Lunedì 19 Feb 2018
LE BIOMASSE

Il carnet di tecnologie proposte dallo Specialista del Risparmio Energetico per ridurre i costi e aumentare il comfort, nel pieno rispetto dell’ambiente, include anche le biomasse.

Oltre al solare, infatti, sono attualmente disponibili combustibili naturali come le biomasse, con risparmi dal 30% al 50% rispetto ai combustibili fossili.

I tipi di biocombustibili sfruttabili sono:

biomasse di origine legnosa: tronchetti, cippato, bricchetti, segatura, pellet;
biogas;
biomasse da prodotti agricoli: mais, frumento, orzo, avena, paglia, fieno, pellet di foraggio;
biomasse da scarti di prodotti agricoli: gusci di nocciole, noci, pistacchi, mandorle, cocco, e anche noccioli di oliva, pesca, albicocca e ciliegia;
biomasse ricavate da scarti di produzione: pellet di juta, pellet di scarti di cacao, pellet di scarti di caffè, carta, cartone, bancali.

I biocombustibili possono essere utilizzati con stufe ad aria calda, termocaminetti, generatori di calore policombustibili in grado di raggiungere rendimenti paragonabili a quelli delle caldaie.

In una casa privata, ad esempio, il generatore a GPL, ad accumulo, può essere affiancato da una caldaia a pellets ed integrato con pannelli solari a circolazione forzata per la produzione di acqua calda sanitaria. La spesa media annua si può ridurre anche del 57%. Questo risparmio più il contributo regionale e la detrazione fiscale del 36% consentono l'ammortamento del costo in tempi relativamente brevi.

C’è un ulteriore aspetto, non trascurabile, che rende i biocombustibili invitanti e riguarda i costi crescenti degli idrocarburi nel tempo. L’approvvigionamento di combustibili fossili è destinato ad esaurirsi in un tempo che va da qualche decennio al secolo, mentre i biocombustibili possono essere sempre disponibili, a patto che la loro produzione sia gestita assennatamente.

"Forme di energia generate da fonti il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future o che, per loro caratteristica intrinseca, si rigenerano o non sono esauribili nella scala dei tempi umani" è la definizione Onu di risorse rinnovabili, da cui deriva il concetto di sviluppo sostenibile, inteso come "sviluppo che garantisce i bisogni delle generazioni attuali senza compromettere la possibilità che le generazioni future riescano a soddisfare i propri".

Con queste premesse è evidente che lo sfruttamento accorto delle biomasse rientra nei principi su cui focalizzarsi per una politica energetica oculata.

Ecco i vantaggi:

il loro costo è più stabile perché meno influenzabile da eventi internazionali;
l’approvvigionamento delle risorse può essere circoscritto in buona parte al territorio italiano;
il loro trasporto copre, di norma, distanze contenute;
non sono un tipo di combustibile destinato ad esaurirsi; hanno un prezzo per unità di energia prodotta (costo specifico) decisamente minore rispetto ai combustibili fossili.

La combustione della legna

Il legno non è un combustibile omogeneo come il gasolio o il gas. Per questo motivo la sua combustione è un processo chimico molto più complesso e difficile da controllare, rispetto al caso dei combustibili in forma liquida o gassosa, e può essere suddiviso in 3 fasi:

1) Essicazione
In questa fase la legna si scalda e viene essiccata in camera di combustione, condizione preliminare necessaria per poter raggiungere la temperatura di accensione.

2) Gassificazione
Questa seconda fase avviene con temperature superiori ai 250°C circa e comporta una trasformazione dell’80% della massa legnosa in gas combustibile. La carbonella che rimane nel braciere, invece, si trasforma in gas combustibile soltanto quando si raggiungono temperature superiori a 400-500°C.

3) Ossidazione
Il gas sviluppatosi da legna e carbonella si addensa al di sopra del braciere e lì si ossida (brucia), a patto che localmente ci sia abbastanza ossigeno a disposizione.

A seconda della funzione che deve svolgere, l’aria che interviene nel processo può essere distinta in aria primaria e aria secondaria.
L’aria primaria viene addotta direttamente nella parte inferiore del braciere, sotto la legna, nel luogo in cui comincia la combustione, definita anch’essa primaria.

