Un metodo di stima delle potenzialità economiche ed ambientali delle colture energetiche: il caso dell'Emilia Romagna

INTRODUZIONE ix
proponendo quindi un'analisi esaustiva dal punto di vista produttivo, ambientale ed economico.
Il lavoro, che prevede una parte introduttiva sulle risorse rinnovabili, con un approfondimento
sull'energia da biomasse, è stato sviluppato attraverso le seguenti fasi:
1. presentazione delle colture Short Rotation Forestry (SRF) e dei relativi aspetti generali e
tecnici, comprendenti l'analisi del ciclo di produzione e dei criteri di selezione dei siti idonei
all'impianto di SRF;
2. ricerca dei dati di produttività delle più recenti sperimentazioni italiane di SRF;
3. descrizione delle specie arboree (cloni di pioppo Lux, BL Costanzo e I-214, robinia e salice)
risultate adatte alle caratteristiche climatiche e pedologiche dell'Emilia Romagna e descrizione
della specie erbacea del sorgo;
4. caratterizzazione del contesto regionale dell'Emilia Romagna, mediante l'individuazione di
aree morfologiche omogenee e dei macrosistemi agricoli;
5. selezione delle aree preposte all'impianto di colture energetiche attraverso la definizione di
criteri (pedologici e di uso del suolo agricolo), relativi a ciascuna specie e implementati con
l'ausilio di sistemi informativi geografici (GIS) su apposita cartografia digitale;
6. quantificazione delle potenziali produttività di biomassa e valutazione del bilancio economico
ed emissivo per unità di superficie coltivata; definizione dello scenario di produzione di riferi-
mento, secondo un criterio che massimizza la produttività e garantisce l'esistenza di tutte le
varietà selezionate;
7. individuazione di scenari di coltivazione (con il termine "scenario" si intende la disposizio-
ne delle specie sul territorio) alternativi a quello di riferimento, definiti secondo criteri di
massimizzazione delle emissioni evitate di GHG e del ritorno economico;
8. definizione di ipotesi di utilizzo della biomassa prodotta, tramite esempi di filiere agroener-
getiche sul territorio: alimentazione di caldaie domestiche e di impianti di cogenerazione;
9. valutazione e confronto delle esternalità ambientali, relative alle emissioni in atmosfera di
inquinanti e di GHG, tra un impianto di produzione di energia elettrica alimentato a biomasse
da SRF ed uno alimentato a gas naturale, il più pulito dei combustibili fossili.
Capitolo 1
Le risorse rinnovabili
Obiettivo di questo capitolo introduttivo è la definizione di una panoramica relativa ai consumi
energetici globali e nazionali, al fine di evidenziare il ruolo strategico delle risorse rinnovabili in tale
contesto. Le energie alternative ai combustibili fossili si propongono come una concreta e efficiente
soluzione in grado di soddisfare buona parte del fabbisogno energetico: è previsto che, entro il 2010,
i consumi energetici nell'Unione Europea dovranno provenire per almeno il 12% da fonti energetiche
rinnovabili; nonostante il crescente interesse nei confronti di queste tecnologie si riscontra un certo
ritardo nella loro diffusione.
1.1 Introduzione
"Gli antropologi affermano che la quantità di energia consumata pro capite sia un buon indice
dello stato di avanzamento di una società. Ebbene, negli ultimi duecento anni le società occidentali
hanno utilizzato più energia di tutte le altre civiltà che si sono avvicendate sul nostro pianeta.
Abbiamo raggiunto un tenore di vita senza precedenti e dobbiamo questa fortuna a giacimenti di
combustibili fossili formatisi milioni di anni fa. Una manna, certo. Che però non è venuta dal cielo,
ma delle viscere della terra"[1].
Le parole del celebre economista Jeremy Rifkin - tratte dalla sua opera più conosciuta "Economia
all'idrogeno" - esprimono con efficacia un concetto ben noto: ai consumi energetici sono strettamente
connessi la qualità della vita e gli impatti ambientali. Fin dal secolo scorso, epoca caratterizzata da
un notevole sviluppo tecnologico ed economico, si riscontra una forte correlazione tra tale crescita e
i consumi energetici: l'energia è il fattore di produzione più importante dell'economia mondiale. La
nostra civiltà tecnologica richiede un'elevata disponibilità e qualità di energia: dalle 2.000-3.000 kcal
giornaliere consumate dall'uomo di Neanderthal sotto forma di cibo ingerito si passa alle 250.000
kcal giornaliere pro capite delle odierne società tecno-industrializzate (vale a dire più di 4 volte
il fabbisogno energetico della società pre-industriale), utilizzate per la maggior parte nel settore
industriale e nei trasporti.
