L' energia dal legno o forestale energia è uno dei bioenergia risultato della biomassa . Utilizzato principalmente come combustibile primario, viene sempre più trasformato industrialmente in un sottoprodotto combustibile (liquido, gassoso o solido). È un'energia considerata rinnovabile dal Ministero francese dell'Ambiente, dell'Energia e del Mare , ma il suo contributo all'inquinamento atmosferico è "molto elevato, rispetto ad altri combustibili" . In particolare, la combustione del legno genera molte più particelle in sospensione rispetto ad altri combustibili come gas naturale, olio combustibile o persino carbone.
Stanno emergendo preoccupazioni e standard di scarico più rigorosi, anche in termini di emissioni di polvere e monossido di carbonio .
La "legna da ardere", precedentemente utilizzata sotto forma di tronchi e fasci , è sempre più utilizzata in cippato , pellet di legno (o pellet ) e talvolta in mattoni di legno ricostituito. È stato utilizzato nei gassificatori , può essere convertito in carbone di legna e combustibili più sofisticati (ad esempio alcol o gas naturale sintetico (GNS),
L'energia del legno è la principale fonte di energia rinnovabile in Francia: 10.200 ktep prodotti nel 2012, contro i 4.900 ktep dell'idroelettrico, 1.300 ktep eolico e 450 ktep solare (termico e fotovoltaico). Nel primo trimestre del XXI ° secolo, le piastrine e settori pellet sono in forte crescita tra gli industriali (offerte di BCIAT e della Commissione Energy Regulatory ) e gli individui.
Dalla preistoria fino all'inizio dell'estrazione del carbone , il legno è di gran lunga la più importante fonte di energia disponibile per il riscaldamento e la cottura dei cibi.
Nel Medioevo e poi in epoca moderna, l'uso del legno ha permesso lo sviluppo di alcune industrie ad alta intensità energetica come quelle siderurgiche e vetrarie che richiedevano alte temperature. A tale scopo il legno viene trasformato per pirolisi (per carbonizzazione, carbonatazione o distillazione a seconda delle fonti) in carbone vegetale , da artigiani specializzati, i carbonai. Questo commercio quasi scompare XIX ° secolo a seguito della diffusione dell'uso di coca prodotta dalla pirolisi di carbone . L'utilizzo del carbone inizia in Inghilterra per le esigenze della metallurgia, in seguito alla preoccupante scarsità di carbone.
I vecchi camini del medioevo , immensi in altezza e profondità, formavano, per così dire, al centro delle vaste stanze un piccolo mobiletto dove d'inverno ci si metteva ai due lati sotto il manto del camino. Interi alberi venivano poi gettati nel camino, il consumo di combustibile era eccessivo, ma minimo rispetto alle distese di bosco che ricoprivano la maggior parte del terreno. A poco a poco il terreno viene disboscato, le grandi foreste scompaiono e man mano che il combustibile diminuisce di quantità mentre la popolazione aumenta in progressione inversa, le forme e la disposizione delle stanze e dei vecchi camini, le loro dimensioni, vengono riviste al declino. I camini sono quindi e rimangono un mezzo di riscaldamento dei più mediocri. L'aria riscaldata viene immediatamente aspirata attraverso il camino. Il camino quindi si riscalda solo per irraggiamento. Un comune caminetto da appartamento può quindi determinare con il suo tiraggio un'evacuazione da 800 a 1000 metri cubi d'aria all'ora e purtroppo questo è il ruolo principale dei camini: la ventilazione .
Un indignato enciclopedica al XIX ° secolo, che se i camini dei medioevo usato per rimuovere 3-4% dell'energia sviluppata dalla combustione del legno, camini in XIX ° secolo, ritirano l'ottavo o decimo di calore prodotto nel camino , che non è molto di più. Parigi riceve annualmente 500.000 metri cubi di legno all'anno per il fabbisogno di riscaldamento.
D'altra parte la stufa ; che è così mobile, il XIX ° secolo l'uso dei poveri, acquisisce tale perfezione che viene detto, al momento, tutto il calore del combustibile che viene bruciato resti in appartamento, non i prodotti gassosi suscettibili di condense fuga solo attraverso la tubi di cui sono dotati.
Tutto l'interesse è però verso le stufe , l'antenato del riscaldamento centralizzato , molto più redditizio, che può bruciare indifferentemente il carbone, il carbone di torba, la legna, l'antracite o la lignite. La vista del fuoco che scoppietta nel focolare e il desiderio di non esserne privati è uno dei grandi ostacoli che devono essere superati prima che si diffonda un po' l'uso dei caloriferi.
Successivamente compaiono altre fonti di energia, in particolare il gas naturale oltre ai vari prodotti della raffinazione del petrolio , che completeranno l'emarginazione dell'uso del legno come combustibile .
In Europa, la carenza di carbone a causa della seconda guerra mondiale ha portato a un forte aumento del consumo di legna. In Svizzera, negli ultimi anni del conflitto, il consumo è stato più del doppio di quello della produzione naturale.
Gas di legnaTra il 1785 e il 1786 , l'ingegnere francese Philippe Lebon lavorò per dimostrare le proprietà dei gas di distillazione del legno . Nell'agosto del 1800 pubblicò una memoria dal titolo seguente Termolampade o stufe che riscaldano, illuminano con economia e offrono, con alcuni preziosi prodotti, una forza applicabile a tutti i tipi di macchine . Nei suoi primi dispositivi, Lebon distilla il legno per raccogliere gas, petrolio, catrame, acido pirolegnoso , ma le sue memorie annunciano la possibilità di distillare tutte le sostanze grasse e il carbone . Non si limita ad annunciare i suoi risultati ma li mette in pratica: la sua Thermolampe trova la sua prima applicazione con l'illuminazione della città di Parigi . Installò per la prima volta questo sistema nell'Hôtel de Seigneley di Parigi l'11 ottobre 1801. L'impianto è costituito da un grande forno a legna i cui gas prodotti dalla distillazione vengono convogliati alle varie stanze dell'albergo da diversi tubi per illuminare loro, mentre l'albergo è riscaldato dal calore prodotto dal forno. Il suo sistema e la scarsa qualità del suo gas non ebbero il successo sperato. Philippe Lebon è considerato l'inventore del gas di illuminazione . Tuttavia è il gas di carbone che verrà prodotto industrialmente allo scopo di illuminare il gas e il gas di città , anche negli anni '60 quando fu sostituito dal gas naturale . Il gas legno conobbe un periodo di particolare interesse durante la seconda guerra mondiale , quando veniva prodotto in gassificatori , degni delle termolampe di Lebon, per rifornire di carburante i veicoli.
OggiOggi il legno energetico sta suscitando un rinnovato interesse per l'alto prezzo dei combustibili fossili , la sua disponibilità e la sua natura rinnovabile.
L'energia oggi proviene dalla combustione della legna in caminetti o camini aperti o chiusi. Nei paesi ricchi, in particolare, sono sempre più utilizzate le stufe a legna (a ceppi, a pellet, a massa, idrauliche a legna e a pellet), i focolari chiusi e ad inserti (a ceppi o a pellet) e le caldaie singole o collettive (a ceppi, a pellet, -energia o wafer ...). Le stufe (stufe a legna singola, stufe a pellet singolo, stufe a legna e stufe a pellet) aiutano sia a riscaldare la casa che a cucinare.
L'aria di combustione fornisce l'ossigeno necessario per la reazione di combustione. Nei caminetti moderni, l'aria viene fornita in due punti diversi per miscelare in modo ottimale il combustibile e l'aria (ossidante).
Aria primaria Il primo apporto di aria assicura le fasi di essiccazione e gassificazione del legno nonché la combustione del residuo carbonioso; Aria secondaria l'apporto di aria dopo la combustione primaria garantisce un apporto di ossigeno sufficiente per la completa combustione dei gas generati durante la combustione primaria.Nelle caldaie automatiche l'alimentazione dell'aria primaria viene effettuata in base alle caratteristiche del combustibile e l'alimentazione dell'aria secondaria è regolata automaticamente in funzione della quantità di ossigeno contenuta nei fumi ( ossimetro ).
Combustione primariaAd alte temperature, il legno brucia producendo fumi composti da vapore acqueo, anidride carbonica, composti organici volatili (per lo più metano ), e molti altri componenti in quantità minori. Più era umido inizialmente, più fumo produce per unità di energia prodotta e più pesanti sono i composti organici prodotti. Senza combustione secondaria, parte dei fumi si condensano nel camino, provocandovi depositi di fuliggine e creosoto che possono ostruirlo e/o provocare incendi al camino; il resto del fumo va nell'atmosfera che può portare a un inquinamento significativo con conseguenze per la salute .
La combustione primaria si osserva nei moderni caminetti aperti , focolari chiusi (stufe, stufe, caldaie, ecc.), compresi i dispositivi certificati (ad esempio tipo Green Flame in Francia o EPA negli Stati Uniti ), utilizzati ad una velocità lontana dalla velocità nominale (es: "al minimo", detto anche "a regime ridotto" o "fumante"), i vecchi focolari chiusi (stufe, stufe, caldaie, ecc.), il focolare del generatore di gas , la fase di accensione del focolare chiusa con combustione secondaria. La sua efficienza è sempre bassa (inferiore, o anche molto inferiore, al 50%).
Combustione secondariaSe la quantità di ossigeno è sufficiente, i gas emessi dalla legna riscaldata bruciano ad altissima temperatura con un'efficienza molto vicina al 100%, producendo essenzialmente vapore acqueo e CO 2e una piccola percentuale di residui minerali. In una stufa moderna ("doppia combustione" o "post-combustione"), dopo la fase di accensione, diventa predominante la combustione secondaria. Nelle stufe a pellet non c'è combustione primaria, il riscaldamento iniziale della legna essendo ottenuto da una resistenza elettrica . Nelle apparecchiature ad alte prestazioni, la combustione secondaria viene spesso effettuata in un compartimento separato.
Potere calorificoIl potere calorifico di un combustibile è la quantità di energia contenuta in un'unità di massa del combustibile. Questa energia viene rilasciata sotto forma di calore durante la combustione. Nelle applicazioni è generalmente utile fare riferimento ad un'unità di massa per combustibili solidi e liquidi e ad un'unità di volume per gas .
Il potere calorifico della legna da ardere dipende soprattutto dal suo contenuto di umidità , essendo meno importante sotto questo aspetto la specie dell'albero da cui proviene. "Questi sono i legni più fitti, che producono più calore a parità di peso" . La migliore efficienza del carburante di una benzina si ottiene con un livello di umidità inferiore al 20%. Infatti 1 kg di legna al 50% di umidità rilascia 2 kWh , al 20% 4 kWh .
Benzina | Potere calorifico ( kWh / kg ) |
Benzina | Potere calorifico ( kWh / kg ) |
---|---|---|---|
acero | 4.1 | Pino | 4.4 |
Betulla | 4.3 | Larice | 4.4 |
Faggio | 4.0 | Pioppo | 4.1 |
Quercia | 4.2 | Robinia | 4.1 |
Ontano | 4.1 | Abete | 4.5 |
Cenere | 4.2 | Olmo | 4.1 |
Abete rosso | 4.5 | Salice | 4.1 |
Fonte: Emmanuel Carcano, #Bibliografia , p. 97
PCI ( kWh / kg ) | PCI ( G J / tonnellata ) | |
---|---|---|
Tronchi essiccati, spaccati | 3.9 | 14.0 |
Bricchette di legno | 4.6 | 16.6 |
Pellet | 4.7 | 16.9 |
Cippato di bosco | da 2,5 a 3,5 | da 9,0 a 12,6 |
Secondo Emmanuel Carcano, #Bibliografia , p. 44
PCI ( kWh / kg ) | PCI ( G J / tonnellata ) | |
---|---|---|
Olio combustibile domestico (FOD) | 11,7 | 42 |
Olio combustibile pesante | 11.1 | 40 |
Gas naturale | 13.7 | 49,6 |
Carbone | 7.2 | 26 |
Il potere calorifico è definito in relazione a un'unità di massa. Essendo la densità del legno molto variabile, la quantità di energia rilasciata per unità di volume varia notevolmente, una considerazione importante dato che il legno viene generalmente venduto a volume.
In pratica si possono trovare valori di quantità di energia prodotta relativi ad un'unità di volume (quantità di energia assimilata ad un potere calorifico volumetrico ) di legna da ardere di natura e umidità definite. Qualche esempio :
Essenze | Massa media di stere (25% di umidità) |
"PCI" ( kWh / metro cubo ) (25% umidità) |
---|---|---|
Fascino | da 400 a 500 kg | 1.520-1.900 |
Quercia | da 380 a 480 kg | 1440-1 820 |
Faggio | da 350 a 450 kg | 1310-1 680 |
Pino | da 300 a 400 kg | 1230-1 640 |
Abete | da 250 a 350 kg | 1.035-1.450 |
Per bruciare correttamente, la legna deve essere asciutta, ma la quantità di acqua residua non è mai nulla. L'umidità residua è o sensibile (detta assorbita, è la frazione di acqua libera ) avendo bassi legami con il materiale legnoso (per la composizione della linfa, la capillarità , l'effetto spugna, la tensione superficiale ), o legata all'acqua , per legami molecolari medi chiamati umidità non sensibile, adsorbiti . Questa quantità di umidità colpisce sempre una parte del potere calorifico e lo standard asciugatura commerciale definisce con precisione i livelli di umidità residua di vendita che sono molto spesso lungi dall'essere rispettato perché fase di stoccaggio del fornitore rappresenta un carico molto pesante. Finanziaria . È anche comune che il legno non venga venduto pronto per essere bruciato. Durante la combustione parte dell'energia è dedicata alla vaporizzazione dell'acqua contenuta nel legno, la cui capacità termica e calore latente sono particolarmente elevati. Il legno verde contiene più della metà del suo peso in acqua. Il legno protetto dalla pioggia in equilibrio con l'aria ambiente ha un tasso di umidità medio intorno al 20%, ma questo tasso dipende molto dalle condizioni di conservazione (mesoclimatiche). Nelle aree fortemente boschive con elevata produzione di legno duro, condizioni climatiche spesso umide, i normali livelli di umidità relativa media ambientale raggiungono comunemente il 60% (e oltre), una condizione che non è molto favorevole alla fase di essiccazione al riparo e dove l'esposizione al vento e alla radiazione solare diretta svolgono anche ruoli essenziali. Il pellet e i mattoni di legno compresso sono venduti con un contenuto di umidità inferiore al 10% che, nonostante un'energia grigia notevolmente superiore, conferisce un equilibrio ecologico più favorevole , a condizione che vengano stoccati in un ambiente particolarmente asciutto per evitare qualsiasi assorbimento di umidità .
Potere calorifico inferiore (PCI) del legno:
Questo potere calorifico dipende poco dalla specie o dalla parte della pianta considerata (corteccia, alburno, ecc .).
“Dobbiamo promuovere apparecchi con una buona efficienza di combustione non solo per risparmiare risorse ma anche per ridurre i rischi per la salute . "
"Ora è essenziale [...] che noi, individui, impariamo a utilizzare correttamente gli apparecchi ad alte prestazioni in modo che questo metodo di riscaldamento ecologico non diventi un problema di salute pubblica . "
Possiamo confrontare le diverse potenze dei tipi di riscaldamento a legna (per “moderno” si intende un apparecchio a combustione secondaria):
Camini aperti Open Camino apertoLa resa è inferiore al 10% (resa in combustione. Nell'arco di un anno la resa può essere negativa, a causa delle notevoli dispersioni termiche quando il camino non è in funzione). Inoltre, durante la combustione, una grande quantità di aria riscaldata viene aspirata dal camino ed espulsa dall'abitazione (tra 300 e 500 metri cubi ora), il che riduce ulteriormente l'efficienza del camino.
In un tale camino avviene solo la combustione primaria e i gas incombusti escono nella natura attraverso il camino. Un rendimento energetico non superiore al 10% significa che il 90% dell'energia che può essere fornita dal combustibile va letteralmente in fumo (prodotti di combustione incompleta ), che è particolarmente dannoso per la qualità dell'aria (esterna e interna). rappresenta un vero spreco della risorsa .
A causa delle sue scarse prestazioni, un camino aperto non è considerato un riscaldatore. Molti stati hanno vietato gli incendi di questi camini aperti.
Camino con " inserto aperto"Il divieto di utilizzo dei focolari aperti, programmato in alcune regioni ( (le -de-France e Rhône-Alpes in particolare), avrà avuto il merito di stimolare la ricerca di una soluzione a questo problema. Consiste nella realizzazione di un camino aperto migliorato e poco inquinante. Si basa sul principio di un "inserto aperto" con doppia combustione creato dall'azienda FINOPTIM di Grenoble, il cui concetto si basa sulla tecnologia unica e brevettata DCMO (Double Combustion in Open Medium). Per ottenere la doppia combustione in ambiente aperto è necessario poter portare aria ossigenata ad alta temperatura a contatto con i gas della combustione primaria . Il prodotto viene inserito nel focolare , senza lavorazioni aggiuntive, e provoca una doppia combustione grazie a dei tubi che passano sotto il focolare, che riscaldano l'aria per poi rilasciarla appena sopra le fiamme. I risultati sono stati certificati dal Technical Center for Foundry Industries (CTIF).
