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PAGLIA DI RISO – PROBLEMA O RISORSA?
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Indice
Sommario1. Premessa.....................................................................................................................................................32. Situazione territoriale..................................................................................................................................3
3. Composizione della paglia di riso...............................................................................................................84. Trattamento e possibili utilizzi..................................................................................................................11
5. Azioni degli enti locali..............................................................................................................................146. Esperienze e progetti di utilizzo in Italia e in altri Paesi...........................................................................15
6.1 Quadro generale................................................................................................................................156.2 Esperienze Italiane............................................................................................................................17
6.2.1 Il Polo ENERMHY e il “Club della Gassificazione”...............................................................176.2.2 Università degli studi di Torino................................................................................................19
6.3 Esperienze estere...............................................................................................................................196.3.1 USA (principalmente California)..............................................................................................19
6.3.2 Cina...........................................................................................................................................196.4 Rassegna dei principali progetti finanziati dall’Unione Europea.....................................................20
6.4.1 Il progetto Biocompost..............................................................................................................206.4.2 Il progetto Eco-rice...................................................................................................................21
7. Possibili linee di finanziamento comunitarie............................................................................................248. Schede tecnologie di valorizzazione energetica.......................................................................................26
9. Schede tecnologie di utilizzo non energetico............................................................................................2710. Considerazioni conclusive (richiami al prossimo PSR)?......................................................................27
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PAGLIA DI RISO – PROBLEMA O RISORSA?
1. PremessaL’Amministrazione Provinciale da tempo dedica particolare attenzione al tema del rapporto risaia – ambiente; ne sono testimonianza, a titolo meramente esemplificativo, i progetti finanziati dall’Unione Europea EU-RICE ed ECORICE, in cui la Provincia di Vercelli è stata in entrambi capofila, l’impegno dei Settori Agricoltura e Ambiente nella Misura 216 del PSR 2007-2013 sulle rinaturalizzazioni nelle campagne, e, non da ultimo, la valorizzazione delle terre d’acqua con il progetto di marketing territoriale della “Strada del Riso Vercellese di Qualità” riconosciuta dalla Regione Piemonte, ove l’ambiente di risaia è presentato come un unicum ed è veicolo per la fruizione turistica.Le polemiche su qualità dell’aria e bruciatura in campo delle stoppie e della paglia di riso, ha visto la Provincia in breve tempo adottare un nuovo Regolamento che disciplina tale pratica, dando maggiori garanzie in termini di ambiente e salute.Questo da un punto amministrativo nell’ambito delle competenze proprie dell’Ente Provincia.Un altro filone seguito dagli Uffici Provinciali (Agricoltura e Pianificazione Territoriale) è quello relativo alla valorizzazione della paglia in alternativa alla sua bruciatura in campo.Già nelle conclusioni di un altro Progetto finanziato dall’UE, “Enerscapes” che ipotizzava diversi scenari per un futuro in grado di coniugare in modo armonico, le nuove fonti energetiche rinnovabili con il territorio e il suo paesaggio, la Provincia aveva previsto un’azione specifica proprio per la valorizzazione della paglia di riso.A seguito di un ragionamento complessivo con i principali addetti ai lavori della risicoltura vercellese, si è così ritenuto di predisporre questo documento che ha il compito precipuo di fare il punto della situazione.Si parte dalle quantità in gioco della materia paglia di riso, per passare alle sue criticità, evidenziare poi, con una rassegna a scala internazionale, le esperienze fatte e quelle in corso, e quindi chiudere con l’indicazione delle opportunità di finanziamenti a scala regionale e comunitaria.Il tutto corredato da una serie di schede sintetiche che illustrano i principali progetti in essere.
2. Situazione territorialeNegli ultimi cinque anni, la superficie complessiva a risaia in provincia di Vercelli è variata tra i 72.000 e 74.000 ettari circa (con un picco nel 2010), e nel 2012 si è attestata sui 72.400 ettari circa, come riportato nel grafico e in tabella.
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anni 2008 2009 2010 2011 2012Ettari a risaia 72.204 73.666 74.136 73.193 72.409
I valori utilizzati per le valutazioni relative alla disponibilità di paglia di riso esposte nel seguito sono conservativi, e sono estrapolati dalle seguenti fonti:
“Studio di fattibilità per Trino – Indagine sulla disponibilità di biomassa per la generazione elettrica nel territorio di Trino Vercellese”, elaborato dall’ENEL - Polo Energie Alternative – Area Distribuzione, dal quale risulta una produzione nel Vercellese di riso greggio tra i 60 e gli 80 quintali per ettaro, con una produzione di paglia di riso di circa 50 quintali per ettaro con un potere calorifico inferiore compreso tra 3300 kcal/kg (13,8 MJ/kg) e 3800 kcal/kg (15,9 MJ/kg) e un contenuto di umidità alla raccolta tra il 20% e il 30%.
“La valorizzazione dei sottoprodotti agricoli: gli usi energetici della paglia e della lolla di riso”, autori O. De Marco, G. Camaggio, S. Stifani, Chiarotti editore. Nel testo si riportano i seguenti valori: 60-80 q/ha di produzione di riso greggio, 20-80 q/ha di paglia di riso con potere calorifico inferiore pari a 12 MJ/kg e un contenuto di umidità nel range 20-30%.
Studio ENEA Casaccia “Energia dalle biomasse - Le tecnologie, i vantaggi per i processi produttivi, i valori economici e ambientali”- 2006 (http://aida.casaccia.enea.it/aida/file/01.pdf): vengono forniti dati per il potere calorifico inferiore di 3.700-3.800 kcal/kg di sostanza secca e per l’umidità alla raccolta del 20-30%. La produttività media è indicata tra 3 e 5 t/ha anno di sostanza secca.
Rapporto pubblicato dall’Università IUAV di Venezia dal titolo “Progettazione di un SIT per la pianificazione dei processi da biomassa a energia” (A. Bianchin, S. Castelli, S. Dalla Costa), che riporta un valore del potere calorifico per la sostanza secca pari a 15,4 – 15,9 MJ/kg, un contenuto di umidità del 20-30% e una produzione di 30-50 q/ha.
tesi svolta presso la Facoltà di Agraria dell’Università di Torino dal titolo “Produzione di energia elettrica a partire da sottoprodotti del riso” (S. Marocchino, prof. Piccarrolo, prof. Berruto), nel corso della quale si sono fatti dei rilievi presso una serie di aziende agricole del basso vercellese (distribuite in 15 comuni) con i seguenti risultati:
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produzione di paglia 43 q/ha (risi Indica), 55 q/ha (risi Japonica)
produzione media 49,5 q/ha
Studio BIOMASSE ED ENERGIA (2011) sviluppato da ENAMA (Ente Nazionale Meccanizzazione Agricola) nell’ambito del “Progetto Biomasse” (reperibile al link http://www.progettobiomasse.it/it/pdf/studio/p1c1.pdf), che riporta i seguenti dati circa la produzione unitaria della paglia di riso:
PRODUZIONE UNITARIANord (t/ha di ss) 2,87Centro (t/ha di ss) 2,72Sud (t/ha di ss) 3,02Media nazionale (t/ha di ss) 2,87
Studio sull’”Utilizzo di biomasse combustibili e biomasse rifiuto per la produzione di energia” dell’ISPRA (Istituto Superiore per la protezione e la ricerca ambientale) – 2010
Studio OVEST SESIA per la “Valutazione delle modalità operative dei cantieri di raccolta, di stoccaggio, trasporto, compresi i relativi costi della paglia di riso producibile nel comprensorio consortile” predisposta dal Dr. Giuseppe Sarasso (2007), in cui si rileva che “La paglia rappresenta circa il 50 % della massa della pianta di riso, e di questa circa il 60% può essere recuperato dopo la mietitrebbiatura. I dati disponibili, riferiti a sperimentazioni effettuate nel 1985, indicano in 3,5 t di sostanza secca la quantità di paglia asportabile per ettaro. Da allora la taglia del riso si è ridotta sensibilmente, e la ricerca genetica è riuscita a ridurre il rapporto tra paglia e granella, per cui un calcolo prudenziale va riferito a 3 t/ha di s.s” e che “In questo studio viene ipotizzata una media aziendale di asportazione da effettuarsi ogni due anni; trattasi di ipotesi realistica, anche se semplificativa,per i terreni del comprensorio”.
