Politecnico di Torino (logo)

Carlucci, Ilaria

Valutazione del potenziale energetico producibile : da biomassa agricola nei comuni della pianura novarese.

Rel. Guglielmina Mutani, Franco Gottero, Maurizio Gualtieri . Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

Negli ultimi anni si è assistito ad un crescente interesse nei confronti dello sviluppo sostenibile in relazione all'uso di energie rinnovabili. Ciò ha origine dalla constatazione che la realtà attuale sia caratterizzata da gravi problemi legati all'inquinamento, che comportano degrado ambientale e sfruttamento delle risorse esauribili.

Nel tentativo di far fronte a queste tematiche, è maturata l'idea di promuovere una pianificazione energetica che sia efficiente e duratura, legata a risorse rinnovabili.

Tante sono le ipotesi e teorie sviluppate che potrebbero far fronte a questo scenario.

Partendo dall'idea di progettazione presente nel PAES di un piccolo comune, la tesi evidenzierà come il settore agricolo, oltre a vestire la sua classica funzione di fonte primaria, può assumere un importante ruolo contribuendo alla produzione di energia da fonti rinnovabili, dedicando parte delle sue risorse e degli scarti alla produzione di biomasse.

Affinché ciò sia possibile, è necessario costruire una filiera a km0 basata sullo sviluppo sostenibile. Il presente studio parte da tali considerazioni ed assume come obiettivo principale, la realizzazione di un modello di valutazione in grado di stimare il potenziale energetico di un'area rurale, stimolando l'interesse pubblico e privato ad attivare una filiera energetica.

Lo studio nasce dall'analisi dei dati forniti dall'Ente IPLA ed elaborati mediante software GIS, della reale disponibilità di biomassa che il territorio in esame può fornire al fine di rendere sostenibile l'intero processo di produzione di energia. In seguito si focalizzerà sull'utilizzo d'impianti di cogenerazione, con un progetto scaturito dalla conoscenza della normativa, dalla vocazione del territorio, da uno studio attento d'impianti e dalla relativa importanza della conoscenza tecnologica.

I risultati prodotti mi hanno permesso di verificare se il quantitativo di biomassa disponibile trasformato in energia fosse sufficiente ad alimentare parte del patrimonio comunale di Trecate (comune della Provincia di Novara).

I temi trattati nei capitoli passano quindi da tematiche generali sullo sviluppo sostenibile, alle prassi normative delle politiche territoriali, alle conoscenze delle tecnologie e alle all'analisi dei dati raccolti per la creazione di un impianto ponendo le basi per un possibile approccio progettuale.

Ho suddiviso la tesi in cinque parti.

La prima parte ripercorre il concetto di sviluppo sostenibile esponendo la complessità di tali termini i quali combinati costruiscono un'unione complessa e ricca di sfaccettature, il cui significato varia dal migliorare la qualità della vita al benessere in modo durevole nel tempo. Il concetto verrà poi analizzato nel suo contesto energetico sviluppando come esso viene percepito sulle diverse scale, comunitario, nazionale ed infine regionale.

La seconda parte è dedicata ad effettuare una ricognizione delle principali norme in vigore relative al concetto di sviluppo sostenibile, all'introduzione delle fonti rinnovabili ed alla realizzazione e gestione degli impianti di produzione di energia. L'approfondimento della materia sarà sviluppato tramite le politiche internazionali, europee, nazionali, regionali e locali.

La terza parte introduce le fonti rinnovabili utilizzate per la produzione di energia sostenibile, soffermandomi sulla biomassa agricola, argomento principale della tesi. Trattando la biomassa non come risorsa illimitata quantitativamente, ma che la sua disponibilità dipende dalla superficie ad essa destinata, nonché dalle condizioni climatiche e ambientali. Il suo utilizzo a fini energetici è pertanto condizionato da diversi fattori. Introduco in seguito i vantaggi ed i limiti di un impianto di cogenerazione ed il funzionamento di un impianto di teleriscaldamento.

La quarta parte contiene l'analisi effettuata sul territorio, con contributo attivo dell'Ente IPLA, dell'ENEA e dell'ENR, i quali hanno collaborato per fornire i dati aggiornati e più possibile attendibili per l'area presa in considerazione (subarea Ovest-Ticino). In questo capito s'identifica la quantità di biomassa disponibile per un possibile uso energetico e la sua trasformazione in energia utilizzabile in base al rendimento della centrale di cogenerazione selezionata.

La quinta ed ultima parte raccoglie i risultati dell'analisi nel contesto della città di Trecate elaborando un progetto di teleriscaldamento, mediante una centrale cogenerativa. Sono stati in seguito selezionati, attraverso opportuni calcoli di rendimento e confronto, alcuni edifici pubblici che richiedono una riqualificazione ed infine è stata effettuata un analisi dei costi comunali per l'approvvigionamento energetico e valutato se un eventuale centrale a biomassa agricola consentisse un effettivo risparmio economico oltre che i benefici nell'ambito delle tematiche ambientali.

