
3.Valutazione dell’impiego della biomassa algale in processi di pirolisi e
digestione anaerobica
4.Determinazione della convenienza economica allo sviluppo di una filiera
produttiva basata sulle microalghe

14. REPUBBLICA ITALIANA
Il settore della pirolisi
Stato attuale
Nessun impianto industriale. Idee e contatti per la realizzazione di qualche impianto
alimentato con biomasse legnose ed erbacee. Interesse alla realizzazione di un impianto
industriale con l’impiego delle lolle di riso per la produzione di silicio di grado solare
Processo molto interessante per il trattamento di rifiuti (secco, pneumatici, ASR)
Problematiche principali
 Necessità di processi di pretrattamento delle biomasse (riduzione delle dimensioni,
essiccamento)
 Problemi di stabilità dell’olio ottenuto dalle biomasse
 Problemi di miscibilità dell’olio con altri combustibili liquidi
 Bassa efficienza energetica complessiva del processo
 Necessità di altri processi di trattamento a valle
 Complessità e costi dei reattori
 Necessità di catalizzatori specifici
 Impiego del Char

15. REPUBBLICA ITALIANA
Tematiche di interesse nel settore della pirolisi
1. Messa a punto di processi di trattamento di residui urbani e industriali
2. Caratterizzazione degli oli di pirolisi
3. Prove di impiego in turbine e motori a combustione interna nella
produzione di energia elettrica e termica
4. Messa a punto di processi di up-grading dell’olio per la produzione di
biocombustibili e chemicals
5. Impiego del char come materiale adsorbente in campo ambientale
(bonifica di siti inquinati)
6. Impiego del gas nella produzione di energia

16. REPUBBLICA ITALIANA
 Caratterizzazione di biomasse e di biocombustibili
 Valutazione della possibilità di impiego di singole biomasse o di mix di
biomasse nella produzione di energia
 Messa a punto di processi di produzione di biocombustibili
 Sviluppo di tecnologie per l’impiego di biomasse nella produzione di
energia
 Studio di tecniche di raccolta, stoccaggio e gestione delle biomasse
Le attività generali del laboratorio biomasse e biocombustibili

17. REPUBBLICA ITALIANA
Impianto pilota biogas
MATERIE PRIME
• Liquami suinicoli e bovini, pollina
• Scarti di macellazione
• FORSU
• Biomasse vegetali
• Scarti agroindustriali
• Fanghi di depurazione
CONFIGURAZIONE E PRESTAZIONI
Contenuto in solidi totali (ST) pari al 15 %
Reattore Plug Flow con volume di 1.1 m3
Temperatura max di esercizio 60°C
Portata di alimentazione 20-50 kg/giorno
Produzione di biogas 1 - 4 m3/giorno

18. REPUBBLICA ITALIANA
• Caratterizzazione di diversi substrati ai fini della digestione anaerobica
• Digestione anaerobica di singoli substrati
• Codigestione di mix di substrati
• Individuazione di mix ottimali ai fini della resa in biogas
• Valutazione dei parametri di processo
• Ottimizzazione dei processi di digestione anaerobica
• Valutazione delle rese e della qualità del biogas
• Valutazione del reimpiego del digestato
• Valutazione economica dei processi di digestione anaerobica
Attività sperimentale con l’Impianto pilota biogas

19. REPUBBLICA ITALIANA
Impianto pilota Pirolisi
MATERIE PRIME
•Biomasse vegetali
•Scarti agroindustriali
residui di potatura
sanse asciutte
cippati di sottobosco
•Materiali di provenienza industriale
•Frazione secca RSU
CONFIGURAZIONE E PRESTAZIONI
L’impianto consente la produzione di combustibili gassosi, liquidi e solidi
Portata di alimentazione 100 kg/ora
Temperatura max di esercizio 700°C
Produzione di gas 12-15 m3/ora
Potenza del motore a combustione interna 10 kWe

20. REPUBBLICA ITALIANA
• Caratterizzazione di diversi substrati per l’impiego nella pirolisi
• Test di Pirolisi su singoli substrati e loro miscele
• Studio delle condizioni di processo (composizione mix biomasse, tempi,
temperature, velocità di riscaldamento)
• Valutazione delle rese, della qualità del gas e degli altri prodotti della pirolisi
• Ottimizzazione dei processi di pirolisi
• Valutazione delle possibilità di applicazione pratica dei processi di pirolisi
• Analisi economica dei processi di pirolisi
Attività sperimentale con l’impianto pilota Pirolisi

21. REPUBBLICA ITALIANA
•Crescono in acqua salata e in acqua dolce
•Assorbono radiazione luminosa, CO2 e acqua e producono biomassa
Fotobioreattori pilota
Le microalghe
I fotobioreattori sono dispositivi che creano le condizioni per la crescita e la
coltivazione di microrganismi fotosintetici ossigenici come microalghe e
cianobatteri

22. REPUBBLICA ITALIANA
Attività sperimentale con i fotobioreattori pilota
• Prove di accrescimento e biofissazione di CO2
• Determinazione dei parametri di processo
• Ottimizzazione dei processi di crescita algale
• Valutazione delle rese in biomassa algale
• Valutazione economica dei processi

23. REPUBBLICA ITALIANA
Grazie per l’attenzione !