Globalmente, si osserva una discreta uniformità tra le fonti per quel che riguarda la produzione unitaria di paglia di riso, il contenuto di umidità e il potere calorifico.
Per la stima della disponibilità della paglia di riso nell’area Vercellese, ci si è quindi basati sulle seguenti assunzioni conservative:
produzione teorica di paglia di riso: circa 40 q/ha tal quale annui (equivalenti a circa 28,7 q/ha di sostanza secca nell’ipotesi di umidità al 30%)
raccolta ogni due anni per evitare il depauperamento del terreno, secondo gli orientamenti prevalenti in campo agronomico
percentuale effettivamente raccoglibile: si ritiene che il 50% della produzione teoricamente disponibile sia una percentuale ragionevole per tener conto dei problemi logistici determinati dalle condizioni meteorologiche della stagione della raccolta.
Ne deriva una disponibilità effettiva di paglia di riso pari a 10 q/ha/anno di tal quale (pari a circa 7,18 q/ha di sostanza secca nell’ipotesi di umidità al 30%).
La superficie a risaia nell’area Vercellese nel 2012, risulta di circa 72.400 ha, corrispondenti con le ipotesi di cui sopra ad una disponibilità effettiva di circa 72.400 t/a di paglia tal quale (circa 52.000 t/a di sostanza secca nell’ipotesi di umidità al 30%).
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Per la valutazione del potenziale energetico, si è assunto un potere calorifico della paglia di riso pari a 13,5 MJ/kg sul tal quale, cui corrisponde un contenuto energetico di circa 271.500 MWh.
Nella seguente tabella sono riportate le superfici a risaia su base ENTE RISI 2012, le produzioni teoriche di riso e di paglia di riso, la disponibilità teorica di paglia di riso basata sulle assunzioni di cui sopra ed i relativi contenuti energetici per la provincia di Vercelli con dettaglio comunale,.
comuneSuperficie
a risaia[ha]
% sul totale
[%]
produzione di riso [t/anno]
produzione teorica
paglia di riso
[t/anno]
disponibilità teorica
paglia di riso [t/anno]
contenuto energetico
[MWh]
Albano Vercellese 407,11 0,56% 2.443 1.628 407 1.527 Arborio 2.489,12 3,44% 14.935 9.956 2.489 9.334 Asigliano Vercellese 2.344,77 3,24% 14.069 9.379 2.345 8.793 Balocco 1.112,32 1,54% 6.674 4.449 1.112 4.171 Bianzè 2.698,65 3,73% 16.192 10.795 2.699 10.120 Borgo D'Ale - 0,00% - - - -Borgo Vercelli 1.240,66 1,71% 7.444 4.963 1.241 4.652 Buronzo 1.580,57 2,18% 9.483 6.322 1.581 5.927 Caresana 1.526,01 2,11% 9.156 6.104 1.526 5.723 Caresanablot 935,98 1,29% 5.616 3.744 936 3.510 Carisio 1.933,04 2,67% 11.598 7.732 1.933 7.249 Casanova Elvo 1.226,36 1,69% 7.358 4.905 1.226 4.599 Cigliano - 0,00% - - - -Collobiano 521,21 0,72% 3.127 2.085 521 1.955 Costanzana 1.370,79 1,89% 8.225 5.483 1.371 5.140 Crescentino 1.935,80 2,67% 11.615 7.743 1.936 7.259 Crova 1.207,86 1,67% 7.247 4.831 1.208 4.529 Desana 1.628,74 2,25% 9.772 6.515 1.629 6.108 Fontanetto Po 1.776,08 2,45% 10.656 7.104 1.776 6.660 Formigliana 1.069,22 1,48% 6.415 4.277 1.069 4.010 Gattinara 163,38 0,23% 980 654 163 613 Ghislarengo 214,12 0,30% 1.285 856 214 803 Greggio 487,34 0,67% 2.924 1.949 487 1.828 Lamporo 560,00 0,77% 3.360 2.240 560 2.100 Lenta 580,35 0,80% 3.482 2.321 580 2.176 Lignana 1.959,49 2,71% 11.757 7.838 1.959 7.348 Livorno Ferraris 4.191,38 5,79% 25.148 16.766 4.191 15.718 Motta De' Conti 544,56 0,75% 3.267 2.178 545 2.042 Olcenengo 1.812,25 2,50% 10.874 7.249 1.812 6.796 Oldenico 539,87 0,75% 3.239 2.159 540 2.025 Palazzolo Vercellese 901,87 1,25% 5.411 3.607 902 3.382 Pertengo 917,34 1,27% 5.504 3.669 917 3.440 Pezzana 1.525,99 2,11% 9.156 6.104 1.526 5.722 Prarolo 1.187,00 1,64% 7.122 4.748 1.187 4.451 Quinto Vercellese 642,15 0,89% 3.853 2.569 642 2.408 Rive 678,00 0,94% 4.068 2.712 678 2.543
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Roasio 21,44 0,17% 729 486 121 455 Ronsecco 3.182,10 4,39% 19.093 12.728 3.182 11.933 Rovasenda 2.376,56 3,28% 14.259 9.506 2.377 8.912 Salasco 998,16 1,38% 5.989 3.993 998 3.743 Sali Vercellese 1.034,56 1,43% 6.207 4.138 1.035 3.880 Saluggia - 0,00% - - - -San Germano Vercellese 2.349,99 3,25% 14.100 9.400 2.350 8.812 San Giacomo Vercellese 1.222,20 1,69% 7.333 4.889 1.222 4.583 Santhià 1.960,89 2,71% 11.765 7.844 1.961 7.353 Stroppiana 1.605,85 2,22% 9.635 6.423 1.606 6.022 Tricerro 852,60 1,18% 5.116 3.410 853 3.197 Trino 4.280,56 5,91% 25.683 17.122 4.281 16.052 Tronzano Vercellese 1.552,16 2,14% 9.313 6.209 1.552 5.821 Vercelli 4.685,16 6,47% 28.111 18.741 4.685 17.569 Villarboit 1.510,77 2,09% 9.065 6.043 1.511 5.665 Villata 766,97 1,06% 4.602 3.068 767 2.876 Totali 72.409,35 100,00% 434.456 289.637 72.409 271.535
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3. Composizione della paglia di risoDi seguito, si riporta un esempio dei risultati di analisi di paglia di riso tratte dal database Olandese ECN Phillis2 (Database for biomass and waste, https://www.ecn.nl/phyllis2/)
Paglia di riso Proximate Analysis Unità a.r.(1) Dry (2) Daf (3)
Umidità % in peso 11,73
ceneri % in peso 17,79 20,15
materie volatili % in peso 57,92 65,62 82,18
carbonio fisso % in peso 12,56 14,23 17,82
Ultimate Analysis Unità a.r. dry dafCarbonio % in peso 34,64 39,24 49,15
Idrogeno % in peso 4,39 4,97 6,23
Azoto % in peso 1,12 1,27 1,59
Zolfo % in peso 0,09 0,10 0,13
Ossigeno % in peso 29,69 33,64 42,13
Tot. Inclusi alogeni % in peso 100,00 100,00 100,00
Potere Calorifico Unità a.r. dry dafNCV (P.C. netto) MJ/kg 11,77 13,66 17,11
GCV (P.C. lordo) MJ/kg 13,01 14,74 18,47 (1) tal quale – (2) sul secco – (3) sul secco privo di ceneri
Sempre tratta dalla stessa fonte, si riporta un esempio di analisi delle ceneri della paglia di riso, da cui è evidente come il contenuto in silice di questa biomassa sia molto elevato:
Analisi Ceneri paglia di risoP2O5 % in peso 1,65
SiO2 % in peso 80,68Fe2O3 % in peso 0,88
Al2O3 % in peso 1,49
CaO % in peso 1,97
MgO % in peso 2,05
Na2O % in peso 0,74
K2O % in peso 5,72
Per completezza, si riportano i risultati analitici contenuti nel citato studio BIOMASSE ED ENERGIA sviluppato da ENAMA (Ente Nazionale Meccanizzazione Agricola):
Paglia di riso - caratteristiche chimico-fisichePotere calorifico inferiore (MJ/kg ss) 17-18,4
Umidità alla raccolta (%) 20-30
Ceneri (% su ss) 10-15
Silice (mg/kg) 130.000
Potassio (mg/kg) 13.200
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Azoto variazione tipica (% su ss) 0,6-1,7
Zolfo variazione tipica (% su ss) 0,07-0,22
Cloro variazione tipica (% su ss) 0,07-0,90
Rame variazione tipica (% su ss) n.d.