Relatori: Guglielmina Mutani, Franco Gottero, Maurizio Gualtieri
Soggetti: O Opere generali > OF Normativa
S Scienze e Scienze Applicate > SE Ecologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4022
Capitoli:

INTRODUZIONE

1- UNO SVILUPPO SOSTENIBILE PER IL TERRITORIO

1.1 Uno sviluppo sostenibile per il territorio

1.1.1 Introduzione al concetto di sviluppo sostenibile

1.1.2 Sviluppo sostenibile connesso alle risorse del territorio

1.1.3 Sviluppo sostenibile a scala urbana

1.2 Quadro di riferimento dello sviluppo energetico

1.2.1 Contesto energetico

1.2.2 Problema energetico italiano

1.2.3 Pianificazione energetica regionale

2- POLITICHE TERRITORIALI

2.1 Le principali tappe dello sviluppo sostenibile

2.2 Normative comunitarie per lo sviluppo di energia da fonti rinnovabili

2.2.1 Direttiva 2001/77/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio

2.2.2 Direttiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio

2.2.3 Direttiva 2012/27/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio

2.3 Politiche di sensibilizzazione delle autorità locali

2.3.1 Il patto dei sindaci

2.4 Piano d'azione nazionale per le fonti rinnovabili

2.4.1 La normativa ambientale per la realizzazione degli impianti

2.4.2 Le misure di sostegno

2.5 Gli strumenti e le politiche territoriali regionali piemontesi

2.5.1 La pianificazione territoriale e il PTP

2.5.2 Esempi di adeguamenti regionali inerenti a tematiche energetico – ambientali

3 - LE FONTI RINNOVABILI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA

3.1 Le fonti energetiche rinnovabili

3.1.1 Energia eolica

3.1.2 Energia fotovoltaica

3.1.3 Energia da biomasse

3.1.4 Energia idroelettrica

3.1.5 Energia geotermica

3.2 La biomassa

3.2.1 Settori di provenienza

-Il settore forestale

-Il settore agricolo

-Il settore zootecnico

-I rifiuti urbani

3.2.2 Caratteristiche della biomassa e relativi processi di trasformazione

3.2.3 I vantaggi della biomassa ed aspetti critici

3.3 La cogenerazione

3.3.1 Vantaggi e limiti della cogenerazione

3.3.2 Le tecnologie di cogenerazione

3.4 Il teleriscaldamento

3.4.1 I principali pre-requisiti di fattibilità di un impianto

3.4.2 Rete di distribuzione

3.4.3 I vantaggi del teleriscaldamento

4-VALUTAZIONE DEL POTENZIALE ENERGETICO PRODUCIBILE DA BIOMASSA AGRICOLA

4.1 Inquadramento dell'area di studio

4.1.1 Stato di fatto del territorio

4.1.1 Pendenza del territorio

4.1.2 Accessibilità

4.1.3 Usi del suolo

-Mosaicatura del PRG

-Carta copertura ed uso del suolo

-Piano Forestale Territoriale (PFT)

4.2 Disponibilità di biomassa

4.2.1 Disponibilità potenziale di biomassa proveniente dal settore agricolo

4.2.2 Disponibilità effettiva di biomassa stimata

4.3 La conversione energetica della biomassa

4.3.1 Potere calorifero inferiore (PCI)

4.3.2 Il PCI dei principali residui delle colture arboree ed erbacee

4.3.3 Rendimento impianto

4.3.4 Energia producibile

4.4 La valorizzazione della potenzialità complessiva

5 - UTILIZZO DELLA BIOMASSA AGRICOLA NEL COMUNE DI TRECATE

5.1 Esigenze a cui risponde l'iniziativa proposta

5.2 Piano d'azione per l'energia sostenibile (PAES) del Comune di Trecate

5.2.1 Valori di riferimento del Comune di Trecate

5.2.2 I consumi energetici comunali

5.2.3 Produzione locale di energia da fonti rinnovabili

5.2.4 Le azioni del PAES

5.3 Progetto di teleriscaldamento a biomassa da scarti agricoli

5.3.1 Analisi degli edifici pubblici presi in considerazione per il teleriscaldamento

5.4 Presentazione dei risultati

5.5 Stima dei costi di funzionamento

5.5.1 Sostenibilità economica

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

SITOG RAFIA

Bibliografia:

-ARSIA, Le colture dedicate ad uso energetico: il progetto Bioenergy Farm, Firenze, LCD srl, 2004.

-Bartolazzi Andrea, Le energie rinnovabili: energia eolica, energia solare fotovoltaica, energia solare termodinamica, energia da biomasse, energia idroelettrica, Milano, HOEPLI, 2005.

-BP, BP Statistica! Review of World Energy 2014, London, BP p.l.c., 2014.

-Bruntland, G.H., Il futuro di noi tutti, Rapporto della Commissione Mondiale per l'Ambiente e lo Sviluppo, Milano, Bompiani, 1988.

-Cagliero Giorgio, "Fonti rinnovabili: geotermia, biomasse, rifiuti", Vol.2 di Meccanica, macchine ed energia, Zanichelli, 2012.