1.1.1 I consumi energetici globali
La domanda di energia è in costante aumento dal 1900 ad oggi: i consumi mondiali di energia sono
passati dagli 1,8 miliardi di tep (tonnellate equivalenti di petrolio) del 1900 ai 10 miliardi di tep del
2000: l'attuale ritmo di incremento della richiesta energetica è ormai abbastanza costante da alcuni
decenni. Oggi il consumo mondiale di energia si aggira attorno ai 10,2 miliardi di tep, pari a un
1
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 2
Figura 1.1: Consumi mondiali di energia distinti per fonte [102].
consumo pro-capite di 1,7 tep anno-1. La fig. 1.1 illustra la suddivisione del patrimonio energetico
consumato nelle diverse forme, secondo i dati forniti dall'International Energy Agency (2004): è
evidente il predominio dei combustibili fossili, e in particolar modo del petrolio, che detiene la quota
maggiore [102].
L'attuale consumo di combustibili fossili non è sostenibile: mantenendo l'odierno trend di svi-
luppo (anche alla luce del costante incremento demografico, che farà raggiungere alla popolazione
mondiale i 9 miliardi nel 2050, e della vertiginosa crescita economica di giganti come la Cina e
l'India) le riserve fossili -in primis il petrolio- sono destinate all'esaurimento in un centinaio di anni
circa. In questo contesto il ruolo delle risorse rinnovabili si dimostra di importanza strategica per
il conseguimento di un approvvigionamento energetico sostenibile.
1.1.2 Lo scenario energetico nazionale
Per quanto riguarda l'Italia l'analisi per settori della dipendenza energetica evidenzia come i settori
maggiormente esposti a questa situazione siano la mobilità e la generazione di elettricità, non
potendo prescindere dalla risorsa-petrolio [106]. Tale scenario rende l'Italia inevitabilmente esposta
alle fluttuazioni del prezzo dei combustibili fossili: una momentanea riduzione della disponibilità
di petrolio può originare gravi danni all'economia locale, come già accaduto in occasione delle crisi
del 1973 e degli anni '80. Anche a livello nazionale appare quindi giustificato il crescente interesse
verso le prospettive di sviluppo offerte dalle fonti rinnovabili, ricchezza in grado di fornire soluzioni
concrete nella risoluzione delle problematiche legate all'attuale panorama energetico.
Lo scenario italiano presenta altri fattori atti a favorire lo sviluppo di una cultura del rinnovabile:
basti pensare che la superficie agricola coltivata si è ridotta dai 18 milioni di ettari del 1966 ai
12 del 1995, a testimoniare il diradamento della popolazione agricola con i conseguenti squilibri
sul territorio, sia di natura socio-economica che prettamente fisico-idrogeologica. Per invertire
tale tendenza si possono rivelare di importanza strategica le potenzialità delle fonti rinnovabili da
biomasse, settore fino ad ora non sfruttato appieno (l'ultimo Piano Energetico Nazionale, approvato
nel 1988, si limitava a valutare il contributo energetico al bilancio energetico in 2,5 Mtep per il
2000). Il percorso verso uno sfruttamento pianificato e completo delle energie da fonti rinnovabili
è stato avviato nel novembre 1998 con la pubblicazione del Libro Verde per la Valorizzazione
Energetica delle Fonti Rinnovabili, contenente le valutazioni sulle potenzialità di tali risorse. Al
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 3
Libro verde ha fatto seguito - un anno più tardi - il Libro Bianco per la Valorizzazione Energetica
delle Fonti Rinnovabili e, più recentemente (2000), il Libro Verde "Verso una strategia europea per
la sicurezza dell'approvvigionamento energetico", nel quale si rileva la forte dipendenza dell'UE
dalle importazioni di energia. Il settore delle biomasse (basato su risorse locali), può concorrere a
incrementare la sicurezza energetica europea, sostituendo il gas naturale nella produzione di calore
ed energia elettrica.
1.2 Le politiche energetiche sostenibili
1.2.1 Lo sviluppo sostenibile
Negli ultimi decenni l'esigenza di tutela dell'ambiente è apparsa sempre più imprescindibile: le
pressioni derivanti dalle attività antropiche sono causa di gravi squilibri e conseguenti minacce
alle prospettive di sviluppo sostenibile (definito, secondo il Rapporto Brundtland "Our Common
Future" del 1987, uno "sviluppo che risponda alle necessità del presente senza compromettere la
capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie esigenze"); si profila la necessità della
transizione dal sistema di sviluppo attuale, fondato su un'economia basata su due parametri, il
lavoro e il capitale, ad un'economia in grado di riconoscere l'esistenza di un ulteriore fattore: al
lavoro ed al capitale prodotto dall'uomo si aggiunge il capitale naturale.