L'aria secondaria, invece, viene convogliata direttamente al di sopra del braciere, allo scopo di rifornire di ossigeno i gas di combustione del legno ed ottenere così una combustione il più possibile completa. Ciò comporta un notevole miglioramento del rendimento di combustione, in quanto si riduce di molto la quantità di ossido di carbonio CO espulso dal camino, e viene recuperata una considerevole quantità di energia termica. L’aria secondaria di norma viene preriscaldata prima dell’immissione per evitare di abbassare eccessivamente la temperatura di fiamma. 

La caldaia a biomasse

Lo Specialista del Risparmio Energetico ci spiega come funzionano le caldaie a biomasse.
Il materiale (cippato, pellet ...) viene trasferito nel focolare della caldaia con una coclea che si attiva in genere ogni 3 minuti, per un tempo regolabile.

Il bruciatore è una specie di crogiolo dal centro del quale emerge il combustibile spinto dalla coclea. L'aria viene spinta da un ventilatore ed esce da alcuni fori lungo il perimetro esterno e interno del crogiolo. Per migliorarne il rendimento, le caldaie a biomasse sono dotate di un termostato che spegne la ventola se la temperatura dei fumi supera i 200°C. Il fuoco che si sviluppa dentro e attorno al crogiolo lambisce le pareti e la volta del focolare; i fumi escono dalla parte frontale, passano dentro il fascio tubiero e imboccano il camino.
Nel dettaglio:

I Bruciatori a Pellet
In commercio esistono molti tipi di bruciatori a pellet, che possono essere incorporati all’interno della caldaia oppure connessi ed estraibili dalla stessa. Possiamo distinguerli in bracieri alimentati dall’alto o dal basso.

Braciere alimentato dall’alto
In questo tipo di bruciatori il pellet viene versato dall’alto all’interno del braciere, o direttamente o tramite una coclea dosatrice.

Ecco i vantaggi di questo tipo di alimentazione:

- il tubo flessibile che porta il pellet rimane vuoto e questa è una forma di sicurezza contro il rischio del ritorno di fiamma, infatti la zona in cui avviene la combustione risulta nettamente separata dal silo di stoccaggio del combustibile;
- variando la quantità di pellet che raggiunge il braciere, per esempio grazie ad un’apposita coclea dosatrice, è possibile ottenere una certa modulazione di fiamma, seppur all’interno di un intervallo di potenza piuttosto ristretto;
- questo tipo di bruciatori è costruttivamente molto semplice e di conseguenza il loro costo non è elevato.

Braciere alimentato dal basso
In questo tipo di bruciatori il pellet viene spinto da una coclea all’interno del braciere e viene fatto quindi salire dal basso verso l’alto.
Il pellet caricato prima si preriscalda e poi si accende, quindi la fiamma si presenta regolare e costante. Il pellet nuovo che spinge dal basso permette alla cenere nella parte alta del braciere di fuoriuscire e cadere nell’apposito e capiente cassetto ceneri: in un certo senso il bruciatore tende quindi a pulirsi da solo.
L’accensione del combustibile avviene tramite resistenza elettrica: viene poi mantenuto un minimo di brace e la successiva riaccensione viene effettuata solo tramite ventilazione, per incrementare la quantità di aria comburente, minimizzando così i consumi elettrici.
Predisporre l’alimentazione del braciere dal basso permette anche di migliorare la sicurezza del sistema. Il pellet viene fatto cadere per gravità dal sistema di alimentazione al bruciatore tramite un tubo che rimane vuoto creando una separazione netta tra la caldaia ed il silo.
La coclea superiore dosa la quantità di pellet mentre la coclea inferiore, più veloce, mantiene il condotto inferiore sempre vuoto in modo da riempire solo il braciere, così da escludere la propagazione del ritorno di fiamma.
La serranda taglia fuoco rotante non permette il passaggio diretto tra coclea inferiore e superiore rendendo impossibile il ritorno di fiamma; inoltre evita il passaggio di fumo e aria calda nella parte superiore del bruciatore.

Nel dettaglio:

I Vantaggi della Fiamma Rovesciata
Nelle caldaie a legna di migliore concezione si utilizza la fiamma inversa o rovesciata.
I vantaggi di questa scelta possono essere riassunti in una maggior stabilità e un miglior controllo della fiamma, che viene costretta a svilupparsi verso il basso, e nella conseguente diminuzione del tempo di combustione.
Chiudendo completamente l’aria comburente è possibile arrestare quasi completamente la combustione.
Nelle caldaie a legna che utilizzano la fiamma rovesciata il focolare può essere completamente riempito di legna, che viene bruciata lentamente senza che le fiamme si propaghino contemporaneamente in ogni tronchetto.
Man mano che la legna viene consumata dal fuoco la carica scende verso il basso, dove incontra la brace, e comincia a ossidare. In tal modo il tempo che intercorre tra una carica e la successiva si allunga notevolmente. 

