Biomass, Straw
Nov 7, 2015
La Meccanica
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Pellet di paglia: prospettiva per il futuro o soluzione intermedia?

Pellet di paglia: prospettiva per il futuro o soluzione intermedia?

Combustibile più economico per una combustione difficile

Di Heinrich Neumann

Mentre alcuni analisti di mercato ne attestano l’enorme potenzialità, gli scettici, al contrario, considerano il pellet di paglia una soluzione intermedia sul cammino della combustione cerealicola. Una cosa è certa: di paglia derivata dai cereali ce n’è in abbondanza, ma la sua combustione non è priva di inconvenienti. Quali sono i vantaggi e i rischi legati a questo combustibile alternativo?

La Germania è ricca di paglia: 43 milioni di tonnellate l’anno, come stimato dall’Istituto per l’Energetica e l’Ambiente di Lipsia. Tuttavia solo una parte di questa enorme riserva può essere sfruttata sotto il profilo energetico. La maggior parte rimane sul campo per migliorare il terreno, oppure viene utilizzata nelle stalle come lettiera. In ogni caso l’istituto di Lipsia calcola che sono quasi 8 milioni le tonnellate che potrebbero essere utilizzate per la combustione.

A tale proposito il grande vantaggio offerto dalla paglia consiste nel fatto che si tratta di un prodotto secondario del raccolto cerealicolo. Le spese per i macchinari e le aree di coltivazione (come per esempio i canoni di locazione) vengono teoricamente compensati con la vendita dei cereali. Per lo sfruttamento energetico della paglia bisogna aggiungere solo le spese di recupero e deposito nonché di trattamento. Ciò significa che la materia prima è economica e presente in grande quantità. Per tale ragione è parecchio tempo che si moltiplicano i dibattiti sull’uso della paglia per la combustione e si avviano progetti di ricerca proprio su questo argomento. Oltre alle balle intere, che con un peso di 300 kg circa vengono utilizzate nelle grandi centrali termiche o nelle caldaie a carburazione mediante paglia, negli impianti di dimensioni più piccole diventa sempre più frequente l’uso del pellet di paglia. Il motivo è semplice: con un prezzo che varia da 130 a 150 Euro a tonnellata e spese di combustibile che vanno da 3 a 3,5 centesimi per kWh, esso è molto più interessante del pellet di legno, il quale, tendenzialmente, si attesta piuttosto sui 180 Euro/ton e su 3,9 centesimi per kWh (come calcolato dall’Istituto regionale della Turingia per l’Agricoltura TTL). Con un potere calorifico di circa 4,25 kWh/kg (contenuto d’acqua = 10%) esso è di poco inferiore al legno (4,6 kWh/kg, contenuto d’acqua = 10%). Ma il pellet di paglia è davvero un’alternativa da prendere in seria considerazione?

Elevate emissioni e formazione di scorie

Purtroppo la faccenda non è così semplice: la paglia, infatti, presenta nella lavorazione e come combustibile una serie di problemi che è necessario risolvere, fra cui:

  • Le balle di paglia sono trasportabili solo in misura limitata, perché piuttosto voluminose e poco pesanti
  • La cubettatura è più difficile rispetto al legno, perché la qualità della materia prima dipende, fra l’altro, dalle condizioni atmosferiche. Il pellet di paglia ha un’abrasione maggiore rispetto a quella di legno.
  • Poiché la paglia ha un punto di fusione delle ceneri inferiore al legno, e, in caso di calore elevato, vi è il rischio che si formino delle scorie, la tecnica di combustione va opportunamente adeguata oppure è necessario modificare il combustibile aggiungendo degli additivi.
  • I contenuti di potassio e di cloro nella paglia sono notevolmente superiori rispetto al legno. Queste sostanze possono creare non solo inquinanti per l’atmosfera ma, per esempio durante la formazione di acido cloridrico, contribuire anche alla corrosione delle caldaie, degli scambiatori di calore o dei tubi del gas combusto.
  • Lo sfruttamento alternativo principale per il pellet da combustione rimane l’uso come materiale da lettiera.

La ridotta trasportabilità della paglia è facile da dimostrare: le esperienze degli operatori hanno dimostrato che per un camion di pellet di paglia sono necessari circa 3 camion carichi di paglia (per un totale di circa 100 balle circolari). L’istituto TTL calcola che nel percorso dal campo all’impianto di pellettatura si sostengono costi pari a 43 – 60 Euro/tonnellata. Per tale ragione gli esperti ritengono che la paglia possa essere vantaggiosamente pellettata negli impianti decentralizzati solo dove essa viene anche generata. I luoghi predestinati a tal fine sono soprattutto i nuovi Länder, poiché in quelle zone vi sono enormi quantità di paglia: solo in Sassonia se ne producono 700.000 tonnellate l’anno. Inoltre nella Germania dell’est vi sono ancora impianti di pellettatura di vecchia data. “Prima della riunificazione in queste zone si utilizzava il pellet di paglia come mangime per gli animali. Questi impianti potrebbero essere convertiti con una spesa limitata per questo tipo di impiego”, dichiara Bernd Pilz della PTG Pelletierungs- und Transportgesellschaft di Flurstedt (Turingia). A causa dei costi (400.000 Euro circa) i nuovi impianti di cubettatura sarebbero invece raramente economici, ritiene Pilz che ha alle spalle un’esperienza di 70 anni nel campo della pellettatura della paglia.