Il tasso di emissione di monossido di carbonio è cinque volte inferiore a quello di un camino aperto e le emissioni di particolato dieci volte inferiori, ma l'efficienza energetica media (45%) del camino è inferiore a quella degli impianti chiusi (almeno 70%).
Altri dispositiviIn generale le caldaie hanno un rendimento notevolmente inferiore rispetto alle stufe della stessa tecnologia a causa della presenza nel caminetto, o nelle immediate vicinanze del caminetto, di una caldaia la cui temperatura è per motivi di sicurezza compresa tra 50 °C e 80 °C in operazione normale. La temperatura del focolare stesso viene abbassata da questa sorgente fredda, il che diminuisce l'efficienza della combustione secondaria.
Rese % |
CO g / GJ |
PAH g / GJ |
Polvere ( TSP ) g / GJ |
|
---|---|---|---|---|
Camini aperti Open | 10 | 70.000 | 2.84 | 7.500 |
Vecchi focolari e inserti | 10 | 15.000 | 0,56 | 775 |
Cucine e stufe d'epoca | 40 | 17.500 | 1.5 | 775 |
Vecchie caldaie | 50 | 14.000 | 0.11 | 500 |
Focolari chiusi e inserti moderni | 70 | 5.700 | 0.14 | 243 |
Cucine e stufe moderne | 70 | 5.700 | 0.14 | 243 |
Caldaie moderne di classe 3 | 75 | 1.300 | 0.05 | 27 |
Prodotto % | Potenziale massimo di calore utile % |
Polveri fini ( PM10 ) g / GJ |
|
---|---|---|---|
Piccole caldaie a legna | 75 | 75 | 50 |
Piccole caldaie a cippato | 80 | 80 | 90 |
Piccole caldaie a pellet (pellet) | 85 | 85 | 30 |
Caldaia automatica con filtro | 80 | 80 | 5 |
L'autonomia di un apparecchio è il periodo durante il quale può funzionare senza nuova alimentazione di combustibile , senza interventi esterni.
Tipo | Autonomia |
---|---|
focolare aperto | qualche ora |
Inserto, focolare chiuso | qualche ora |
Stufa a legna | qualche ora |
Stufa a pellet classica | da 12 a 72 ore |
Stufa di massa | da 12 a 24 ore |
Tipo | Autonomia |
---|---|
combustione in aumento | più di 4 ore |
combustione orizzontale | più di 4 ore |
combustione inversa | più di 6 ore |
turbo | più di 6 ore |
con idroaccumulo | in base alla taglia |
Tipo | Autonomia |
---|---|
Piastrine e granuli di caldaie | a seconda della capacità di accumulo (generalmente durante tutta la stagione di riscaldamento) |
Fonte: Agenzia francese per l' ambiente e la gestione dell'energia (ADEME), p. 4, 9, 12
Elemento chimico | Percentuale (%) |
---|---|
Carbonio (C) | 49,8 |
Ossigeno (O) | 43.1 |
Idrogeno (H) | 6.2 |
Azoto (N) | 0.2 |
Elementi minerali ( Ca , K , Mg ) | 0,7 |
Indipendentemente dalla specie , la composizione elementare media del legno è la seguente:
Gli elementi minerali cloro e zolfo generalmente non sono presenti nel legno naturale (non trattato).
Le specie legnose sono classificate in due famiglie principali in base alla loro densità:
Il riscaldamento domestico spesso avendo un importante aspetto di spettacolo di fiamma e la maggior parte degli impianti ancora sprovvisti di un sistema di accumulo del calore ( idroaccumulo , stufe di massa ), i legni duri sono tradizionalmente i più diffusi per questo utilizzo, con l'eccezione del castagno che richiede l'utilizzo di un firewall mentre esplode e fa scintille quando viene bruciato.
Legni teneri e teneri bruciano più velocemente. Se vengono conservati in modo improprio, si degradano rapidamente. Sono comunque apprezzati per la loro elevata temperatura di combustione che migliora l'efficienza dei dispositivi e permette un rapido innalzamento della temperatura:
Il potere calorifico è indicato, a parità di volume ea parità di umidità, in base al potere calorifico del faggio (fissato arbitrariamente al valore 100).
Benzina | Potere calorifico |
---|---|
Fascino | 110 |
Faggio | 100 |
Cenere | 97 |
Robinia | 97 |
Quercia | 96 |
Olmo | 96 |
Betulla | 93 |
Castagna | 89 |
Acero di monte | 84 |
Larice | 84 |
pino silvestre | 78 |
Tiglio | 76 |
Ontano nero | 71 |
Abete rosso | 68 |
Abete bianco | 64 |
Pino di Weymouth | 60 |
pioppo euroamericano | 60 |
pioppo tremulo | 60 |
Nota: Si legge spesso, soprattutto su Internet, che è sconsigliato utilizzare ceppi di vite per il riscaldamento perché produrrebbe troppo calore.
Infatti, mentre è sconsigliato l'uso della vite per il riscaldamento, non per il suo potere calorifico troppo elevato (abbastanza standard con 3 kWh / kg ) ma per il suo alto contenuto chimico (soprattutto arsenico ) dovuto ai numerosi trattamenti applicati alle viti. Per gli stessi motivi sconsigliamo di grigliare sui tralci di vite.
Questo è l'uso tradizionale, utilizzato in quasi tutti i vecchi elettrodomestici a legna. Per gli apparecchi moderni, l'uso di legna da ardere ha spesso prestazioni inferiori rispetto agli apparecchi a cippato o pellet. Inoltre, è possibile utilizzare combustibile non sufficientemente secco (questo vale anche per cippato o pellet), oppure regolare manualmente le prese d'aria, il che ha la conseguenza di provocare inquinamento atmosferico ( polveri , IPA). , ecc .). Tuttavia, questo carburante richiede meno elaborazione. In Francia secondo Ademe (2019) Il ceppo è ancora utilizzato per quasi il 90% della legna da ardere, molto prima del pellet (9%) e delle bricchette e dei trucioli ricostituiti (1%).
Per limitare le emissioni di sostanze inquinanti durante i ceppi di combustione, l' Ufficio federale dell'ambiente svizzero e l' Agenzia per l'ambiente e la gestione dell'energia francese consigliano di spostare l'attenzione dall'alto. Il fuoco poi brucia come una candela . Rispetto alla combustione dal basso, questa combustione avviene più lentamente, con meno fumo e può essere controllata meglio durante tutto il processo. I gas residui si trovano nella fiamma incandescente e sono quasi completamente bruciati. Questo metodo è adatto per stufe a legna con evacuazione dei gas residui dall'alto ( camini , stufe a legna , stufe camini , stufe ad accumulo ).
L'accensione tramite l'accensione a riposo basso consigliata per riscaldare la legna per abbassare la combustione con uscita di gas residuo dal basso ( caldaie a ceppi , stufe da riscaldamento , stufe di coccio ).
Per un'efficacia ottimale di questi metodi, dovrebbero essere osservate altre raccomandazioni, tra cui:
Altre raccomandazioni sono specifiche per ogni sistema di riscaldamento:
Stufe a legna a combustione superiore, termostufe centralizzate e stufe in maiolica :
Caldaie a legna :
Si tratta di legno cippato in trucioli di circa 3×2×1 cm. Questo ha il vantaggio di essere utilizzato nelle caldaie automatiche, e quindi elimina il vincolo del caricamento manuale ad ogni focolaio. Inoltre, i requisiti su questi trucioli significano che il legno deve essere asciutto (umidità <20%), il che migliora l'efficienza della combustione. Distinguiamo:
I pellet , talvolta chiamati " pellets " secondo la parola inglese, sono piccoli cilindri di pochi mm ottenuti comprimendo la segatura dopo averla ridotta in polvere. Questo processo richiede un impianto di tipo industriale, ma prevede un combustibile molto secco (umidità dell'ordine del 5%) quindi avente un alto potere calorifico (PCI di 4,5 kWh/kg ). Le sue prestazioni lo rendono un combustibile più adatto alle piccole installazioni domestiche a causa di un volume di accumulo ridotto rispetto alle piastrine. Inoltre, questa particolare forma del combustibile gli conferisce una grande fluidità, consentendo di alimentare caldaie automatiche a pellet con due differenti processi: un sistema di estrazione a coclea o un sistema di aspirazione. Il sistema di aspirazione è più flessibile del sistema di estrazione a vite. Il combustibile meno fluido delle caldaie automatiche a wafer ammette solo il sistema di estrazione a coclea. Questi pellet possono essere utilizzati anche in stufe specifiche con ottime prestazioni.
Si può notare che esistono bricchetti, detti anche tronchi di legno densificati o tronchi compatti (E. Carcano, #Bibliografia , p. 44 ) fabbricati con un procedimento simile, che possono essere utilizzati nelle stufe tradizionali.
I granuli possono anche essere prodotti localmente in piccole imprese (carpentieri, costruttori di case in legno, ecc.) che desiderano valorizzare i propri rifiuti presso i clienti locali. Un nuovo processo messo a punto da Oliotechnology permette di produrre granuli per martellatura (brevetto di invenzione numero 09 51338). Durante la fabbricazione, segue una vaporizzazione dell'acqua che si trova nella biomassa. Si produce quindi un granulo disidratato realizzando un notevole risparmio energetico durante la fase di essiccazione. La segatura verde può essere essiccata al 25% di umidità anziché al 10-12%, come in un "pelletizzatore" standard. La produzione locale permette di eliminare l'inquinamento causato dal trasporto di materie prime e granuli , per centinaia di chilometri, al consumatore.
Va comunque notato che i granuli sono più suscettibili all'umidità, che assorbono molto più facilmente dei trucioli ea fortiori dei ceppi. Inoltre, l'umidità li degrada rapidamente, il che non è il caso dei ceppi o delle piastrine (queste ultime si asciugano più lentamente dei ceppi ma non perdono la loro integrità come fanno i pellet). Vanno quindi conservati in un locale molto asciutto.
Altre formePossiamo parlare qui di tutti gli scarti: corteccia, vecchi bancali , ecc. purché il legno sia sano. Si tratta generalmente di locali caldaie più grandi.
Trucioli e trucioli, segatura e trucioli, granuli, sono legno frammentato.
La dimensione delle particelle del legno frammentato ha un'influenza sulla combustione. Le particelle troppo fini voleranno via nell'aria e nei flussi di fumo senza aver avuto il tempo di bruciare completamente.
La polvere di legno è classificata dalla IARC nel gruppo di alcuni agenti cancerogeni per l'uomo .
Il “livello dei fini” (particelle di legno inferiori a 1 mm ) nel combustibile deve tendere verso lo zero e non deve mai superare:
e per il pellet
L' Ufficio federale dell'ambiente (Svizzera) fa riferimento alla "difficoltà di trasformare combustibili solidi in calore senza produrre polvere ".
Il problema del legno di tronchi è descritto in questi termini da uno scienziato della LGGE (Francia), un collaboratore del programma europeo Carbosol :
“Più grandi sono le molecole, più inquinano; in queste condizioni la legna (sotto forma di ceppi ) è quindi il combustibile peggiore perché il fuoco provoca una combustione incompleta, pirolitica soprattutto a livello del cuore, che libera grosse molecole. A titolo di confronto, la combustione di 1 kg di legna da ardere inquina tanto quanto la combustione di una tonnellata di gasolio per auto”. Fattori aggravanti: il legno di scarsa qualità (in particolare legno verde o non sufficientemente secco, o legno “sporco”), rilascia sostanze anche più inquinanti; vedere anche la sezione Applicazioni .Questo è il caso dei caminetti (in un focolare aperto) . In Île-de-France , ad esempio, il riscaldamento a legna contribuisce per il 23% alle emissioni totali di PM 10 , "cioè quanto i gas di scarico dei veicoli stradali" . I focolari aperti “costituiscono più della metà di queste emissioni dovute al riscaldamento a legna” e, inoltre, “I focolari aperti sono responsabili di un aumento dell'inquinamento atmosferico all'interno dell'abitazione dove viene bruciata la legna” .
"Finché [questi caminetti] vengono utilizzati come riserva, di tanto in tanto passa una serata, ma quando sono in funzione continuamente, aumenta l'equilibrio ecologico del riscaldamento a legna in termini di emissioni di PM e altri. inquinamento dalla (povera) combustione del legno” (E. Carcano, #Bibliografia , p. 26 ).
Problemi con le prestazioni e l'uso di apparecchi a legnaUn caminetto aperto non può essere considerato un mezzo di riscaldamento adeguato vista la bassa efficienza e le sue conseguenze sulla qualità dell'aria.
Anche le stufe a legna troppo vecchie o usate male possono inquinare enormemente. Come indicato nella sezione Applicazioni , uno studio CSTB mostra che un inserto funzionante a regime ridotto (quindi rimane solo la combustione primaria ) può moltiplicare le emissioni inquinanti per sei o sette rispetto al tasso nominale, cioè inquina quasi quanto un camino.
MiglioramentoIl problema del legno, un combustibile solido, può essere sostanzialmente risolto in due modi diversi:
Una combustione incompleta genera incombusti coinvolti nell'inquinamento atmosferico .
I prodotti formati dalla combustione incompleta del legno sono principalmente:
La combustione incompleta produce anche ossidi di azoto (NO x ). I dettagli sono disponibili nella sezione “ Relazione tra emissioni di ossidi di azoto ed emissioni incombusti ”.
Esclusa CO 2, altri due gas serra , metano (VOC) e protossido di azoto (N 2 O, famiglia di NO x ), si formano anche.
Correlazione tra monossido di carbonio e particelle carbonioseIl monitoraggio delle emissioni di CO consente di qualificare la qualità della combustione e di stimare le quantità totali di incombusti solidi (PM) da una formula di correlazione.
Formula di correlazione CO - polvere: PM = emissioni di particolato in mg/Nm 3 al 13% O 2 CO = emissioni di CO (% del volume dei fumi al 13% O 2) Riduzione degli incombusti Fattori che influenzano le emissioni incombuste - Regola delle 4 TIn generale, le emissioni incombuste si riducono quando le condizioni nel forno sono favorevoli alle reazioni di ossidazione .
Un apparecchio con un buon rendimento di combustione riduce le emissioni incombuste, a condizione che venga utilizzato correttamente (vedi ad esempio il caso di un apparecchio etichettato Green Flame e quello di una stufa certificata EPA nella sezione “ Combustione primaria ” ).
L'ottimizzazione della combustione si traduce in un minor consumo di carburante e, oltre a un minor inquinamento , consente di risparmiare risorse disponibili (vedi ad esempio questo studio CSTB , come l'uso corretto di stufe migliorate nei paesi in via di sviluppo).
Dispositivi di alimentazione manualeIl problema del rischio di combustione incompleta si pone soprattutto con i dispositivi di alimentazione manuale ( dispositivi log ).
Prestazioni pubblicizzate e prestazioni tra gli utentiQueste apparecchiature per la combustione del legno, comprese le più efficienti, non sono immuni dal rischio di combustione incompleta; le prestazioni dei dispositivi sono stabilite in condizioni molto precise, spesso poco rappresentative delle condizioni reali per la maggior parte degli utenti.
“I test di combustione per la certificazione EPA sono realizzati con tavole di pino douglas da 2″ x 4″ con intercapedine di 1,5″ intorno a ogni pezzo di legno, in condizioni di tiraggio ben definite (es. esempio, un camino alto 15 piedi ). In generale, i produttori si organizzano per garantire che i loro prodotti forniscano le migliori prestazioni possibili nelle condizioni di utilizzo stabilite dall'EPA . Queste condizioni non sono rappresentative di quelle della maggior parte degli utenti. "I servizi federali svizzeri sono anche molto riservati per quanto riguarda le prestazioni effettive dei dispositivi quando utilizzati da individui.
Occorre distinguere tra dispositivi indipendenti di uso comune (dispositivi log: stufa classica, focolare chiuso, inserto , stufa ), per i quali il protocollo di prova è lo stesso (E. Carcano, #Bibliografia , p. 89, 90 ) e un particolare tipo di stufa a legna, la stufa ad accumulo ( energia termica ), o la stufa di massa (alcuni modelli possono funzionare anche con pellet di legno ).
Dispositivo indipendente classico L'accensione e l'aggiunta di legna generalmente causano elevate emissioni, queste fasi del processo di combustione non vengono prese in considerazione nei protocolli di prova di laboratorio per determinare le prestazioni del dispositivo. Le emissioni possono essere calcolate al momento della massima combustione. In pratica, l'utente tende quasi a chiudere l'alimentazione dell'aria, al fine di ridurre le dispersioni termiche attraverso il camino, con conseguente elevato inquinamento. Anche questo modo di procedere non viene preso in considerazione in laboratorio e i risultati ottenuti “non rispondono affatto all'uso effettivo” . Stufa di massa Il protocollo di test è molto più rigoroso. Viene testato l'intero processo di combustione, compresa l'accensione. Inoltre, con una stufa ad accumulo, è quasi inutile ridurre l'apporto d'aria. "Il risultato sarà molto paragonabile a (le) persone che possono ottenere a casa" .Vedi anche le sezioni Applicazioni e Caso di stufe di massa .