I dati riportati da ENAMA e dal database olandese sono sostanzialmente confermati da quelli riportati da ENEA nello studio citato (http://aida.casaccia.enea.it/aida/file/01.pdf), che fornisce i seguenti valori:
A titolo di raffronto, si riporta una analisi della paglia di grano e delle relative ceneri, tratte dal citato database Olandese ECN Phillis2:
Paglia di grano Proximate Analysis Unità a.r.(1) Dry (2) Daf (3)
Umidità % in peso 13,01
ceneri % in peso 8,31 9,55
materie volatili % in peso 61,68 71,11 78,62
carbonio fisso % in peso 16,82 19,34 21,38
Ultimate Analysis Unità a.r. dry dafCarbonio % in peso 37,32 42,90 47,43
Idrogeno % in peso 4,45 5,11 5,65
Azoto % in peso 0,46 0,53 0,59
Zolfo % in peso 0,25 0,29 0,32
Ossigeno % in peso 34,41 39,56 43,74
Tot. Inclusi alogeni % in peso 100,00 100,00 100,00
Potere Calorifico Unità a.r. dry dafNCV (P.C. netto) MJ/kg 13,35 15,71 17,37
GCV (P.C. lordo) MJ/kg 14,64 16,83 18,61(1) tal quale – (2) sul secco – (3) sul secco privo di ceneri
Analisi Ceneri paglia di granoP2O5 % in peso 2,04
SiO2 % in peso 37,06
Fe2O3 % in peso 0,84
Al2O3 % in peso 2,23
CaO % in peso 4,91
MgO % in peso 2,55
Na2O % in peso 9,74
K2O % in peso 21,7
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Sottoprodotto agricolo
Umidità alla raccolta (%)
Produzione media tal quale (t/ha)
Ceneri(% in peso)
p.c.i.(kcal/kg ss)
Paglia riso 20-30 3-5 10-15 3.700-3.800
Come si vede, l’umidità, le ceneri e il contenuto in silice (SiO2) risultano molto inferiori nella paglia di grano rispetto a quelli della paglia di riso, confermando come si tratti di due materiali apparentemente simili, ma con caratteristiche chimiche e fisiche ben diverse. Anche il periodo di raccolta differente dei due tipi di paglie contribuisce alla non confrontabilità tra i due residui.
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4. Trattamento e possibili utilizziIl riso rappresenta la coltivazione agricola più diffusa nel Vercellese ed i suoi residui di lavorazione (lolla di riso e paglia) presentano le maggiori potenzialità di utilizzo energetico.
Mentre tutta la lolla di riso disponibile sul territorio (prodotta in fase di trattamento del riso grezzo e raccolta direttamente in riseria) è già utilizzata o per fini energetici (energia elettrica e vapore in impianti dedicati presso le riserie) o per lettiere di animali da allevamento, l’utilizzo della paglia di riso richiede invece ancora il superamento di problemi tecnici e logistici prima di poter essere proposto su larga scala,.
La raccolta del riso nel Vercellese avviene tra la fine di ottobre e la fine di novembre (a volte, anche più tardi, in funzione dell’andamento climatico e meteorologico). I sistemi di raccolta sono gli stessi dei cereali ma, per le condizioni pesanti del terreno, risulta necessario impiegare macchine di potenza elevata.
La paglia di riso è quindi un residuo agricolo che presenta un recupero relativamente problematico. La raccolta, che deve avvenire dopo quella del prodotto principale, si effettua infatti nel periodo tardo autunnale, caratterizzato da un’elevata piovosità, su terreni con difficoltà di sgrondo delle acque e in condizioni di costante elevata umidità ambientale, che ostacola l’essicazione in campo.
Per quanto riguarda le caratteristiche di umidità, secondo lo Studio Ovest Sesia citato, “una sperimentazione congiunta tra ricercatori Californiani ed Italiani effettuata nel 1985, ha evidenziato che la paglia del riso, al momento della raccolta, presenta tassi di umidità prossimi al 70%. Rispetto ad allora è probabile che questa umidità sia leggermente superiore, dato che le nuove varietà introdotte vengono selezionate anche per lo “stay green”, vale a dire per la capacità di mantenere verdi le foglie e gli steli fino a maturazione, in modo da resistere meglio all’allettamento ed agli attacchi parassitari. Sono inoltre stati misurati i tempi necessari alla riduzione dell’umidità al di sotto del 25%, valore considerato come soglia di riferimento per la conservazione. A differenza delle condizioni californiane, nel clima vercellese è improbabile che si riesca a ridurre naturalmente l’umidità della paglia al di sotto del 20%”.
Lo studio segnala inoltre che “una leggera pioggia di una decina di millimetri vanifica il tempo di essiccazione già trascorso, e richiede alcuni giorni di successivo bel tempo per la ripresa delle operazioni di raccolta. Piogge più intense, che bagnino il terreno oltre la capacità di campo, creano problemi di transitabilità, ed inducono nella camera d’aria tra il terreno e le paglie poggianti sulle stoppie condizioni di umidità tali da prolungare ulteriormente i tempi richiesti per l’essiccazione.”
Come confermato dai risultati delle analisi riportate al punto 2., la paglia di riso è caratterizzata da un altissimo contenuto in Silice (SiO2) che la rende inadatta per l’alimentazione animale, mentre per quanto riguarda l’impiego energetico in impianti dedicati devono essere sviluppati sistemi che evitino la formazione di ceneri basso fondenti e fenomeni erosivi nei condotti.
La paglia di riso attualmente non viene utilizzata come combustibile: spesso viene interrata con le lavorazioni di preparazione del terreno per la successiva coltura, contribuendo ad aumentare la sostanza organica del terreno, oppure incendiata in loco. Quantitativi marginali vengono raccolti in balle per essere utilizzati come lettiere per il bestiame.
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Un eventuale utilizzo di questa biomassa ai fini energetici potrebbe costituire un utile e proficuo sbocco di mercato economico per le aziende agricole. Si deve però ipotizzare che la paglia di riso possa essere raccolta solo 1 anno su due, al fine di evitare l’impoverimento del terreno.