Il PELLET

Che cosa è il pellet?
Il pellet è semplicemente segatura pressata ed è assolutamente privo di qualsiasi collante o additivo chimico.

Viene ricavato dagli scarti di legno di qualunque provenienza: dall'industria, dall'agricoltura, dalla coltivazione e pulizia dei boschi, dalla raccolta differenziata dei rifiuti urbani; per fare il pellet non si abbattono alberi.

IL COMBUSTIBILE DI OGGI E DEL FUTURO

Il pellet è un combustibile ecologico ed è una fonte di energia rinnovabile.
La disponibilità è buona: esistono molte industrie dedite alla produzione di pellet in Italia che hanno ancora ulteriore capacità di produzione. Detto ciò, oggi esiste già produzione sufficiente per soddisfare la domanda generata dal rapido aumento dell'uso dei pellet nelle case italiane. L'approvvigionamento di materia prima, provenendo dai boschi è pressoché senza fine.
La combustione di pellet e dei combustibili biologici non contribuisce ad incrementare le emissioni di anidride carbonica, al contrario di quanto avviene bruciando combustibili fossili (gasolio, nafta, carbone, GPL e metano).

Per questa ragione il pellet non è tassato ed è assoggettato a tariffa IVA agevolata.
Passando da un sistema di riscaldamento a combustibile fossile, l'utente ottiene una sensibile riduzione della sua bolletta energetica e contribuisce nella riduzione dell'effetto serra e dell'inquinamento atmosferico.

Le emissioni di altre sostanze dannose all'ambiente ed alla salute, sono considerevolmente ridotte, se paragonate alla combustione della legna.
Questo rende il riscaldamento a pellet un'alternativa interessante in aree densamente abitate.

Il pellet è un combustibile molto conveniente

I pellet hanno un potere calorifico di circa 4,8 kWh/kg,
il gasolio di 9,6 kWh/dm3
mentre il metano sviluppa 9.5 kWh/m3.

Se ad esempio per scaldare un'abitazione è necessaria un'energia paria a 38.400 kWh, posso utilizzare:
4.000 dm3 di gasolio,
in alternativa 4.160 m3 di metano,
oppure 8.080 kg di pellet.

8.080 kg di pellet corrispondono ad un volume di 12,43 m3.

Supponendo di voler fare un carico all'anno ho bisogno di realizzare un silo avente dimensioni di 3x2x2 m.
Se lo spazio disponibile è più limitato, con un volume di 2x2x1.5m posso superare l'inverno con soli due rifornimenti fatti con la cisterna.
Il silo di stoccaggio può essere anche molto più piccolo e meno ingombrante, bisogna però provvedere a effettuare il rifornimento più spesso.

Il risparmio sul costo del riscaldamento rispetto al gasolio o al metano è notevole.
I due combustibili fossili (gasolio e metano) sono gravati dal costo delle accise governative e, più in generale, il loro prezzo dipende dall’andamento del costo internazionale del petrolio.
Il costo del pellet dipende essenzialmente dal costo di produzione e di trasporto ed è gravato da una tariffa IVA agevolata per il suo scarsissimo impatto ecologico.
Un ulteriore abbattimento del costo dipende anche dalle modalità con cui si effettua l’approvvigionamento. Se effettuato tramite cisterna il prezzo unitario viene ulteriormente abbattuto.

Passando dai combustibili fossili (gasolio o metano) al pellet
i costi di gestione possono avvantaggiarsi di una riduzione drastica del 30% che può arrivare fino al 50%.

Schema di Produzione del Pellet:

Dopo l'essiccazione, i trucioli di legno sono macinati e ridotti in segatura fine.

Successivamente passano in una pressa costituita da un estrusore cilindrico all'interno del quale girano i rulli che spingono la segatura attraverso l'estrusore.

Nascono così i pellet che escono modellati in forme di lunghi bastoncini che successivamente vengono tagliati per raggiungere la dimensione finale.

Dopo la pressa i pellet devono essere raffreddati. Il risultato è un pellet robusto in grado di essere trasportato e maneggiato. I pellet vengono poi consegnati ai clienti in sacchi, sacconi o cisterne.