01-origine-della-biomassa by biesse solution

ORIGINE DELLA ORIGINE DELLA BIOMASSA IOMASSA

DEFINIZIONE DI BIOMASSA Biomassa è un termine che riunisce una grande quantità di g materiali di natura estremamente eterogenea. La legislazione italiana, attraverso il D.lgs 29 dicembre 2003, n.387, definisce le biomasse come: “la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali ed animali) e dall agricoltura (comprendente sostanze vegetali ed animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali ed urbani”. g

DEFINIZIONE DI BIOMASSA In forma generale, si può dire che è biomassa tutto ciò che ha f l òd h èb ò h h matrice organica, con esclusione delle plastiche e dei materiali fossili che pur rientrando nella chimica del carbonio non hanno fossili, che, pur rientrando nella chimica del carbonio, non hanno nulla a che vedere con la caratterizzazione dei materiali organici di interesse in questa trattazione. q In termini scientifici, la parola biomasse include ogni tipo di materiale di origine biologica, quindi legato alla chimica del i l di i i bi l i i di l ll hi i d l carbonio, che deriva direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana dalla fotosintesi clorofilliana.

DEFINIZIONE DI BIOMASSA La biomassa può essere considerata come Fonte di Energia La biomassa può essere considerata come Fonte di Energia Rinnovabile (F.E.R.) poiché il suo tempo di riproduzione è p g paragonabile a quello del suo consumo; per questo volendo far q ;p q coincidere la biomassa con il concetto di rinnovabilità, è necessario escludere tutte le biomasse fossilizzate e relativi derivati in quanto i tempi di ricostituzione quanto i tempi di ricostituzione, milioni di anni, vanno oltre qualsiasi logica programmatoria q g p g o previsionale.

DEFINIZIONE DI BIOMASSA I principali costituenti delle biomasse sono carbonio, ossigeno ed idrogeno (in un rapporto ed idrogeno (in un rapporto rispettivamente del 50%, 43% e 6%) e tracce di elementi minerali 6%) e tracce di elementi minerali come azoto, potassio, fosforo e zolfo; i componenti organici predominanti sono la cellulosa, l’emicellulosa o polimeri carboidrati e la lignina il cui ruolo carboidrati e la lignina, il cui ruolo è quello di agire da collante tra le fibre cellulose.

ORIGINE DELLA BIOMASSA BIOMASSA

RESIDUI ORGANICI

FORESTALI

AGRICOLI

INDUSTRIALI

COLTURE ENERGETICHE RIFIUTI URBANI

DA ALLEVAMENTO

ERBACEE ARBOREE

BIOMASSA DERIVANTE DAI RESIDUI ORGANICI Per sua natura la biomassa è una risorsa distribuita sul territorio che P t l bi è i di t ib it l t it i h in parte è già disponibile in quanto costituita da residui dell’attività primaria e secondaria di vario tipo e dall’altra primaria e secondaria di vario tipo e dall altra, invece, è prodotta da invece è prodotta da specifiche attività di coltivazione su terreni dedicati. Per quanto riguarda i prodotti costituenti i residui organici essi possono essere riuniti in 5 sottogruppi : p g pp FORESTALI AGRICOLI INDUSTRIALI RIFIUTI URBANI DA ALLEVAMENTO DA ALLEVAMENTO

BIOMASSE DI ORIGINE FORESTALE Secondo ll’Inventario Secondo Inventario Forestale Nazionale Forestale Nazionale (IFN) il tasso di utilizzazione sulla superficie boschiva è di circa m3/ha/anno mentre l’accrescimento risulta, sempre secondo l’inventario, di oltre 3 m3/ha/anno. L’accrescimento della massa legnosa non è sempre un dato positivo poiché, spesso, è il sempre un dato positivo poiché, spesso, è il risultato di un abbandono del bosco, il quale diventa soggetto in misura maggiore ad incendi e malattie e in molti casi non è più in grado di svolgere l’importante funzione stabilizzante dei versanti funzione stabilizzante dei versanti.

BIOMASSE DI ORIGINE FORESTALE I regolari tagli di maturità, accompagnati da interventi colturali come le ripuliture, i diradamenti e, in alcune realtà, le potature, risultano fondamentali per accompagnare lo sviluppo e la crescita risultano fondamentali per accompagnare lo sviluppo e la crescita forestale ed evitare eventi distruttivi, tipo incendi ed epidemie che, alterando la funzionalità degli ecosistemi forestali, riducono la , g , capacità dei boschi di assimilare carbonio. Questi maggiori interventi presuppongono naturalmente una maggiore rete di infrastrutture (viabilità forestale), la cui carenza è attualmente una delle cause di un mancato sviluppo delle utilizzazioni boschive stesse utilizzazioni boschive stesse.

BIOMASSE DI ORIGINE FORESTALE Attualmente la quantità di legname utilizzabile annualmente può Attualmente la quantità di legname utilizzabile annualmente può essere quantificata in 25 milioni di m3 . Di questo potenziale, una p parte (circa 10 Mm3) è destinata, per le sue caratteristiche ( ) ,p tecnologiche, a legname da lavoro; dalla lavorazione di tale legname è possibile però ottenere almeno il 30% di materiale destinabile ad uso energetico costituito da: • RESIDUI DELLA PRIMA LAVORAZIONE DEL LEGNO: ‐ segatura, corteccia, trucioli, refili, intestature e altro; segatura corteccia trucioli refili intestature e altro;

BIOMASSE DI ORIGINE FORESTALE • RESIDUI DELLA SECONDA LAVORAZIONE DEL LEGNO ‐ segatura, trucioli, refili e altro, derivanti dalla produzione di mobili, imballaggi (pallets e cassettame), infissi, pali/travi/strutture lignee compensati impiallacciati ecc ; lignee, compensati, impiallacciati, ecc.; • RESIDUI DELL'INDUSTRIA DELLA CARTA Cortecce, refili, pulper; ‐ Cortecce, refili, pulper; • LEGNO RICICLATO ‐ imballaggi (pallets e cassettame), demolizioni e dismissioni (pali/travi, infissi, mobili, compensati, altro).

