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Altre Coltivazioni Energetiche - G. Caserta -
Le colture energetiche sono colture specializzate per la produzione di BIOMASSA ad usi energetici.
Rientrano in questa categoria sia le specie legnose sia le specie erbacee.
Le colture energetiche erbacee possono poi essere annuali (girasole, colza, sorgo da fibra, kenaf, ecc.) o perenni (canna comune, miscanto, ecc.).
Le colture legnose sono principalmente rappresentate da specie selezionate per l’elevata resa in BIOMASSA, e per la loro capacità di ricrescere dopo il taglio (ceduazione).
I boschi cedui tradizionali e le siepi alberate, ampiamente utilizzati in passato per la produzione di legna da ardere, ne costituiscono un esempio.
La tendenza attuale per le moderne coltivazioni è quella di aumentare la densità di impianto e di ridurre l’intervallo di tempo fra due tagli successivi, fino a portarlo a pochi o pochissimi anni (Short Rotation Forestry, SRF).
Le due ragioni fondamentali che rendono importante l’uso delle colture energetiche sono: il continuo rinnovo della produzione e la possibilità di utilizzare aree agricole non più utilizzate per colture alimentari (aree “set-aside”).
La prospettiva di produrre BIOMASSA a fini energetici è perseguita in molti paesi dell’Europa e negli USA dove sono stati effettuati studi sulle condizioni colturali di nuove piante (legnose ed erbacee) e su nuove tecniche colturali quali la SRF.
La finalità delle attività è quella di innalzare le rese di produzione cercando di avvicinarle quanto più al limite fisiologico delle piante che per alcune è stimato intorno a 60 t/ha anno contro le circa 10 t/ha anno ora ottenute.
Tra i molteplici usi non alimentari delle biomasse agricole e forestali, la produzione di biocombustibili liquidi e quella congiunta di energia elettrica e calore (COGENERAZIONE) appaiono strategiche in considerazione di numerosi aspetti:
la scarsità di alternative realistiche ai prodotti fossili nel campo dei trasporti;
la necessità di ridurre i costi di trasporto dell’energia elettrica tramite una generazione diffusa;
l’elevato valore ambientale legato alla riduzione di altre emissioni nocive sia per la salute umana sia per la salvaguardia di specifiche condizioni ambientali (aree urbane, acque interne, parchi, ecc.).
E’ importante osservare che, in Italia, molte delle su menzionate colture sono anche considerate potenziali fonti di cellulosa per l’industria della carta, quindi la maggior parte dell’attività di ricerca e di sviluppo è stata in passato indirizzata verso questa filiera chimica.
In Italia, sono considerate importanti due tipologie di colture energetiche: colture oleaginose, zuccherine e amilacee destinate alla produzione di biocombustibili liquidi e colture lignocellulosiche, utilizzabili come combustibile solido per la produzione di calore e/o elettricità.
Per quanto concerne la prima tipologia, le colture più interessanti e compatibili con le condizioni climatiche, pedologiche e agronomiche italiane sono:
colture oleaginose: colza (Brassica rapus) e girasole (Helianthus annuus);
colture zuccherine: barbabietola da zucchero (Beta vulgaris), sorgo zuccherino (Sorghum bicolor), topinambur (Helianthus tuberosus);
All’interno della seconda tipologia, tra le più studiate per la produzione di elettricità e/o calore compaiono:
Specie annuali: sorgo da fibra (Sorghum bicolor), kenaf (Hibiscus cannabinus);
Specie erbacee perenni: miscanto (Mischantus x gigantus), canna comune (Arundo donax), cardo (Cynara cardunculus);
Specie legnose perenni (SRF): robinia (Robinia pseudoacacia), ginestra (Spartium junceus), eucalipto (Eucalyptus sp.), salice (Salix alba), pioppo (Populus sp.).
È possibile anche una suddivisione delle specie proposte come colture energetiche nelle seguenti due classi:
Una prima classe raggruppa specie già coltivate in Italia per diversi usi (barbabietola, girasole, colza e qualcuna delle specie legnose perenni, come il pioppo o l’eucalipto che sono utilizzati per la produzione della cellulosa).
In qualche caso, come per la produzione di BIODIESEL da girasole o da colza, queste specie sono già utilizzate a fini energetici.
In altri casi, come per il pioppo o il salice, queste specie possono divenire interessanti per la produzione di energia apportando qualche cambiamento alle tecniche di coltivazione, passando dagli attuali cicli pluriennali ai cicli a turno breve (SRF).
Un seconda classe raggruppa specie spontanee, talora esotiche, non ben conosciute e non già utilizzate ma che, per le loro caratteristiche, potrebbero essere introdotte nel nostro sistema agricolo.
Tuttavia, dal punto di vista agronomico, tali specie richiedono ancora numerosi approfondimenti e sperimentazioni.
Molte di queste specie (in genere di origine tropicale o sub-tropicale) potrebbero trovare impiego soprattutto nel sud Italia (alta temperatura, elevato soleggiamento, stagioni vegetative lunghe).
Le coltivazioni a turno breve (SRF)
L’impiego di specie forestali a rapido accrescimento ed a breve turno di rotazione (SRF) per la produzione di energia è relativamente recente.
Le prime esperienze furono condotte in Svezia a partire dal 1973.
La sperimentazione ha investito vari ambiti pertinenti le condizioni di fattibilità della produzione di energia da SRF:
- metodi di coltivazione,
- condizioni climatiche,
- caratteristiche dei suoli,
- produzione del materiale necessario per l’avvio di sperimentazioni su larga scala,
- controllo delle malattie,
- ottimizzazione delle operazioni di taglio, raccolta e STOCCAGGIO,
- bilanci energetici,
- fattibilità economica.
Nella seconda metà degli anni ottanta sono stati prodotti validi riscontri di fattibilità tecnica.
In seguito, sono stati affrontati aspetti connessi alla fattibilità economica indicando che questa è uno dei fattori critici della filiera SRF.
La coltivazione di specie a SRF è tuttora in fase di sviluppo; vi è la necessità di sperimentare soprattutto nella direzione del miglioramento genetico, dell’ottimizzazione del ciclo produttivo, della logistica, dello STOCCAGGIO, di processi avanzati di conversione energetica.
Tuttavia le prospettive sono di grande interesse, e le potenzialità sono sicuramente elevate nel contesto nazionale.
In Italia il problema della produzione di BIOMASSA lignocellulosica attraverso colture specializzate è stato affrontato in alcuni studi di fattibilità, ma si ritiene che la sperimentazione sul tema sia stata molto marginale e troppo parcellizzata (ENEA, ENI, ENEL), quindi mai inserita in una concertazione di studi.
Le specie di maggiore interesse in questo settore sono:
- Eucalipto,
- Pioppo e Salice,
- Robinia (Robinia pseudoacacia),
- Canna comune (Arundo donax).