Gli apparecchi ad alimentazione automatica ( caldaie automatiche e stufe a pellet ) sono i più affidabili, in particolare gli apparecchi a pellet (a condizione che vengano utilizzati solo granuli di qualità certificata ( pellet ) e che si eviti qualsiasi presa di umidità. combustibile):
Fonti: Agenzia per l'ambiente e la gestione dell'energia (ADEME) e Bois Énergie 66 . Una caldaia alimenta il riscaldamento e i radiatori , eventualmente un bollitore per l'acqua calda sanitaria , o un'altra rete di ritorno idraulico ( riscaldamento a pavimento, ad esempio).
Tiraggio naturale e tiraggio forzatoLe caldaie a legna sono la versione più antica delle caldaie a legna. Si caratterizzano per la loro modalità di combustione e per il modo in cui l'aria viene immessa nel focolare: il tiraggio. Può essere naturale o forzato usando un ventilatore. Il "tiraggio naturale" viene realizzato utilizzando tre tecniche:
Le caldaie a combustione inversa a “tiraggio forzato” sono più efficienti perché meno soggette a problemi di tiraggio del camino. Queste caldaie, dette "turbo", sono dotate di un ventilatore del tipo a turbina che immette l'aria comburente o di un estrattore che aspira i fumi.
→ [Rappresentazione di tiraggio forzato]
La caldaia è associata ad un capiente serbatoio dell'acqua che immagazzina il calore in eccesso fornito dalla caldaia. Il serbatoio di idroaccumulo, o puffer, permette alla caldaia di funzionare a piena potenza senza surriscaldare l'abitazione.
Senza serbatoio di accumulo La combustione, regolata in base al fabbisogno termico, è irregolare ed è accompagnata da un notevole inquinamento atmosferico . L'autonomia è limitata, le prestazioni mediocri e il caricamento, la manutenzione e la pulizia sono più frequenti. Con serbatoio di accumulo Il calore accumulato nel serbatoio viene restituito secondo necessità. A seconda della potenza della caldaia, delle dimensioni del serbatoio e della temperatura esterna, l' autonomia può variare da 12 ore a 48 ore. Il funzionamento a piena potenza della caldaia ne aumenta la longevità e ne migliora l'efficienza. L'idroaccumulo è particolarmente adatto per il riscaldamento a bassa temperatura tramite un pavimento riscaldato, ad esempio.Fonti: Emmanuel Carcano ( #Bibliografia ) e Biomasse Normandie. Il recupero di combustibili come cippato o pellet permette di risolvere i problemi legati all'utilizzo della legna da ardere, a condizione che i pellet vengano stoccati permanentemente all'asciutto perché l'umidità li degrada. Questi nuovi combustibili hanno una buona “fluidità” che permette di automatizzare il funzionamento delle caldaie e di acquisire un comfort d'uso paragonabile a quello ottenuto con caldaie a combustibili fossili. L'organizzazione della caldaia e dei suoi accessori è molto simile a quella di un locale caldaia collettivo a legna .
Caldaie a pellet e pelletPrincipio di funzionamento :
Il vantaggio di queste caldaie è la loro capacità di essere alimentate con tutti i tipi di combustibili da biomassa : cippato, pellet, cippato di legno, noccioli di ciliegia o albicocca, miscanto , ecc. Ciò consente, nelle zone rurali , di gestire i propri rifornimenti in base alla disponibilità della risorsa.
Inserti, focolari chiusi, stufe (a ceppi o pellet ) e stufe (anche a ceppi o pellet - cfr. ADEME , p. 10, 12 -) dette "idrauliche" o " caldaie " possono, come le caldaie, fornire un riscaldamento centralizzato rete . Questa apparecchiatura sta riscontrando un rinnovato interesse con i nuovi standard costruttivi, in particolare negli edifici a basso consumo (BBC) in cui il consumo di energia per il riscaldamento è molto basso. Sistemi come stufe e inserti caldaia sono perfettamente adatti per fornire riscaldamento, o anche acqua calda sanitaria , a tutta la casa.
Il calore fornito da un locale caldaia alimentato a legna può essere utilizzato negli alloggi collettivi , nel settore terziario e nelle reti di riscaldamento in aree urbane o rurali . Come per i riscaldatori individuali, la scelta del carburante è importante. Le caldaie collettive accettano tutti i tipi di legna, ma il livello di umidità è sempre prescritto dal produttore e deve essere rispettato. Le caldaie a legna sono completamente automatizzate e funzionano in modo simile ad altre energie. Ma realizzare un locale caldaia a legna è più complesso, è necessario avviare uno studio di fattibilità . Diversi paesi europei (Germania, Austria, Danimarca, Finlandia, Francia, Svezia, Svizzera) hanno già realizzato molte caldaie a legna che servono edifici collettivi o reti di riscaldamento.
Risorse di biomassa utilizzabili nel locale caldaiaLa stragrande maggioranza della legna da ardere viene ancora consumata sotto forma di tronchi, ma la legna da ardere richiede una manipolazione significativa ed è particolarmente esposta al rischio di combustione incompleta che genera sostanze inquinanti . Oltre ai tronchi di legno per uso domestico, l'energia del legno si presenta in forme molto diverse che hanno in comune la difficoltà di trovare sbocchi: bocage e residui forestali, segatura, corteccia, legno "a fine vita", chiamato anche "Legno di scarto" ( bancali usati, casse e casse, vecchi mobili, ecc.). Questi rifiuti legnosi possono essere recuperati bruciandoli in caldaie automatiche invece di eliminarli in condizioni dannose per l'ambiente (abbandono nel bosco, combustione a cielo aperto , discarica ). Le ceneri del legno bruciato nelle caldaie possono essere riciclate in agricoltura .
Le risorse di biomassa che possono essere utilizzate nei locali caldaie si presentano quindi in molte forme:
I moderni locali caldaie collettive, monitorati e mantenuti, presentano molti vantaggi rispetto al riscaldamento individuale: messa in comune di risorse e combustibile; il costo dell'impianto è più facilmente ammortizzabile in presenza di più utenze; le tecniche (automazione, utilizzo di filtri per fumi performanti) consentono un miglior controllo di alcuni parametri quali le emissioni di inquinanti .
L' Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) commenta così l'utilità dei locali caldaie per la conservazione della qualità dell'aria. “Invece di far funzionare molti piccoli impianti di riscaldamento senza un sistema di filtraggio , è consigliabile incoraggiare la costruzione di impianti a legna che abbiano sistemi di pulizia dei fumi molto efficienti , che abbiano una buona efficienza e che siano gestiti in modo professionale. ". Un commento simile si trova a pagina 3 di una nota di sintesi disponibile sul sito web del Ministero dell'Ecologia (Francia): "[...] per limitare le emissioni inquinanti grazie all'utilizzo della biomassa , l'uso di energia dal legno dovrebbe essere incoraggiata nelle installazioni nelle" collettivi "o" industriali " settori con una maggiore potenza termica di 2 M W . Infatti, per le loro dimensioni, questi impianti hanno il vantaggio da un lato di consentire, da un punto di vista economico, l'implementazione di efficaci dispositivi di controllo dell'inquinamento , come filtri elettrostatici o filtri a maniche, e dall'altro, di hanno un rendimento superiore a quello delle piccole unità. Si precisa, inoltre, che tali impianti rientrano nell'ambito di applicazione della normativa sugli impianti classificati e che saranno soggetti a regolari controlli da parte di organismi indipendenti che consentiranno di garantire il rispetto delle loro prestazioni ambientali ”. Dare priorità allo sviluppo dell'energia da legno nelle aree "collettive" e "industriali" è stato suggerito nel marzo 2006 nella conclusione di un rapporto dello stesso ministero, come nel rapporto "Aria e atmosfera" Chantier n o 33 del Grenelle Environment in marzo 2008. Esempi di realizzazioni Francia Dal 2012, la città di Orléans ha avuto due caldaie a biomassa, di cui uno, situati a nord della città, ha una potenza di 37 M W accoppiato ad un 18 km riscaldamento rete che alimenta 12.000 sedi con il riscaldamento.. Le schede tecniche in formato [PDF] per le caldaie a biomassa possono essere scaricate dal sito “ Energia da biomasse Île-de-France ”. A metà del 2017, l' impianto di caldaie a biomassa da 26,5 MW di Saint-Denis (Seine-Saint-Denis) ha annunciato che avrebbe soddisfatto il fabbisogno di riscaldamento e acqua calda di circa 40.000 abitazioni e uffici nella città e nei comuni limitrofi. svizzero Tre esempi di “reti di teleriscaldamento” ( CAD ): una rete con tre caldaie a cippato , una centrale costituita da un locale caldaia a legna e una caldaia a gas in aggiunta, e un terzo impianto CAD in doppia caldaia a legna (combustibile: legno vecchio, legno di bosco, legno residuo) con caldaia a gasolio in aggiunta. Austria La città di Güssing possiede una delle più grandi reti di riscaldamento alimentate a biomassa . L'energia è fornita da due caldaie a biomassa con una capacità di 3 e 5 M W . Il sistema di teleriscaldamento è costituito da due circuiti di una lunghezza totale di 14 km ad una temperatura compresa tra 90 e 110 °C . Più di 300 famiglie beneficiano di questa rete di riscaldamento, così come tutte le comunità della città - scuole, asili nido, ospedali - e alcune industrie (ad esempio impianti di essiccazione del legno). Con l'entrata in funzione del sistema di teleriscaldamento, la qualità dell'aria in città è notevolmente migliorata.Tipo di problema | Prima dell'inaugurazione del teleriscaldamento a biomasse |
Dopo l'entrata in funzione del teleriscaldamento a biomasse |
Riduzione percentuale
delle emissioni |
---|---|---|---|
Anidride carbonica CO 2 | 6.650.000 kg/anno | 250.000 kg/anno | NS. 96% |
Diossido di zolfo | 6.980 kg/anno | 280 kg/anno | NS. 96% |
Monossido di carbonio (CO) | 16.900 kg/anno | 2.870 kg/anno | NS. 83% |
Idrocarburi (C x H y ) | 1.530 kg/anno | 610 kg/anno | NS. 60% |
Al fine di ottimizzare l'utilizzo dell'energia del legno e il suo impatto sull'ambiente, il vecchio principio dei gassificatori (conversione del legno in gas di sintesi) è oggetto di lavori di miglioramento.
Combina i vantaggi dell'energia del legno e quelli del gas naturale, senza i loro svantaggi"Attualmente il riscaldamento a legna è - di gran lunga - la tecnologia più importante per l'utilizzo della legna. Tuttavia, il suo contributo all'inquinamento è molto elevato, rispetto ad altri combustibili (soprattutto per quanto riguarda le polveri sottili ). Alla luce di questa osservazione, si pone la questione dello sviluppo di nuove tecnologie in grado di sfruttare in modo ottimale la risorsa che il legno rappresenta. Per "ottimale" si intende che il legno deve avere la massima efficienza possibile pur avendo basse emissioni inquinanti , quando utilizzato come energia primaria per le forme finali di energia richieste in futuro. La gassificazione del legno e la preparazione del gas risultante - di qualità simile a quella del gas naturale - consentono di soddisfare i criteri sopra citati: infatti, la conversione permette di ottenere un alto rendimento, mentre l'utilizzo di gas può essere effettuato in maniera decentralizzata , pur rifiutando poche emissioni inquinanti (es. considerando l'intera catena di operazioni, l'emissione di polveri sottili si riduce di un fattore da 50 a 100). Inoltre, questa tecnologia consente anche l'utilizzo finale nei settori dei trasporti (veicoli a gas naturale ) e della produzione di energia elettrica . "
[GNS dal legno - Istituto Paul-Scherrer - Testo informativo per i media, p. 1 ].
Principi di conversione Materiali utilizzabiliCiò riguarda principalmente il legno forestale economico e di bassa qualità, i rifiuti di legno dell'industria della lavorazione del legno, i rifiuti di legno urbano non trattato disponibili nei centri di riciclaggio , i rifiuti di legno domestici o urbani (potature, ecc.), ecc.
Preparazione della materia primaOccorre, se necessario, eliminare le sostanze estranee (metalli, pietre...). La materia prima subisce così vari trattamenti preliminari: cernita, macinazione, separazione magnetica... quindi essiccamento prima dello stoccaggio.
GassificazioneIl legno viene gassificato ad alta temperatura (800 - 900 °C ) con vapore acqueo. Il risultato è una miscela ( gas di legna ) contenente principalmente diidrogeno (H 2), monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO 2) e metano (CH 4).
Purificazione del gasIl gas ottenuto contiene impurità che devono essere rimosse.
metanazioneConsiste nella conversione catalitica del diidrogeno (H 2) e monossido di carbonio (CO) in metano (CH 4). Il processo si basa sulla reazione di equilibrio-equazione :
(in presenza di un catalizzatore al nichel ) Pulizia della miscela di gasÈ necessario eliminare il CO e l'H 2residui e separare la maggior parte della CO 2presente nella miscela. Il risultato è un "gas naturale sintetico" (GNS) che soddisfa gli standard necessari per la sua immissione nella rete del gas naturale. I documenti relativi alla trasformazione del legno in metano sono disponibili su due siti svizzeri.
Vantaggi energetici e ambientaliQuesto GNS organico (il termine “bio”, come ad esempio il prefisso “bio” nei biocarburanti , indica che il GNS proviene da biomasse ) può essere sostituito o miscelato con gas naturale fossile. Può essere utilizzato sia per il riscaldamento che come combustibile o come fonte di energia elettrica . Come il legno , è un locale, l'energia rinnovabile, con un bilancio neutro per CO 2 emissioni.e contribuisce all'indipendenza energetica. Come il gas naturale , la combustione di questo GNS è poco inquinante. Il problema delle emissioni inquinanti da legna da ardere è così risolto in modo ottimale, senza costosi filtri . La produzione redditizia di questo GNS richiede grandi quantità di legno economico. L'Europa orientale ha un potenziale molto interessante in questo settore.
I principali protagonistiIn Svizzera: l' Istituto Paul-Scherrer (PSI), che ha sviluppato il principio di questa produzione. In Austria: l' Università Tecnica di Vienna . Nel distretto austriaco di Güssing , un consorzio svizzero-austriaco sta testando un'installazione dimostrativa per la produzione di questo GNS. Il gas ottenuto è costituito per il 98% da metano.
Un modello che viene emulatoA fine giugno 2009, il comune di Güssing ha inaugurato il primo impianto di produzione di gas naturale sintetico da legno. Questa soluzione innovativa sta suscitando l'interesse dei colossi energetici europei (in Svezia è in progetto una centrale 20-25 volte più grande di quella di Güssing ). L'evento è stato riportato dai media. Nuovi progetti stanno emergendo anche altrove, in particolare in Germania e Francia . È il caso ad esempio del progetto GAYA
La CIRC attualmente classifica le emissioni fonte interna dovute alla combustione domestica di biomassa (principalmente legno) nel gruppo probabili cancerogeni per l'uomo (gruppo 2A).
La combustione domestica comprende il riscaldamento e la cottura degli alimenti .
Una sola certezza è stata accertata: la combustione domestica di biomasse combustibili (soprattutto legno ) provoca il cancro ai polmoni all'interno delle abitazioni.
La genesi di questa classificazione è esposta nel “Volume 95” pubblicato nel 2010 dall'IARC.
Si tratta di combustibili solidi utilizzati per cucinare o riscaldare ( carbone e biomasse ), in particolare in ambienti poco ventilati.
A parte il rischio di cancro ai polmoni, il fumo di legna ( wood smoke in inglese), agente associato a queste emissioni, presenta una serie di gravi rischi se non dimostrati effetti nella cella di livello .
I dati che hanno portato alla classificazione delle emissioni di fonti interne dalla combustione di biomassa domestica nel gruppo 2A includono: (I) la presenza di idrocarburi policiclici aromatici e altri composti cancerogeni nel fumo di legna, (II) prove della natura mutagena del fumo di legna; e (III) i molteplici studi che mostrano danni citogenetici negli esseri umani esposti al fumo di legna ( p. 307 ).
Il fumo domestico rappresenta un grave rischio per la salute di circa 3 miliardi di persone che cucinano il cibo e riscaldano le loro case utilizzando biomassa e combustibili a carbone .
Inquinamento dell'aria esternaIARC ha annunciato giovedì 17 ottobre 2013, che ha classificato l'inquinamento dell'aria esterna come un certo cancerogeno (gruppo 1) per l'uomo, indipendentemente dalla regione del mondo in cui si risiede. Secondo l'IARC, ci sono "prove sufficienti" che l'esposizione all'inquinamento dell'aria esterna "causa il cancro ai polmoni" . Tra le principali fonti che contribuiscono alla natura cancerogena di questo inquinamento, lo IARC cita il riscaldamento e la cottura delle abitazioni . Il "particolato" ( particelle sospese , particolato - PM in inglese ), "un importante componente dell'inquinamento atmosferico esterno" è stato valutato separatamente e inoltre è stato classificato come cancerogeno per l'uomo (Gruppo 1).
