In the last decades, the interest for bio-energy has greatly increased; various papers on the subject, dating back to the '90s, were available in bibliography, yet the bio-energy issue has become a predominant topic only in the last years. Energetic conversion from agricultural biomass residues turned at the centre of the debate; the use of renewable energy sources to reduce dependence on fossil fuels, to diminish CO2 emissions and to promote the agro-forestry sector are strongly promoted at EU level and worldwide. In this document, the use of vineyard pruning residues for energy production is described and discussed. The Law Decree n°152, dated 03.04.2006 on "Environmental rules¿, lists pruning residues amongst biomass fuels. Information needed to write this thesis was obtained from published material (scientific papers on experimental trials and existing records from various contexts of the vineyard sector. Reference is made to the Italian vineyard production zones, characterized by large areas (approx. 741.925ha), then the concept of using the biomass residues derived from vineyard pruning is introduced; pruning residues have to be eliminated from the vineyards as they hinder the tending practices on next growing seasons: the residues are usually removed from the vineyard rows by mulching or burning. The concept of using pruning biomass for energy production as an alternative to the above cited disposal methods is introduced. The feasibility of such process is described starting from biomass characteristics (e.g. average productivity being 1.8-3.0 tons/ha). Experimental trials show that vineyard residues are very suitable for burning, and for energy conversion. Papers about the potential economic value of such bio-energy production chain, including collection, storage and energy use from pruning residues are reviewed. The whole chain is described, starting from collection of pruning residues in the vineyards, throughout the energy conversion process; costs, technical and economic aspects, pros and cons are analysed. Two main methods are used to collect and process pruning residues, employing 2 types of machines: shredders or balers or a combination of the two; harvesting costs can vary between 23 and 49 ¿/ton, based on the type of harvester used. Costs incidence during the various phases of collection, storage and processing are analyzed, the end-cost of chips ranging from 64 to 144¿/ton; the mean value of vine chips stands at 81,99 ¿/ton, expressed as value of energy equivalent produced. The issue of energy conversion is addressed and main types of conversion technologies, the size(s) of production plants/furnaces and their purposes are described and analysed; briefly it comes up that the most important aspect is not the efficiency of the energy conversion as such, but the relationships between technology used and plant size. It is concluded that technologies for harvesting, processing and energy production from vineyard biomass do exist and can be readily used, however there is a great variability of results from trials, thus data obtained cannot be used as a unique model for the different vineyard contexts in Italy. Thus the only chance to test the sustainability of such bio-energy production chain is to carry out ad hoc feasibility studies based on the specificity of a given area. Finally a proposal to evaluate the sustainability of a bio-energy chain in a important vineyard area (Asti DOCG) in South Piedmont was included.
Negli ultimi decenni l'interesse per la bioenergetica è molto aumentato; in bibliografia si trovano articoli risalenti già agli anni 70/80, ma è proprio in questi ultimi anni che questo tema diviene predominante. A livello europeo e mondiale si è iniziato a parlare di conversione energetica della biomassa residuale in agricoltura, e promuovere l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili per ridurre la dipendenza da combustibili fossili, diminuire le emissioni di CO2 e promuovere il settore agro-forestale. In questa relazione viene affrontato l'utilizzo energetico dei residui di potatura in vigneto. Ai sensi del DLGS, 03.04.2006, n° 152 "Norme in materia ambientale", i residui di potatura rientrano tra le biomasse combustibili. Le informazioni necessari per redarre questo documento deriva da fonti bibliografiche, quali articoli su prove sperimentali svolte ad hoc e da dati di realtà esistenti in questo contesto. Si fa riferimento alla filiera viticola italiana, caratterizzata da un'ampia superfice vitata (741.925ha), viene introdotto il concetto di biomassa da potatura in vigneto. I residui di potatura o sarmenti devono essere eliminati dal vigneto in quanto intralciano le operazione colturali nell'annata seguente. Tali residui vengono di solito eliminate tramite trinciatura o abbruciamento. E' poi introdotto l'uso dei sarmenti ad uso energetico come alternativa ai 2 suddetti metodi di smaltimento. Si descrive la fattibilità del processo, partendo dalle caratteristiche del materiale (produzione tra 1,8 e 3 t/ha). Dai test emerge come i residui (cippato di vite) si adattano bene a combustione e conversione energetica. Vengono descritti lavori in cui è stato valutato come la creazione di una filiera di raccolta, stoccaggio e conversione energetica dei residui di potatura possa essere di notevole interesse economico. Si prosegue poi con la descrizione e l'analisi dell'intera filiera bioenergetica, dalla raccolta dei sarmenti alla conversione energetica, analizzando costi, criticità e punti di forza: la raccolta avviene tramite 2 modalità utilizzando 2 differenti macchine: imballatrici e trincia-caricatrici; il costo di raccolta ¿/t è compreso tra 23 e 49 ¿/t, in base alle 2 tipologie. Viene poi descritta l'incidenza del costo delle varie fasi di raccolta (tra 64 e 144 ¿/t, definendo anche il valore medio finale del cippato (81,99 ¿/t. in energia equivalente prodotta). Viene poi affrontato il tema della conversione energetica, presentando le tecnologie di conversione disponibili, le dimensioni produttive degli impianti e le finalità di impiego; da qui emerge che l'aspetto più importante non è tanto l'efficienza energetica della trasformazione, ma il rapporto tra tecnologia utilizzata e dimensioni dell'impianto. Si conclude che le tecnologie per il recupero e la conversione dei residui di potatura esistono, e possono essere utilizzate, ma vi è una gran variabilità nei risultati delle prove, e quindi queste non si possono considerare come unico modello riproducibile nei diversi contesti viticoli italiani; l'unica possibilità per dimostrare la sostenibilità o meno di tale filiera in una determinata area sembra quella di effettuare un'accurato studio di fattibilità ad hoc considerando le caratteristiche del contesto territoriale studiato. E' stato anche inserito un breve paragrafo in cui si ipotizza di valutare la sostenibilità di tale filiera bioenergetica in un tipico comparto vitivinicolo del sud-Piemonte, quello dell'Asti DOCG.