La visione di sviluppo sostenibile acquista grande notorietà nel 1992, in occasione del primo
vertice mondiale sull'ambiente organizzato dall'ONU a Rio de Janeiro: il concetto di sviluppo
sostenibile riceve da quel momento una legittimazione politica da parte da 170 Paesi del mondo.
1.2.2 La sostenibilità in Italia
Le linee guida per intraprendere il cammino verso la sostenibilità sono contenute, in Italia, nella
Strategia Nazionale d'Azione Ambientale, strumento che garantisce la continuità con l'azione del-
l'UE. Gli obiettivi e le azioni contenuti nella Strategia devono trovare continuità nel sistema delle
regioni, delle Province autonome e degli Enti locali e possono essere definiti attraverso una insieme
di principi ispiratori: l'integrazione dell'ambiente nelle altre politiche, la riduzione degli sprechi,
l'aumento dell'efficienza globale nell'uso delle risorse, il rifiuto della logica d'intervento a fine ciclo
e l'orientamento verso politiche di prevenzione.
Nonostante le indicazioni della Strategia Nazionale, l'Italia non ha ancora intrapreso il percorso
verso lo sviluppo sostenibile, secondo il quadro delineato dal primo Rapporto sullo sviluppo so-
stenibile nel nostro Paese (documento risalente all'anno 2002), a cura dell'ISSI (Istituto Sviluppo
Sostenibile Italia) [106]. Malgrado ciò, le prospettive tracciate dal Rapporto non sono scoraggianti:
all'Italia non mancano le potenzialità per un netto miglioramento della situazione; il vero ostacolo
è rappresentato dall'assenza di una visione condivisa dello sviluppo sostenibile. Le priorità sono
l'arresto della crescita di emissioni di gas serra, l'esigenza di incrementare l'efficienza energetica
(che comunque è la migliore in Europa) e la riduzione della dipendenza dai combustibili fossili
(va ricordata inoltre la forte dipendenza italiana dalle importazioni di energia, pari all'80% circa
dell'approvvigionamento totale). Nella ricerca delle politiche di sviluppo il ricorso alle fonti rin-
novabili rappresenta una concreta soluzione: le potenzialità di queste risorse energetiche, pur in
crescita nell'ultimo decennio, non sono ancora sfruttate a pieno regime e rappresentano un valido
orizzonte di sviluppo al fine del conseguimento di un migliore stato di salute dell'ambiente, anche
nella prospettiva del rispetto delle prescrizioni del Protocollo di Kyoto e nell'impegno di migliorare
l'efficienza complessiva del Paese.
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 4
1.2.3 Il Protocollo di Kyoto
Il Protocollo di Kyoto costituisce lo strumento attuativo della Convenzione Quadro delle Nazioni
Unite sui cambiamenti climatici e si propone come primo grande passo verso una strategia interna-
zionale atta al raggiungimento di una progressiva riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera;
questi gas, assorbendo la radiazione infrarossa, provocano il progressivo riscaldamento del piane-
ta, il cosiddetto effetto serra. Il gas serra più importante è la CO2, responsabile del fenomeno
in una proporzione del 70% circa; gli altri gas sono il metano (CH4), l'ossido di azoto (N2O), i
clorofluorocarburi (CFC) e l'ozono troposferico (O3).
Il Protocollo impegna i paesi industrializzati e ad economia in transizione (i paesi aderenti
al trattato sono elencati nell'Allegato I del documento), sulla base di comuni ma differenziate
responsabilità, ad una diminuzione di almeno il 5,2% delle emissioni antropogeniche globali dei
principali gas ad effetto serra rispetto ai valori del 1990, nel periodo di adempimento 2008-2012.
L'Unione Europea ha ratificato il Protocollo nel 2000, e, nella prospettiva del rispetto delle
prescrizioni del trattato, ha elaborato un Libro Bianco sulle politiche energetiche in cui è previsto
l'aumento della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili fino al 23% nel 2010 (rispetto ai
valori del 1990), come illustrato nel par. 1.3.