Combustione di scarti di legnoGli scarti di legno sporchi (verniciati, impregnati, ecc.) contaminati da prodotti inquinanti o trattati con biocidi e/o prodotti ignifughi come i sali di boro (legno classificato B o C in Francia) possono essere utilizzati nei cementifici o in pochi locali caldaie specializzati dotati di adeguata filtrazione, come in Francia dal 2014 nella prima grande caldaia a scarto di legno, costruita sulla “piattaforma chimica del Rossiglione”; si tratta di una caldaia Leroux & Lotz da 21 MW che produce 200.000 tonnellate/anno di vapore e accetta 60.000 tonnellate/anno di scarti di legno di tutte le classi - oltre a scarti di macero - per un tasso di copertura di biomassa del 15%. L'investimento è stato di 20 milioni di euro.
Per effettuare i calcoli di combustione si utilizza la seguente composizione:
50% di carbonio , 44% di ossigeno e 6% di idrogeno (vedi #Composizione elementare media del legno ).In queste condizioni semplificate, i prodotti della combustione completa del legno sono solo anidride carbonica (CO 2) e acqua (H 2 O).
Altri prodotti presenti nei fumiTuttavia, durante la combustione completa, nei fumi si trovano altri composti:
La fonte combustibile degli ossidi di azoto deriva dall'ossidazione dell'azoto contenuto nel legno sotto forma di ammine e proteine , composti azotati necessari per la crescita dell'albero.
In generale, stufe a legna generare più ossidi di azoto (NO x ) emissioni per unità di energia prodotta rispetto impianti di combustione in esecuzione su combustibili fossili . Si veda anche la tabella intitolata "Confronto dei fattori di emissione per il riscaldamento a legna con quelli per il riscaldamento con gasolio domestico, gas naturale e carbone" nella sezione Francia metropolitana .
La degradazione delle sostanze azotate nella legna del caminetto produce molecole di NH 3e HCN (vedi combustione completa ) detti " precursori dell'azoto". Quindi, si possono osservare due tipi di evoluzione:
Ad esempio, nel caso di NH 3, le due equazioni di equilibrio concorrenti nel focus sono:
(1) (2)Qualsiasi fattore che tenda a favorire la reazione (1) porterà ad un aumento delle emissioni di “NO combustibili”.
Viceversa, qualsiasi fattore che favorisca la reazione (2) consentirà di limitare tali emissioni.
Fattori che influenzano le emissioni di NOx Contenuto di azoto del carburanteIl fattore che influenza maggiormente le emissioni di NO x delle caldaie a biomassa è il contenuto di azoto nel combustibile.
Tipo di carburante | Contenuto in massa di azoto su anidro |
Tipo di carburante | Contenuto in massa di azoto su anidro |
---|---|---|---|
Lastra di faggio | 0,3 | Cippato di conifere | 0,3 |
Cialda di quercia | 0,3 | miscanto | 0,3 |
paglia di grano | 0,3 | corteccia di quercia | 0,5 |
Legno di classe A | 0,5 | Pannocchie di mais | 0.6 |
Bricchette di canapa | 1.0 | Bosco ceduo a rotazione rapida | 1.3 |
Residui di distilleria | 1.6 | Pellet di malto | 2.1 |
Maggiore è l'aria in eccesso, più sono favorite le reazioni di ossidazione dei precursori dell'azoto (vedi Meccanismo di formazione ) in NO. Viceversa, per piccoli eccessi di aria , sono preferite le reazioni di riduzione di questi precursori ad N 2 , per specie idrocarburiche o per NO.
Qualsiasi misura che favorisca le reazioni di ossidazione consente di limitare la formazione di NO x .
Stadiazione della combustioneLa combustione ideale dal punto di vista delle emissioni di NO x dovrebbe avvenire:
In pratica con il termine ossidi di azoto (NO x ), monossido ( NO ), biossido ( NO 2) e protossido ( N 2 O) azoto. Protossido di azoto è formato in case che operano a temperature inferiori a 950 ° C .
Come la combustione completa , la combustione incompleta della legna emette NO x ma in proporzioni che diminuiscono all'aumentare della concentrazione di incombusti.
“Con la maggior parte delle apparecchiature di combustione, esiste una relazione tra la concentrazione di NO x nei fumi e la concentrazione incombusta (CO, fuliggine, ecc .). Queste due quantità evolvono in direzioni opposte ”( p. 17 ).Secondo lo svizzeri uffici federali per l'ambiente e l'energia ( UFAM e UFE), riscaldatori automatici in perfetto stato di funzionamento, in fase di combustione quasi completa , emettere solo poco di fuliggine , ma sono d'altra parte all'origine della "relativamente densa emissioni” di particelle minerali fini . "Queste particelle penetrano nei polmoni e quindi non sono prive di rischi, ma sono comunque considerate meno dannose per la salute della fuliggine".
Servizi Lo stress energetico e ambientale cantonale svizzero che la caldaia a caricamento automatico a legna ( granuli di caldaia o piastrine di caldaia ) trasmette "molto più" di particolato PM 10 e ossidi di azoto NO x di una caldaia a gasolio : "Filtro antifumo fortemente raccomandato, e persino obbligatorio a seconda sulla potenza dell'impianto e del distretto” .
Le emissioni significative di particelle durante la combustione del pellet sono anche evidenziati in Quebec dal ALAP .
Ristrutturazione di un parco di elettrodomesticiIn Francia, il rinnovamento del parco elettrodomestici, che si traduce in minori emissioni di incombusti , comporta una riduzione delle emissioni di particolato e maggiori emissioni di ossidi di azoto rispetto alla situazione esistente.
Stufe catalitichePer ottenere una combustione completa, devono essere soddisfatte tre condizioni: alta temperatura, ossigeno sufficiente (dall'aria) e tempo per bruciare i gas di combustione prima del raffreddamento.
Le stufe catalitiche sfruttano il fenomeno naturale dell'abbassamento della temperatura di accensione dei sottoprodotti volatili quando vengono poste in presenza di determinate sostanze che favoriscono l'ossidazione come il palladio o il platino (questo principio è utilizzato nei convertitori catalitici di pentole ). Per aumentare le superfici di contatto tra i fumi ed il materiale catalizzatore , i gas incombusti della combustione primaria sono costretti a passare attraverso una struttura “a nido d'ape ” rivestita di ceramica dove vengono “ribruciati”. La ceramica permette di assorbire maggiormente l' energia termica prodotta dai ceppi ardenti posti sotto. La temperatura di accensione dei volatili viene abbassata da 475 °C a circa 260 °C , temperatura che le stufe a legna sono in grado di mantenere più a lungo di quelle prossime ai 500 °C .
Il dispositivo fornisce ai dispositivi catalitici una combustione più completa operando a regime di combustione lenta . La catalisi riduce le multe ma non la PAH . L'efficienza del catalizzatore degrada nel tempo (in particolare a causa del progressivo sporcamento delle celle del nido d'ape), che si traduce in un aumento delle emissioni. L'incrostazione è tanto più rapida quanto più viene bruciato carburante inadatto o di scarsa qualità (sporco o troppo umido). Una grande differenza di temperatura (fuoco molto caldo seguito da un fuoco molto più freddo) può rompere la ceramica o ridurre il suo rivestimento metallico, il che porta a una perdita di efficienza del catalizzatore. Deve quindi essere sostituito dopo un certo tempo. Inoltre, le stufe catalitiche emettono più particelle di una stufa convenzionale all'inizio e alla fine della combustione, poiché il catalizzatore non è abbastanza caldo.
Caso di stufe di massaLe stufe a legna di massa (alcuni modelli funzionano anche a pellet di legno) sono dette anche “stufe ad inerzia ” o “scaldaglie ad accumulo” (di energia termica ).
Di refrattari intorno alla casa, che provoca un aumento della temperatura media di combustione che passa da 600 °C a 900 °C . Maggiore è la temperatura, più completa è la combustione. Questo è particolarmente vero per questo tipo di stufe a legna: la temperatura può salire oltre i 1000 °C . Ci sono però dei limiti che non vanno superati: una temperatura troppo alta favorisce la produzione di ossidi di azoto di origine termica .
Combustibile | tronchi di legno | pellet di legno |
---|---|---|
Prodotto | dal 70 al 90% | dall'80 al 93% |
Sulla base di un protocollo di prova molto rigoroso, le rese attribuite alle stufe a massa sono rappresentative delle effettive prestazioni ottenute dall'utente. I dettagli sono disponibili nella sezione Distinzione tra apparecchi indipendenti convenzionali e stufe di massa .
Uno studio del CSTB effettuato su una stufa di massa in steatite , rileva che "L'accumulo di calore nella massa di pietra ollare […] consente di separare la produzione di calore (difficile da controllare con una stufa a legna) dalla sua restituzione. Consente quindi di eliminare il minimo dell'impianto durante la fase di combustione. Test di laboratorio hanno dimostrato che il sistema funziona alla potenza nominale durante le fasi di combustione, il che riduce notevolmente le emissioni inquinanti rispetto ai tradizionali apparecchi a legna”.
Per limitare l'inquinamento da apparecchiature a combustione di legna, si stanno sviluppando filtri antiparticolato (o filtri fumi) per grandi locali caldaie, ma ora anche per dispositivi singoli e attualmente sono disponibili in Svizzera tre modelli , tuttavia l'efficacia di questi ultimi deve essere ulteriormente migliorata ( vedere “ Campagna di misurazione PSI ”) e il loro costo aggiuntivo ne limita lo sviluppo.
Principio di un precipitatore elettrostatico per elettrodomesticiSebbene negli ultimi anni siano stati compiuti notevoli progressi tecnici, la natura recente di un impianto da sola non può garantire basse emissioni. I “sistemi di depolverazione” (filtri antiparticolato) sviluppati fino ad oggi per le piccole stufe a legna funzionano quasi tutti mediante il processo di precipitazione elettrostatica . Con riscaldatori correttamente utilizzati e una combustione quasi completa , questi sistemi possono ridurre ulteriormente le emissioni di polveri residue. (Fonte: Ufficio federale dell'ambiente )
Il principio di un filtro antiparticolato elettrostatico (chiamato anche "precipitatore elettrostatico") per elettrodomestici è presentato sul sito web "Énergie-bois Suisse". Questo tipo di filtro consente una riduzione del 60 al 95% di PM 10 particelle .
BeneficiIl filtro elettrostatico presenta vantaggi significativi rispetto ad altri sistemi di filtrazione come i depolveratori a umido o i filtri meccanici, tra cui:
Un video mostra un precipitatore elettrostatico svizzero con il suo principio di funzionamento semplificato.
Altri filtriFiltro catalitico . Il nuovo filtro antiparticolato, vincitore nel 2011 del 12 ° “Wood Living Energy” (Francia), ridurrebbe dell'80% le emissioni da combustione di legna nelle abitazioni, in particolare l'accensione e la ricarica dei camini. Funziona senza elettricità.
Da notare l'esistenza di "depolveratori ad umido": "precipitatori elettrostatici ad umido", "condensatori", che consentono anche il recupero energetico dopo il raffreddamento dei fumi mediante nebulizzazione d'acqua, nonché "depuratori di fumi"».
Nel caso particolare della caldaia a pellet a condensazione , lo scambiatore di condensa svolge anche il ruolo di originale "filtro antiparticolato".
BisognoIl principio del filtro antiparticolato è tanto più necessario in quanto, a parte gli incombusti prodotti durante la combustione incompleta, la combustione completa del legno è ancora accompagnata da notevoli emissioni di particelle di origine minerale (meno nocive della fuliggine). , ma non completamente. innocuo) e poiché queste emissioni sono inevitabili, il filtro antiparticolato è l'unica soluzione possibile per evitare il loro rilascio in atmosfera; dettagli nella sezione Combustione Completa .
La necessità di dotare i dispositivi attuali con un filtro antiparticolato è citato in un documento del Ufficio federale per l'Ambiente dal titolo: "Sistemi di riscaldamento - Legno va bene, ma mai senza un filtro", così come in un documento report da un. Televisivo news da France 2 (caso presentato: quello di una caldaia a pellet).
Per soddisfare gli standard di scarico sempre più esigenti, il principio del filtro antiparticolato si sta rivelando sempre più essenziale.
“Le norme in tema di emissioni di particolato sono sempre più esigenti [...] Il problema delle emissioni di particolato non è limitato alle caldaie industriali . Le caldaie domestiche , infatti, sono sempre più nel mirino delle autorità di vigilanza. Si tratta di migliaia, decine di migliaia di caldaie che nel prossimo futuro dovranno essere dotate di sistemi di filtrazione . Questo requisito è già in vigore in alcuni paesi europei come la Svizzera o la Germania . ".Natura della polvere emessa dalla combustione del legno:
La riduzione delle emissioni richiede una combinazione di elettrodomestici e combustibili di qualità e buone pratiche.
La riduzione delle emissioni di polveri consente inoltre di ridurre contemporaneamente le emissioni di altri inquinanti ( metalli pesanti , diossine , VOC , IPA, ecc.) presenti in forma particolata.
Lo studio ANTEA di ADEME mostra che la qualità del combustibile (principalmente il livello di umidità), il buon funzionamento degli impianti e il loro dimensionamento (ben adattato) sono preponderanti. “Una caldaia sovradimensionata funziona a basso carico con temperature di combustione inferiori e maggiori emissioni inquinanti (soprattutto CO ).”.
Ci sono due possibilità per ridurre queste emissioni:
Categoria | Condizioni "se e solo se" | |
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Camini aperti Open | ||
Piccole vecchie stufe a convezione | ||
Inserti focolare chiuso e caminetti |
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Stufe a legna |
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Caldaie a legna |
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Stufe a legna post combustione |
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Stufe a pellet |
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Caldaie industriali |
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Caldaie a piastrine |
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Caldaie a pellet |
Fonte: Istituto di Bioenergia (ITEBE) 2008
Come controllare le emissioni?Fonte: Istituto di Bioenergia (ITEBE) 2008
Soluzioni preventive: riduzione alla fonteNel settore domestico
Nel collettivo e nell'industria
Ciclone
aria carica , aria depurata e particelle
Multiciclone.
Principio di un precipitatore elettrostatico.
Precipitatore elettrostatico di un impianto di riscaldamento a biomasse
Filtro a maniche.
Fonte: X-Ambiente 2004
Le varie pressioni ( deforestazione , sovrasfruttamento ) che si esercitano sulle risorse forestali dei paesi del Sud e destano preoccupazione nelle opinioni pubbliche dei paesi sviluppati, come del resto della maggior parte dei grandi organismi internazionali (Nazioni Unite, Banca Mondiale) , dovrebbe mantenere e amplificare per tutto il XXI ° secolo .
La “crisi della legna da ardere”, annunciata alla Conferenza delle Nazioni Unite sulle Fonti Energetiche Nuove e Rinnovabili (Nairobi, 1981) e prevedendo carenze o gravi problemi di approvvigionamento, alla fine non si è mai verificata. In realtà, al di là della legna da ardere ottenuto da campioni prelevati direttamente dalla foresta, la grande diversità delle origini di combustibili legnosi (legno morto, rami di corone , barra , alberi da agroforestali parchi , villaggio rimboschimento, residui di registrazione e l'elaborazione, sottoprodotti di attività di conversione del suolo) probabilmente spiega questa situazione.
Attualmente, l'80% dell'energia consumata nel mondo proviene da combustibili fossili , contro poco più del 10% da biomasse, e la quota di petrolio dovrebbe diminuire in maniera molto significativa entro il 2050.
Le popolazioni rurali dei paesi tropicali hanno ancora un accesso insufficiente all'elettricità o alla forza motrice nello sviluppo delle loro attività, gran parte dell'energia che utilizzano, essenzialmente legna da ardere, è destinata agli usi domestici e in particolare alla cottura dei cibi .
Ad oggi, i combustibili da biomassa , tra cui legna da ardere e carbone , rappresentano fino al 90% del fabbisogno energetico delle famiglie nell'Africa subsahariana , il 70% nella Cina rurale e tra il 30 e il 90% di questi fabbisogni in America Latina .
Fonte: X-Ambiente 2004
A livello globale, poco più della metà della produzione di legno è utilizzata per l'energia, la differenza è principalmente per gli usi di legname e pasta di legno .
Ad eccezione del Sudafrica , la stragrande maggioranza dei paesi africani è caratterizzata dalla predominanza dell'uso del legno a fini energetici. Lo stesso vale per il continente asiatico , con l'eccezione, però, del Giappone e, in misura minore, della Cina , da un lato, e dell'America centrale , dall'altro. Il sudamericano oscilla a sua volta tra un modello di "paesi sviluppati" ad immagine del Cile , e un modello di " paesi in via di sviluppo " ad immagine della Bolivia e del Perù , il Brasile , un paese-continente dalle mille sfaccettature, combinando questi diversi modelli.
