Agriwatt - Coltiviamo l'energia

Coltiviamo l’energia

Scelta della tipologia dei terreni da coltivare

La società Serramanna Energia SpA ed Enviro Srl (Gruppo SAIF SpA), nell’ambito dei propri progetti di sviluppo di sistemi energetici sostenibili, hanno recentemente implementato la propria struttura, costituendo la Società Agricola a responsabilità limitata AgriWatt.

La AgriWatt svolge la sua attività in Sardegna, nella zona agricola del Medio Campidano.

La missione di AgriWatt s.a.r.l. è basata sulla ricerca, lo sviluppo di filiere e colture agroenergetiche, in sintonia con i recenti orientamenti comunitari, con quelli della politica agricola nazionale e in accordo con le associazioni di categoria degli agricoltori.

AgriWatt, in collaborazione con Wood for You srl, Centro delle attività agricole e sede della •centrale a biomasse di Serramanna. principale advisor tecnico sulle filiere agroenergetiche, si avvale di partner europei con esperienze pluriennali, maturate negli ultimi vent’anni nel settore delle coltivazioni agroenergetiche, sia in Francia che in Inghilterra, in grado di garantire le necessarie competenze utili allo sviluppo del progetto e dei programmi di investimento.

L’obbiettivo prioritario della società è di autoprodurre in loco, per poter soddisfare almeno il 50% degli approvvigionamenti necessari alla centrale a biomasse di Serramanna, attraverso l’impianto di colture dedicate a ciclo annuale e/o poliennale, circa 60.000 ton/anno di biocombustibile a elevato potere calorico.

I terreni agricoli destinati a tali coltivazioni potranno arrivare progressivamente, avendo avviato le piantagioni nell’aprile 2011, a circa 3.000 ha, tutti identificabili in aree limitrofe alla centrale e su superfici oramai incolte, conseguentemente alla chiusura dello Zuccherificio di Villasor avvenuta diversi anni orsono.

Progetto Miscanto

Rizoma di Miscantus gigantheus

L’essenza utilizzata per questa coltivazione dedicata alla produzione di biomassa è stata individuata nel Miscanthus giganteus.

La biomassa che si ottiene dalla coltivazione del Miscanthus è caratterizzata da un basso tenore di umidità, circa il 17%, e un elevato potere calorifico, per cui, si tratta di un ottimo biocombustibile solido.

La sua combustione è tecnicamente più semplice di quella della paglia o di altre colture tipicamente cellulosiche, ma, trattandosi di una coltura lignocellulosica, più complessa di quella del legno; di conseguenza la biomassa di Miscanthus è comunemente utilizzata in co-combustione con il legno e/o biocombustibili solidi ad alto contenuto di lignina.

Il Miscanthus giganteus è una specie perenne appartenente alla famiglia delle Poaceae.

Il clone del Miscanthus giganteus è stato sviluppato ibridando le specie presenti in natura rappresentate da Miscanthus Sinensis e Miscanthus Sacchriflorus.

Oltre alla produttività, la caratteristica saliente di questo ibrido è rappresentata dalla triploidia, per cui, non essendo possibile la riproduzione sessuale, la coltivazione non è invasiva.

Inoltre, il rizoma d’origine ha uno sviluppo massimo di circa un metro di raggio e non avanza furtivamente.

Fasi di preparazione del terreno

I ricacci nati dal rizoma impiantato possono raggiungere dai 3,5 ai 4 metri di altezza.

A fine ciclo, se si decidesse di estinguere la coltivazione, sarà sufficiente aspettare la primavera e tramite una rippatura, per esporli al contatto diretto dell’aria, portare i rizomi in superficie. A questo punto, per indebolire il Miscanthus, far seguire nella stagione estiva una falsa semina e di seguito, dopo l’aratura, si raccomanda di seminare una coltura autunnina.

Se si volessero attuare le tecniche dell’agricoltura convenzionale bisogna tenere in considerazione che i trattamenti graminicidi, solitamente, accelerano ulteriormente l’eradicazione.

La raccolta della biomassa avviene, dopo la senescenza fogliare, tra marzo e aprile, quando il contenuto di umidità scende al di sotto del 17% e si ha il massimo del potere calorifico.