Inoltre, la raccolta in loco della paglia di riso deve essere effettuata immediatamente dopo la trebbiatura, compatibilmente con le condizioni meteorologiche. Deve quindi essere tenuta in considerazione l’eventualità dell’impossibilità della raccolta della biomassa da parte dei mezzi meccanici per l’eccessiva piovosità del periodo autunnale che impedisce o rende estremamente difficoltoso l’accesso e l’operatività dei mezzi di raccolta e l’essicazione in campo.
I problemi principali legati alla combustione della paglia di riso per la produzione di energia sono rappresentati dal fouling (incrostazione), dallo slagging (scorificazione) e dalla corrosione della caldaia a causa del contenuto alcalino e di componenti di cloro nelle ceneri.
Le esperienze più significative di combustione di paglie a livello Europeo sono state sviluppate dalla Danimarca, in cui vengono coltivate significative quantità di cereali (grano e avena) e le paglie rivestono un ruolo importante nelle strategie energetiche. La tecnologia sviluppata comprende forni di combustione , caldaie e surriscaldatori presumibilmente in grado di funzionare con combustibili alcalini e sistemi di movimentazione che riducono al minimo la preparazione del combustibile (in particolare il sistema denominato “sigaro Vølund”, in cui balle intere vengono spinte progressivamente nella camera di combustione.
Tuttavia, gli impianti danesi più recenti si stanno orientando su alimentazioni in pezzatura per ottenere una maggiore efficienza, e la tendenza è quella di utilizzare le paglie in pezzatura in co-combustione con carbone in centrali termoelettriche o in impianti a letto fluido.
La composizione chimica delle materie prime ha una grande influenza sul rendimento della combustione. La bassa qualità della paglia di riso come combustibile è determinata principalmente da un elevato contenuto di ceneri (il 20% circa), circa doppio di quello della paglia di grano, nonché dall’alto contenuto di silice delle ceneri stesse (che ne rende anche problematica e costosa la tranciatura). La paglia di riso ha tuttavia il vantaggio di avere un basso contenuto totale di alcali, mentre la paglia di grano in genere può avere un contenuto di alcali nelle ceneri superiore al 25% (circa il triplo).
Non sono noti impianti energetici alimentati unicamente a paglia di riso, probabilmente a causa del fatto che non sono ancora stati risolti i citati problemi tecnici in fase di movimentazione e di combustione, soprattutto in considerazione delle caratteristiche di elevata abrasività e ceneri basso fondenti del materiale.
La pratica della combustione delle stoppie è molto diffusa nel vercellese, ed ha avuto origine dal fatto che la paglia del riso, era molto impegnativa da interrare in quanto non veniva trinciata e l'aratura in risaia richiede profondità limitate (15 - 20 cm sono l'ideale). Oggi le cose sono cambiate, il trinciapaglia è sempre più presente sulle mietitrebbie da riso, le taglie delle varietà sono più basse e i mezzi sono più efficaci, ma la pratica della bruciatura dei residui persiste per ridurre la presenza dei semi delle piante infestanti (primo tra tutti il riso crodo) sul terreno scaricati dalla mietitrebbia, per arginare gli attacchi fungini e comunque per rendere più agevole l'operazione di aratura primaverile. Ciò nonostante, le vecchie abitudini sono difficili da abbandonare, e la pratica risulta ancora diffusa nel territorio.
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L’incorporazione nel suolo dei residui colturali, oltre a conservare il contenuto di sostanza organica, permette un parziale ricircolo degli elementi nutritivi poiché questi contengono circa il 30% dell’azoto assorbito dalla coltura, il 30% del fosforo, l’85% del potassio, il 40-50% dello zolfo, oltreché ingenti quantità di silicio e micronutrienti.
Sul mercato esiste già un prodotto, Stoppienzym (http://www.ecoenzimi.com/stoppienzym.html), appositamente studiato per la rapida trasformazione delle stoppie in humus stabile in risaia e, quindi, la liberazione dei nutrienti per la flora microbica del suolo e per le piante. Secondo il produttore il trattamento è rivolto alle stoppie di cereali e graminacee dopo la trebbiatura oltre che ai residui di vegetazione di colture orticole: il processo di trasformazione avviene grazie ad un complesso enzimatico bilanciato a base di componenti naturali. Tale processo facilita le lavorazioni del terreno ed impedisce lo svernamento sui residui colturali di insetti (es: piralide del mais, ecc.) e funghi del genere fusarium, responsabili del mal del piede ed altre patologie fungine. L’impiego di Stoppienzym è anche indicato per la preparazione dei letti di coltura.
Tuttavia, il ritorno al suolo dei residui colturali in risaia svolge un ruolo controverso. In molte situazioni i risicoltori preferiscono bruciarli, perdendo circa il 70% della parte organica della paglia, per migliorare il controllo delle infestanti e dei patogeni, evitare la produzione di composti fitotossici di fermentazione e la flottazione di residui di paglia semidecomposti, che possono oscurare e coprire i semi di riso in germinazione. (da ”I residui colturali del riso - Una risorsa per la produzione e per l’ambiente” - Ricerca Finanziata dalla Regione Piemonte, reperibile all’indirizzo web: http://www.regione.piemonte.it/agri/comunicazione/quaderni/num74/dwd/I_residui_colturali_del_riso.pdf ). Da tale ricerca emerge inoltre che una valutazione della convenienza dell’incorporazione nel suolo della paglia di riso deve tuttavia tener conto delle caratteristiche dei terreni, in quanto “l’interramento primaverile delle paglie a ridosso della sommersione è da evitare poiché riduce la disponibilità di azoto. Esso inoltre può essere causa di produzione di composti fitotossici derivanti dalla fermentazione della biomassa interrata in ambiente asfittico. Anticipando l’interramento delle paglie nel periodo autunnale è possibile avere un leggero miglioramento delle produzioni grazie ad un maggior rilascio di nutrienti dalla sostanza organica. Va però osservato che nei terreni poco filtranti, l’aratura autunnale rende più difficoltosa l’asciugatura del terreno in primavera, pertanto nelle annate caratterizzate da elevata piovosità primaverile, questa pratica può determinare più problemi (ritardi, costipamenti) nella realizzazione delle operazioni di livellamento e di pre-parazione del letto di semina rispetto all’interramento primaverile. … La semina in asciutta con sommersione ritardata può fornire buoni livelli di produzione. Tuttavia il successo di questa tecnica appare strettamente legato ad una buona sistemazione della risaia, soprattutto per evitare ristagni idrici nella prima fase del ciclo colturale. La preparazione di un buon letto di semina è fondamentale nel caso di piogge e di terreni limosi poiché deve consentire una regolare profondità di semina e limitare la formazione di crosta”.
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5. Azioni degli enti locali
Come già detto, la Provincia di Vercelli in data 20-07-12, con DGC n. 67, ha adottato il nuovo “Regolamento per l’abbruciamento delle stoppie del riso” in sostituzione del precedente approvato nel 1998.La novità fondamentale è rappresentata da quanto riporta il comma 3 dell’articolo 2 che recita: “La pratica dell’abbruciamento è in ogni caso vietata al manifestarsi di particolari condizioni meteorologiche che comportino un rischio tangibile di sforamento dei livelli di qualità dell’aria, determinato dall’ARPA previa comunicazione alla Provincia di Vercelli e ai Comuni” combinato con quanto scritto nell’articolo 4 in merito alla potestà di ordinanza dei Sindaci dei Comuni nei casi di particolari condizioni meteo e di raggiungimento dei livelli di rischio per la qualità dell’aria.In positivo, è da ricordare poi la previsione di un’Azione specifica per le aziende risicole della Lombardia, nell’ambito della Misuta 214 del PSR 2007-2013, proprio a favore di chi mantiene le stoppie in risaia fino alla fine del mese di febbraio, in modo da garantire un habitat naturale e implementare la biodiversità.Alle aziende che aderiscono alla Misura è garantito un premio pari a € 165 ad ettaro.