Sostenibilità tecnico-economica della conversione energetica dei residui di potatura in vigneto.
DE MENEGHI, MATTIA
2013/2014
Abstract
Negli ultimi decenni l'interesse per la bioenergetica è molto aumentato; in bibliografia si trovano articoli risalenti già agli anni 70/80, ma è proprio in questi ultimi anni che questo tema diviene predominante. A livello europeo e mondiale si è iniziato a parlare di conversione energetica della biomassa residuale in agricoltura, e promuovere l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili per ridurre la dipendenza da combustibili fossili, diminuire le emissioni di CO2 e promuovere il settore agro-forestale. In questa relazione viene affrontato l'utilizzo energetico dei residui di potatura in vigneto. Ai sensi del DLGS, 03.04.2006, n° 152 "Norme in materia ambientale", i residui di potatura rientrano tra le biomasse combustibili. Le informazioni necessari per redarre questo documento deriva da fonti bibliografiche, quali articoli su prove sperimentali svolte ad hoc e da dati di realtà esistenti in questo contesto. Si fa riferimento alla filiera viticola italiana, caratterizzata da un'ampia superfice vitata (741.925ha), viene introdotto il concetto di biomassa da potatura in vigneto. I residui di potatura o sarmenti devono essere eliminati dal vigneto in quanto intralciano le operazione colturali nell'annata seguente. Tali residui vengono di solito eliminate tramite trinciatura o abbruciamento. E' poi introdotto l'uso dei sarmenti ad uso energetico come alternativa ai 2 suddetti metodi di smaltimento. Si descrive la fattibilità del processo, partendo dalle caratteristiche del materiale (produzione tra 1,8 e 3 t/ha). Dai test emerge come i residui (cippato di vite) si adattano bene a combustione e conversione energetica. Vengono descritti lavori in cui è stato valutato come la creazione di una filiera di raccolta, stoccaggio e conversione energetica dei residui di potatura possa essere di notevole interesse economico. Si prosegue poi con la descrizione e l'analisi dell'intera filiera bioenergetica, dalla raccolta dei sarmenti alla conversione energetica, analizzando costi, criticità e punti di forza: la raccolta avviene tramite 2 modalità utilizzando 2 differenti macchine: imballatrici e trincia-caricatrici; il costo di raccolta ¿/t è compreso tra 23 e 49 ¿/t, in base alle 2 tipologie. Viene poi descritta l'incidenza del costo delle varie fasi di raccolta (tra 64 e 144 ¿/t, definendo anche il valore medio finale del cippato (81,99 ¿/t. in energia equivalente prodotta). Viene poi affrontato il tema della conversione energetica, presentando le tecnologie di conversione disponibili, le dimensioni produttive degli impianti e le finalità di impiego; da qui emerge che l'aspetto più importante non è tanto l'efficienza energetica della trasformazione, ma il rapporto tra tecnologia utilizzata e dimensioni dell'impianto. Si conclude che le tecnologie per il recupero e la conversione dei residui di potatura esistono, e possono essere utilizzate, ma vi è una gran variabilità nei risultati delle prove, e quindi queste non si possono considerare come unico modello riproducibile nei diversi contesti viticoli italiani; l'unica possibilità per dimostrare la sostenibilità o meno di tale filiera in una determinata area sembra quella di effettuare un'accurato studio di fattibilità ad hoc considerando le caratteristiche del contesto territoriale studiato. E' stato anche inserito un breve paragrafo in cui si ipotizza di valutare la sostenibilità di tale filiera bioenergetica in un tipico comparto vitivinicolo del sud-Piemonte, quello dell'Asti DOCG.| File | Dimensione | Formato | |
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