BIOMASSE DI ORIGINE FORESTALE In termini quantitativi, la destinazione d In termini quantitativi la destinazione d’uso uso del totale del legname del totale del legname può essere così suddivisa: 3,932 Mm3/anno è utilizzato come legname da lavoro mentre 5,977 Mm3/anno vengono utilizzati come legna per , / g g p combustibili. In totale, quindi, il materiale di origine forestale che potenzialmente può essere destinato esclusivamente ad uso energetico è di circa 7,2 Mm3/anno. L’equivalente energetico, / assumendo che 1 m3 è pari a 0,6 t, è di circa 4 Mtep/anno.

Residui agricoli Comprendono l’insieme dei sottoprodotti derivanti dalla C d l’i i d i d id i i d ll coltivazione di colture, generalmente a scopo alimentare, altrimenti non utilizzabili o con impieghi alternativi marginali non utilizzabili o con impieghi alternativi marginali.

Vantaggi • Alta reperibilità • Costi irrisori • Integrazione del reddito g • Alta quantità disponibile • Molte varietà utilizzabili

Residui agricoli La problematica più critica nell La problematica più critica nell’ambito ambito dei residui agricoli è la loro dei residui agricoli è la loro raccolta organizzata, che non appare proponibile in aziende di p piccole dimensioni perché il basso valore del prodotto non giustifica p p g il costo d’acquisto delle macchine di raccolta.

Residui agricoli q g p g , p Per quanto riguarda la paglia di cereali, di cui vi è ampia disponibilità sul territorio nazionale, il 40‐45% è destinata ad usi zootecnici, utilizzandola come lettiera per i bovini. Una quota l d l marginale di paglia viene reinterrata , in quanto fonte di sostanza organica per il suolo agrario La parte rimanente è suolo agrario. La parte rimanente è frequentemente bruciata in p campo con l’effetto di sterilizzare la parte superficiale del terreno e lasciare comunque sul terreno la cenere.

Residui agricoli Anche per le potature della vite (sarmenti), dell Anche per le potature della vite (sarmenti), dell’olivo olivo e degli alberi da e degli alberi da frutto (legno e frasche) si pone il problema dell’eliminazione di tale materiale dai filari: questo viene infatti generalmente raccolto e portato a bordo campo per poi essere bruciato o utilizzare la parte costituita da materiale legnoso come legna da ardere. Il i t Il reinterro di di una quota parte delle potature è operato, generalmente, t t d ll t t è t l t da trinciatrici che sminuzzano le biomasse e le mescolano con la parte superficiale del terreno. superficiale del terreno. Recenti stime riportano i valori dei quantitativi di biomasse residuali agricole, distinguendoli in disponibilità potenziale e disponibilità effettiva; tale distinzione viene fatta poiché solo una parte di tali residui è destinata ad impieghi energetici, come accennato sopra, e ciò è valido solo per alcune specie vegetali ciò è valido solo per alcune specie vegetali.

Produzione media di residui (t/ha) ed il rapporto residuo p prodotto sul territorio nazionale delle principali colture agricole p p g

Superfici coltivate ad olivo, vite e frutteti in Italia

Residui agricoli Considerando quindi che sul territorio italiano circa 1.100.000 ettari d d d h l l sono destinati a uliveto, teoricamente sarebbe possibile ottenere circa 1 870 000 tonnellate di biomassa con un’umidità circa 1.870.000 tonnellate di biomassa con un umidità compresa tra compresa tra il 40% ed il 50%. Pertanto il recupero energetico delle potature di olivo rappresenta un settore importante sia in considerazione del pp p rispetto degli obiettivi previsti dal Protocollo di Kyoto, sia in considerazione della necessità da parte dell’Italia di ridurre la di dipendenza dai combustibili fossili. d d i b ibili f ili

Residui Industriali Gli scarti derivanti dalle attività agro‐industriali sono così schematizzabili: • INDUSTRIA OLEARIA ‐ sanse vergini, sanse esauste, acque di vegetazione; g , , q g ; • INDUSTRIA BEVANDE ALCOLICHE ‐ vinacce fresche, vinacce esauste, borlande di distilleria; • INDUSTRIA RISIERA ‐ pula, lolla, ecc; • INDUSTRIA CONSERVIERA • INDUSTRIA CONSERVIERA ‐ noccioli di frutta fresca, gusci di frutta secca, semi e bucce di frutta e di ortaggi. gg

ResiduiÂ Industriali

BIOMASSE DERIVANTI DAI RIFIUTI SOLIDI URBANI (R S U ) URBANI (R.S.U.) La frazione biodegradabile dei rifiuti solidi urbani rappresenta una valida fonte da cui ricavare energia valida fonte da cui ricavare energia. La frazione umida dei rifiuti presenti nelle discariche in aree urbane e industriali e i depositi di liquami ootecnici, civili e industriali, e industriali e i depositi di liquami zootecnici, civili e industriali, fornisce attraverso processi biochimici un gas, chiamato biogas, costituito per il 50‐70% da metano e per la restante parte soprattutto da CO2 e avente un potere calorifico medio dell’ordine di 23000 KJ/Nm3. Si stima una produzione di reflui da allevamenti zootecnici di circa 140 milioni di t/anno mentre la frazione umida zootecnici di circa 140 milioni di t/anno, mentre la frazione umida dei rifiuti ammonta a circa 2 milioni di t/anno. Lo sfruttamento di impianti per l’estrazione del biogas da discariche ha attualmente un p p g potenziale di 8 Mtep/anno.

BIOMASSE DERIVANTI DAI RIFIUTI SOLIDI URBANI (R.S.U.) Relativamente alla sola componente secca dei rifiuti solidi urbani, ll’utilizzo utilizzo energetico, riguardante la produzione di energia elettrica energetico riguardante la produzione di energia elettrica ed eventualmente anche calore, ha un notevole potenziale. I rifiuti p possono essere bruciati in impianti di combustione appositamente p pp costruiti o più frequentemente, in impianti industriali, che bruciano contemporaneamente combustibili tradizionali e rifiuti. Il potenziale nel ll’utilizzo utilizzo della componente secca dei della componente secca dei rifiuti è stimato in 2 Mtep/anno.

BIOMASSE DERIVANTI DAI RIFIUTI SOLIDI URBANI (R.S.U.)