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6. Esperienze e progetti di utilizzo in Italia e in altri Paesi
6.1 Quadro generale
Principali Paesi produttori di riso (fonte FAO)
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L'Italia, con 1516 migliaia di tonnellate (2010), rappresenta il principale produttore europeo ed il trentesimo a livello mondiale.
6.2 Esperienze Italiane
6.2.1 Il Polo ENERMHY e il “Club della Gassificazione”
Il polo Regionale ENERMHY è uno dei 12 “Poli di Innnovazione” creati dalla Regione Piemonte nel 2008 ai sensi del POR FESR 2007/2013 – Asse I – attività I.1.3. "Innovazione e P.M.I.". E' costituito da un'ATS – Associazione Temporanea di Scopo – cui sono iscritti 135 soggetti tra Imprese e Centri di ricerca, tutti con almeno una sede operativa all'interno della Regione Piemonte.Il Polo ha lo scopo di promuovere la ricerca industriale e lo sviluppo tecnologico pre-industriale da parte di piccole e medie imprese, favorendone la collaborazione con grandi imprese e centri di ricerca.Il Polo ENERMHY opera sul dominio tecnologico definito "energie rinnovabili e minihydro" che a sua volta si declina in Traiettorie Tecnologiche, tra cui quella mirata all’utilizzo delle biomasse marginali (sottoprodotti e scarti dei cicli produttivi agricoli, delle attività agroindustriali e agro-forestali) a scopo energetico (BIOMA). La traiettoria BIOMA riunisce linee di sviluppo tecnologico che, pur trattando diverse tipologie di materiali, tra cui la paglia di riso, sviluppano e sperimentano procedimenti e soluzioni innovative che consentono l'impiego delle biomasse marginali a scopo energetico,..
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Le aziende e i centri di ricerca aggregati al Polo hanno concentrato gli sforzi nello sviluppo di soluzione impiantistiche di pirogassificazione, con taglie di potenza piccole e che possano essere alimentate con la paglia raccolta da limitate superfici di terreno risicolo, facenti capo a poche aziende agricole. Il tutto per tenere in debito conto le difficoltà logistiche connesse alla raccolta e stoccaggio delle paglie e alla necessità, spesso ricorrente, di alternare l’asportazione delle paglie su cicli pluriennali per non ridurre la fertilità dei terreni.
Allo scopo di promuovere e diffondere l’utilizzo della tecnologia della pirogassificazione, è stato creato nel 2012 il Club della Gassificazione, su iniziativa del Polo ENERMHY, della Società EnergEtica, del Polo POLIBRE e dell’UNCEM Piemonte.Il Club rappresenta un’ulteriore opportunità in termini di coinvolgimento di aziende e centri di ricerca anche al di fuori del Piemonte per la promozione e la diffusione delle applicazioni della piro-gassificazione.Di seguito si riporta una breve descrizione dei progetti e delle tecnologie sviluppati nell’ambito del Polo ENERMHY. e riferite al tema della pirogassificazione di biomasse di origine agroindustriale e forestale e al tema della preparazione delle biomasse agli utilizzi energetici
CYNERGIASi tratta di un sistema integrato per la produzione di biomassa ad alto potere energetico da genotipi selezionati di cardo coltivato e suo utilizzo in gassificatori per cogenerazioneIl progetto ha come obiettivo l’acquisizione di nuove conoscenze che permettano lo sfruttamento di nuovi prodotti, costituiti da biomasse vegetali ottenute da genotipi selezionati di cardo coltivato, per la produzione di energia tramite utilizzo in un impianto di pirogassificazione.
FUSTOGASIl progetto riguarda la ricerca e la sperimentazione sulla possibilità di utilizzare residui colturali di biomasse erbacee tipiche come lo stocco di mais e la paglia di riso per produrre gas di sintesi. Obiettivo del progetto è provare un impianto di piro-gassificazione di laboratorio, alimentato con la biomassa citata, e verificare la composizione ed il potere calorifico del gas ottenuto, tramite analisi affidata a soggetti esperti nel settore (Stazione Sperimentale dei Combustibili di San Donato M.se).
MORGASSIl progetto si propone di sfruttare in maniera energeticamente ed economicamente vantaggiosa l’enorme quantità di scarti di biomassa, sia essa di origine vegetale che animale, prodotta in Italia, in particolare in Piemonte. L’opportunità innovativa riguarda principalmente la trasformazione di materiali di risulta, difficilmente valorizzabili altrimenti, in una risorsa utile alla produzione combinata di energia elettrica e calore sfruttando una innovativa tecnologia di gassificazione, affidabile e di elevata efficienza.
PY.PHY.Il progetto intende sviluppare un sistema integrato innovativo di tecnologie prototipali per la valorizzazione energetica ecocompatibile delle biomasse mediante pirogassificazione per la produzione di syngas e la successiva cogenerazione elettrica a termica, con fitodepurazione delle acque di risulta del processoLa proposta progettuale comprende la realizzazione innovativa e prototipale, nonché multidisciplinare, di una metodologia di valorizzazione delle biomasse agro-alimentar-forestal-zootecniche con conversione in energia “low-impact”, ottenimento di risultati
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caratterizzati da misurabilità e replicabilità, mediante un programma di tests analitici presso l’università partecipante (UNIPMN-DISAV)
6.2.2 Università degli studi di Torino
Nel gennaio 2013 è stato pubblicato un bando di ricerca dell’Università degli Studi di Torino dal titolo: Impiego delle paglie di riso per la produzione di biogas”. Pare tuttavia che il bando non sia stato affidato. ?