1.2.4 Le direttive in Italia
L'Italia ha ratificato il Protocollo con la legge del n. 120 del 1 giugno 2002, nella quale viene
presentato il Piano Nazionale per l'abbattimento delle emissioni di gas serra. L'obiettivo di riduzione
è fissato per il nostro Paese al 6,5% delle emissioni del 1990 (ciò significa che il valore soglia è
pari a 487,1 Mt CO2 ma, secondo lo scenario tendenziale (che prevede il mantenimento dei trend
attuali di emissione), le emissioni italiane del 2010 saranno in eccedenza di 93 Mt CO2; è stato
individuato anche uno scenario di emissione di riferimento, per il quale sono considerati gli effetti
di provvedimenti e programmi nei settori individuati dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela
del Territorio [108]. La tab. 1.1 propone un confronto tra i due scenari nei vari settori in cui sono
previste attività che causano emissione di gas serra; i trend di crescita di emissione impongono il
ricorso alle strategie indicate nel Piano Nazionale.
Le misure previste nello scenario di riferimento consentono una riduzione delle emissioni per
un valore di 5,1 Mt CO2 all'anno per il periodo 2008-2012: per il raggiungimento dell'obiettivo
stabilito dal Protocollo si richiede un ulteriore abbattimento di 41 Mt CO2 circa. Le misure previste
in questo scenario comprendono sia l'attuazione di programmi già previsti da leggi nazionali e
direttive europee (in materia di produzione di energia, di miglioramento dell'efficienza dei trasporti,
di riduzione dei consumi energetici) sia i progetti di Joint Implementation e Clean Development
Mechanism (due dei cosiddetti meccanismi flessibili) in Cina e nei Paesi balcanici e del nord Africa.
Sono state studiate politiche di riduzione nel settore agricolo e forestale (presentate in seguito),
che dovrebbero, secondo le previsioni, ridurre le emissioni annuali di 10,2 Mt CO2. Per colmare il
restante divario verso l'obiettivo di abbattimento si è provveduto alla definizione di un insieme di
ulteriori programmi e iniziative da implementare nel periodo 2004-2010; le proiezioni indicano che
tali misure saranno in grado di operare una riduzione delle emissioni tra le 58 e le 95,8 Mt CO2
all'anno. Tra queste disposizioni si sottolinea il ruolo strategico delle energie rinnovabili, che, con
una riduzione annua compresa tra le 1,8 e le 3,4 Mt CO2, rappresentano uno dei settori principali
nelle politiche relative all'utilizzo di fonti di energia.
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 5
Tabella 1.1: Confronto tra gli scenari di riferimento e tendenziale [108].
anno 1990 2000 2010 (tend.) 2010 (rif.)
[MtCO2eq] [MtCO2eq] [MtCO2eq] [MtCO2eq]
Da usi fonti energetiche
Ind. energetica 147,4 160,8 170,4 144,4
Ind. manifatturiera 85,5 77,9 80,2 80,2
Trasporti 103,5 124,7 142,2 134,7
Civile 70,2 72,1 74,1 68,0
Agricoltura 9,0 9,0 9,6 9,6
Altro 9,3 7,8 7,6 7,6
Altre fonti
Processi industriali 35,9 33,9 30,4 30,4
Agricoltura 43,4 42,6 41,0 41,0
Rifiuti 13,7 14,2 7,5 7,5
Altro 3,1 3,8 16,7 16,7
1.2.5 Le direttive in materia di uso del suolo
Il ruolo strategico degli ecosistemi vegetali, tra cui le foreste, nelle politiche di mitigazione delle
emissioni di gas serra è riconosciuto dalla capacità di assorbimento e fissaggio degli stessi; per
questa ragione le foreste sono considerate alla stregua di serbatoi (sinks) di carbonio, e pertanto
la Convenzione Quadro sui cambiamenti climatici (UNFCCC) stabilisce la necessità di quantificare
concretamente i possibili abbattimenti di gas serra.
In occasione della Conferenza di Milano (Cop 9, 2003) è stato presentato il rapporto Good Prac-
tice Guidance for Land Use, Land Use Change and Forestry (GPG-LU-LUCF), a cura dell'IPCC
(International Panel on Climate Change); il rapporto indica le tecniche per la stima dei depositi
(stock) di carbonio e delle variazioni di tali depositi nelle varie categorie di uso del suolo, sull'intero
territorio nazionale (in base alle prescrizioni della Convenzione) e su tutti i terreni destinati alle
attività previste nel Protocollo di Kyoto [31]. L'UNFCCC obbliga i suoi membri a riportare i dati
sulle variazioni delle quantità di carbonio dovute alle attività di cambiamento dell'uso del suolo e
alle attività di gestione del patrimonio forestale.
