Energia dal legno - ancora più efficiente e ancora più pulita

Non tutto il legno è uguale, anche per quanto riguarda la combustione del legno. In Svizzera ci sono più di mezzo milione di stufe a legna, la maggior parte delle quali sono caminetti o stufe in maiolica. Forniscono un accogliente calore nella stanza, ma la maggior parte delle persone non li percepisce come dispositivi che generano energia. Al contrario, alcune decine di migliaia di caldaie a legna, forni a pellet e a cippato e qualche decina di grandi centrali a legna sono veramente su misura per la produzione di energia. In questo settore della produzione professionale di energia - da poche a diverse migliaia di kW di potenza - è in corso un processo di rinnovamento continuo verso impianti ancora più efficienti e ancora meno inquinanti.

Un bouquet di innovazioni

Il Wood Energy Symposium a metà settembre ha dimostrato vividamente questo processo di innovazione a circa 150 partecipanti. Durante mezza giornata, ricercatori e rappresentanti dell'industria hanno presentato dei concetti, alcuni dei quali si sono già dimostrati sul mercato. Michael Strassl (ETA Heiztechnik, Hofkirchen/A) ha presentato una nuova serie di caldaie a cippato nella gamma di potenza inferiore (da 20 a 80 kW), che raggiungono un basso livello di inquinanti grazie a un filtro elettrostatico integrato per le particelle, e questo anche nella fase di accensione e di spegnimento del braciere. Il dispositivo, di cui 1000 unità sono già state consegnate dal 2016, è rivolto principalmente ai proprietari di foreste che vogliono bruciare la propria legna. Basse emissioni da combustibili ricchi di ceneri sono anche l'obiettivo del nuovo tipo di sistema di cottura a griglia a vite presentato dal dottor Gabriel Barroso (Università di Scienze Applicate e Arti di Lucerna) per un team di progetto svizzero-austriaco-svedese con la società Schmid AG energy solutions come partner industriale. In un progetto di ricerca del Dr. Mohammad Aleysa (Fraunhofer Institute for Building Physics, Stoccarda), lo stesso obiettivo viene raggiunto con inserti di ceramica e metallo nella camera di combustione.

Il sistema chiamato 'Neviro', che Rupert Kaindl (Kaindl Feuerungstechnik GmbH, Lachen/SZ) ha sviluppato insieme alla società OekoSolve AG (Mels-Plons/SG), è tutto per una migliore resa energetica. Qui, i gas di scarico caldi sono usati per asciugare i combustibili di legno umidi prima che entrino nel forno. Il legno con un contenuto di umidità relativamente alto è anche il combustibile utilizzato per alimentare il nuovo impianto di cogenerazione a legna di Puidoux/VD. Sono proprio queste le caratteristiche che i clienti del comune di Puidoux volevano per poter utilizzare il legno locale. L'impianto da 4,5 MW può generare non solo calore, ma anche una quantità relativamente grande di elettricità, quest'ultima grazie alla combinazione di una centrale termica ed elettrica combinata e una turbina ORC, come ha riferito il Dr. Giulio Caimi (Romande Energie Services SA, Morges/VD). Altre innovazioni al Wood Energy Symposium sono stati i sistemi di accumulo di calore molto efficienti che utilizzano mezzi di accumulo speciali e un metodo per determinare il contenuto energetico del cippato (cfr. articolo tecnico dell'UFE "Soviel Energie steckt in Hackschnitzeln", disponibile su www.bfe.admin.ch/CT/biomasse).

Utilizzare l'energia del legno e altre biomasse per il calore di processo

Ma a cosa serve effettivamente l'energia del legno in Svizzera? O meglio: qual è il miglior uso dell'energia derivata dal legno come fonte di energia sostenibile? Questa questione strategica è stata affrontata nel suo discorso chiave dal Prof. Hanspeter Eicher, co-fondatore e presidente del consiglio di amministrazione della società di pianificazione eicher+pauli AG. Eicher stima il fabbisogno termico svizzero a lungo termine per il riscaldamento degli ambienti (circa 35 °C), l'acqua calda (fino a 60 °C) e il calore di processo (fino a 1000 °C) a 60-70 TWh all'anno, cifra che tiene già conto del grande potenziale di risparmio nel settore del riscaldamento degli ambienti e dell'ulteriore aumento delle aree di riferimento energetico.