Residui Verde Urbano Interessanti sono anche le quantità, non indifferenti, di materiale Interessanti sono anche le quantità non indifferenti di materiale risultante dalle potature del verde urbano e stradale, delle siepi e dei filari campestri e delle ripuliture degli alvei fluviali, materiale p p g , che spesso viene portato in discarica dai Comuni stessi che effettuano l’intervento.

Comparto zootecnico Con il termine deiezioni zootecniche vengono definiti i prodotti di scarto (o reflui) di un allevamento, risultato della miscela di feci, uri‐ne, acqua, lettiera, peli, residui alimentari, ecc. Si parla invece di deiezioni tal quali o propriamente dette, quando ci si riferisce sola mente al sottoprodotto fisiologico degli animali ci si riferisce sola‐mente al sottoprodotto fisiologico degli animali (feci e urine). Le deiezioni zootecniche presentano una composizione estremamente variabile non solo in funzione p dell’origine (bovina, suina, avicola, ecc.), ma anche in funzione delle modalità di allevamento e di gestio‐ne. In particolare l’apporto di acqua e quindi, all’opposto, il contenu‐to in sostanza secca, gioca un d ll’ l ruolo determinante nella scelta della modalità di trattamento/smaltimento più idonea trattamento/smaltimento più idonea.

CompartoÂ zootecnico In figura viene illustrata la classificazione delle deiezioni zootecni che zootecniâ&#x20AC;?che sulla base del contenuto in sostanza secca.

Comparto zootecnico Le deiezioni zootecniche, ricadenti nella definizione di liquame, sono quelle che meglio si prestano allo sfruttamento energetico mediante di ti digestione anaerobica in quanto il loro contenuto di sostanza secca è bi i t il l t t di t è inferiore al 10‐12%. Il potenziale energetico dei liquami zootecnici è in diretto rapporto Il potenziale energetico dei liquami zootecnici è in diretto rapporto con il contenuto in sostanza organica. Infatti è proprio la sostanza organica che, attraverso il processo di fermentazione o di digestione anaerobica, dà luogo alla formazione di biogas, com‐bustibile ad alto potere calorifico.

Comparto zootecnico Come si evince dai dati riportati, è questo il caso dei liquami Come si evince dai dati riportati è questo il caso dei liquami bovini e suini, caratterizzati appunto da un elevato tenore di sostanza organica (o solidi volatili).

BIOMASSE DERIVANTI DA COLTURE DEDICATE LLa biomassa può essere prodotta da specifiche attività di coltivazione, su bi ò d tt d ifi h tti ità di lti i terreni dedicati; tale tipo di coltivazione, definita energetica, punta ll’attenzione attenzione su una serie di problematiche che riguardano il su una serie di problematiche che riguardano il miglioramento genetico, l’ottimizzazione del ciclo produttivo, la logistica, lo stoccaggio, i processi avanzati di conversione energetica, in modo tale da ottenere una biomassa avente caratteristiche h l energetiche ottimali e qualità specifiche di raccolta e di raccolta e immagazzinamento ideali.

BIOMASSE DERIVANTI DA COLTURE DEDICATE Tali colture, inoltre, determinano consistenti benefici ambientali dato , , che contribuiscono a ridurre l’erosione del suolo agricolo e il dilavamento dei nutrienti. Per di più le colture energetiche trovano valide alternative al surplus delle terre coltivate e danno lid l i l l d ll li d l’opportunità di utilizzare in modo economico le aree agricole abbandonate. abbandonate

BIOMASSE DERIVANTI DA COLTURE DEDICATE LLe colture lt d di t possono essere inoltre dedicate i lt suddivise ddi i i in trecategorie principali: 1. colture da biomassa lignocellulosica; 2. colture oleaginose; 3. colture alcoligene.

Colture da biomassa lignocellulosica Le colture lignocellulosiche comprendono specie erbacee o legnose caratterizzate dalla produzione di biomassa costituita da sostanze solide composte principalmente da lignina e/o cellulosa. / Queste col‐ture possono essere suddivise in tre gruppi: colture erbacee annuali colture erbacee poliennali e colture arboree erbacee annuali, colture erbacee poliennali e colture arboree. La trasformazione di tale biomassa in energia elettrica/termica avviene tramite: •Combustione diretta •Pirolisi •Gassificazione f

Robinia (Robinia pseudoacacia) Ha fusto eretto e slanciato alto fino a 20 m. Ha fusto eretto e slanciato alto fino a 20 m Le foglie sono caduche, alterne, imparipennate formate da 5‐12 paia di foglioline. I fiori con corolla bianca e papilionacea sono portati in grappoli penduli all’ascella delle foglie. I frutti sono legumi ll’ ll d ll f li I f tti l i schiacciati, coriacei, lisci e di color bruno. Originaria dell’America nord‐orientale (Monti Originaria dell America nord orientale (Monti Appalachi), è stata introdotta in Europa agli inizi del ‘600. E’ una specie rustica, frugale, in grado di colonizzare e migliorare il terreno attraverso la fissazione di azoto atmosferico.

Robinia (Robinia pseudoacacia) Caratterizzata da una notevole adattabilità pedo Caratterizzata da una notevole adattabilità pedo‐climatica climatica, nei nostri nei nostri climi può vegetare dal livello del mare fino ad oltre i 1000 m di quota. Predilige suoli liberi da calcare, sciolti e ben drenati, ma si adatta anche a quelli compatti. Nelle prime fasi di sviluppo può tollerare un certo grado di ombreggiamento, in seguito diviene spiccatamente eliofila. L’impianto prevede l’utilizza di semenzali di un anno a radice nuda. La messa a dimora viene effettuata con le comuni trapiantatrici forestali o messa a dimora viene effettuata con le comuni trapiantatrici forestali o per l’orticoltura. In quest’ultimo caso, il materiale deve essere sottoposto a potatura allo scopo di ridurre a 10 cm l’apparato epigeo e quello ipogeo.

Pioppo (Populus spp). Appartengono alla famiglia delle Appartengono alla famiglia delle Salicaceae che comprende i due generi Salix e Populus. Alberi di media grandezza (15‐20 m), hanno foglie alterne, semplici e caduche palminervie e di varia forma ( bt i (subtriangolare l nel P. nigra, palmato‐ lP i l t lobate nel P. alba). I fiori sono unisessuali e riuniti in amenti penduli; il frutto è una capsula che si apre a maturità.