L'energia del legno rappresenta ancora quasi i tre quarti del consumo totale di legno nei paesi in via di sviluppo , che è una delle principali caratteristiche di molti paesi tropicali .
La produzione sostenibile del legno come fonte di energia rinnovabile ha un notevole potenziale in Africa. Il rimboschimento dei terreni erosi, lo sviluppo di piantagioni forestali e il mantenimento sostenibile delle foreste naturali possono contribuire ad aumentare la sicurezza energetica, migliorare l'accesso all'energia e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili .
“Il legno è di moda nei paesi ricchi come combustibile alternativo ai combustibili fossili . Viene riabilitato anche nei paesi del Sud e in particolare in Africa. Per decenni, il combustibile legnoso ha avuto una cattiva reputazione in questo continente. Era l'energia dei poveri. Il suo utilizzo era considerato un freno allo sviluppo perché monopolizzava il tempo a disposizione delle popolazioni e soprattutto delle donne. La sua raccolta porterebbe infine all'estinzione delle foreste nella zona del Sahel […]
Paradossalmente, è stato quando gli stati hanno vietato la raccolta di legname verde, nella Repubblica Democratica del Congo o in Kenya , che la foresta è diminuita maggiormente. Non più mantenuto, ha subito tagli netti per colture effimere di sorgo o mais , che hanno lasciato il posto, definitivamente, al deserto di laterite .
In Burkina Faso , la gestione delle foreste per produrre legna da ardere ha permesso alle comunità che non vivevano dei loro cereali di sfuggire alla povertà. Oggi ci interessa il legno, gli scarti legnosi , e più in generale le biomasse , che comprendono anche altri scarti vegetali come paglia di cereali o lolla di riso, per produrre energia elettrica negli impianti delle comunità rurali . Il Madagascar ha quattro progetti di gassificazione della biomassa per generare calore ed energia .
Nel Maghreb i cittadini passano il gas di petrolio liquefatto , ma nelle aree urbane sub-sahariana , la carbonella che sostituisce il fuoco di legna delle comunità rurali. Per fornire a città una demografia galoppante come Bamako , Ouagadougou , per non parlare di Lagos o Kinshasa , l'Africa non potrà, secondo questi ricercatori, fare a meno delle piantagioni forestali artificiali, come quelle di eucalipto , più produttive delle foreste naturali, per portare risorse più vicine alle principali aree di consumo. Come in Europa, sarà necessario organizzare anche il trasporto di trucioli o carbone . ".
Il Ministero dell'Ambiente, dell'Energia e del Mare classifica l'energia da legno tra le energie rinnovabili. È persino la principale fonte di energia rinnovabile in Francia: questa fonte rappresenta quasi il 40% dell'energia primaria rinnovabile prodotta in Francia nel 2016, che a sua volta rappresenta il 9,4% della produzione totale di energia primaria. .
Secondo France Nature Environnement , “l'energia del legno non è un'energia rinnovabile come l'energia solare o eolica. La ricostituzione dell'ecosistema forestale si può contare in decenni: è quindi necessario preservarlo e favorire il suo utilizzo per l'edilizia piuttosto che per l'energia” .
Nel 2019 viene intrapresa un'azione legale per impedire l'inclusione della biomassa forestale nella direttiva europea sulle energie rinnovabili . È introdotto da ENGO di Estonia, Francia, Irlanda, Romania, Slovacchia, Svezia e Stati Uniti.
Una lettera aperta di oltre 500 scienziati nel febbraio 2021 ha invitato i governi a rimuovere qualsiasi incentivo che incoraggerebbe la legna da ardere, indipendentemente dal fatto che provenga o meno dalle proprie risorse forestali. Infatti, quando l'industria del legno e della carta utilizza i propri scarti di produzione per produrre elettricità e calore, questo utilizzo di sottoprodotti non richiede un'ulteriore rimozione del legno. Più di recente, tuttavia, è stata praticata l'abbattimento degli alberi o la mobilitazione di grandi frazioni di colture legnose per produrre energia. Il risultato di questo prelievo aggiuntivo induce un aumento significativo delle emissioni di carbonio. Gli studi hanno dimostrato che bruciare la legna può aumentare il riscaldamento per decenni, se non secoli.
Combustibile | CO 2( Kg / G J ) |
---|---|
Legno e rifiuti simili | 92 |
Olio combustibile domestico (FOD) | 75 |
Olio combustibile pesante | 78 |
Gas naturale | 57 |
Carbone | 95 |
La combustione della legna come fonte energetica ha un bilancio neutro dal punto di vista delle emissioni di CO 2 in atmosferasolo nella misura in cui il legno viene sfruttato come energia rinnovabile e le tecniche di sfruttamento non utilizzano energia fossile. In questo caso, la quantità di CO 2rilasciata dalla combustione del legno è compensata dalla cattura della stessa quantità di CO 2per la crescita degli alberi. Questo è vero fintanto che il disboscamento porta a una quantità di legna prodotta almeno equivalente a quella consumata.
Fonte: MEDD , questionario annuale sulla dichiarazione delle emissioni inquinanti per il 2005 da impianti classificati soggetti ad autorizzazione . Nel UNFCCC di inventario , per prima cosa contiamo lo stock di carbonio costituito dal aumento della biomassa durante l'anno in questione e poi sottraiamo la quantità di carbonio in materia di CO 2 delle emissioni.dovuto alla combustione della biomassa. In Francia e in Europa , la foresta, essendo gestita in modo sostenibile, cresce e svolge quindi il ruolo di pozzo di carbonio : la fissazione della CO 2per fotosintesi (aumento biologico della foresta + piantagioni artificiali) è maggiore delle emissioni dovute alla decomposizione e alla combustioneQuesto bilancio non tiene conto dell'energia incorporata che qui consiste in particolare nell'energia necessaria per lo sfruttamento e il mantenimento delle foreste, il taglio degli alberi e il trasporto del legno ai siti di combustione.
Il contributo della combustione passo al effetto serra è collegato a metano emissioni (CH 4) e protossido di azoto (N 2 O). Il metano ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) pari a 25 volte quello della CO 2su un periodo di 100 anni (la durata della vita dell'anidride carbonica nell'atmosfera è stimata intorno ai 100 anni ). Il GWP del protossido di azoto è 298 volte quello della CO 2per un periodo della stessa durata. Questo contributo rappresenta una parte significativa dell'effetto serra dell'energia dal legno.
La somma, in CO 2 equivalente, di questi diversi contributi costituisce l' impronta di carbonio dell'energia del legno . Questo equilibrio ha un chiaro vantaggio rispetto a quelli delle energie convenzionali.
Come agente energetico, il legno produce 42 g eq. CO 2per kWh utile (prodotto dall'utenza), contro gli oltre 400 per l'olio combustibile ei 6 per il nucleare in Francia. Inoltre, il settore del legno ha ancora un notevole margine di miglioramento (prestazioni delle tecniche di taglio e slittamento, riduzione dell'uso di imballaggi in plastica, o anche consegna alla rinfusa, per pellet e legno denso).
Per quanto riguarda la presenza di carbonio organico nei suoli, la situazione è più complessa: la decomposizione naturale del legno è un processo che alimenta una grande biomassa di detritivori e saprofiti e alla fine porta alla creazione di humus che sostituisce il suolo dilavato dall'erosione . La combustione, invece , produce solo una piccola quantità di ceneri che sono essenzialmente sali minerali inorganici. D'altro canto, il taglio degli alberi crea una grande quantità di vari scarti di legno (rami, segatura, trucioli, cortecce, ecc.) che contribuiscono ad alimentare questa biomassa dove non vengono utilizzati sotto forma di cippato forestale .
Debito di carbonioL'impronta di carbonio dell'energia del legno fornisce un'indicazione a lungo termine. Nel breve periodo il bilancio è più alto: da un lato, il carbonio liberato dalla combustione non viene ancora recuperato dalla crescita degli alberi. Si tratta di un “debito di carbonio”, che viene ammortizzato dopo un “tempo di ammortamento del carbonio”, una volta che la biomassa è ricresciuta e ha ulteriormente sequestrato il carbonio legato ai processi di trasformazione. Oltre questo tempo di ritorno, i risultati sono positivi. Tale periodo può variare da dieci a cinquanta anni, in particolare secondo le modalità di gestione e lavorazione delle foreste.
D'altra parte, un aumento della raccolta del legno può ridurre il tasso di sequestro del carbonio negli ecosistemi, allungando così il tempo di ritorno del carbonio.
Il legno è una fonte di energia rinnovabile e con un impatto minore sul clima rispetto ai combustibili fossili. Ma rispetto agli impianti di combustione alimentati a petrolio oa gas , gli apparecchi a legna emettono molto più inquinanti atmosferici , in particolare particelle cancerogene fini . Le emissioni di polveri sottili di tutte le stufe a legna sono parecchie volte superiori alle emissioni delle stufe a gasolio e gas, sebbene il contributo della legna alla produzione di calore sia molto minore. Le stufe a legna sono di gran lunga la più grande fonte di emissioni di particelle fini associate alla combustione . Per altri gas di combustione, come ossidi di azoto (NOx), monossido di carbonio (CO) e composti organici volatili (VOC), stufe a legna generare più emissioni per unità di energia prodotta rispetto stufe a legna. Impianti di combustione in esecuzione su combustibili fossili . Per quanto riguarda l'inquinamento da particelle fini, i COV in particolare rappresentano un problema perché contengono composti altamente tossici e in parte si condensano nell'aria, formando ulteriori particelle fini .
Secondo uno studio del 2006 dell'Istituto petrolifero francese , sull'ottimizzazione della combustione della legna da ardere:
“L'utilizzo del legno come fonte energetica può essere considerato rinnovabile , e quindi partecipare a pieno titolo allo sviluppo sostenibile , se le emissioni emesse sono basse e controllate. Allo stato attuale, tutti gli impianti rispettano gli standard di scarico in vigore, ma ora è necessario andare oltre e raggiungere prestazioni termiche e ambientali vicine a quelle ottenute con i combustibili fossili ”[Dal documento " Fonti di inquinanti atmosferici: stufe a legna " dell'Ufficio federale dell'ambiente ].
I rischi di inquinamento connessi all'utilizzo del combustibile legnoso sono principalmente legati al suo carattere di combustibile solido , anch'esso di origine vegetale . Questi rischi aumentano notevolmente se il carburante viene utilizzato in modo improprio.
Bruciare legna in cattive condizioni può essere una delle principali fonti di inquinamento atmosferico. Legna non sufficientemente secca, combustione lenta, utilizzo di legna sporca (trattata contro insetti o funghi, verniciata, ecc. ) producono fumi costituiti da particelle di fuliggine , vari composti organici volatili , idrocarburi policiclici aromatici , diossine , furani , monossido di carbonio , acido cianidrico , metalli pesanti , ecc. tutto ciò pone notevoli problemi di salute pubblica.
Impatto sulla qualità dell'aria Effetti significativi a breve e lunga distanzaI problemi sorgono dapprima nelle aree vicino casa, l'inquinamento generato ha un impatto negativo sulla qualità dell'aria, in particolare nelle immediate vicinanze della fonte di emissione.
Énergie-bois Suisse ha effettuato una simulazione per visualizzare la differenza di impatto tra dispositivi vecchi e/o poco performanti e materiali ad alte prestazioni. "Tre scenari sono illustrati con l'uso del pavimento dell'inquinamento di vari dispositivi per le particelle di diluente al valore limite di 50 μ g / m 3 su uno strato d'aria di 500 metri. Sapendo che il PM 10 rimane in sospensione mediamente per 10 giorni, il calcolo viene effettuato con 10 giorni di emissioni. In caso di incendio in foresta 500 kg di legna bagnata all'aperto, un'emissione di 5000 m 3 ad una concentrazione di 5000 m g / m 3 e inquina 100 ha . Nel caso di 5 caldaie domestiche poco performanti le emissioni sono di 135 g / he inquinano 27 ha per apparecchio. Infine nel caso di cinque bacinelle a granuli con emissioni di 0,67 g / h , l'area inquinata è di 135 m 2 per unità” .
Se il problema è localizzato principalmente in prossimità di sorgenti, “ il vento può trasportare parte delle sostanze precursori e delle particelle emesse per diverse centinaia di chilometri ” . Secondo l' OMS, sulla scala dell'Europa dei Quindici , il principale emettitore di polveri sottili PM 2,5 entro il 2020 sarà la combustione del legno nei piccoli elettrodomestici (vedi la sezione " Inquinamento atmosferico transfrontaliero a lunga distanza ").
Impatto urbanoPer l' OMS , le particelle dovute alla combustione sono le più pericolose per la salute. Nelle aree urbanizzate, sono interessate le emissioni dei veicoli diesel e del riscaldamento ( combustibili solidi ).
Uno studio di INERIS , in collaborazione con associazioni autorizzate per il monitoraggio della qualità dell'aria ( AASQA ), è stato condotto in quattro città francesi dal novembre 2006 all'aprile 2007. I risultati ottenuti " dimostrano che la combustione del legno svolge un ruolo importante nella composizione della sostanza organica nell'aerosol atmosferico e nell'inquinamento da particolato nelle aree urbane ”.
Le stufe a legna emettono più polveri sottili e alcuni altri inquinanti rispetto al traffico stradale.
In Svizzera , secondo l' Istituto Paul-Scherrer , la combustione del legno contribuisce notevolmente in inverno all'inquinamento da polveri sottili nelle aree urbane (cfr. campagna di misura PSI ).
Questi risultati sono corroborati da un collaboratore scientifico del progetto Carbosol , per il quale " anche nelle grandi città, il legno è la fonte di inquinamento n o 1 ".
Per contribuire a ridurre l'inquinamento nell'agglomerato, la città di Losanna incoraggia i residenti che riscaldano a legna a dotare i propri camini di un filtro antiparticolato .
Impatto ruraleIn zone rurali , combustione legno può portare ad alti livelli di PM 10 particelle e benzo [a] pirene (o B [a] P, una molto cancerogeni PAH ) nell'aria esterna.
Effetti sulla salute Maggiori rischi per la salute rispetto ad altri combustibiliRecenti studi epidemiologici hanno evidenziato la somiglianza degli effetti sulla salute tra i fumi di combustione di biomasse ( riscaldamento a legna , impianti antincendio) e prodotti petroliferi ( gasolio ), sia in natura che nella frequenza del disturbo generato (affezioni respiratorie, cancro ai polmoni . ..). Uno studio scientifico in inglese analizza gli effetti sulla salute del fumo di legna .
Dal punto di vista della pulizia delle sue emissioni, il legno è una forma di energia svantaggiata rispetto ad altri combustibili, in particolare per quanto riguarda le emissioni di particolato , e i rischi per la salute che ne derivano sono maggiori. La combustione del legno emette principalmente particelle molto fini, con un diametro inferiore a 1 micrometro ( PM 1 ). I rischi per la salute sono legati alla dimensione e alla composizione chimica delle particelle.
“ La combustione del legno emette principalmente particelle di PM 1 molto fini . Le particelle di PM 1 sono così piccole che possono penetrare molto nel sistema respiratorio e generare asma o bronchite cronica, o addirittura entrare nel sangue e contaminarlo . Il PM 10 e il PM 2.5 contengono metalli pesanti e idrocarburi fenomeni cancerogeni paragonabili al fumo passivo . "
Per quanto riguarda l'aspetto del “fumo passivo”, l' Association d' otorhinolaryngologie et deirurgie cervico-faciale du Québec dichiara:
" Un impianto di riscaldamento a legna è simile ad una casa di fumatori [...] questo tipo di riscaldamento è sconsigliato (anche come back-up) . "
Il trattamento delle particelle è un argomento che sta attualmente mobilitando l'intero settore energetico del legno. Un sito riporta le tecniche di depolverazione presentate alle fiere “Bois Énergie”.
La soluzione " filtri antiparticolato "Vedere la sezione Filtri antiparticolato - Obbligatorio .
“ Sebbene le cosiddette energie verdi siano un'ottima soluzione perché neutre nel ciclo del carbonio , la biomassa genera problemi di emissioni di particolato [...] Queste emissioni devono essere controllate mediante mezzi a valle della combustione, dietro la caldaia o il gassificatore, che intrappolare queste particelle [...] E cresce la preoccupazione per i problemi delle particelle sospese . Il vero problema arriva dalle particelle più fini, a volte nanometriche . La loro dimensione è inferiore al millesimo di millimetro [particelle PM1 ]. Questi sono molto pericolosi per la salute umana. Sono in grado di entrare in profondità nei polmoni. Ed è ora dimostrato che la loro presenza è associata a molti tumori . Quindi abbiamo a che fare con un grave problema di salute pubblica . Dobbiamo quindi averne cura. ".Secondo la Quebec Respiratory Health Foundation (FQSR):
“ Ovviamente è estremamente importante utilizzare sempre legna pulita e asciutta e controllare adeguatamente la combustione. Tuttavia, bruciare legna provocherà comunque emissioni di inquinanti come le polveri sottili, che sono praticamente invisibili, ma che possono penetrare molto in profondità nel sistema respiratorio. ".Il principio del filtro antiparticolato risponde al commento FQSR, come spiegato in un video svizzero. Dopo aver ricordato i vantaggi dell'energia del legno, si evoca la questione delle polveri sottili pericolose per la salute emesse dalla sua combustione, quindi soluzioni a questo problema per gli impianti domestici:
In diversi Paesi lo sviluppo dell'energia da legno, nell'ambito della promozione delle energie rinnovabili , fa temere un aggravamento dell'inquinamento atmosferico, in particolare da polveri sottili ; i problemi di inquinamento atmosferico generato dalla legna da ardere riguardano soprattutto il riscaldamento a legna residenziale .