6.3 Esperienze estere
6.3.1 USA (principalmente California).
Anche negli USA fin dal 1991 la normativa prescrive una progressiva riduzione della pratica dell’abbruciamento delle paglie, al fine di ridurre l’inquinamento atmosferico che la stessa determina. Dai vari studi reperibili si ricava tuttavia che le condizioni meteorologiche in California sono molto diverse da quelle del nostro territorio, e che la raccolta della paglia non presenti problemi legati all’accesso dei mezzi o all’essicazione naturale in campo. La soluzione analizzata consiste principalmente nell’incorporazione della paglia nel terreno. Il principale svantaggio di questa pratica viene individuato nell'aumento degli infestanti e dei parassiti, effetto che viene minimizzato inondando i campi in inverno (citando vantaggi per l’avifauna). Si ammette tuttavia che gli effetti a lungo termine dell’incorporazione della paglia sull’accumulo di infestanti e parassiti, e sulla resa in riso restano da determinare. Il Research Board Rice della California ha finanziato diversi progetti di ricerca dal 1979 fino al 1983 per trovare impieghi economici per la paglia di riso. L'obiettivo principale di questi progetti è stato quello di ridurre o eliminare la combustione della paglia il riso come mezzo per lo smaltimento. Gli utilizzi individuati comprendevano: mangimi per il bestiame, generazione di energia, fabbricazione della pasta per la carta e per vari prodotti industriali.Tutti questi progetti, pur tecnicamente fattibili, vennero dichiarati non economicamente convenienti ai prezzi dell’epoca.Per approfondimenti: http://ucanr.org/repository/CAO/landingpage.cfm?article=ca.v056n02p69&fulltext=yeshttp://elmu.umm.ac.id/file.php/1/jurnal/S/Soil%20Biology%20And%20Chemistry/Vol32.Issue11-12.oct2000/1706.pdfhttp://ucanr.edu/repository/cao/landingpage.cfm?article=ca.v057n02p55&fulltext=yeshttp://www.usarice.com/doclib/198/4713.pdf
6.3.2 Cina
La Cina ha abbondanti risorse di energia da biomasse che provengono principalmente da residui colturali, legna da ardere, residui di legno forestale e rifiuti biologici. I residui colturali rappresentano circa il 52% del totale delle risorse della biomassa in Cina e la paglia di riso costituisce circa il 62% dei residui agricoli totali.Il riso è coltivato in molte regioni della Cina e la stagione della raccolta va da giugno a ottobre in funzione delle differenti regioni e climi. L'unico metodo utilizzato per raccogliere e gestire la paglia di riso è l’imballatura, e anche questo avviene solo su una base limitata a causa della mancanza di domanda di paglia.Allo stato attuale, risulta che in Cina la paglia di riso venga utilizzata principalmente come combustibile, mangime, fertilizzante e materia prima industriale. Con il miglioramento delle condizioni di vita nelle zone rurali, gli agricoltori tendono a fare maggiore affidamento sui carburanti commerciali (soprattutto carbone e GPL), con un aumento della pratica della bruciatura in campo. Pare che il governo cinese stia studiando politiche finalizzate
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all’utilizzazione delle paglia di riso con l'obiettivo di un tasso di utilizzo superiore all'80% nel 2015. Gli agricoltori temono tuttavia interferenze con le operazioni di raccolta e non sono disponibili a cambiare le loro pratiche per facilitare la raccolta di paglia senza motivazioni economiche.A causa di gravi problemi di inquinamento atmosferico, la bruciatura in campo della paglia è stata vietata (2001) dal Governo cinese . Tuttavia , la pratica non si è interrotta.Un progetto dimostrativo nazionale (Green Energy County )è stato avviato nel 2010 congiuntamente da Ufficio di Stato per l'Energia , Ministero delle Finanze, Ministero dell'Agricoltura della Cina. Questo progetto, in corso in 108 contee, prevede la gassificazione della paglia con il supporto di incentivi di stato. Vengono tuttavia segnalate difficoltà legate soprattutto alla frammentazione delle proprietà Per approfondimenti:http://www.scirp.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=6436http://www.biochar-international.org/sites/default/files/Straw_burning_revised0708.pdf
6.4 Rassegna dei principali progetti finanziati dall’Unione Europea
Sin dal 1983 l’allora Comunità Economica Europea ha attuato una politica di sviluppo tecnologico e ricerca, che si fonda su Programmi quadro pluriennali, volti al finanziamento di progetti che ricercano soluzioni a problemi ritenuti rilevanti per la società europea in diversi settori, compreso quello agricolo.Ad una prima superficiale ricerca, inserendo la sequenza “paglia di riso” nei database dei più importanti programmi dell’Unione Europea, risulta una lunga lista di progetti presentati e cofinanziati: questa lista è prodotta - e questi progetti sono individuati - in base ad un criterio molto generale in quanto è sufficiente che nella loro descrizione/presentazione o nelle pubblicazioni che ne sono seguite, venga citata, anche solo una volta, la paglia (di riso) per essere selezionati. Procedendo ad una analisi dei contenuti dei progetti inseriti in questa lista, si nota come, nella grande maggioranza di essi, la paglia di riso sia un elemento secondario, di contorno, citato assieme alle paglie di altri cereali, senza approfondimenti particolari. Eliminando dalla lista tutti i progetti in cui la paglia di riso compare una sola volta, la lista si accorcia a poche decine di progetti.Tra di essi, solo due progetti sono stati presentati con lo scopo di affrontare specificatamente il problema della gestione della paglia di riso al fine di evitarne la bruciatura sul campo. Sono i progetti Biocompost e Eco-rice finanziati nel quadro dell’iniziativa Life (programma ambientale).
6.4.1 Il progetto Biocompost
(http://www.albuferadevalencia.com/biocompost/, n. Life 00/ENV/ES/000555) si è occupato di tutti i problemi relativi alla raccolta e all’utilizzo della paglia nel Parco naturale dell’Albufera, presso Valencia – dove il riso è storicamente coltivato -, al fine di evitarne la bruciatura. Per quanto riguarda l’organizzazione della raccolta della paglia, il progetto ha contribuito alla messa a punto di tre prototipi di trattore e un prototipo di imballatrice. Per tre stagioni all’inizio degli anni duemila, sono state raccolte oltre 2.200 tonnellate di paglia di riso; sono state trasportate in un impianto di trattamento dei rifiuti adattato per il compostaggio. Seguendo un procedimento appositamente messo a punto, è stato creato del compost particolarmente adatto ai vigneti della regione, individuati come i principali utilizzatori del prodotto. Il risultato è stato più che soddisfacente. L’esperienza sembra, in parte, continuare..
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6.4.2 Il progetto Eco-rice
(http://ec.europa.eu/environment/life/project/Projects/index.cfm?fuseaction=search.dspPage&n_proj_id=2699 n. Life04/ENV/ES/000184) riprendendo i risultati della precedente iniziativa, intendeva studiare, sviluppare e promuovere tecniche alternative, economicamente sostenibili ed ecocompatibili, di utilizzo della paglia di riso - ed altri rifiuti organici – a fini commerciali. In particolare, ha studiato come organizzare efficientemente un sistema per convertire la paglia in prodotti quali, ad esempio, coperture organiche per l'uso nella lotta alla desertificazione o per i terreni dedicati ad arboricoltura (in particolare mandorli ed olivi). Ha dimostrato l'utilità di questa specie di stuoie di paglia di riso – trattata e quindi tessuta in rotoli - come alternativa alle coperture in fibra di cocco o di plastica usati per rigenerare i suoli degradati e per trattenere l’umidita in aree aride. Secondo gli studi svolti, l’aumento della produttività delle colture arboricole che hanno utilizzato queste specie di tappeti di paglia di riso, è dovuto al fatto che il terreno coperto mantiene un grado di umidità tale da favorire un benessere delle colture arboricole ed una conseguente maggiore produzione; per quanto riguarda, le rese agronomiche delle aree in cui la paglia di riso è stata raccolta - e non bruciata -, esse sono assolutamente in linea con quelle ottenute seguendo i metodi tradizionali. I vantaggi significativi e la mancanza di controindicazioni nell’uso della paglia di riso per la produzione e l’uso di queste coperture dimostrerebbero che il riutilizzo della paglia di riso è una soluzione tecnicamente e finanziariamente sostenibili sia a livello industriale che agronomico. D’altra parte è da segnalare che entrambi questi progetti si sono concentrati nella zona del Parco naturale dell’Albufera, che ha delle caratteristiche molto particolari, essendo un parco naturale con un lago ed una zona umida di acqua dolce a poche centinaia di metri dal mare.
A parte questi due iniziative specificatamente orientate alla gestione della paglia di riso, gli altri progetti di ricerca finanziati dai programmi dell’UE possono essere suddivisi, per questioni di praticità, in tre grandi categorie, in base alle quali la paglia di riso è esaminata e valutata come: A fonte energetica, B fertilizzante/humus o mangime,C materiale per la produzione di polimeri, materiale per carta, pannelli, ecc..