Pioppo (Populus spp). Populus alba e P. nigra alba e P nigra sono specie indigene ed il loro areale comprende sono specie indigene ed il loro areale comprende l’Europa centro meridionale, Asia occidentale e Africa settentrionale; P. deltoides è originario dell’America del Nord tra le pianure centro occidentali e l’oceano Atlantico; P. x euramericana è un ibrido tra il P. nigra e il P. deltoides. I pioppi sono entità eliofile ed igrofile, necessitano di una temperatura media annua compresa tra gli 8 5 e i 17 °C media annua compresa tra gli 8,5 e i 17 C ee precipitazioni annue di almeno 700 mm, temono le siccità estive prolungate e vegetano bene su terreni non troppo tenaci e con pH compreso tra 5,5 e 7,5, mentre rifuggono da quelli troppo pesanti o sciolti. Per l’impianto si impiegano talee o astoni di un anno.

Miscanto (Miscanthus sinensis) Appartiene alla famiglia delle Graminacee. Questa pianta, originaria d l d del Sud‐Est dell’Asia, fu inizialmente d ll’ f l introdotta in Europa a scopo ornamentale ora viene impiegata ornamentale, ora viene impiegata anche per la produzione di biomassa. Si propaga facilmente per p p g p taglio dei rizomi.

Kenaf (Hibiscus cannabinus) Pianta erbacea annuale che appartiene alla famiglia delle Malvacacee. La specie cresce allo stato spontaneo in molti areali ll l l dell’Africa centrale in una fascia compresa tra 30° Nord e 30 tra 30 Nord e 30° Sud. Sud Per la produzione di energia, oltre agli p g g steli, può essere impiegata anche la biomassa residua di colture da seme.

Ginestra spp. (Spartium junceum) Il genere appartiene alla famiglia delle Leguminoe e comprende specie arbustive originarie del bacino del Mediterraneo. d lb d l d Tutta la parte aerea viene impiegata per Tutta la parte aerea viene impiegata per la produzione di biomassa.

Eucalipto spp. (Eucalyptus spp.) Appartiene alla famiglia delle Mirtacee; il genere Eucalyptus comprende numerose specie, tra queste l’E. camaldulensis l’ ld l e l’E. l’ globulus sono quelle più adatte al clima mediterraneo. mediterraneo Caratterizzate da un rapido p accrescimento sono spesso impiegate negli impianti a “short rotation system” per la produzione di biomassa. l d i di bi

Carciofo (Cynara scolonymus) Appartiene alla famiglia delle Asteracee ed è una pianta erbacea perennante. Originaria del bacino del Mediterraneo, è d lb d l d è coltivata soprattutto in Europa e in minima parte in Asia America ed Africa minima parte in Asia, America ed Africa. Tutta la parte aerea viene utilizzata per la p p produzione di bioenergia. Si propaga trapiantando i germogli (carducci).

Canna palustre (Arundo donax) Pianta perennante che appartiene alla famiglia delle Graminacee. Cresce in terreni paludosi, acquitrinosi e incolti l d l delle zone temperate, tropicali e subtropicali. subtropicali La raccolta, di tutta la porzione epigea, p pg si effettua in autunno, periodo in cui si ha il maggior contenuto in sostanza secca. Si propaga Si per seme e per rizomi.

Bamboo spp. Appartengono alla famiglia delle Graminacee e il loro habitat naturale coincide con la fascia compresa tra i 40° d l f latitudine Nord e Sud, Europa esclusa. Attualmente solo una piccola parte della biomassa totale viene destinata alla produzione di legna da ardere, pur essendo caratterizzato da un elevato potere calorifico. l ifi

Canapa (Cannabis sativa) Pianta annuale a ciclo primaverile‐estivo, Pi l i l i il i appartiene alla famiglia delle Cannabacee. Cannabacee E’ originaria dell’Asia orientale dove la sua coltivazione è ancora piuttosto sviluppata (Cina e Korea del Nord) nonostante il generale stato di declino che interessa la coltura. h i t l lt Per la produzione di bioenergia viene usata la parte aerea usata la parte aerea.

Scagliola arundinacea Appartenente alla famiglia delle A ll f i li d ll Graminacee. Cresce frequentemente in prossimità de corsi d’acqua e nei prati dell’emisfero settentrionale. La raccolta (parte epigea) può essere effettuata in estate o in primavera, in quest’ultimo caso il i i t’ lti il contenuto d’acqua d acqua è più basso. Viene propagata sia è più basso Viene propagata sia per via gamica che agamica.

Salice spp. Appartenente alla famiglia delle Salicacee, il genere Salix comprende numerose specie arbustive ed arboree impiegate nella filiera arbustive ed arboree impiegate nella filiera della biomassa. Si propagano per talea e, grazie a recenti studi, con la micropropagazione. Il salice ò ff d à può offrire una certa produzione già a partire dal terzo anno di impianto.

Rosin weed (Silphium perfoliatum) Appartiene alla famiglia delle Composite ed è originaria del Nord America. Si adatta facilmente alle diverse situazioni adatta facilmente alle diverse situazioni climatiche resistendo anche ad inverni g molto rigidi. Tutta la porzione epigea della pianta può l d d essere impiegata per la produzione di biomassa. La forma di propagazione più diffusa è quella gamica diffusa è quella gamica.

Colture oleaginose

Le colture oleaginose e le colture alcoligene si differenziano dalle colture finora trattate poiché direttamente il l fi i hé non forniscono f i di biocom‐bustibile, bensì la materia prima da cui ricavare lo stesso biochimiche attraverso trasformazioni chimiche e biochimiche. Tra le colture oleaginose vanno annoverate molte specie, diffuse su scala mondiale, sia arboree (la palma da cocco), sia erbacee (il giraso‐le, il colza e la soia). In linea generale le colture oleaginose producono semi caratterizzati d un elevato l i oli: li nell girasole i l il contenuto in i olili è in i da contenuto in media del 48% con punte del 55% mentre nella colza è in media del 41% con picchi del 50%. 50% I semi di soia presentano delle concentrazio‐ni inferiori comprese, in media, tra il 18 e il 21%; per tale motivo, ai fini della destinazione energetica, questa coltura risulta spesso sfavo‐rita rispetto alle precedenti.