SO 2 k t |
NOx kt |
CO k |
NMVOC kt |
PAH * t |
Diossine g (ITEQ **) |
PM 10 kt |
PM 2,5 k |
|
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Settore domestico ( residenziale individuale ) % del legname totale |
6.4 82 |
19.2 69 |
1 704.4 98 |
303.9 99 |
19.1 98 |
21.9 91 |
131.3 97 |
128,6 97 |
Settori collettivi, industriali e agricoli % del legname totale |
1.4 18 |
8.7 31 |
35.3 2 |
2.9 1 |
0,3 2 |
2.1 9 |
4.1 3 |
3.5 3 |
% del totale nazionale | 2 | 2 | 31 | 22 | 77 | 11 | 27 | 40 |
* Somma di 4 IPA come definiti dall'UNECE : benzo (a) pirene , benzo (b) fluorantene , benzo (k) fluorantene e indeno (1,2,3-cd) pirene. Questi 4 IPA sono cancerogeni . Guarda la loro tossicità
* ITEQ = Quantità equivalente tossica internazionale
Fonte : Jean-Pierre Sawerysyn, #Bibliografia , p. 14 ( p. 8 del file)
Particelle e monossido di carbonioLa combustione del legno emette particelle minerali (formate dai minerali inizialmente contenuti nel legno) quando la combustione è completa e particelle carboniose quando la combustione è incompleta .
Le emissioni di particelle carboniose e monossido di carbonio (CO) sono collegate (vedi Correlazione tra monossido di carbonio e particelle carboniose ).
“ L'emissione di polveri fini PM 10 prodotte dalla combustione del legno nelle stufe e nei caminetti domestici è uno dei problemi più delicati in Italia e nei paesi europei , in particolare nei paesi di lingua tedesca . La Germania , la Svizzera e l' Austria si stanno muovendo in questa direzione con l'installazione di apparecchiature ad alta efficienza e basse emissioni di CO e polveri totali e con l'applicazione di una corretta manutenzione dei dispositivi esistenti. ".In Francia, Airparif , ad esempio, ritiene che sia necessario prendere in seria considerazione l'inquinamento da particolato generato dal riscaldamento a legna:
“ Poiché il riscaldamento a legna è raccomandato nella lotta ai cambiamenti climatici , è essenziale tenere conto di questa fonte di particelle affinché il suo sviluppo non finisca per compromettere gli sforzi per ridurre l'inquinamento atmosferico intrapresi altrove . ".Le tecnologie si evolvono e i dispositivi emettono sempre meno inquinanti. Ad esempio, in Francia, un dispositivo Flamme Verte 5 stelle , installato "a regola d'arte" e correttamente utilizzato , è garantito per emettere meno di 80 m g /Nm 3 di polvere totale ( TSP ). Il progresso è ancora possibile. “ Alcuni modelli, ancora in fase di sviluppo, non supereranno i 20 mg/m 3 ” . È il caso, ad esempio, di una caldaia automatizzata austriaca presentata in anteprima alla fiera Bois Énergie 2014 (Francia) e “ già rispondente alle più rigorose normative e standard futuri ” , in particolare in termini di emissioni di polveri e monossido di carbonio . Le sue emissioni di polvere sono inferiori a 20 mg/Nm 3 (all'11% di O 2) alla potenza nominale . Questo nuovo standard è in vigore dal 1 ° gennaio 2015 in Germania ed a Parigi .
Ossido d'azotoLe stufe a legna generano più emissioni di ossidi di azoto (NO x ) per unità di energia prodotta rispetto agli impianti di combustione alimentati a combustibili fossili . Per quanto riguarda lo sviluppo delle energie rinnovabili , quella delle biomasse “ svolge un ruolo preponderante rispetto alle altre energie nell'evoluzione delle emissioni di NO x ”.
Emissioni nella Francia continentaleAnche in questo caso il settore residenziale è, anche se in misura minore, il principale emettitore di NO x da combustione di biomasse (tabella sopra ).
Combustibile | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energia da legno % del totale nazionale |
27 1.9 |
28 2.1 |
28 2.2 |
31 2.6 |
34 3.0 |
37 3.4 |
32 3.1 |
35 3.5 |
39 4.0 |
Carbone * % del totale nazionale |
83 5.8 |
71 5.2 |
75 5.8 |
51 4.2 |
48 4.3 |
45 4.1 |
30 2.9 |
41 4.1 |
42 4.3 |
Olio combustibile pesante % del totale nazionale |
50 3.5 |
46 3.4 |
35 2.7 |
31 2.6 |
29 2.6 |
27 2,5 |
20 1.9 |
20 2.0 |
17 1.7 |
Gasolio ** % del totale nazionale |
268 19 |
243 18 |
214 17 |
206 17 |
194 17 |
178 16 |
135 13 |
53 5.3 |
55 5.6 |
Gas naturale e metano % sul totale nazionale |
96 6.7 |
91 6.7 |
88 6.8 |
90 7.6 |
85 7.6 |
90 8.2 |
78 7.5 |
80 8.0 |
81 8.2 |
Fonte: CITEPA , aggiornamento diaprile 2015. Inventario degli inquinanti atmosferici e delle emissioni di gas serra in formato Francia - SECTEN , p. 207 ( pag. 211 del fascicolo) |
Da 1 ° maggio 2011, le macchine mobili non stradali, le imbarcazioni da diporto e le navi per la navigazione interna non potevano più utilizzare l'olio combustibile domestico. Per i trattori agricoli o forestali, tale obbligo è applicato dal1 ° novembre 2011. Questo spiega la diminuzione dei consumi di questo carburante registrata dal 2012.
Tra il 2005 e il 2013, il contributo della legna da ardere alle emissioni di NO x è quasi raddoppiato.
Il calo delle emissioni registrato nel 2011 nel settore residenziale/terziario dall'inventario Citepa si spiega con il clima mite di quell'anno. Ciò sottolinea la sensibilità delle emissioni ai rischi climatici ( p. 27 , p. 31 del fascicolo SECTEN) .
Nel 2012 il contributo del riscaldamento autonomo a legna alle emissioni di NO x è stato dell'1,9%. Il settore individuale (domestico) ha quindi contribuito (vedi tabella) all'1,9/3,5 = 54% del “totale nazionale” per la legna da ardere, inferiore al 69% del 2005 registrato nella prima tabella sopra . Il contributo alle emissioni di NO x delle caldaie a biomassa è quindi aumentato.
Tecniche di riduzione delle emissioniPer ridurre le emissioni delle caldaie a ceppi di NO x , sono necessari metodi come l' aggiunta di aria a gradini e alimentazione di combustibile a gradini .
Sono allo studio altri metodi per ridurre le emissioni di NO x delle caldaie a biomassa , in particolare le tecnologie SCR ( Selective Catalytic Reduction ) e SNCR ( Selective Non Catalytic Reduction ) per caldaie di grande capacità.
Un altro dossier dedicato allo stesso argomento è intitolato “Buone pratiche a basso NO x per caldaie a biomassa” (Tecniche per ridurre le emissioni di NO x : p. 16, 19-24 .
Questo programma scientifico ha riunito ricercatori di diverse nazionalità e mirava in particolare a definire le rispettive quote di combustibili fossili ( trasporti , industria , riscaldamento a petrolio e gas ) e biomasse (riscaldamento a legna , incendi di piante) all'inquinamento da particelle carboniose riconosciute come il più pericoloso per la salute. I risultati dello studio sono stati pubblicati a metà dicembre 2007: la combustione della biomassa ( camini , incendi agricoli e incendi da giardino ) è responsabile dal 50 al 70% dell'inquinamento invernale da carbonio in Europa.
" Come combattere efficacemente l'inquinamento da particolato carbonioso? - Se numerosi e costosi sforzi sono stati compiuti e continuano a limitare l'inquinamento da particolato da carbonio, questi nuovi studi suggeriscono che il modo più efficace per limitare questo inquinamento su scala continentale, soprattutto in inverno, consisterebbe nell'attaccare principalmente alla combustione di biomasse , attraverso gli sviluppi tecnologici e le rigide normative che ne limitano le modalità di utilizzo [...] Molti Stati hanno da tempo vietato anche i caminetti aperti [camini aperti ] , i fuochi agricoli e quelli dei giardini. " Inquinamento atmosferico transfrontaliero a lungo raggio Trasporto di particelleSecondo l' OMS , il trasporto di particelle su lunghe distanze contribuisce in modo significativo all'esposizione delle popolazioni e agli effetti sulla salute. Nell'Europa dei quindici, la combustione della legna in piccoli elettrodomestici, stufe, cucine, ecc. ( “ La combustione della legna in stufe domestiche ”), sarebbe diventato, nel 2020, la principale fonte di polveri sottili PM 2,5 .
Impatto ambientale delle emissioni di carbonio neroIl nerofumo ( (in) Black carbon BC) (o fuliggine di carbonio ) è legato alla combustione incompleta di combustibili fossili e biomasse , esso rappresenta una parte della fuliggine , miscele complesse di particelle composte principalmente da fuliggine di carbonio e carbonio organico . Il carbonio della fuliggine ha il potere di riscaldare l'atmosfera perché assorbe la radiazione solare (effetto corpo nero ). Il carbonio organico, al contrario, tende a raffreddare l'atmosfera. Il black carbon provoca un riscaldamento per tonnellata molto maggiore rispetto al raffreddamento causato dal carbonio organico ( p. 5 ).
Il "black carbon" è uno dei principali inquinanti climatici di breve durata nell'atmosfera (da pochi giorni a qualche decennio a seconda dell'inquinante). Questi inquinanti influenzano fortemente il riscaldamento del clima , sono i più importanti contributori all'effetto serra di origine umana dopo la CO 2. Sono anche pericolosi inquinanti atmosferici, che hanno molti impatti negativi sulla salute umana , sull'agricoltura e sugli ecosistemi .
Stufa a pellet.
Caldaia a pellet.
Per quanto riguarda la combustione di biomasse non recuperate per l'energia, un effettivo divieto di combustione all'aperto potrebbe rappresentare circa il 10% del potenziale totale di riduzione delle emissioni di black carbon. Inoltre, le ustioni sono spesso causa di incendi boschivi che sono a loro volta una delle principali fonti di emissioni (vedi § 48 pagine 13 e 14).
La tecnologia del filtro antiparticolato è particolarmente sviluppata in questo paese, con applicazione a tutti i tipi di apparecchiature (veicoli stradali, macchine edili, impianti di riscaldamento , ecc.) e a tutte le potenze . La Svizzera è stato il primo Paese ad introdurre limiti di emissione di polveri per i nuovi apparecchi di riscaldamento a legna immessi sul mercato. Oggi in Germania esistono standard e norme tecniche ancora più rigorose ( DIN + ), il che suggerisce che la Svizzera rafforzerà ulteriormente le sue normative. |
Diversi documenti dell'Ufficio federale dell'ambiente ( UFAM ) e dell'energia (UFE) esprimono la preoccupazione della Confederazione.
InventarioNel 2006 un documento dell'OFEN e dell'OFEV presentava un inventario completo del riscaldamento a legna e dedicava una pagina Ai vantaggi dell'energia da legno e praticamente cinque pagine Ai suoi svantaggi e modi di utilizzo .rimedio per garantire lo sviluppo sostenibile di questo combustibile.
Per quanto riguarda la parte della combustione della biomassa nelle emissioni di particolato in Svizzera:
“ Le stufe a legna rappresentano il 18% delle particelle emesse dalla combustione e la combustione all'aperto il 16%. Le stufe a legna e la combustione aperta contribuiscono complessivamente all'emissione di polveri sottili quasi quanto i motori diesel , responsabili del 39% delle particelle di combustione . "( P. 2 )Nel sommario a pagina 6, possiamo notare:
Un altro documento dell'UFAM precisa che le misure volte a combattere l' effetto serra , ma anche a proteggere l' aria , non possono prevedere " la sostituzione dell'olio combustibile con la legna fintanto che le emissioni inquinanti delle stufe a legna non saranno ridotte al livello di quelle provenienti da stufe a gasolio ”.
OModifiche dell'accoppiamentoNel 2006, la Svizzera ha modificato la sua ordinanza sull'inquinamento atmosferico (OPair) al fine di attuare diverse misure del piano d'azione che "mira a ridurre le emissioni di polveri, polveri sottili e carbonio da ciascuna fonte. diesel e fuliggine di legno ". Tali misure riguardano, tra l'altro, le stufe a legna di potenza superiore a 70 kW , la maggior parte delle quali a caricamento automatico, che “anche se correttamente azionate […] emettono almeno 300 volte più polveri sottili di una stufa analoga alimentato dal petrolio o dal gas."
Campagna di misurazione del PSILe concentrazioni dannose di polvere nei centri abitati vengono misurate regolarmente, soprattutto in inverno .
" Tutte le particelle di polvere sono anche pericolose: le particelle di fuliggine emesse dai motori diesel e dalle caldaie a legna non fanno male solo ai polmoni ma sono anche cancerogene e vanno eliminate il più possibile ".Le misurazioni sono state effettuate dal Paul-Scherrer Institute (PSI), utilizzando in particolare la spettrometria di massa , e il carbonio-14, che permette di identificare fonti di carbonio fossile e non fossile nelle polveri sottili . La combinazione di questi due metodi consente una caratterizzazione completa di particelle con diametro inferiore a 1 micrometro ( PM 1 ).
I risultati, combinati con i dati di emissione comunicati dall'UFAM , consentono di stimare il contributo di ciascuna fonte alla carica totale di polveri sottili: la combustione del legno ( stufe a legna e caminetti ) contribuisce "in modo considerevole " alle emissioni. particelle.
Le soluzioni esistenti o previste per ridurre le emissioni delle stufe a legna sono:
L'Agenzia federale per l'ambiente, rilevando che le emissioni di particelle fini dagli impianti di combustione del legno sono in costante aumento dal 1995, ha pubblicato nel 2007 una guida per gli utenti del riscaldamento a legna. Il comunicato stampa che accompagna questa guida ricorda che il legno è un combustibile neutro rispetto al clima, ma che la sua combustione in condizioni non ottimali o l'utilizzo di combustibili non idonei può portare all'inquinamento dell'aria, attraverso in particolare particelle e idrocarburi policiclici aromatici . Le principali raccomandazioni sono le seguenti:
- sbarazzarsi dei vecchi camini; - scegliere un combustibile idoneo di buona qualità (pulito e asciutto); - assicurarsi che il funzionamento dei dispositivi di riscaldamento sia ottimale, in particolare seguendo i consigli dell'installatore; - effettuare una regolare manutenzione sulla sua installazione, almeno prima di ogni periodo di riscaldamento. Limiti di emissione sempre più stringentiIl principale provvedimento che regola le emissioni in atmosfera degli apparecchi termici è il BImSchV (de) : legge tedesca, le cui ultime modifiche sono entrate in vigore il 22 marzo 2010 , e che disciplina le prestazioni e le emissioni in atmosfera degli apparecchi. riscaldatori a combustibile solido di piccole e medie dimensioni. Questa legge contribuisce notevolmente alla riduzione delle emissioni di particolato: fornisce indicazioni per la costruzione di nuovi apparecchi e disciplina il risanamento dei caminetti esistenti.
La principale novità, introdotta dalla recente modifica del BImSchV, riguarda i dispositivi con potenza nominale medio-ridotta. L'introduzione di questa nuova disposizione avverrà in due fasi:
1 ° FASE Dal 2010/03/22 al 2014/12/31 |
Unità di misura | Potenza termica nominale ≥ 4 ≤ 500 kW |
Potenza termica nominale > 500 kW |
---|---|---|---|
Polvere totale ( TSP) Legno, cippato , rami, pigne
|
mg / Nm 3 mg / Nm 3 |
100 60 |
100 60 |
Monossido di carbonio ( CO ) Legno, cippato , rami, pigne
|
mg / Nm 3 mg / Nm 3 |
000 1 800 |
500 500 |
2 ° FASE 01.01.2015 |
Unità di misura | Potenza termica nominale
≥ 4kW |
---|---|---|
Polvere totale ( TSP) | mg/Nm 3 | 20 |
Monossido di carbonio ( CO ) | mg/Nm 3 | 400 |
I limiti di emissione per gli apparecchi con potenza termica nominale inferiore a 4 kW restano quelli stabiliti prima della recente modifica del BImSchV.