La resa media per il Miscanthus maturo è tra le 15 e le 25 ton/ha all’anno, a seconda delle condizioni pedo-climatiche dei campi coltivati. I migliori rendimenti si ottengono su terreni con suoli profondi, una buona capacità di ritenzione idrica, ma allo stesso tempo non stagnanti.

Il metabolismo del Miscanthus è tipo C4, la disponibilità di acqua e le temperature massime medie tendono a migliorare la resa delle colture.

Durante la fase produttiva le rese del raccolto aumentano di anno in anno fino al raggiungere, a circa cinque anni dall’impianto, il massimo della produttività che si mantiene stabile anche dopo i 15 anni di età.

Rese produttive del Miscanto Anno di raccolta

Sostanza secca (t/ha)

Energia totale (GJ/ha)

1°

10,1

173

2°

22,1

377

3°

25,2

430

Umidità alla raccolta 15%

Esigenze della coltivazione

Il Miscanthus si adatta discretamente a tutti i terreni seminativi che si ritrovano nella maggior parte delle pianure. La piovosità media minima necessaria varia tra i 400 e i 600 mm/anno.

Per ottenere raccolti economicamente sostenibili si devono evitare i suoli poco profondi e i terreni con ristagni idrici.

Per quanto concerne il tenore di acidità/basicità del terreno, il Miscanthus predilige terreni vicini alla neutralità su una gamma di pH da 5,5 a 8.

Bisogna considerare che l’impianto in campi incolti da alcuni anni potrebbe implicare un rischio di danni da larve di alcuni coleotteri. In questi casi sarebbe auspicabile ritardare la coltivazione del Miscanthus e farla precedere dall’impianto di una coltura annuale di copertura.

Durante il primo anno i conigli potrebbero rappresentare l’unica grossa minaccia di danno grave, soprattutto se vi sono boschetti adiacenti. In questi casi, per avviare il raccolto, sarebbe opportuna una recinzione elettrificata.

Ciclo produttivo del Miscanto

Pratiche colturali

Piantumazione del rizoma

Nella coltivazione del Miscanthus risulta di particolare importanza la preparazione del terreno. Il periodo di impianto, su terreni finemente lavorati per almeno 15 cm. di profondità, articolandosi da marzo a maggio, è abbastanza lungo. Il terreno friabile e finemente lavorato consente un contatto ottimale tra suolo e rizomi, favorendo sviluppi vigorosi.

Nella coltivazione del Miscanthus, essendo questo suscettibile alla competizione interspecifica, è di fondamentale importanza che la piantagione sia impiantata in campi liberi da erbe perenni e infestanti come la gramigna. Per cui, per ridurre la concorrenza delle infestanti è necessario, soprattutto durante i primi tre mesi di vita, un trattamento chimico o meccanico, prima e/o dopo la germinazione.

Per la piantumazione del Miscanthus, nel caso specifico della messa a dimora dei rizomi, si utilizza una seminatrice appositamente concepita, ottenuta da modifiche attuate su una semina-tuberi come quella utilizzata per piantare le patate.

I rizomi in questione devono essere posizionati a una profondità che varia dagli 8 ai 10 cm., poi ricoperti con la terra finemente lavorata e leggermente compressa per salvaguardare il più a lungo possibile, riducendo i vuoti nel suolo, l’umidità del terreno.

A seconda delle condizioni pedo-climatiche, vengono messe in atto densità di impianto tra 15.000 e 20.000 rizomi/ha.

Crescita, irrigazione e tecniche di raccolta

Irrigazione e crescita

Il raccolto, dal secondo inverno dopo la piantagione, avviene ogni anno. Il periodo della raccolta può andare da marzo ad aprile, quando gli steli raggiungono il minimo grado di umidità intorno al 17%.

Per la raccolta si utilizzano le tecniche usate per produrre il trinciato di mais. La trinciatura e il caricamento avviene direttamente sui mezzi che trasporteranno il prodotto dal campo allo stoccaggio.

Le macchine utilizzate sono delle normali trincia dotate di testa rotante, per cui, essendo le stesse impiegate per il mais e non coincidendo la stagione di raccolta, sussiste la possibilità di allungare alle stesse la stagione lavorativa.

Il Miscanthus triturato, contenendo bassi tenori di umidità, non richiede operazioni di essiccamento, per cui, avendo potere calorifico elevato, risulta pronto per la combustione. Inoltre, è facile da stoccare.