ColtureÂ oleaginose

Colture oleaginose Gli oli grezzi ottenuti dalle colture oleaginose sono caratterizzati da g g un elevato potere calorifico inferiore (in media di 9.400 kcal/kg), per cui possono essere utilizzati come biocarburanti, in sostituzione del gasolio, per la produzione di energia termica ed elettrica e in cogene‐razione. La loro conversione in biodiesel ne consente ll’impiego impiego anche per l anche per l’autotrazione autotrazione. Le rese colturali in termini di disponibilità di biocarburante per ettaro sono riportate nella tabella seguente. p g

Soia (Glycine max)

Pianta annuale cespugliosa con fusto eretto, più o meno ramificato, alto 90‐130 cm, pubescente e con internodi lunghi 5‐8 cm. Vi sono tre tipi di foglie cotiledonari primarie sono tre tipi di foglie: cotiledonari; primarie, ovali e opposte, inserite al primo nodo; trifogliate, dislocate lungo il fusto e sulle trifogliate, dislocate lungo il fusto e sulle ramificazioni. I fiori sono bianchi o purpurei e riuniti in gruppi di 20‐35 in racemi ascellari. I baccelli, pubescenti, sono piccoli, diritti o leggermente ricurvi; contengono da 1 a 5 semi e tendono ad ricurvi; contengono da 1 a 5 semi e tendono ad aprirsi una volta giunti a maturazione. La radice principale è fittonante con numerose radice principale è fittonante con numerose radici secondarie.

Soia (Glycine max) Ha origine in Cina (Manciuria); poi diffusa negli USA agli inizi del 1800 e Ha origine in Cina (Manciuria); poi diffusa negli USA agli inizi del 1800 e in seguito in Europa. Oggi è coltivata in diverse regioni italiane, principalmente in area padana. La soia è una pianta brevidiurna, molto sensibile al fotoperiodo che spesso limita l’adattabilità di questa specie; la temperatura minima di li it l’ d tt bilità di t i l t t i i di accrescimento è di 4‐5°C. Risulta suscettibile agli eccessi idrici durante le fasi di germinazione‐emergenza mentre è sensibile alla carenza le fasi di germinazione emergenza, mentre è sensibile alla carenza idrica durante la fioritura e lo sviluppo dei baccelli. Si adatta facilmente a diversi tipi di terreno anche se poveri e poco fertili, il pH ottimale varia da 6 a 6,5 e tollera la salinità.

Colza (Brassica napus var. oleifera) Pianta annuale con fusto eretto e ramificato Pianta annuale con fusto eretto e ramificato alto fino a 150 cm. Le foglie inferiori sono lirate, le superiori sono di ridotte dimensioni, intere, sessili e più o meno amplessicauli. I fiori con 4 petali gialli, raramente bianchi, sono riuniti in una infiorescenza a grappolo e presentano i fi l t fioritura scalare. Il frutto è una siliqua formata da due carpelli separati da un falso setto sul da due carpelli, separati da un falso setto sul quale sono inseriti i semi rotondeggianti, lisci e di color bruno‐rossastro. La radice è fittonante.

Colza (Brassica napus var. oleifera) Ha origine in Europa e Nord Africa; attualmente le zone di maggior Ha origine in Europa e Nord Africa; attualmente le zone di maggior coltivazione sono localizzate in India, Cina, Pakistan e Canada, mentre a livello europeo: Francia, Danimarca, Germania, Gran Bretagna, Polonia, Repubblica Ceca e Svezia. In Italia la superficie destinata a questa coltura è di circa 30.000 ha. La presenza di un rilevante numero di varietà conferisce a questa specie una notevole adattabilità alle più diverse condizioni climatiche. u a ote o e adattab tà a e p ù d e se co d o c at c e Preferisce terreni leggeri ma si adatta anche a substrati argillosi, calcarei o torbosi, purchè ben drenati. Per la conservazione il seme deve avere un’umidità compresa tra 6‐8%, l’eventuale essiccazione artificiale va effettuata con temperature sempre inferiori a 40 °C inferiori a 40 C.

Girasole (Helianthus annuus) IlIl fusto è eretto, cilindrico, internamente fusto è eretto cilindrico internamente pieno di midollo e può raggiungere i 220 cm di altezza. Le foglie sono alterne, di grandi dimensioni, pubescenti su entrambe le pagine. L’infiorescenza ( l tid ) è (calatide) è costituita da molti fiori riuniti tit it d lti fi i i iti su un ricettacolo discoidale (diametro 10‐ 40 cm) Essa effettua movimenti di 40 cm). Essa effettua movimenti di rotazione grazie ai quali la sua superficie è ortogonale ai raggi solari. Il frutto è un achenio compresso. Il sistema radicale è costituito da un fittone dal quale di t dipartono numerose ramificazioni. ifi i i

Girasole (Helianthus annuus) IlIl fusto è eretto, cilindrico, internamente pieno di midollo e può fusto è eretto cilindrico internamente pieno di midollo e può raggiungere i 220 cm di altezza. Le foglie sono alterne, di grandi dimensioni, pubescenti su entrambe le pagine. L’infiorescenza (calatide) è costituita da molti fiori riuniti su un ricettacolo discoidale (diametro 10‐40 cm). Essa effettua movimenti di rotazione grazie ai quali la sua superficie è ortogonale ai raggi solari. Il frutto è un achenio compresso. fi i è t l i i l i Il f tt è h i Il sistema radicale è costituito da un fittone dal quale dipartono numerose ramificazioni numerose ramificazioni. E’ originaria dell’Ovest USA; ora è particolarmente diffuso in Sud America, in Asia ed in Europa (Ucraina, Russia Federale, Francia, Spagna). In Italia la coltura si estende su circa 210.000 ha. E’ una specie neutrodiurna. La pianta è in grado di sopportare condizioni di deficit id i idrico, ma presenta sensibilità massima nel periodo della fioritura. t ibilità i l i d d ll fi it

Crambe (Crambe abyssinica) Appartenente alla famiglia delle Brassicacee, è una pianta annuale originaria dell’Africa originaria dell Africa orientale, la cui orientale la cui coltivazione è attualmente diffusa anche g , p negli Usa, in Europa e in Russia. I semi costituiscono una fonte molto apprezzata ed economica di acido erucico. Si propaga per seme.