Tipo di dispositivo | CO (mg / m 3 ) | Polveri (mg/m 3 ) |
---|---|---|
Stufa a pellet con serbatoio acqua | 400 | 30 |
Stufa a pellet senza serbatoio acqua | 400 | 50 |
Stufe ad accumulo - Inserti | 2.000 | 75 |
Stufe con riscaldamento piatto | 2.000 | 75 |
Stufe con riscaldamento a riempimento | 2.500 | 75 |
Stufe domestiche a combustibile solido | 3000 | 75 |
Stufe domestiche per riscaldamento centralizzato | 3.500 | 75 |
Tipo di dispositivo | CO (mg / m 3 ) | Polveri (mg/m 3 ) |
---|---|---|
Stufa a pellet con serbatoio acqua | 250 | 20 |
Stufa a pellet senza serbatoio acqua | 250 | 30 |
Altre stufe - Inserti | 1250 | 40 |
Cucine domestiche | 1.500 | 40 |
L'emendamento BImSchV prevede inoltre che le stufe a legna di potenza inferiore a 70 kW che non rispettano i valori limite per le emissioni di polveri debbano essere dotate di “separatori di polveri” ( filtri antiparticolato ) o sostituite.
Una legislazione più severa sarà attuata nel 2015, il movimento " divieto di bruciare legna " è adottato da sempre più regioni.
Da diversi anni sono state avviate dalle autorità governative campagne di informazione per sostituire gli apparecchi con apparecchi più efficienti (certificati EPA ), l'incoraggiamento a non utilizzare questo metodo di riscaldamento come metodo di riscaldamento principale o in caso di episodi di inquinamento. Le campagne di campionamento condotte a Montreal dal 1999 hanno infatti mostrato l'influenza del riscaldamento a legna sui livelli di particelle , idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e composti organici volatili (COV), in particolare la sera e nei fine settimana.
QuébecDal 29 aprile 2009, con alcune eccezioni, la città di Montreal ha vietato l'installazione di nuovi apparecchi a combustibile solido o caminetti ; è autorizzata solo l'installazione di apparecchi a pellet omologati.
OntarioLa provincia dell'Ontario ha prodotto e distribuito un opuscolo in cui invitava le persone a non dotarsi di una caldaia a legna o, se ne avevano una, a controllare bene la combustione.
Il punto di vista di GreenpeaceSecondo Greenpeace Canada , bruciare alberi per produrre energia minaccia il clima, le foreste e le persone.
Le false affermazioni sulla neutralità del carbonio nascondono importanti impatti climatici Oltre ai problemi di deforestazione derivanti dall'uso industriale delle foreste naturali per la produzione di energia, la combustione degli alberi (per elettricità, riscaldamento o biocarburanti) non è a emissioni zero . " La scienza più recente mostra che bruciare alberi contribuisce al cambiamento climatico per decenni, se non secoli, fino a quando gli alberi che si rigenerano non hanno raggiunto la maturità " . Rispetto alle centrali a carbone , "per produrre la stessa quantità di energia, le centrali a biomasse forestali del Nord America emettono fino al 150% in più di CO2 ., il 400% in più di monossido di carbonio che irrita i polmoni, e il 200% in più di polveri sottili che causano l'asma” .“La combustione della biomassa della foresta boreale è peggiore per il clima a causa della lentezza della rigenerazione forestale e della fragilità dei giacimenti di carbonio esistenti. "
“L' American Lung Association chiede che la legislazione non promuova la combustione della biomassa. La combustione della biomassa potrebbe causare aumenti significativi di ossidi di azoto , particelle fini e anidride solforosa e avere gravi ripercussioni sulla salute di bambini, anziani e persone con malattie polmonari. "
Per quanto riguarda il riscaldamento in particolare, l'ONG propone la seguente soluzione: “ Assicurare che per il riscaldamento vengano utilizzati solo pellet di legno di scarto industriale e applicare il Washington Fireplace Standard per tutti gli impianti di riscaldamento residenziali. Questo standard, che è più severo degli standard EPA , limita le emissioni di particolato fine ” . Fonte: Dalla biomassa ... al biomascaradeNel 2017, il riscaldamento a legna viene subito dopo il gas e l'elettricità. È il principale mezzo di riscaldamento nel 48% delle famiglie (il 35% dei possessori di elettrodomestici a legna lo utilizza anche "di scorta" e il 17% "di piacere"). Focolari chiusi/inserti o stufe e caldaie a ceppi o pellet ormai dominano largamente il mercato (nel 2017 solo il 12% degli apparecchi a legna sono caminetti aperti tradizionali .
L'energia da legno è diminuita leggermente tra il 2012 e il 2017 ma rimane essenziale: rappresenta "il 40% delle energie rinnovabili prodotte in Francia, ben prima delle altre fonti rinnovabili". Il registro fornisce quasi il 70% del consumo di legna da ardere del paese, utilizzato da 6,8 milioni di utenti di apparecchi a legna. Produce quasi il 90% del legno energetico, molto prima del pellet (9%) e delle bricchette e dei trucioli ricostituiti (1%). Il programma energetico pluriennale (DPI) vuole incoraggiare il calore rinnovabile (obiettivo: +40% entro il 2028 rispetto al 2012), prevedendo che presto 9,5 milioni di case in Francia saranno riscaldate a legna "con un dispositivo etichettato" (migliore prestazione energetica e riduzione emissioni di combustione) prima del 2023. Secondo Ademe (2019), il 37% dei dispositivi utilizzati è recente (<5 anni). Il pellet è in crescita (l'80% dello stock è successivo al 2012). Mentre i caminetti aperti rappresentavano ancora il 29% dei casi (riscaldamento a legna domestico) nel 2012, questa percentuale era scesa al 12% nel 2017; il rinnovo degli apparati va quindi ancora incentivato a favore di impianti più efficienti e meno inquinanti (etichettati Green Flame) .
Nel 2017, il costo del riscaldamento a gas o elettrico in Francia da 84 a 154 € / MWh ", contro 48 a 78 € / MWh per un impianto a legna (stufa, inserto o caldaia) e da 73 a 103 € / MWh per un sistema. granulato . Secondo Ademe, sostituire una caldaia a gasolio con una caldaia a pellet fa risparmiare 1.300 €/anno , sapendo che il riscaldamento rappresenta il 67% del consumo energetico di una famiglia francese media. I 15.000 - 20.000 € necessari per una caldaia a pellet possono essere sostenuti attraverso un credito d'imposta per la transizione energetica, il sistema CEE, ecc. Ademe consiglia di rivolgersi ad un consulente della rete “FAIRE”.
Nel Morvan nel comune di Sardy-lès-Epiry è previsto un vasto complesso industriale per la segagione e la produzione di energia rinnovabile . La centrale termoelettrica provenzale nota come centrale di Gardanne utilizza la cosiddetta tecnologia a letto fluido circolante .
polemicheIl modo in cui viene prodotta la legna da ardere solleva questioni ambientali: spingendo per l'industrializzazione della silvicoltura , con piantagioni di monocolture intensive basate su alberi di conifere , taglio netto delle foreste decidue più ricche di biodiversità, mediante tecniche di meccanizzazione (mietitrici, trattori a trattore) che hanno un impatto sul suolo. D'altra parte, essendo il cambiamento climatico all'opera, le foreste industriali così imposte sono molto fragili e particolarmente sensibili a massicci deperimenti , come nell'autunno del 2019. Uno studio pubblicato sulla rivista Science nel 2016, afferma che l'industrializzazione della silvicoltura ha trasformato nella lignificazione degrada l'impronta di carbonio. Libri recenti descrivono con precisione questi rischi e propongono soluzioni alternative: Le nostre foreste in pericolo di Alain-Claude Rameau e Main basse sur nos forests di Gaspard d'Allens.
InquinamentoIn Francia, la combustione del legno emette più particelle fini (in particolare PM 1.0 , inferiore a 1 micrometro ), e alcuni altri inquinanti, rispetto a tutti i veicoli diesel. La riduzione di queste emissioni è un problema di salute pubblica, come confermato dai seguenti dati:
Partecipazione al consumo finale di energia |
SO 2 | NO x | CO | pomeridiano 2,5 | PM 1.0 | PAH | PCDD / F | NMVOC | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Legno energetico | 5,9% | 1.68 | 3.68 | 38.3 | 45.2 | 60.8 | 73.1 | 19,8 | 21 * |
Olio bollente | non disponibile | 9.90 | 4.90 | 0,56 | 1.65 | 2.28 | 0,56 | 0.25 | non disponibile |
Carbone | 3,4% | 37.4 | 4.09 | 2.78 | 2.26 | 2.20 | 0.00 | 2.84 | non disponibile |
Gas naturale e metano | 21% | 1.46 | 8.38 | 1.22 | 0,72 | 0,99 | 0.02 | 0.86 | non disponibile |
Trasporto su camion | 26% | 0,34 | 53,5 | 12.9 | 17.1 | 16.8 | 17.0 | 1.48 | 10.0 |
Altro trasporto | 5,9% | 3.19 | 4.78 | 5.38 | 2.43 | 2.37 | 0,55 | 0.49 | 4.92 |
" Gli IPA si formano in proporzioni relativamente grandi durante la combustione ed in particolare quella della biomassa che spesso avviene in condizioni meno controllate (ad esempio in un focolare aperto) nel settore residenziale "
(Formato SECTEN, p. 75 )
“ Il principale settore che emette benzene è il settore residenziale/terziario con più della metà delle emissioni totali in Francia nel 2012 (53,2%), in particolare dovute alla combustione del legno, seguito dal trasporto su strada con il 14,9% . "
(cfr . p. 252 , nella sezione "Speciazione dei COVNM (incluso il benzene)" del formato SECTEN).Come in Svizzera , c'è una forte sproporzione tra l'importanza relativamente secondaria del combustibile legnoso sul mercato energetico (rappresenta circa il 6% del consumo finale di energia nella Francia metropolitana) e il suo contributo molto significativo alle emissioni di alcuni importanti inquinanti; questa sproporzione, insita nei combustibili solidi , è dovuta principalmente al riscaldamento a legna nel settore domestico; nel 2012 rappresentava il 72% del consumo energetico del legno e, inoltre, era l'unico settore non controllato.
Contributo al consumo energetico in questo settore |
pomeridiano 2,5 | |
---|---|---|
Legno | 5% | 84% |
Carburante | 13% | 13% |
Gas naturale | 80% | <3% |
Fonte: Airparif (2011)
Dal 1990, c'è stato un miglioramento significativo nel complesso, ma ancora insufficiente. Il rinnovamento degli elettrodomestici è ancora relativamente lento, i vecchi elettrodomestici a basso rendimento e ad alto inquinamento ( camini aperti , antichi o di design moderno altrove, ma anche camini chiusi, vecchi inserti e stufe) sono ancora molto presenti; questi dispositivi obsoleti influenzano fortemente i risultati della tabella.
Vi sono inoltre alcune pratiche sfavorevoli alla buona combustione (in particolare l'uso di legna troppo verde o troppo umida e la pratica del fuoco continuo a velocità ridotta); le emissioni inquinanti di un dispositivo ad alte prestazioni stesso possono essere eccessive se non utilizzato "secondo le regole dell'arte".
Un altro problema è che l'85% dei locali caldaia legno industriale, con una potenza termica inferiore a 2 M W , la fuga della normativa in impianti classificati (dettagli nelle sale caldaie collettiva e industriale sezione ).
Prodotto | SO 2 | NOx | NMVOC | CO | Pomeriggio 10 | pomeridiano 2,5 | PM 1.0 | PAH | Diossina | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Legno | 48% | 42 | 126 | 1996 | 11190 | 863 | 844 | 836 | 125 mg /GJ | 144 ng /GJ (ITEQ) |
Olio bollente | 83% | 114 | 60 | 3.6 | 48 | 18 | 18 | 15 | 841 µg /GJ | 0 |
Gas naturale | 86% | 0.6 | 58 | 2.9 | 29 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Carbone | 69% | 876 | 72 | 22 | 721 | 216 | 214 | 212 | 2,3 µg / GJ | 555 ng / GJ (ITEQ) |
A differenza della tabella precedente, che confronta le emissioni degli apparecchi di riscaldamento con quelle dell'intero parco di apparecchi a legna (vecchi e attuali), la tabella seguente presenta un confronto delle emissioni degli apparecchi di riscaldamento tutti attuali:
Prodotto (%) | PM10 (g/GJ) | PAH (mg/GJ) | COVNM (g / GJ) | Benzene (g/GJ) | |
---|---|---|---|---|---|
Legna (stufa attuale) | 60 | 411.7 | 1003.3 | 666.7 | 100.00 |
Legna (caldaia attuale) | 70 | 135.7 | 78.6 | 428.6 | 64,3 |
FOD (caldaia) | 83 | 14.6 | 1.2 | 3.6 | 0.2 |
Gas (caldaia) | 86 | 0.0 | 0.0 | 2.9 | 0,3 |
Carbone (caldaia) | 70 | 101,4 | 0.0 | 21,4 | 0.9 |
Estratto dal documento Impatto sulla qualità dell'aria delle emissioni da combustione del legno ( MEDD , 2006).
Il Piano delle Particelle Obiettivi nel settore domesticoNel settore domestico, una riduzione più significativa delle emissioni inquinanti da riscaldamento a legna richiede un'accelerazione del rinnovamento del parco auto e il continuo miglioramento degli elettrodomestici.
Questi obiettivi sono incluse nel Piano particelle (che è integrato nel secondo Sanitario Nazionale e Piano Ambiente ) e sono in corso: un credito d'imposta che offre una tariffa preferenziale per il rinnovo dei vecchi dispositivi è stata attuata nel 2010., e l'evoluzione del del L'etichetta Green Flame verso una riduzione delle emissioni di polvere sarà efficace1 ° ° gennaio 2011(cfr. link esterni: comunicato stampa ADEME ). Nel 2006, a conclusione di una relazione del Ministero dell'Ecologia, dello Sviluppo Sostenibile e dell'Energia, si segnalava l'"insufficienza" delle azioni "Fiamma verde, credito d'imposta" .
Si citano anche altre misure, tra cui lo sviluppo di tecnologie di filtrazione delle emissioni ( precipitatori elettrostatici ), tecnologie “peraltro già utilizzate in altri paesi d' Europa ” (pagina 11 del piano).
Per essere pienamente efficaci, queste misure devono essere accompagnate da informazioni che interessano l'intera popolazione:
“ Le particelle emesse dal settore domestico provengono principalmente dagli impianti di combustione del legno . [...] Il riscaldamento a legna, perché si avvicina a una pratica "naturale e antica", porta con sé un'immagine della propria pratica , che è giustificata per il bilancio di CO 2, ma non per particelle , o composti organici volatili (VOC) o idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Una più completa comunicazione dovrà pertanto essere sviluppata con l'obiettivo di tutti i cittadini quanto le emissioni del settore domestico sono importanti. ”(Pagina 9 del piano).La precedente raccomandazione fa eco a questo monito del presidente del Consiglio nazionale dell'aria in un rapporto inviato al primo ministro nel 2007 : "Ma la combustione del legno inquina [...] Questa realtà è oggi sconosciuta o addirittura oscurata. in Francia".
Una sezione è dedicata alla combustione all'aria aperta .
Attuazione locale del piano particellareIl progetto “Attuazione locale del piano particellare” del Ministero dell'Ecologia prevede diverse azioni a livello locale nel settore domestico. Ad esempio, in aree "sensibili" per la qualità dell'aria e/o aree coperte da un Piano di Tutela dell'Atmosfera , si consideri un regolamento o addirittura il divieto di riscaldamento a legna, il divieto di installare (o rinnovare) focolari aperti in nuove installazioni, o anche rivendite immobiliari e il divieto di utilizzarle in quelle esistenti, anche a fini autorizzativi, l'obbligo di installare un precipitatore elettrostatico nelle nuove costruzioni dotate di ''apparecchio a legna, come negli edifici esistenti, prevedendo il sostegno economico locale, se necessario.
Negli edifici si dovrebbero privilegiare le reti di riscaldamento o gli impianti collettivi di combustione del legno .
In merito alla comunicazione sui rischi legati alla cattiva combustione delle biomasse , il progetto propone una modifica al documento fornito dall'ADEME : “Dal documento sulla combustione del legno dell'ADEME: fare un documento più breve e più focalizzato sulla qualità dell'aria . ".
ConclusionePer garantire lo sviluppo sostenibile di questo combustibile sono necessarie misure volte a ridurre le emissioni inquinanti della legna da ardere in tutti i settori che la utilizzano (residenziale individuale, residenziale collettivo e terziario, industria). Vedi in particolare § 4 pag. 15.
Ecco un estratto della conclusione di uno studio del CSTB sul settore energetico del legno: “ Non va sottovalutata l'importanza di alcuni aspetti come la qualità dell'aria oi rischi per la salute , altrimenti il bene sarà compromesso. sviluppo del settore ”.
Evoluzione dell'etichetta Green FlameDal 1 ° gennaio 2011, la Fiamma etichetta verde prestazioni ambientali dei singoli riscaldatori legno nazionale tiene conto delle emissioni di polveri ( TSP ). Questo criterio ora include la classe a 5 stelle.