Per quanto concerne l'Italia, il Ministero dell'Ambiente ha predisposto un piano -collegato alla
delibera CIPE n.123 del 19 dicembre 2002- in cui sono definite le attività atte alla realizzazione
del potenziale massimo di assorbimento del carbonio. Secondo tale delibera il potenziale di assor-
bimento medio annuo nel periodo 2008-2012 ammonta a 10,2 MtCO2, pari all'11% dell'impegno
di riduzione complessivo. Di queste 10,2 MtCO2 il 40,2% corrisponde alle misure di gestione delle
foreste già esistenti sul territorio nazionale, il 58,9% alle attività di afforestazione e riforestazione e
il rimanente 0,9% alla gestione di prati, pascoli, suoli agricoli e alla rivegetazione (la diffusione di
copertura vegetale su terreni erosi, cave) [108].
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 6
1.3 Le potenzialità e lo stato di sviluppo delle risorse rinno-
vabili
Nel corso dei precedenti paragrafi le fonti di energia rinnovabili sono state citate come una valida e
concreta soluzione per la riduzione delle emissioni dei gas serra, nell'ottica dell'adozione di politiche
energetiche orientate ai principi dello sviluppo sostenibile e dunque al rispetto delle direttive definite
nel Protocollo di Kyoto. Secondo le proiezioni dell'International Energy Agency (2004) le fonti
rinnovabili possono arrivare a soddisfare il 20% della domanda di elettricità nel 2020 e il 50% di
energia primaria nel 2050 [102]. Le fonti rinnovabili includono, secondo il Decreto Legislativo n.
387 del 29 dicembre 2003 il sole, il vento, l'energia idraulica, le biomasse, le risorse geotermiche, le
maree, il moto ondoso, il biogas, i gas di discarica e i gas residuati dai processi di depurazione.
La promozione delle risorse rinnovabili è una delle priorità dell'Unione Europea, stabilita nel
Libro Bianco ("Energia per il futuro: le fonti energetiche rinnovabili", 1997) e nella Direttiva
2001/77/CE, non solo ai fini degli obiettivi di Kyoto. La valorizzazione di queste tecnologie im-
plica altri benefici, quali la riduzione nel consumo di combustibili fossili e il conseguente (parziale)
affrancamento dalle importazioni di energia, l'economicità e la sicurezza nell'approvvigionamento
energetico (come illustrato nel Libro Verde Europeo sulla Sicurezza dell'Approvvigionamento Ener-
getico), lo sviluppo della generazione distribuita, la creazione di un settore produttivo conforme alle
piccole e medie imprese in grado di generare nuova occupazione. Questi fattori giustificano lo svilup-
po a livello mondiale delle fonti energetiche rinnovabili, settore in cui si registra un'elevata crescita
di potenza ed efficienza degli impianti; gli investimenti nella ricerca e nell'innovazione tecnologica,
la diffusione e la sperimentazione in diversi paesi hanno reso possibile questa espansione.
Il ruolo dell'Europa nel processo di rivalutazione delle fonti rinnovabili è di fondamentale im-
portanza, avendo delineato obiettivi precisi e ambiziosi in materia; le strategie della UE hanno
permesso il conseguimento di risultati importanti, sia in termini di innovazione tecnologica che
nell'ambito sociale, con la creazione di decine di migliaia di posti di lavoro, inseriti in un sistema
industriale all'avanguardia. Le prospettive favorevoli in tema di risorse rinnovabili hanno definito
come obiettivo per l'UE il raddoppio del contributo delle fonti rinnovabili al fabbisogno energetico
entro il 2010: dal 6% del 1997 (anno di pubblicazione del Libro Bianco) al 12% del 2010.
Il Libro Bianco per la valorizzazione energetica delle fonti rinnovabili (1999) indica i target
a livello nazionale per ogni fonte (relativi al periodo 2008-2012); in Italia il livello di sviluppo
del rinnovabile accusa un certo ritardo rispetto allo standard europeo, correlato alla difficoltà nel
rispettare gli obiettivi fissati dal Protocollo di Kyoto: tuttavia le potenzialità delle fonti rinnovabili
nel nostro Paese (in particolare i settori solare, eolico e delle biomasse) possono permettere di
recuperare ampiamente questo ritardo, se supportate da una politica fiscale e industriale mirata
alla riduzione dei consumi e all'utilizzo razionale di energia. La quota delle fonti rinnovabili è
cresciuta marginalmente, essendo passata dall'8% del 1995 al 9% del 2002 (la fig. 1.2 mostra
il contributo delle fonti rinnovabili, pari appunto al 9% nella produzione complessiva di energia
primaria in Italia nel 2002).