Lino (Linum usitatissimum) Pianta erbacea annuale, ha fusto eretto e Pianta erbacea annuale ha fusto eretto e ramificato (80 cm); le foglie sono sessili, intere, raramente opposte. I fiori, azzurri o pp bianchi, sono solitari o portati in corimbi; i semi sono piccoli, allungati e lucenti; la radice è fittonante. di è fi Ha origine nel bacino del Mediterraneo e Asia Oggi la coltura è molto diffusa in Asia. Oggi la coltura è molto diffusa in India, Cina, Canada e in diversi stati europei. In Italia le regioni maggiormente interessate dalla coltura sono Sicilia, Puglia e Basilicata.

Lino (Linum usitatissimum) Si adatta facilmente ai diversi ambienti climatici Si adatta facilmente ai diversi ambienti climatici. La semina viene effettuata a settembre a spaglio con una densità ff p g ottimale, per la produzione di seme da cui estrarre l’olio, di 500‐600 piante per m2. La concimazione può apportare 80‐100 kg/ha di N; 150 kg/ha di P2O5 e 50‐100 kg/ha di K2O su suoli particolarmente 0 k /h di 2O 0 00 k /h di 2O li i l poveri. Nelle nostre regioni non sono necessari interventi irrigui. La raccolta viene eseguita in giugno con le comuni mietitrebbie opportunamente regolate. La resa di semi può superare le 2,5 t/ha.

Ricino (Ricinus communis) Arbusto perennante allo stato spontaneo, appartiene alla famiglia delle Euforbiacee ed è originario delle Euforbiacee ed è originario dell’Africa orientale. E’ molto diffuso in Asia (India), America Meridionale in Asia (India), America Meridionale e nelle regioni caldoaride dell’Africa. L’olio, caratterizzato da proprietà plastificanti, emollienti, lubrificanti è utilizzato in molti settori dell industria. dell’industria

Cartamo (Carthamus tinctorius) Appartiene alla famiglia delle Composite, è una pianta annuale originaria dell’India Etiopia e Iran originaria dell’India, Etiopia e Iran‐ Afganistan. In Italia l’areale più favorevole si colloca al Centro‐Sud favorevole si colloca al Centro Sud dove viene coltivata nel periodo primaverile‐estivo. La coltura è molto interessante per la qualità dell’olio usato sia nell’alimentazione umana che nell’industria umana che nell industria.

Brassicaceae (Brassica iuncea, B. nigra, B. carinata Sinapis alba) carinata, Sinapis La senape nera (B. nigra) e la senape p ( g ) p bianca (S. alba) sono originarie del bacino del Mediterraneo, mentre quella verde (B. iuncea) e B. carinata derivano rispettivamente dall’Asia centrale e dall’Etiopia centrale e dall Etiopia. Si propagano per via gamica ed i semi, ricchi di olio, sono impiegati per la , p g p produzione di biocombustibile.

Colture alcoligene Con il termine alcoligene g ci si riferisce a quelle colture atte alla q pro‐duzione di biomassa dagli elevati contenuti in carboidrati fermente‐scibili che possono essere destinati, mediante un processo di fermen‐tazione, alla produzione di bioetanolo o di biogas. La materia prima da avviare alla filiera di produzione può essere costituita da zuccheri semplici (in primis saccarosio e glu cosio) o da costituita da zuccheri semplici (in primis saccarosio e glu‐cosio), o da zuccheri complessi (amido) ed è ottenuta, rispettivamen‐te, dalle q colture dedicate saccarifere o da quelle amilacee. Tra le colture saccarifere, quelle ritenute adatte alle condizioni del terreno e del clima in Italia, sono la barbabietola da zucchero e il sorgo zuccherino, tra le colture amilacee il frumento tenero, soprat‐tutto h l l l lf nell’Italia meridionale, e il mais, in particolare nell’Italia set‐tentrionale. Ulteriori approfondimenti in merito alle colture energetiche alcoli gene Ulteriori approfondimenti in merito alle colture energetiche alcoli gene dedicate sono esposti nel successivo capitolo.

Bietola (Beta vulgaris) Specie biennale, annuale in coltura, Specie biennale annuale in coltura caratterizzata da uno spiccato polimorfismo evidente anche tra individui della stessa varietà. Le foglie del primo anno sono spicciolate e raccolte in rosetta; quelle del secondo lt i tt ll d l d sono più piccole, sessili e lanceolate nella parte apicale dello scapo fiorale nella parte apicale dello scapo fiorale. L’infruttescenza o “glomerulo”, monogerme o plurigerme, è rotondeggiante, rugoso e bruno. La radice fittonante e carnosa può essere conicoallungata i ll t o globosa e ramificata. l b ifi t

Bietola (Beta vulgaris) Origina nel bacino del Mediterraneo (ed Isole Canarie) ed Asia sud Origina nel bacino del Mediterraneo (ed Isole Canarie) ed Asia sud‐ occidentale; attualmente, a livello nazionale, tale coltura è particolarmente diffusa nella Pianura Padana e nelle regioni Adriatiche del centro. E’ una specie estremamente plastica che offre le produzioni migliori nelle zone a clima temperato che consentono combinazioni di luce, temperatura e precipitazioni più favorevoli. bi i i di l t t i it i i iù f li Le ore di luce ricevute durante il giorno influiscono notevolmente Le ore di luce ricevute durante il giorno influiscono notevolmente sull’accumulo di zuccheri. Seppur tollerante alla siccità, l’insufficiente disponibilità idrica del terreno causa danni sia qualitativi che quantitativi.