Da 1 ° ° gennaio 2012, solo i dispositivi con 4 o 5 stelle verranno etichettati con Green Flame. Da1 ° ° gennaio il 2015, l'etichetta Flamme Verte sarà concessa solo ai dispositivi con 5 stelle.
Evoluzione dei limiti di emissione di polveriTipo di apparecchiatura | Volume di emissione di particelle in mg / Nm 3 (intervalli) |
---|---|
Camino aperto | 1.500-5.000 |
Vecchio focolare chiuso (fabbricato prima del 2000) |
500 |
Green Flame Appliance 4 stelle | 80-125 |
Green Flame Appliance 5 stelle | 40-80 |
Nuove classi, 6 e 7 stelle, verranno sviluppate successivamente.
Per quanto riguarda la combustione individuale della legna in aree “sensibili” per la qualità dell'aria , definite dallo SRCAE , e/o dai PPA ( Piani per la protezione dell'atmosfera ), il progetto “ #Attuazione locale del piano particelle ” sopra menzionato, prevede “ per nuove installazioni, o anche rivendite immobiliari”, l'obbligo“ di avere l'etichetta 5 stelle Green Flame , o anche di essere dotati di un precipitatore elettrostatico . ".
Valori limite ancora più bassi a Parigiil 1 ° ° gennaio il 2015, l'uso della biomassa come combustibile nei dispositivi di combustione è vietato a Parigi :
Questo divieto è stato revocato nell'autunno del 2016 per i riscaldatori ausiliari.
Piano di protezione dell'atmosferaCon decreto inter-prefettizio preso marzo 2013 come parte di un Atmosphere Protection Plan , la combustione del legno è completamente vietato nel comune di Parigi e la combustione da focolari aperti vietate nei comuni di una zona dichiarata. “Sensibile” in Ile- de-France regione , da1 ° gennaio 2015. Il divieto è stato revocato l'autunno successivo per i riscaldatori ausiliari.
Misure di divieto sono previste anche nella regione Rhône-Alpes .
Dettagli sull'Île-de-France
Nelle grandi città, gli incendi di legna possono contribuire rapidamente a superare determinati limiti normativi per l'inquinamento atmosferico, comprese le microparticelle , gli IPA e la fuliggine . Secondo la Direzione Regionale e Interdipartimentale per l'Ambiente e l'Energia dell'Île-de-France (DRIEE IF) esse rappresentano il 23% delle emissioni di queste particelle in le-de-France, vale a dire quanto lo scarico della strada veicoli. Si ritiene che le microparticelle siano responsabili di una diminuzione di 6 mesi dell'aspettativa di vita.
Nel 2014 il fuoco di "approvazione" rimane autorizzato (in inserto, stufa o camino) e a determinate condizioni (articolo 31) ma sarà vietato accendere fuochi a legna a Parigi dal 2015 con decreto prefettizio, ad eccezione di alcuni fornai o pizzerie. in dispositivi che emettono pochissima polvere. Lo stesso vale per le abitazioni aperte all'interno della “zona sensibile per la qualità dell'aria” fuori Parigi per 435 dei comuni dell'Île-de-France . Rimarrà autorizzato il riscaldamento a legna in caldaie omologate oltre che tramite stufe o focolari chiusi (tipologia ad inserto i cui rendimenti possono raggiungere il 75%, ma che devono essere ben mantenuti, anche mediante spazzamento annuale). A partire dal 2015, “Ogni nuovo singolo apparecchio a legna installato deve essere efficiente” .
La normativa definisce “zone di controllo del fumo” limitando i tipi di combustibili autorizzati a combattere l'inquinamento, in particolare nelle aree residenziali. Ad esempio nel distretto reale di Kensington e Chelsea vicino a Londra, i fuochi a legna sono vietati.
Nelle famiglie povere dei paesi in via di sviluppo, legna , carbone di legna e altri combustibili solidi ( principalmente residui agricoli e carbone di legna ) vengono spesso bruciati in fuochi all'aperto o stufe inefficienti. A causa della combustione incompleta , nell'ambiente domestico vengono rilasciate piccole particelle e altri elementi noti per essere dannosi per la salute umana.
Inquinante | Emissione (mg/m 3 ) |
Norma ammissibile (mg/m 3 ) |
---|---|---|
Monossido di carbonio | 150 | 10 |
Particelle | 3.3 | 0.1 |
Benzene | 0.8 | 0.002 |
1,3-butadiene | 0.15 | 0.000 3 |
Formaldeide | 0,7 | 0.1 |
Poiché si prevede che l'uso di combustibili solidi rimarrà a livelli elevati nelle famiglie, gli sforzi per migliorare la qualità dell'aria di quest'ultimo si concentrano su due assi:
Molte famiglie nei paesi in via di sviluppo utilizzano stufe a legna senza canne fumarie o cappe efficienti per evacuare il fumo . Tuttavia, anche le stufe con canne fumarie efficienti non eliminano completamente l'inquinamento interno , a causa delle grosse perdite che spesso si verificano, causando il ritorno in casa di una parte dei fumi di scarico. L'esposizione è più alta tra le donne povere e i bambini piccoli nei paesi in via di sviluppo, sia rurali che urbani , poiché questi gruppi sono più spesso presenti al momento della cottura .
Numerosi effetti sulla salute sono stati osservati ripetutamente nelle famiglie che utilizzano biocarburanti , che nella maggior parte dei casi sono costituiti da legno o sono costituiti interamente da legno . In particolare si possono osservare i seguenti effetti:
L'uso di combustibili solidi potrebbe essere la causa di 800.000-2,4 milioni di morti premature ogni anno.
Nel 2006, l' Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) ha esaminato le prove a livello globale e classificato il fumo dei biocarburanti domestici come probabile cancerogeno per l'uomo , mentre il fumo di carbone è stato elencato come cancerogeno per l'uomo .
Sulla base di quanto hanno dimostrato gli studi sull'inquinamento dell'aria esterna e sul fumo attivo e passivo, è prevedibile che le malattie cardiache siano causate anche dal fumo della biomassa bruciata in casa, ma non sembra che siano stati condotti studi su famiglie nei paesi in via di sviluppo . Allo stesso modo, ci si potrebbe aspettare anche casi di asma , possibilità attualmente allo studio.
Stufe migliorateFonte: FAO
I combustibili alternativi, come il gas di petrolio liquefatto (GPL), sono più facili da usare, producono meno emissioni e causano una minore esposizione agli inquinanti. Tuttavia, sono costosi, non sono accessibili ovunque e sono sconosciuti in alcune culture; possono anche essere inapplicabili nei paesi in via di sviluppo, specialmente nelle aree rurali povere.
L'uso domestico del legno in dispositivi che non bruciano completamente il combustibile è incompatibile con una strategia di sviluppo sostenibile a lungo termine . Anche i metodi di cottura e riscaldamento sono importanti nell'uso corretto di combustibili e stufe, che mira a ridurre l' energia utilizzata e il consumo di carburante .
La legna tagliata e stagionata correttamente e le stufe migliorate con camini e cappe ben progettati, ben costruiti e ben utilizzati riducono significativamente l' inquinamento nelle cucine. Tuttavia, non è facile distribuire stufe efficienti e sostenibili su larga scala. In alcune aree, i vincoli culturali all'adozione di stufe migliorate hanno creato ostacoli. Tuttavia, il fatto che queste stufe possano anche avere benefici sociali (risparmio di tempo), ecologici (conservazione degli alberi) ed economici (meno combustibile) incoraggia gli sforzi per trovare modi per distribuirli più ampiamente.
Una nuova generazione di stufe, i " gassificatori " a biocarburanti, sono ora in vendita in Cina . Queste stufe, che possono essere utilizzati per bruciare il legno e altri tipi di biocarburanti , promuovono interna combustione secondaria del parzialmente bruciati fumo e sono inoltre dotate di camini ; il loro scopo è produrre emissioni estremamente basse. Test di laboratorio indicano che quando queste stufe funzionano correttamente, i loro livelli di emissione rivaleggiano con quelli del GPL . La sfida è progettarli in modo che siano affidabili e poco costosi.
Utilizzo di altre fonti di energiaFonte: Dichiarazione congiunta OMS / UNDP 2004
Secondo l'OMS e l'UNDP, il rimedio all'inquinamento domestico consiste nel sostituire i combustibili solidi (legna, sterco di vacca , residui agricoli o carbone di legna ) con soluzioni più pulite , in questo caso gas , combustibili liquidi e l' elettricità . Sebbene queste fonti energetiche oggi provengano generalmente da combustibili fossili , " non sarà necessariamente così in futuro quando le energie rinnovabili renderanno più facile proteggere l' ecosistema naturale". Inoltre, i governi, la comunità delle organizzazioni di soccorso, la società civile e altri partner chiave possono riconoscere che il fumo indoor danneggia gravemente la salute delle donne rurali e dei loro bambini e agire di conseguenza . "
Il legno come fonte di energia fornisce un contributo positivo all'ambiente economico: da un lato, ha un impatto molto forte sulla pianificazione dell'uso del territorio attraverso la gestione delle foreste che genera; dall'altro, sviluppa l'economia locale attraverso i posti di lavoro che genera lungo tutta la filiera ( taglio , produzione, raccolta, logistica).
Il tradizionale sfruttamento dei boschi per la produzione di legna da ardere ha portato ad una tecnica di potatura, il capitozzo , e ad una forma di selvicoltura , il ceduo , che ha permesso di produrre in quantità legname di piccolo diametro (due versioni Estremamente, raccolte industrialmente sono il ceduo a rotazione rapida (TCR) e il ceduo a rotazione molto breve (TTCR), basati sulla raccolta di cloni di salice fittamente interfilari).
Il trattamento boschetto producendo legname , invece, consente una produzione di legna piccola riscaldata dai primi diradamenti. Inoltre la trasformazione dei tronchi in legname ha una resa solo dal 40% (per le latifoglie) all'80% (per le conifere), il resto potendo essere utilizzato in pellet o altro.
La triturazione dei residui forestali (rami e boschetti), che fino ad allora non erano stati valorizzati, sotto forma di cippato forestale è una tecnica promettente per l'approvvigionamento, ma che può porre problemi ecologici (scomparsa di specie saproxilofaghe che dipendono in modo specifico, depauperamento e degradazione dei suoli ). Secondo ulteriori dati raccolti da Ademe (2007) dopo la pubblicazione di una guida " Gestione ragionata della falciata ", la falciata deve essere ben asciugata in campo, prima della macinazione, perché "il fogliame rappresenta meno del 5% della biomassa. ma fino a un terzo della mineralossa” . Non dovrebbe essere tagliato neanche durante la crescita della linfa.
La produzione di legna da ardere incentiva indirettamente la gestione delle foreste e la raccolta del legname, rendendo redditizio il primo diradamento . L'aumento di potenza della legna da ardere pone tuttavia il problema della concorrenza con le filiere di approvvigionamento della pasta di legno , e talvolta anche del legname (ad esempio in Grecia dove il prezzo elevato dell'olio combustibile è aumentato durante l'inverno 2012). tutti i tipi di legno).
Nel 2009 , un piano d'azione incoraggia le energie rinnovabili
Il programma energetico pluriennale pone obiettivi ambiziosi per il riscaldamento a legna: aumentare da 7 a 9,3 milioni di abitazioni dotate di impianto di riscaldamento a legna entro il 2028. Le vendite di apparecchi a legna sono passate da 530.000 unità nel 2012 a 345.000 unità nel 2017, ma il L'azienda Xerfi stima che il mercato potrebbe salire a 422.000 unità entro il 2021.
La Francia deve il suo posto di primo produttore europeo di energia da legno (9,18 milioni di tonnellate di petrolio equivalente nel 2004) principalmente al riscaldamento domestico (circa 7,4 Mtep ). Nelle abitazioni singole, più di 5 milioni di famiglie sono dotate di riscaldamento a legna (45% di inserti e focolari chiusi, 27% di focolari aperti, 13% di stufe, 9% di stufe e 6% di caldaie individuali). L'efficienza energetica di questi dispositivi rimane bassa (40-50%) rispetto ai nuovi prodotti sul mercato e la cui efficienza supera il 65%. Una delle grandi sfide del “Piano energia legno 2000-2006” e della normativa fiscale sugli apparecchi a energia rinnovabile (credito d'imposta 50% nel 2006) è accelerare il rinnovamento verso apparecchi a legna ad alta energia. per aumentare le dimensioni del parco installato.
Il piano energia legno prevede anche una componente importante per lo sviluppo dell'energia legno nei settori industriale , collettivo e terziario . L'obiettivo per il 2006 è la messa in servizio di 1.000 locali caldaie supplementari (600 collettiva e 400 industriale) per una potenza di 1.000 megawatt (350 MW per la collettiva e 650 MW per l'industria), vale a dire la produzione addizionale di legno. Energia di 0,3 Mtep ( 0,12 Mtep per il collettivo e 0,18 Mtep per l'industria). Gli obiettivi di questo piano sono già stati raggiunti in termini quantitativi con 1.090 locali caldaie. In termini di energia prodotta, dopo cinque anni, siamo al 73% del target. Ci sono ancora 80.000 tep da salvare per gli anni 2005 e 2006.
Alla fine del 2004, l'Agenzia per l'Ambiente e la Gestione dell'Energia ha stimato che il parco impianti di riscaldamento collettivo a legna in esercizio comprendeva 641 installazioni, ovvero 430 MW di potenza termica installata (+ 13% annuo) in media dal 2000). Il parco caldaie industriali (con potenza superiore a 1 MW ) è stimato in 1.000 unità per una potenza di 2.500 MW . Questo parco è caratterizzato da alcune unità di grande potenza nel settore della frantumazione che operano in cogenerazione. Per quanto riguarda la produzione di energia elettrica, il Governo ha comunicato in data 11 gennaio 2007 gli esiti del bando biomasse-biogas per impianti maggiori o uguali a 12 MW . Il ministro ha scelto 14 progetti a biomasse (216 MWe ) e 1 progetto a biogas (16 MWe ) che dovrebbero consentire una produzione aggiuntiva di elettricità di 1,8 TWh . Il prezzo medio di acquisto richiesto dai promotori è di 86 €/MWh mentre il prezzo sul mercato all'ingrosso è di circa 35 €/MWh . Il prezzo di acquisto dell'energia elettrica prodotta dalla combustione di biomasse per potenze inferiori a 12 MW è di 49 €/MWh , più un premio di efficienza energetica compreso tra 0 e 12 €/MWh . Il potenziale rimane significativo in Francia. Uno studio commissionato dall'Ademe ha individuato un deposito fisico nazionale aggiuntivo e annuale situato tra 7 e 12 Mtep di cippato forestale (a seconda dei livelli di residui e disboscamento), vale a dire quanto quello attualmente gestito.
In merito all'aggiornamento dei piani energetico-climatici per la Francia entro il 2020, il Direttore Generale dell'Energia e del Clima, Ministero dell'Ecologia , fornisce i seguenti dettagli:
“ La biomassa rappresenterà una parte significativa degli sviluppi previsti nella produzione di calore (9 dei 20 Mtep previsti per il 2020). Sarà necessario garantire che la risorsa non dia luogo a conflitti di utilizzo e controllare i problemi di inquinamento atmosferico . Se questi problemi non vengono risolti correttamente, i progetti potrebbero subire un arresto anomalo. Lo sviluppo dell'uso della biomassa passa in parte attraverso i bandi di gara , un meccanismo per garantire che il piano di approvvigionamento sia compatibile con altri usi del legno. ".Con un contributo del 3% al consumo energetico totale francese , l'energia del legno rappresentava già il 25% della produzione di legno del paese. Non sarà quindi in grado di risolvere da solo le sfide energetiche che si presentano.
M punta | 1990 | 2000 | 2005 | 2010 | 2011 |
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Consumo energetico del legno | 10.26 | 8.83 | 8.52 | 9.55 | 9.86 |
Consumo energetico totale | 228.3 | 267.0 | 275.2 | 263.5 | 265,5 |
Mtep | 1990 | 2000 | 2005 | 2010 | 2011 |
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Consumo energetico del legno | 10.13 | 8.67 | 8.32 | 8.94 | 9.23 |
Consumo energetico totale | 140.7 | 157.3 | 160.3 | 154.9 | 155.2 |
Nel 2009 il consumo di energia da legno è stato stimato in 3,5 milioni di m 3 , di cui il 40% di tronchi, il 53% di cippato e il 7% di pellet. Il riscaldamento a legna rappresenta, secondo Énergie Bois Suisse, il 7% del mercato del calore e il 3,9% dell'energia consumata in Svizzera. Nel 2009, il legno è stato il secondo agente rinnovabile nel paese dietro l' energia idroelettrica . Il bosco svizzero è costituito da 420 milioni di m 3 di bosco, distribuiti su 1,27 milioni di ettari, pari al 31% della superficie svizzera (12.746 km 2 ). La densità del bosco è di 350 m 3 per ettaro. La foresta produce dai 7 ai 7,5 milioni di m 3 di legno utilizzabile all'anno, di cui 5 milioni già sfruttati, per un consumo totale di 6,5 milioni di m 3 .