Per ragioni di efficienza, Eicher ha sostenuto che l'energia del legno e la restante biomassa o le fonti di energia da essa derivate dovrebbero essere usate solo a lungo termine per generare riscaldamento degli spazi dove non sono disponibili localmente altre fonti di energia, come il calore dalle acque sotterranee, dai laghi e dai fiumi, il calore residuo dagli impianti di incenerimento dei rifiuti o dal trattamento delle acque reflue. Il legno e la biomassa sono le uniche fonti di energia rinnovabile che possono essere utilizzate per fornire calore ai processi industriali tutto l'anno, ha detto Eicher, mostrando esempi reali di impianti presso Coop, Migros e Oberland Energie AG a Wimmis. "Circa la metà del legno che è attualmente usato per generare calore nelle reti di teleriscaldamento dovrebbe in futuro essere usato per generare calore di processo fino a 300 °C o convertito in elettricità attraverso impianti di cogenerazione", ha chiesto Eicher. Se l'energia del legno e altre biomasse utilizzabili in modo sostenibile fossero usate in modo coerente per fornire calore di processo, l'attuale domanda nazionale di calore di processo (26 TWh/a) potrebbe essere coperta da circa 80%. Questa considerazione strategica di Eicher ha incontrato l'opposizione alla conferenza di Zurigo di Andreas Keel, amministratore delegato di Holzenergie Schweiz. Ci sono 250.000 proprietari di foreste in Svizzera, ha sottolineato Keel, e molti di loro vogliono produrre calore dalle loro foreste.

Riduzione delle sostanze inquinanti per i piccoli impianti

Al Simposio sull'energia del legno, non è stata messa in dubbio la grande importanza del legno, la seconda fonte di energia rinnovabile più importante in Svizzera dopo l'acqua. La strategia energetica 2050 del Consiglio federale prevede il pieno utilizzo del potenziale interno, ha detto Christoph Plattner, che fino a poco tempo fa era responsabile della strategia energetica presso l'Ufficio federale dell'energia. L'energia del legno continuerà a guadagnare importanza e "ha buone prospettive per il futuro", come ha detto Plattner.

L'esperto di energia ha sottolineato che l'espansione dell'energia del legno deve avvenire "senza ulteriore inquinamento". In effetti, il settore dell'energia del legno è confrontato con i requisiti legali per ridurre ulteriormente l'emissione di inquinanti solidi e gassosi. A Zurigo, il Dr. Beat Müller dell'Ufficio federale dell'ambiente ha presentato l'Ordinanza sulla lotta contro l'inquinamento atmosferico (LRV), in vigore da giugno 2018, che in particolare inasprisce i requisiti per i forni più piccoli (sotto i 70 kW) (compresi limiti inferiori, ispezioni visive e misurazioni periodiche). "I cantoni sono ora sfidati con l'applicazione", ha detto Müller. Allo stesso tempo, ha annunciato norme più ampie a beneficio delle persone e dell'ambiente: "Non abbiamo ancora raggiunto il nostro obiettivo per quanto riguarda i fuochi di legna. L'ultima revisione significa un grande passo avanti per i piccoli apparecchi a legna. Seguiranno sicuramente altri passi".

Nuovo tentativo di smaltimento delle ceneri

L'industria è anche sfidata nello smaltimento delle ceneri. Gli impianti di cottura a legna in Svizzera sono stati responsabili di 75.000 tonnellate di cenere di legno nel 2016. Dall'inizio del 2016, l'ordinanza sulla prevenzione e lo smaltimento dei rifiuti (VVEA) descrive come questi possono essere smaltiti correttamente. All'epoca, l'ordinanza ha portato a notevoli problemi di applicazione. Una revisione si è resa necessaria poco dopo la sua entrata in vigore. Il Consiglio federale ha approvato la revisione della VVEA nel settembre 2018. Una "soluzione praticabile" è ora sul tavolo, ha detto Andreas Keel di Holzenergie Schweiz. Allo stesso tempo, ha fornito informazioni sul progetto HARVE, che svilupperà non solo soluzioni regionali di smaltimento ma anche nuovi modi di riciclare la cenere di legno entro il 2020.

La documentazione della conferenza del Simposio sull'energia del legno 2018 sostenuto dall'Ufficio federale dell'energia è disponibile sul sito: www.holzenergie-symposium.ch

Per ulteriori documenti tecnici su progetti di ricerca, pilota, dimostrativi e lighthouse nel campo dell'energia del legno/bioenergia, si prega di visitare www.bfe.admin.ch/CT/biomasse

Progettare correttamente le reti di riscaldamento:

L'energia del legno è una forma popolare di energia per alimentare le reti di riscaldamento. Thomas Nussbaumer (organizzatore del Wood Energy Symposium, proprietario dello studio di ingegneria Verenum e professore all'Università di Scienze Applicate e Arti di Lucerna) ha presentato a Zurigo lo strumento basato su EXCEL THENA (per: Thermal Network Analysis) per la pianificazione e la valutazione di reti di teleriscaldamento con fino a 400 sottoreti. Secondo Nussbaumer, una regola fondamentale è che per costruire reti di riscaldamento in modo economico, si dovrebbe scegliere il diametro più piccolo possibile per ogni sezione. (BV)