1.3.1 Verso gli obiettivi del 2010 stabiliti dal Libro Bianco italiano ed
europeo
Il Libro Bianco italiano - citato nei precedenti paragrafi - definisce per ogni fonte rinnovabile gli
obiettivi di riferimento per conseguire le riduzioni delle emissioni di gas serra previste dalla delibera
CIPE e stabilisce gli strumenti per il conseguimento di tale obiettivo. Per il nostro Paese il Libro
Bianco prevede il raggiungimento delle 20,3 Mtep di energia prodotta dalle fonti rinnovabili per il
periodo 2008-2012; nel 1997 il quantitativo di energia prodotta era pari a 11,7 Mtep. Un quadro
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 7
Figura 1.2: Suddivisione per fonti della produzione complessiva di energia primaria in Italia nel
2001 [32].
Tabella 1.2: Quadro riassuntivo della situazione attuale e degli obiettivi del Libro Bianco sulle fonti
rinnovabili [32].
2002-2003 2008-2012
Idroelettrico < 10 MW 14.517 MWe 15.000 MWe
Idroelettrico > 10 MW 2.223 MWe 3.000 MWe
Geotermia 860 MWe 800 MWe
Eolico 904 MWe 2.500 MWe
Fotovoltaico 25 MWe 300 MWe
Biomasse e biogasa 225 MWe 2.300 MWe
Solare termico 470.000 m2 3.000.000 m2
Biomasseb 0,9-1,2 Mtep anno-1 1,75 Mtep anno-1
Biodiesel 220.000 t anno-1 500.000 t anno-1
Geotermia (usi diretti) 0,213 Mtep anno-1 0,4 Mtep anno-1
aImpianti di produzione di elettricità e cogenerazione che usano legno e residui legnosi.
bInclude la legna da ardere dei circuiti commerciali, legno e residui per teleriscaldamento.
riassuntivo della situazione attuale e delle strategie di sviluppo delle diverse fonti energetiche è
fornito in tab. 1.2.
Le indicazioni dell'analisi dello stato attuale della situazione italiana nell'ambito del rinnovabi-
le mostrano che alcuni settori, come l'eolico, sono abbastanza avviate nel trend di crescita; altre
tecnologie accusano invece un certo ritardo nel livello di sviluppo: tra queste il solare fotovoltai-
co e termico e le biomasse. In particolare quest'ultimo settore può rappresentare una delle più
vantaggiose strade percorribili nella valorizzazione del rinnovabile nel nostro Paese.
A livello di Unione Europea sono in via di definizione nuovi obiettivi oltre la scadenza del 2010
(per la quale si aspira a raggiungere la quota di 11,5% del consumo di energia primaria totale
soddisfatta da fonti rinnovabili), con lo scopo di coprire il 20% del consumo totale lordo di energia
entro il 2020. Oggi la percentuale si attesta attorno a valori compresi tra il 5 e il 6% per quanto
riguarda l'energia primaria, quota che arriva al 14% per quanto concerne il fabbisogno di elettricità.
I comparti tecnologici in linea con le proiezioni del Libro Bianco Europeo sono l'energia eolica,
idroelettrica, geotermica e fotovoltaica; i settori che appaiono in ritardo sono quelli del solare termico
e dell'energia da biomasse. Il quadro della situazione viene sintetizzato nel grafico di fig. 1.3, nel
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 8
Figura 1.3: Tassi di crescita medi annuali per gli obiettivi del Libro Bianco Europeo al 2010 [32].
quale è proposto un confronto tra i tassi di crescita reali e quelli necessari per il conseguimento
degli obiettivi per il 2010 definiti dal Libro Bianco.
1.3.2 Possibili strategie di sviluppo delle fonti rinnovabili
Nel nostro Paese le fonti rinnovabili sono relegate - nonostante i passi avanti esposti nei paragrafi
precedenti - a un ruolo secondario: manca ancora la percezione delle potenzialità di queste risorse
nella prospettiva della riduzione dei consumi e dell'inquinamento atmosferico; molti progetti, in
particolare quelli legati all'installazione di impianti eolici e solari, sono resi difficoltosi dalla lun-
ghezza e dalla complessità delle procedure di approvazione; altri intralci sono rappresentati dagli
alti costi d'allaccio per la generazione distribuita sul territorio.