Infatti, può essere conservato in grossi cumuli, preferibilmente, in aree coperte o sotto teli di plastica.

In alternativa, può essere imballato con le comuni macchine e stoccato in maniera tradizionale.

Effetti positivi per l’ambiente agricolo

Fasi della raccolta

A differenza di altre colture intensive le piantagioni di Miscanto, visto che la raccolta avviene a fine inverno dopo senescenza, innescano una deplezione minerale del suolo particolarmente ridotta. Infatti, la linfa, contenente le sostanze nutritive, è accumulata nei rizomi che agiscono come «silos» soddisfando le esigenze nutritive della pianta durante l’inverno. In realtà la coltura del Miscanto, attraverso lo sviluppo delle radichette e la decomposizione delle foglie, arricchisce il terreno di materia organica. Infatti, tramite gli steli e le foglie, ogni anno nel suolo vengono riciclate diverse tonnellate/ettaro di biomassa.

Una volta stabilizzato, il Miscanthus cresce rapidamente e non essendo più soggetto ai danni da conigli può creare un habitat ideale per la fauna autoctona.

Effetti generati dalla combustione del miscanto

Forno per la combustione a biomasse della centrale di Serramanna

L’utilizzo dei biocombustibili a fini energetici determina certamente una serie di vantaggi non trascurabili che impattano sulla qualità dell’ambiente. Un aspetto positivo è la drastica riduzione delle emissioni di CO2, il maggiore responsabile dell’effetto serra.

Si stima che nel ciclo di vita di una tonnellata di biocombustibile si produca circa una tonnellata di CO2 contro le tre tonnellate prodotte dai combustibili di estrazione fossile.

La CO2 rilasciata durante la fase della combustione del Miscanto, infatti, è sottratta dall’atmosfera nel periodo vegetativo della pianta, e così ciclicamente ogni anno, trattandosi appunto di una pianta perenne.

La combustione del Miscanto, a differenza dei combustibili fossili, genera, inoltre, minori emissioni di monossido di carbonio, anidride solforosa e particolato.

L’utilizzo specifico del Miscanto trinciato come biomassa solida sulle griglie mobili di grande potenza termica (50 MW/t) destinate alla produzione di vapore surriscaldato in centrali destinate alla produzione di energia elettrica, presenta notevoli vantaggi.

L’alto potere calorico, la bassa percentuale di umidità e il basso contenuto di ceneri fanno sì che il Miscanto possa essere utilizzato come combustile da miscelazione per elevare il P.C.I., ad esempio, dei cippati di legno che, speciamente nei periodi invernali, presentano tassi di umidità molto elevati e poteri calorici inferiori, andando spesso a impattare negativamente sulla stabilità della produzione del vapore e quindi sulla produzione elettrica.

La modesta quantità di ceneri residue alla combustione del Miscanto e la temperatura di fusione delle stesse sopra i 1000 °C fa sì che la formazione di silicati e vetrificazioni sulle pareti delle camere di combustione siano di scarsa rilevanza.

Utilizzo finale della produzione agroenergetica del Miscanto

Centrale a biomasse di Serramanna

Principali dati della Centrale a biomasse di Serramanna

La centrale dove verrà utilizzato il racccolto del Miscanto coltivato da AgriWatt è ubicata nel territorio del Comune di Serramanna, nella provincia del Medio Campidano, territorio a vocazione agricola per eccellenza, lungo la SP 60 “SamassiVillacidro” al km 5,300.

I principali dati caratteristici dell’impianto sono: • Potenza attiva elettrica nominale netta: 11,8 MWe • Potenza termica nominale della caldaia: 49,5 MWt • Produzione energia elettrica annua: 90.480 MWh • Consumo nominale annuo combustibile: 126.000 t/anno • Potere calorifico combustibile di riferimento: 2.700 kcal/kg L’impianto di produzione trae la sua giustificazione da quanto delineato nel “Capitolo 09 – Potenziale energetico delle biomasse in Sardegna” al Volume II del Progetto di piano energetico regionale aggiornato all’anno 2002, il quale individua nel comprensorio del Medio Campidano uno dei nove bacini di estrazione della biomassa per l’approvvigionamento di legno e coltivazioni agroenergetiche.

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