A Fonte energetica Già nel IV Programma Quadro di Ricerca e Sviluppo, all’inizio degli anni 2000, vi è traccia di progetti per l’utilizzo di biomassa ed, in particolare, di paglia – compresa quella di riso - come fonte energetica rinnovabile: l’utilizzo della biomassa contribuirebbe - secondo le previsioni di queste iniziative - alla crescita delle economie rurali, fornitrici di materia prima per le centrali elettriche e alla riduzione delle emissioni di gas serra, diminuendo la dipendenza dell’Europa dal petrolio e creando una nuova importante industria. In alcuni di questi progetti si cercano di mettere a punto tecniche di gassificazione, in altri si studiano i problemi di funzionalità e produttività dell'operazione, in altri ancora si cercano di prevenire i rischi di inquinamento dato che la paglia nella combustione libera produce idrocarburi policiclici aromatici, alcali, diossine, furani e cloro. Viene inoltre affrontato il problema di come integrare gli impianti a biomassa, agli
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impianti esistenti anche se - nonostante la paglia sia considerata una risorsa molto utile e disponibile e la sua efficienza energetica sia stata valutata come interessante - molti dubbi continuano a sussistere a proposito dell’utilizzo della paglia di riso date le sue caratteristiche.I due più recenti e interessanti progetti nell’ambito di questa prima categoria – finanziati nel quadro del VII Programma Quadro di Ricerca e Sviluppo -, riprendendo e sviluppando quanto realizzato precedentemente, il progetto DISCO (Targeted DISCOvery of novel cellulases and hemicellulases and their reaction mechanisms for hydrolysis of lignocellulosic biomass) ed il progetto Biocore (Biocommodity refinery).Quest’ultimo, in realtà non può essere catalogato nella sola classe energetica della precedente divisione in quanto sta sviluppando un concetto di bio-raffineria che dimostra come i sottoprodotti della coltivazione dei cereali (paglie, ecc.), i residui forestali, le colture legnose a rotazione breve ecc. possano essere trasformati in una vasta gamma di prodotti; non solo biocarburanti di seconda generazione, ma potrebbero anche contribuire a produrre una lunga serie di polimeri di origine vegetale in grado di rimpiazzare oltre il 70% dei polimeri oggi utilizzati. Il progetto DISCO (http://www.disco-project.eu/index.htm ) cerca di sviluppare e
capire come funzionano dei nuovi enzimi per la produzione di bioetanolo da biomassa lignocellulosica. Sono state valutate le matrici lignocellulosiche di differenti materiali per poi individuare e ottimizzare i processi più adeguati per prepararli alla degradazione enzimatica. Il progetto si è soprattutto concentrato sulla paglia di frumento, sulla crusca di frumento e sulle ramaglie di abete rosso; mentre per altri materiali, come la paglia di riso, esaminando le loro caratteristiche, sono state simulate le potenziali situazioni di utilizzo..
Il progetto Biocore (http://www.biocore-europe.org/) – che iniziato nel 2010 è tutt’ora in corso - coinvolge 24 partner e vuole dimostrare come le biomasse - in particolare, le miscele di paglie (o altri sottoprodotti) di cereali e di residui forestali –, attraverso nuovi procedimenti chimici, possano essere utilizzate in modo sostenibile nelle bio-raffinerie per la produzione di (a) biocarburanti di seconda generazione, (b) resine, (c) polimeri (e loro intermediari) per la produzione di vari materiali e di (d) ingredienti alimentari/mangimi. Biocore intende dimostrare la competitività delle operazioni oltre che la vasta gamma di prodotti che si possono estrarre: dal gas bio-etilene - un gas incolore utilizzato nell'industria chimica - al bio-polivinilcloruro (PVC), a piastrelle e schiume poliuretaniche e plastiche che si trovano in una vasta gamma di prodotti commerciali quali leganti
B Fertilizzante humus/mangimeDiverse iniziative di ricerca sono state finanziate con l’obiettivo di far fermentare la paglia di riso per utilizzarla, in seguito, come fertilizzante e ammendante o mangime. Sono progetti che, in genere, coinvolgono paesi in via di sviluppo (Turchia, Egitto ecc.).I più important, anche se piuttosto datati, sono il “Processing of agricultural wastes by white-rot fungi for production of fodder for small ruminants” (http://cordis.europa.eu/inco/ fp4/projects/ACTIONeqDndSESSIONeq17161200595ndDOCeq47ndTBLeqEN_PROJ.htm e ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/inco/docs/INCO-dev-food.pdf) e “Improving
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productivity of tropical crop-livestock systems through optimal utilization of crop residues and supplementary feeds” (http://cordis.europa.eu/projects/rcn/26754_en.html). Il primo progetto prevede, grazie a tecnologie appropriate all’utilizzo in fattoria, di
utilizzare colonie di funghi per il trattamento della paglia di riso che è così trasformarla in foraggio facilmente digeribile per i piccoli ruminanti in zone rurali povere: un impianto/azienda pilota è stato creato ed è in funzione in Egitto.
L'altro progetto, con il medesimo obiettivo, ha studiato metodi di trattamento di tre diverse stoppie (frumento, riso e mais), con processi semplici e non-tossici – fondamentalmente attraverso fasi di essicazione solare e l’emendamento con polpa di patate, o pomodori o vinacce (e/o loro combinazioni) - per la loro trasformazione in foraggio.
Un progetto similare (Recycling and transformation system to convert agricultural residues into organic fertilizers), si avvale dell’utilizzo delle acque reflue dell’olio d’oliva per trattare le paglie e produrre fertilizzanti. In realtà il sistema di riciclaggio integrato messo a punto è in grado di trasformare simultaneamente in fertilizzante qualsiasi tipo di residuo e sottoprodotti dell'agricoltura. Nel caso delle paglie, il sistema segue tre fasi: la prima consiste in una riduzione della concentrazione delle sostanze tossiche, che non permettono l'attività batteriologica di crescita microbiologica. La seconda fase consiste in una fermentazione biologica anaerobica di circa 300 ore: a questo scopo, della materia organica viene aggiunta. Estratta la materia organica, quindi, una fermentazione aerobica si innesta con un processo ossidativo controllato di cellulose, emicellulosa e lignina composti: grazie ad essa, diversi microrganismi si sviluppano e con la temperatura le sostanze tossiche evaporano. Il prodotto restante è utilizzabile come fertilizzante..
C materiale per la produzione di polimeri per plastiche, materiale per carta, pannelli ecc.Alcune iniziative hanno definito processi per produrre, con tecnologia relativamente semplice ed esente da emissioni, pasta di legno dalla paglia. Tutti i prodotti chimici utilizzati nei processi di spappolamento della paglia sono biodegradabili e sono utilizzabili per la paglia di grano e di riso, la canapa, il bambù, l’ibisco cannabino (kenaf), le conifere (pino, abete, ecc.), i faggi e gli eucalipti. I processi offrono vantaggi ambientali, essendo il processo a emissioni zero e sono economici per la qualità del prodotto e per la possibilità di recuperare interessanti sottoprodotti, quali la lignina. Il progetto “Advanced environmentally friendly composite materials for the furniture
and construction industries” ed il suo seguito Innovative technology for panel manufacture from fiberized agriwaste (CR-1638-91 e IN20551D http://cordis.europa.eu/itt/itt-en/99-5/innov4.htm) ha sviluppato con successo un prototipo di laboratorio di una nuova tecnologia che consente la costruzione di pannelli realizzati interamente in paglia. Il processo è in grado di alterare la struttura della fibra della paglia in un modo economicamente efficiente grazie a un sistema di sfibratura chimico termico e meccanico che destruttura gli strati di cera e silice che circondano le cellule della paglia e porta alla creazione di singole fibre. L’ottimizzazione dei parametri di processo - quali il tipo e la concentrazione dei reagenti, la temperatura, e il grado di forza meccanica utilizzata – sono tali da permettere di selezionare le caratteristiche del prodotto finale desiderato prima che la
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produzione sia programmata (e la paglia può essere anche sostituito da altre fibre vegetali come lino, bucce di cocco, gambi di cotone o di canapa, ecc.). La tecnologia, brevettata in 40 paesi, permette di penetrare e legare le singole fibre utilizzano molta meno formaldeide che nei prodotti similari. Il processo è stato successivamente industrializzato con un prezzo finale dello strawboard inferiore di circa il 20% rispetto a quello dei pannelli truciolari o di fibra concorrenti. I moduli costruiti, particolarmente adattati al settore dell’edilizia, hanno dimostrato in laboratorio di essere fino a sette volte più resistenti di quelli di solo legno ed hanno il 35% in più di resistenza all'acqua. Il prodotto è attualmente in vendita (http://www.envirowall.net/products/applications/strawboard)..