Lo sviluppo delle fonti rinnovabili presuppone un'inversione di rotta rispetto alle classiche logiche
dell'attuale modello energetico, in cui le centrali elettriche di grandi dimensioni (per sfruttare
i vantaggi dell'economia di scala) detengono un ruolo fondamentale. L'espansione del rinnovabile
implica un sistema sempre più distribuito, in grado di far fronte a una domanda sempre più suddivisa
nel territorio: questi cambiamenti sono resi possibili dalla natura stessa delle energie rinnovabili,
che presuppongono la riduzione delle catene di produzione dell'energia (i casi più evidenti sono
quello di eolico e solare): questo aspetto rende le risorse rinnovabili più economiche rispetto alle
fonti convenzionali. Il nuovo sistema di generazione, gestione e distribuzione dell'energia richiede
la riconversione di molte strutture, la nascita di nuove aziende (lontane dagli schemi classici dei
grandi gruppi industriali) e una forte sinergia tra industria e ricerca. Le regioni possono agevolare
questi processi attraverso l'elaborazione di piani energetici regionali che annoverino tra gli obiettivi
l'introduzione del rinnovabile nello specifico contesto territoriale, programmi di incentivazione per
aziende e cittadini e semplificazione delle procedure autorizzative.
CAPITOLO 1. LE RISORSE RINNOVABILI 9
I provvedimenti pratici in grado di dare una svolta alla diffusione del rinnovabile si traducono
in una serie di misure: prima fra queste l'approvazione dei provvedimenti del D.L. n◦ 387, al fine di
definire le regole e le tariffe per l'elettricità prodotta da impianti solari fotovoltaici. I contenuti di
tale decreto comprendono anche le linee guida per l'approvazione dei progetti di impianti da fonti
rinnovabili e le regole per gli impianti rinnovabili di potenza inferiore ai 20 kW (per la generazione
diffusa).
Altri obiettivi per un piano di rilancio del rinnovabile in Italia sono la realizzazione di alme-
no il 2% della produzione energetica complessivamente prodotta da fonti rinnovabili attraverso il
meccanismo dei Certificati Verdi e l'esclusione della parte non biodegradabile dei rifiuti (che in-
cludono per gran parte plastiche derivanti dal petrolio) dall'insieme delle fonti per le quali sono
previsti incentivi. Un'altra proposta prevede l'introduzione del meccanismo dell'incentivo del conto
energia per la produzione di energia da tutte le fonti rinnovabili. E' auspicabile l'introduzione di
obiettivi di programmazione degli impianti eolici e solari (anche tramite la definizione delle aree
adatte all'installazione di queste tecnologie) e l'obbligo di dotazione dei pannelli solari termici -
secondo l'esempio della Spagna - negli edifici di nuova costruzione e nelle ristrutturazioni più im-
portanti (quest'ultimo accorgimento è di competenza dei regolamenti edilizi); i regolamenti edilizi
dovrebbero essere strumenti che garantiscano l'inclusione di criteri per il risparmio e la certificazio-
ne energetica e, in generale, regole e incentivi per la promozione delle energie rinnovabili a livello
locale.
Capitolo 2
Le biomasse come fonte rinnovabile
di energia
In questo capitolo si presentano le biomasse come possibile fonte di energia rinnovabile. La tratta-
zione si articola a partire da una definizione dei termini relativi alle bioenergie, presentando poi il
quadro di questa risorsa in termini di potenzialità di utilizzo e reale sfruttamento a livello mondiale
e nazionale. Segue una breve descrizione dei processi di conversione biomassa-energia in cui si pone
l'attenzione sui principali combustibili legnosi. E' fornita inoltre una panoramica sulle normative
di settore e sulle definizioni legislative. Infine si sottolineano i punti di forza e le criticità insite
nell'utilizzo di questa fonte, presentando alcuni esempi di applicazione.
2.1 Biomasse, biocombustibili e bioenergia
Le criticità legate alla decrescente disponibilità delle fonti energetiche di origine fossile nonché alla
loro distribuzione geografica in aree politicamente instabili, unitamente alle ingenti problematiche
ambientali a scala globale, hanno indotto una crescente attenzione verso la ricerca di fonti energe-
tiche alternative. Quella su cui andremo a focalizzare l'attenzione nel presente capitolo è l'energia
ottenuta dalle biomasse. Tale energia viene ricavata tramite la trasformazione di prodotti caratte-
rizzati dalla loro natura organica di neoformazione, il cui contenuto in carbonio originario deriva
quindi da processi di fotosintesi vegetale, ovvero quella reazione biologica tramite la quale le piante
trasformano la luce solare, l'acqua e l'anidride carbonica in carboidrati ed ossigeno, secondo la
reazione:
Possiamo osservare che questa prima definizione contiene implicitamente il concetto rinnovabilità
della fonte, in quanto esclude tutte le biomasse fossilizzate e derivati, i cui tempi di formazione
dell'ordine dei milioni di anni non sono comparabili con i tempi di sfruttamento della risorsa, ben
più rapidi considerando l'attuale tasso di consumo.