-Cencini Carlo, Economia, ambiente e sviluppo sostenibile, Patron, Bologna, 1999.

-Città di Torino, Piano d'Azione per l'energia sostenibile, TAPE Turin Action Pian for Energy, Torino, 2009.

-Coiante Domenico, Le nuove fonti di energia rinnovabile: tecnologie, costi e prospettive, Agnelli, Milano, 2004.

-Comune di Trecate, Piano d'Azione per l'Energia Sostenibile, EUROPROGETTI s.r.l., 2014

-Corbella Lorenzo, Il progetto ENCROP: promuovere la produzione e l'utilizzo di biomassa da colture energetiche, ETAFLORENCE, Firenze, 2010.

-Corrado Clini, “Principali contenuti del Piano di Attuazione approvato dal Vertice di Johannesburg”, a cura del Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, 2002.

-Cundari Gabriella, Ambiente e territorio. Lo sviluppo sostenibile dalla teoria alla realtà, Torino, Giappichelli Editore, 1998.

-Del Duro Renzo Mario, Dalla cogenerazione alla trigenerazione. Come ridurre la dipendenza energetica dell'Italia, FrancoAngeli Edizioni, Milano, 2014

-Dichiarazione di Johannesburg sullo Sviluppo Sostenibile, 2002, in materia di "Sviluppo Sostenibile".

-Dichiarazione di Rio sull'Ambiente e lo Sviluppo, 1992, in materia di "Ambiente e Sviluppo".

-Dichiarazione di Stoccolma, 1972, in materia di "su L'Ambiente Umano".

-Dir. 27 settembre 2001, n. 77, in materia di "Promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità".

-Dir. 25 ottobre 2012, n. 27, in materia di "efficienza energetica, che modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE".

-D. Leg. 29 dicembre 2003, n. 387, in materia di "Attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità".

-Duvia A., Gaia. M., Cogenerazione a biomassa mediante Turbogeneratori ORC Turboden: tecnologia, efficienza, esperienze pratiche ed economia, Milano, Turboden S.r.l., 2004.

-ENAMA, Biomasse ed Energia, 2011.

-ENAMA, Studio progetto biomasse Enama - Stato dell'arte degli impianti di produzione di energia da biomasse, 2012.

-ENEA, 2012 Rapporto annuale efficienza energetica, 2013.

-ENEA, Censimento potenziale energetico biomasse, metodo indagine, atlante Biomasse su WEB-GIS, 2009.

-ENEA, Le tecnologie innovative ed efficienti nei sistemi di generazione in assetto co-trigenerativo e nei sistemi integrati con unità a pompa di calore nelle applicazioni industriali e del terziario, 2009.

-ENEA, Ricerca di Sistema elettrico. Studio e caratterizzazione di reti termiche distribuite, 2013.

-ENEA, Rilievo indici di relazione tra produzioni agricole e biomassa residuale associata, analisi del mercato della biomassa residuale nelle province delle regioni: Valle d'Aosta, Piemonte, Liguria, Lombardia, Trentino Alto Adige, Toscana, Lazio, 2009.

-Fusco Girard Luigi, "La città, tra conflitto, contraddizione e progetto", ACE, Vol. 1 (2006), pp. 46-59. GSE, Rapporto Statistico Impianti a fonti rinnovabili, 2012.

-GSE, Regolazione regionale della generazione elettrica da fonti rinnovabili, 2013.

-GSE, Descrizione e Schemi degli impianti da fonte rinnovabile, 2007.

-IPLA, 2014 Il Modello BRUSA, 2014.

-ISTAT, 6° Censimento Generale dell'Agricoltura, 2010.

-Kühtz Silvana, Energia e sviluppo sostenibile. Politiche e tecnologie, Catanzaro, Rubbettino Editore, 2005.

-Lafratta Pietro, Strumenti innovativi per lo Sviluppo Sostenibile, Milano, FrancoAngeli, 2004, pp.59.

-Lanza Alessandro, Lo sviluppo sostenibile, Il Mulino, Bologna, 1997.

-Patrignani Carlo, Bonardi Giancarlo (a cura di), Energie alternative e rinnovabili, Milano, IPSOA INDICITALIA, 2010

-Petroncelli Elvira, Pianificazione territoriale. Principi e fondamenti, Napoli, Liquori Editori, 2005.

-Piano Nazionale per lo Sviluppo Sostenibile in attuazione dell'Agenda 21, 28 dicembre 1993, approvato dal CIPE.

-Progetto ENCROP, Manuale - Produzione ed utilizzo di biomasse Ugno cellulosiche da colture dedicate, Firenze, Etaflorence, 2010.

-Ranghieri F., "Indicatori ambientali e sviluppo sostenibile", Maria Chiara Zerbi e Federica Fiore, Sviluppo sostenibile e risorse del territorio, Torino, Giappichelli Editore, 2009.

-Regione Piemonte, Il nuovo Piano territoriale regionale, 2011.

-Regione Piemonte, L'energia del legno - Nozioni, concetti e numeri di base, 2004.

-Regione Piemonte, Relazione programmatica sull'Energia, 2009.

Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)