La stessa esperienza l’ha acquisita Claus Meyer della Meyer & Lange GbR (Hilgermissen – Bassa Sassonia). Dal 2003 la GbR cubetta fino a 1.000 tonnellate l’anno di paglia di frumento e di segale all’interno di un mangimificio convertito. “In un impianto nuovo non riusciremmo ad ottenere una portata economicamente vantaggiosa”, dichiara Meyer. L’impianto dotato di rulli attraverso i quali il materiale pressato passa nella matrice forata era in grado di produrre, in passato, circa 5 tonnellate di mangime l’ora. Con la paglia la portata è di una sola tonnellata l’ora, come conferma l’esperienza di Meyer. Poiché i fili di paglia sono rivestiti di uno strato di cera, che ostacola di per sé la creazione di un legame resistente nel materiale pressato, è necessario sfilacciare la paglia o frantumarla mediante un molino a martelli. Come descritto dall’Istituto di ingegneria meccanica generale e della tecnologia dei materiali plastici del politecnico di Chemnitz, durante lo sfilacciamento si genera un materiale fluido con una granulometria compresa tra 3 a 6 millimetri. Nei molini a coltelli o a martelli le granulometrie arrivano fino a 20 mm, lavorabili solo all’interno di presse a rulli.

Anche la Meyer & Lange GbR lavora con un molino a martelli, frantumando prima le balle con un macchinario apposito. “Rispetto al legno le qualità della farina di paglia dipendono dalle condizioni atmosferiche durante il raccolto”, afferma Meyer. Ma anche il tipo di cereale, l’ubicazione o l’annata possono influire sulla qualità della paglia, con conseguente diminuzione o aumento della qualità del pellet. L’università tecnica di Chemnitz ha rilevato valori di abrasione fino al 18%, riconducibili al cattivo legame della paglia tritata all’interno del pellet. Per aumentare la resistenza all’abrasione l’Istituto regionale della Sassonia per l’Agricoltura ha testato diversi leganti e inerti come la melassa, l’amido modificato, la farina di calce ecc.. Il pellet è stato prodotto all’interno di una pressa a rulli. Risultato: la resistenza all’abrasione richiesta dalla ÖNORM M 7135 per il pellet di legno (inferiore al 2,3%) non è stata raggiunta nemmeno usando gli inerti sopra indicati. Tuttavia l’abbinamento tra paglia sfilacciata e materiali inerti ha prodotto un’abrasione inferiore al 5%. Anche la TTL sta attualmente testando 15 varianti di pellet realizzate all’interno di un impianto operativo, per verificarne l’abrasione e il miglioramento del punto di fusione delle ceneri.

Camera di combustione modificata

Oltre alla cubettatura è la tecnica di combustione a rappresentare la sfida più importante per la combustione della paglia. Il punto di fusione delle ceneri, infatti, è compreso tra 800 e 900°C, quindi di oltre 200°C inferiore a quello del legno. Nel riscaldamento a legna la cenere fusa genera delle scorie. Il pellet di paglia si può dunque bruciare solo all’interno di caldaie con camere di combustione modificate, come nel caso delle griglie mobili o dei sistemi di asportazione delle ceneri. Ne è un esempio l’Agro 40 della Agroflamm Feuerungstechnik di Overath. Questa caldaia dovrebbe poter utilizzare pellet di legno, di paglia e di scarti vegetali. La potenza calorifica nominale per il pellet di legno è di 50 kW, per i combustibili alternativi è di 40 kW. Per evitare la formazione di scorie si procede a muovere costantemente la coclea di combustione contenente il combustibile incandescente. La triplice deviazione dei gas di combustione consente inoltre di ottenere un lungo percorso di combustione per arrivare a una combustione quasi completa.

Pellet di paglia per tutti

 

L’elevata percentuale di ceneri rende il pellet di paglia meno interessante del legno per i consumatori privati.

Al momento ciò che influisce sul mercato è anche l’utilizzo del pellet di paglia come materiale per lettiere. I chicchi pressati possono assorbire oltre il triplo di umidità rispetto alla paglia tradizionale e sono quindi particolarmente apprezzati dagli allevatori di equini e animali di piccola taglia. Poiché il prezzo del materiale per lettiere è attualmente più alto di quello del pellet di legno, il mercato è comunque al momento più interessante per alcuni cubettatori di paglia rispetto al suo utilizzo e conseguente distribuzione come combustibile.

Riepilogando si può constatare che l’utilizzo del pellet di paglia per il riscaldamento è ancora agli albori e potrebbe essere vantaggioso, insieme alla relativa tecnica di combustione, proprio dove il pellet di legno è meno presente, cioè soprattutto nelle regioni agricole con scarsa superficie boschiva. Il futuro maggiore orientamento del mercato verso l’uso del pellet di paglia come materiale da lettiera dipenderà non da ultimo anche dal fatto che i cereali vengano omologati come combustibili per uso agricolo.

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