Batata (Ipomoea batatas) Appartiene alla famiglia delle Appartiene alla famiglia delle Convolvolacee. Il prodotto commerciale è il tubero. Presenta elevate esigenze è il tubero. Presenta elevate esigenze pedoclimatiche e nell’ambiente italiano si comporta come una coltura primaverile‐estiva. Per la propagazione si impiegano talee, talvolta tuberi e semi. semi

Cicoria da radice (Cichorium intybus var. sartivus) Appartiene alla famiglia delle Composite; pp g p ; vegeta bene in zone a clima mite e umido, predilige terreni ben drenati, non troppo ricchi di scheletro e con pH neutro. L’etanolo si estrae a partire dai fittoni che vengono raccolti verso la metà di novembre Per la raccolti verso la metà di novembre. Per la propagazione vengono in genere utilizzati i semi.

Patata (Solanum tuberosum) Pianta annuale; la parte aerea è costituita da più fusti eretti o decombenti, angolosi, fistolosi ed ingrossati ai nodi fistolosi ed ingrossati ai nodi, l’infiorescenza è a corimbo. L’apparato radicale è fascicolato e superficiale. Ha radicale è fascicolato e superficiale. Ha origine nelle regioni andine del Centro‐Sud America. Attualmente in Italia la superficie coltivata è di 80.000 ha. Si adatta facilmente ai diversi regimi climatici, in Italia trova le condizioni migliori nelle zone Italia trova le condizioni migliori nelle zone alpine e prealpine.

Patata (Solanum tuberosum) L’intervallo di temperatura ottimale per tutte le fasi di sviluppo va dai 15‐20 °C. Predilige terreni di medio impasto o sciolti, rifugge da quelli compatti o ricchi di scheletro; pH ottimale: 6 6 5 compatti o ricchi di scheletro; pH ottimale: 6‐6,5. É necessario un apporto costante e modesto di acqua (250 É necessario un apporto costante e modesto di acqua (250‐ 300 300 m3/ha), per aspersione o infiltrazione, evitando le forti oscillazioni nella disponibilità idrica, che di fatto danneggiano la coltura. La raccolta eseguita in estate (luglio agosto) da rese di 40 t/ha nelle condizioni Migliori condizioni Migliori.

Topinambur (Helianthus tuberosus) Appartiene alla famiglia delle Composite, il tubero viene utilizzato per la produzione di inulina La coltura è poco esigente sia inulina. La coltura è poco esigente sia relativamente alla temperatura, sia al terreno sia alle precipitazioni. Le produzioni migliori si sia alle precipitazioni. Le produzioni migliori si hanno comunque su suoli sciolti. La pianta viene propagata attraverso l’impiego dei tuberi.

Mais (Zea mays) Pianta annuale, monoica, con stelo unico, grosso e carnoso, raramente accestito L’infiorescenza maschile è un accestito. L’infiorescenza maschile è un panicolo posto all’apice dello stelo, mentre quella femminile è una spiga mentre quella femminile è una spiga portata all’ascella delle foglie. L’apparato radicale è fascicolato e generalmente superficiale; oltre alle primarie (o seminali), presenta radici secondarie o avventizie che rappresentano il vero e avventizie, che rappresentano il vero e proprio apparato radicale della pianta, ed infine quelle aeree. q

Mais (Zea mays) Ha origine in America; attualmente nella nostra penisola la coltura interessa principalmente le regioni settentrionali (Veneto, Piemonte, Lombardia) dove è localizzato l’80% della superficie coltivata totale ed il Lombardia) dove è localizzato l’80% della superficie coltivata totale ed il 77% della produzione italiana. La specie è dotata di una spiccata capacità di adattamento, dovuta allo La specie è dotata di una spiccata capacità di adattamento, dovuta allo spiccato polimorfismo e all’ampia gamma di precocità che la caratterizzano. Il suo areale di coltivazione si estende da 30° a 55° di latitudine e la temperatura ottimale varia tra i 24‐30°C in funzione dello stadio vegetativo della pianta vegetativo della pianta. Spesso la disponibilità idrica risulta uno dei fattori limitanti.

Frumento (Triticum spp.) IlIl culmo (da 70 a 220 cm) è eretto, fistoloso, l (d 70 220 ) è fi l cilindrico e caratterizzato dalla presenza di 5‐8 5 8 internodi a seconda della specie e delle internodi a seconda della specie e delle varietà. Le foglie sono lineari‐lanceolate, appuntite, glabre o pubescenti, hanno portamento eretto o patente. La guaina avvolge completamente il fusto in corrispondenza del nodo. L’infiorescenza è i d d l d L’i fi è una spiga formata da un rachide sul quale, ad ogni nodo sono inserite spighette ad ogni nodo, sono inserite spighette solitarie e sessili. Le radici primarie sono 5 o 7, le avventizie sono fibrose e si originano dai nodi basali.

Frumento (Triticum spp.) Ha origine in Medio Oriente e attualmente è diffuso in tutti i continenti. H i i i M di O i l è diff i ii i i I maggiori produttori sono l’ex Unione Sovietica, gli USA, la Cina, l’India, seguiti da Canada Francia Turchia e Australia Le regioni italiane più seguiti da Canada, Francia, Turchia e Australia. Le regioni italiane più produttive sono Emilia‐ Romagna, Sicilia, Puglia, Marche, Toscana, Piemonte e Lombardia. Essendo un cereale microtermo, è adatto a svolgere il suo ciclo biologico per gran parte nella stagione fredda. Si adatta facilmente a tutti i tipi di terreno, preferendo quelli t d i l tendenzialmente argillosi, ben strutturati e con pH neutro. t ill i b t tt ti H t La raccolta si effettua con mietitrebbiatrice quando le piante hanno La raccolta si effettua con mietitrebbiatrice quando le piante hanno raggiunto la piena maturazione e l’umidità delle cariossidi è tale da permettere una corretta conservazione del prodotto senza l’essiccazione.

Avena (Avena sativa) Cereale autunno‐primaverile; i culmi (3‐5 o C l i il i l i (3 5 più), cavi all’interno, raggiungono i 90 cm di altezza; foglie lunghe 20 cm e larghe di altezza; foglie lunghe 20 cm e larghe circa 1,5 cm. La pannocchia è terminale, grande e rada. Le radici piccole, numerose e fibrose. Se ne suppone l’origine in Asia centrale. Attualmente è diffusa in tutti i continenti Attualmente è diffusa in tutti i continenti, specie in Europa e in Nord America.