Il termine biomasse, inteso come insieme delle sostanze organiche di origine vegetale o animale,
racchiude un'ampia gamma di prodotti di origine dedicata o derivanti da scarti e residui di varie
produzioni, che spaziano da quelle agricole-forestali e agroindustriali ai rifiuti domestici. In fig. 2.1
è riportata una schematizzazione dei vari tipi di biomasse e della loro provenienza.
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CAPITOLO 2. LE BIOMASSE 11
Figura 2.1: Schema dei vari tipi di biomasse e loro provenienza.
Con il termine biocombustibili si indicano invece tutti quei combustibili solidi, liquidi o gassosi
derivati direttamente dalle biomasse (ad es. la legna da ardere), od ottenuti in seguito ad un
processo di trasformazione del materiale organico in esse contenuto in combustibile di diversa forma
e proprietà (ad es. il biodiesel da piante oleaginose e il bioetanolo da piante zuccherine).
Infine, con il termine bioenergia si va ad indicare qualsivoglia forma di energia utile (termica
od elettrica) ottenuta tramite l'uso di biocombustibili. Si sottolinea che quando si parla di energia
da biomasse, l'aspetto della conversione è solo una parte di un processo esteso che comprende, a
livello generale, le fasi illustrate in fig. 2.2.
Figura 2.2: Fasi generali del processo di generazione di energia dalle biomasse.
2.2 La situazione a livello mondiale
Pur non disponendo di una precisa stima della disponibilità di biomasse a scala globale, si può af-
fermare che il loro utilizzo per la produzione energetica è largamente inferiore alle reali potenzialità
offerte dal sistema ambiente-territorio. Attualmente le biomasse rappresentano la principale fonte
energetica rinnovabile: a livello mondiale esse forniscono quasi l'11% dell'energia primaria consu-
mata (compresi i rifiuti), seguite dall'idroelettrico (2,2%) e da altre fonti quali geotermia, solare
ed eolico (0,5%) [22]. In fig. 2.3 è illustrata la ripartizione tra le varie fonti energetiche sul totale
dell'energia consumata a livello mondiale.
Si evidenzia una forte disomogeneità nell'utilizzo di questa risorsa. Attualmente, i Paesi in Via
di Sviluppo coprono il 38% del loro fabbisogno energetico tramite l'utilizzo delle biomasse, con
alcuni casi estremi come il Nepal (98%) e l'Etiopia (95%). Molto differente è la situazione nei Paesi
Industrializzati, i quali soddisfano mediamente il 3% del loro fabbisogno energetico tramite questa
fonte [36]. In proposito si osservi la tab. 2.1 che riporta i dati relativi al contributo delle fonti
CAPITOLO 2. LE BIOMASSE 12
Figura 2.3: Ripartizione per fonte di produzione dell'energia consumata a livello mondiale [22].
energetiche rinnovabili (FER) al fabbisogno energetico in varie aree del pianeta. Dai dati riportati
si può osservare che a livello europeo il contributo delle biomasse è significativo (oltre il 60%),
mentre l'Italia è sotto la media comunitaria, con circa il 27%. Secondo le stime attuali il potenziale
energetico della biomassa prodotta in Europa è pari a 400 Mtep, di questi solo il 15% circa viene
utilizzato per produrre energia [25].
Tabella 2.1: Incidenza delle biomasse sulla produzione energetica totale e sulle fonti energetiche
rinnovabili (FER), valori in Mtep [22].
Mondo OCSE UE-15 Italia
anno 2002 2002 2003 2002 2003 2002 2003
Energia totale 10.230,7 5.345,7 5.390,7 1.489,7 1.513,1 172,7 180,7
Energia da biomassa 1.117,7 178,4 181,1 56,7 59,7 2,5 3,1
Energia da FER 1.391,6 316,6 320,3 88,4 93,4 9,6 11,3
Biomassa/FER (%) 80,3 56,3 56,5 64,1 63,7 26,0 27,4
Biomassa/totale (%) 10,8 3,3 3,4 3,8 3,9 1,4 1,7
Secondo gli obiettivi del Libro Bianco della CE il contributo delle biomasse alla produzione
energetica europea dovrebbe triplicare entro il 2012, attestandosi oltre i 130 Mtep. Questo permet-
terà un risparmio di combustibili fossili pari a 45 Mtep anno-1, provenienti per i 2/3 dal recupero
di residui forestali, scarti agricoli e dell'industria del legno, e per 1/3 dallo sfruttamento di colture
dedicate [31]. Si tenga presente che, in generale, i dati sulla disponibilità di biomasse sono potenzial-
mente affetti da errori dovuti all'oggettiva difficoltà di stima delle quantità in gioco, principalmente
perché trattasi di risorse non commercializzate.