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Analisi tecnica, economica ed ambientale di un campo coltivato a biomassa legnosa

Informazioni tesi

  Autore: Caterina Del Buono
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2004-05
  Università: Università degli Studi di Perugia
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria civile e ambientale
  Relatore: Cinzia Buratti
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 410

Il consumo di energia è in continuo incremento nei Paesi industrializzanti, quindi per poter sostenere una situazione tale senza incorrere in problematiche gravose si afferma il concetto di sviluppo sostenibile come nuova politica di gestione del settore energetico. Essa si basa sull’impiego e la promozione delle fonti di energia rinnovabili (RES) in alternativa ai combustibili fossili, fonti esauribili, anche se questi continuano ad essere la fonte primaria di energia utilizzata a livello mondiale, a causa del basso costo del petrolio e dei suoi derivati, e alla difficoltà di realizzare impianti per lo sfruttamento delle energie alternative. Tra le RES si hanno: energia idraulica, solare, eolica, geotermica, delle onde, delle correnti e la biomassa. Notevoli sono i vantaggi che la biomassa comporta; il principale deriva dal fatto che la sua utilizzazione per fini energetici non contribuisce all’effetto serra, poiché la quantità di anidride carbonica rilasciata durante la conversione energetica è equivalente a quella assorbita durante la crescita della biomassa stessa; non vi è, quindi, alcun contributo netto all’aumento del livello di CO2 nell’atmosfera; inoltre in essa si libera pochissimo zolfo, riducendo così la produzione di piogge acide. In tale ottica aumentare la quota di energia prodotta mediante l’uso delle biomasse, piuttosto che con combustibili fossili, può contribuire alla riduzione della CO2 emessa in atmosfera. Tra le varie tipologie di biomassa vi sono le colture energetiche, il cui fine principale è la produzione di biomassa da destinarsi a scopi energetici. Il protocollo di Kyoto e il Libro Bianco stabiliscono gli obiettivi, nella riduzione delle emissioni, che i paesi industrializzati devono raggiungere mediante l’impiego delle fonti di energia rinnovabili. Questo lavoro di tesi si propone di valutare, attraverso un’attenta analisi economica ed ambientale, la convenienza delle colture energetiche a breve turno di rotazione (SRF) esaminate in diversi scenari colturali possibili, dimostrando in tal modo i vantaggi derivanti da una loro promozione ed incentivazione a livello globale, secondo la politica dello sviluppo sostenibile, sia per l’uomo che per l’ambiente.Nel capitolo 1 si affronta in generale il concetto di sviluppo sostenibile e la possibilità di raggiungerlo mediante l’impiego delle RES; quindi ci si sofferma su di una particolare RES quale la biomassa, analizzandone in dettaglio le tipologie, i processi di conversione energetica e i vantaggi.Nel capitolo 2 sono esaminate le coltivazioni energetiche dedicate a breve turno di rotazione o SRF, dopo averne descritto le caratteristiche fisiologiche in particolare di Pioppo, Robinia, Salice ed Eucalipto; è esposto inoltre il modello da seguire al fine di effettuare prove sperimentali per le colture SRF. In modo particolare sono riportate le esperienze sperimentali condotte su tali colture concernenti vari aspetti quali quello economico, ambientale, energetico e meteorologico a livello mondiale. Ci si sofferma inoltre sui due campi sperimentali, messi a dimora e monitorati dal Centro di Ricerca sulle Biomasse (CRB), analizzandone le caratteristiche ed in particolare le prove sperimentali effettuate su di essi.Nel capitolo 3 è descritto in dettaglio il protocollo di coltivazione delle colture SRF in ogni sua fase, dalla preparazione del terreno che precede la piantumazione fino alla fase di raccolta e stoccaggio. Inoltre sono analizzate in dettaglio le principali variabili di decisione riguardanti questo tipo di coltivazioni quali: il tipo di suolo adatto (marginale oppure fertile); la specie e i cloni da coltivare; le cure colturali da effettuare e la relativa meccanizzazione; la densità di impianto; il turno di taglio; l’orizzonte temporale; i fabbisogni idrici e il materiale di propagazione.Nel capitolo 4 sono esaminati i due campi sperimentali oggetto di studio dal punto di vista delle lavorazioni agricole effettuate e degli LCA o cicli di vita degli scenari colturali presenti in tali campi, realizzati tramite il software SimaPro che viene in seguito descritto insieme al metodo Econindicator 99 ; inoltre sono valutati a tal proposito altri scenari colturali possibili, tra i quali sono presentati alcuni concernenti colture standard quali mais, girasole e tabacco.Nel capitolo 5 è effettuato per ogni scenario colturale esaminato nel capitolo 4, sia il bilancio economico sia la valutazione di impatto ambientale in termini di punteggio singolo, tramite Ecoindicator 99, condotta sia dal punto di vista dell’intero scenario che processo agricolo. In questo modo è stato possibile effettuare un raffronto tra le colture SRF e le colture standard considerate, sia dal punto di vista economico che dal punto di vista dell’impatto ambientale e valutare quale sia lo scenario colturale più conveniente da entrambi i punti di vista. Infine è stata realizzata una classifica degli scenari colturali.

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Introduzione 1 INTRODUZIONE Il consumo di energia è in continuo incremento nei Paesi industrializzanti, quindi per poter sostenere una situazione tale senza incorrere in problematiche gravose si afferma il concetto di sviluppo sostenibile come nuova politica di gestione del settore energetico. Essa si basa sull’impiego e la promozione delle fonti di energia rinnovabili o RES, evidenziandone i vantaggi economici ed ambientali, in alternativa ai combustibili fossili, fonti esauribili, anche se questi continuano ad essere la fonte primaria di energia utilizzata a livello mondiale, a causa del basso costo del petrolio e dei suoi derivati, e alla difficoltà di realizzare impianti per lo sfruttamento delle energie alternative. Tra le RES si hanno l’energia idraulica, solare, eolica, geotermica, delle onde, delle correnti e la biomassa. Notevoli sono i vantaggi che la biomassa comporta; il principale deriva dal fatto che la sua utilizzazione per fini energetici non contribuisce all’effetto serra, poiché la quantità di anidride carbonica rilasciata durante la conversione energetica è equivalente a quella assorbita durante la crescita (fotosintesi) della biomassa stessa; non vi è, quindi, alcun contributo netto all’aumento del livello di CO 2 nell’atmosfera; inoltre in essa si libera pochissimo zolfo, riducendo così la produzione di piogge acide. In tale ottica aumentare la quota di energia prodotta mediante l’uso delle biomasse, piuttosto che con combustibili fossili, può contribuire alla riduzione della CO 2 emessa in atmosfera. Tra le varie tipologie di biomassa vi sono le colture energetiche, il cui fine principale è la produzione di biomassa da destinarsi a scopi energetici. Il protocollo di Kyoto, in vigore dal 16 febbraio 2005, e il Libro Bianco stabiliscono gli obiettivi, nella riduzione delle emissioni, che i paesi industrializzati devono raggiungere mediante l’impiego delle fonti di energia rinnovabili. Il Libro Bianco Europeo sulle Risorse Rinnovabili (1997) prevede che la realizzazione delle colture energetiche possa contribuire per un terzo al raggiungimento dell’obiettivo di risparmio nell’uso di combustibili fossili, pari a 15 Mtep/anno, entro il 2010; infatti, destinando ad esse 13 milioni di ettari (4% della superficie agricola comunitaria), con una produzione di 10 t/ha all’anno, consentirebbero di ridurre le emissioni annue di 50 Mton di carbonio.

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