Avena (Avena sativa) IIn Italia le regioni più interessate alla coltivazione sono Puglia, I li l i i iù i ll li i P li Sardegna, Basilicata e Toscana. In generale tollera poco le alte temperature e le carenze idriche, inoltre è meno resistente al freddo del frumento e dell’orzo. Si adatta invece facilmente ai diversi tipi di terreno. LLa semina autunnale va eseguita dalla metà di settembre‐ i t l it d ll tà di tt b ottobre; tt b quella primaverile a fine febbraioprimi di marzo con una densità di 250‐ 350 piante per m2 La tecnica di lavorazione per questa coltura 350 piante per m2. La tecnica di lavorazione, per questa coltura può essere semplificata.

Triticale (Triticum x secale) Nuova specie ottenuta attraverso N i l’ibridazione tra il frumento e la segale. Molto coltivata in Polonia Russia Francia Molto coltivata in Polonia, Russia, Francia, Portogallo e Spagna. In Italia interessa le zone di alta collina e montagna e le pianure della Lombardia e del Piemonte. Viene impiegata nell’alimentazione umana e in quella zootecnica. ll t i

Segale (Secale cereale) I fusti lunghi e spessi raggiungono i 150 cm; l’infiorescenza è costituita da una lunga spiga che porta alternativamente, su due file opposte, h l d fl una spighetta a ciascun nodo del rachide. E’ originaria del bacino del Mediterraneo, in Italia viene coltivata principalmente in Calabria, p p Piemonte, Lombardia. E’ resistente alle basse temperature ed alla ’ i ll b d ll siccità primaverile.

Segale (Secale cereale) Poco esigente in fatto di terreni, dà le migliori produzioni su suoli di P i i f di i dà l i li i d i i li di media granulometria, ben drenati e con pH tra 5‐7. La semina si effettua sia con varietà primaverili sia con varietà tipicamente autunnali, più diffuse, con densità di circa 300 piante/m2 . Le lavorazioni del terreno possono essere ridotte al minimo o assenti. N Non necessita di particolari interventi di diserbo e irrigazione. it di ti l i i t ti di di b i i i La raccolta per la produzione granellare, viene effettuata con La raccolta per la produzione granellare viene effettuata con mietitrebbiatrici da frumento.

Orzo (Hordeum vulgare) Ha culmo cilindrico che può raggiungere il H l ili d i h ò i il metro di altezza ed è caratterizzato dalla presenza di internodi cavi Le foglie sono presenza di internodi cavi. Le foglie sono alterne e dotate di lunghe auricole. L’infiorescenza è una spiga compatta con un breve rachide. Ha radici di origine seminale, ramificate e fib fibrose, e secondarie. d i Alcuni ritengono che derivi da un ancestrale selvatico del Medio Oriente ancestrale selvatico del Medio Oriente, altri del Tibet; ora è diffuso in Nord America, Asia, Africa ed in Europa.

Orzo (Hordeum vulgare) IIn Italia le migliori produzioni si hanno in Lombardia, Emilia, Veneto e I li l i li i d i i ih i L b di E ili V Piemonte. Ha buona resistenza alla siccità, alle alte temperature e alla salinità. salinità Predilige suoli di medio impasto, ben drenati. Rifugge da quelli pesanti, sabbiosi e non drenati. L’irrigazione normalmente non viene effettuata. Si raccoglie, con L’i i i l t i ff tt t Si li mietitrebbiatrice, quando l’umidità relativa della cariosside è del 12‐ 24%; la resa varia da 2‐6 24%; la resa varia da 2 6 t/ha di granella. t/ha di granella

Miglio (Panicum miliaceum) Appartiene alla famiglia delle Poaceae; A i ll f i li d ll P è una pianta annuale caratterizzata da un ciclo molto breve un ciclo molto breve. Molto esigente nei confronti della temperatura, ma resistente alla siccità e tollerante in quanto a terreno. É’ una specie depauperante.

Sorgo zuccherino (Sorghum vulgare var. saccharatum) Viene utilizzato per la produzione di sciroppi zuccherini. Rispetto al sorgo da granella deve Rispetto al sorgo da granella de e presentare una elevata capacità di produrre steli, una alta percentuale di produrre steli, una alta percentuale di succo estraibile, elevato contenuto di residuo secco (costituito in gran parte da zuccheri, fino al 18%), elevata resistenza alle malattie e una maturazione precoce.

Sorgo da granella (Sorghum vulgare) Ha culmo eretto e robusto e ad ogni nodo vi H l b d i d i sono una foglia ed una gemma opposte tra loro ed alterne; l’infiorescenza loro ed alterne; l infiorescenza è un racemo è un racemo composto; la porzione ipogea è costituita da radice seminale e numerose avventizie. E’ originario dell’ Africa centro‐orientale E’ i i i d ll’ Af i t i t l (Sudan, Etiopia) e attualmente molto diffuso in Africa e negli USA Poco diffusa in Europa in Africa e negli USA. Poco diffusa in Europa, la sua coltivazione in Italia è limitata alle Marche, Emilia Romagna, Toscana e Molise.

Sorgo da granella (Sorghum vulgare) LLa temperatura ottimale di sviluppo è di 27‐28°C, le precipitazioni estive i l di il è di 27 28°C l i i i i i di almeno 100‐150 mm. Predilige terreni ben strutturati, fertili e profondi presenta una buona resistenza alla salinità e a variazioni di pH profondi, presenta una buona resistenza alla salinità e a variazioni di pH. La sarchiatura associata al diserbo chimico (preferito quello in post‐ emergenza) garantisce il controllo delle malerbe. L’irrigazione è consigliata, a pioggia, da 1 a 4 interventi in funzione dell’andamento stagionale e del tipo di terreno. t i l d l ti di t La raccolta si effettua con mietitrebbiatrice dopo 10 La raccolta si effettua con mietitrebbiatrice dopo 10‐15 15 giorni dalla giorni dalla maturazione fisiologica (umidità della granella 20‐25%).

Switchgrass (Panicum virgatum) Pianta perennante che appartiene alla famiglia delle Graminacee. E’ originaria del N dA Nord America ed attualmente diffusa in tutto i d tt l t diff i t tt il continente americano, in Africa e in Europa (impianti sperimentali). (impianti sperimentali). Può essere destinata alla produzione di etanolo e alla combustione. Si propaga per seme.