Il progetto (ECO-PCCM http://cordis.europa.eu/result/report/rcn/49566_es.html e http://www.cnr.it/commesse/Scheda_Modulo.html?id_mod=2119) ha dimostrato come dalla paglia di riso, dal cotone e dalle fibre di legno si possano facilmente produrre polimeri idonei alle applicazioni strutturali. I materiali ottimizzati presentano proprietà di isolamento integrale termico e acustico per il miglioramento dell'efficienza energetica degli edifici ecologici e possono essere lavorati in modo da ottenere componenti strutturali compositi di facile assemblaggio. Sono state studiate le tecniche di produzione più appropriate per ottenere una rapida applicazione a livello industriale e costi di produzione ridotti, elaborando metodi e direttive per lo smontaggio e il riciclaggio rapido dei materiali.
Da questa sommaria sintesi, si evince che a parte i due progetti di ricerca Biocompost e Eco-rice, le altre iniziative finanziate dai programmi dell’UE e sopra citate, avevano come ragione di essere e obiettivo principale quello di produrre energia/fertilizzanti/materiali da biomasse o scarti di origine agricola; per questi progetti la paglia di riso è una biomassa alla stregua delle altre e non è il problema da risolvere in base al quale è stato elaborato il progetto.
7. Possibili linee di finanziamento comunitarie La nuova programmazione europea per la ricerca comincia dal 2014 e durerà fino al 2020. I nuovi programmi europei a sostegno della ricerca e dello sviluppo tecnologico sono già stati definiti, approvati e avranno le durata della programmazione. Orizzonte 2020 (http://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/) è il programma più importante che, come i precedenti Programmi quadro, finanzia la ricerca e la conoscenza (software): non le strutture materiali, gli immobili o l’acquisto delle macchine che devono essere finanziate da altri fondi. Il budget del programma Orizzonte 2020 è di € 80 miliardi. Tre sono gli obiettivi chiave del programma: a. mantenere la posizione dell’UE in testa alla classifica mondiale nella scienza, b. contribuire ad affermare il primato industriale nell’innovazione favorendo un più ampio accesso al capitale e sostegno alle PMI e c. affrontare i principali problemi comuni a tutti gli europei. Sei sono i settori di intervento:
i. sanità, evoluzione demografica e benessere;ii. sicurezza alimentare, agricoltura sostenibile, ricerca marina marittima e bioeconomia;iii. energia sicura, pulita ed efficiente;iv. trasporti intelligenti, verdi e integrati;v. interventi per il clima, efficienza delle risorse e materie prime;vi. società inclusive, innovative e sicure.
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Per quanto riguarda la paglia di riso, la sezione più interessante è Climate action, environment, resource efficiency and raw materials (Parte 12), ambito rifiuti. Il bando che sembra più adatto per finanziare progetti che riguardino la paglia di riso è il WASTE-7-2015: Ensuring sustainable use of agricultural waste, co-products and by-products in cui la paglia è chiaramente menzionata: lo scopo di questo bando è la valutazione delle tecniche esistenti (trattamento biologico, distillazione, produzione di biogas, ecc. ), lo sviluppo di nuovi approcci, l’istituzione di piattaforme di conoscenze che favoriscano la diffusione di questi nuovi approcci e il sostegno a studi per l’identificazione di lacune nella conoscenza. In particolare, per quanto riguarda la paglia e gli altri residui di colture (anche in miscela con letame), la ricerca contribuirà alla creazione di filiere sostenibili dei prodotti in surplus attraverso misure di salvaguardia ambientale, sviluppo di linee guida sull’utilizzo della paglia come fertilizzante o ammendante, per garantire la protezione dei suoli e adeguati livelli di materia organica, oltre che pratiche agricole di raccolta e gestione della paglia per scopi alternativi. Il coinvolgimento di tutte le categorie di attori coinvolti nelle attività (produttori, trasformatori, consulenti, ricercatori, a seconda dei casi) sarà valutata positivamente.Anche nel bando WASTE-2-2014: A systems approach for the reduction, recycling and reuse of food waste, ci potrebbero esserci spazi per iniziative riguardanti la paglia. Nel bando WASTE-4-2014/2015: Towards near-zero waste at European and global level, viene fatto notare come i rifiuti biodegradabili possono sostituire le risorse fossili nella produzione di prodotti ad alto valore aggiunto, come le sostanze chimiche speciali e i materiali plastici. La conversione dovrebbe avvenire in bio-raffinerie e coinvolgere un approccio a cascata. L'approccio a cascata è in linea con la gerarchia dei rifiuti; ciò implica che i rifiuti vengano utilizzati in base al valore aggiunto e che i sottoprodotti/rifiuti dei processi produttivi vengano possibilmente nuovamente usati come materia prima per altri scopi. Il progetto finanziato utilizzerà la metodologia del ciclo di vita del prodotto (LCA).Infine il bando WASTE-7-2015: Ensuring sustainable use of agricultural waste, co-products and by-products finanzierà azioni che dovrebbero valutare tecniche esistenti e sviluppare nuovi e innovativi approcci per l'uso efficiente dei rifiuti agricoli, coprodotti e sottoprodotti, contribuendo in tal modo alla creazione di catene di valore sostenibile nel settore agricolo e della trasformazione. Le attività di ricerca e innovazione studieranno gli ambiti rifiuti/co-prodotti/sottoprodotti, nonché concime/liquami. Per quanto riguarda la paglia e gli altri residui di colture, le attività si orienteranno all'uso ottimale della paglia per il miglioramento del suolo e alle pratiche agricole di raccolta e gestione della paglia per scopi alternativi.Nell’ambito del programma Orizzonte 2020 va inoltre citata l’iniziativa PMI: è stata creata con l'obiettivo di colmare le lacune nel finanziamento della fase iniziale preparatoria, della ricerca vera e prioria e dell'innovazione nelle PMI. Lo strumento è organizzato appunto in 3 fasi che coprono diverse fasi del ciclo dell'innovazione fino alla diffusione. I processi di valutazione delle proposte si basano su regole semplici per ridurre il tempo di valutazione e la difficoltà di presentazione: la prima fase è rivolta alla valutazione della fattibilità tecnica e potenziale di mercato dell’idea. La seconda fase finanzia le attività di ricerca ed innovazione, con particolare attenzione alla dimostrazione (prove , prototipi , studi di scale- up, design, pilotaggio di processi innovativi, prodotti e servizi, verifica delle prestazioni, ecc. ) e replica sul mercato incoraggiando il coinvolgimento degli utenti finali o potenziali clienti. La terza fase riguarda finanzia le misure di commercializzazione dei prodotti e/o servizi innovativi attraverso misure come il networking, coaching e mentoring, facilitando l'accesso al capitale privato. Le PMI
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possono presentare domanda di finanziamento dalla fase 1, oppure direttamente dalla fase 2 o 3 a seconda del progetto. Il completamento di una fase consente ad una PMI di passare direttamente a quella successiva.
Il programma Life+ 2007-2013 infine viene infine sostituito da Life 2014-2020 (http://ec.europa.eu/environment/life/) mantenendo in sostanza gli stessi obiettivi: nell'ambito della programmazione 2014-2020 dell'Unione europea, il sostegno alle iniziative con scopo ambientale viene ampliato coinvolgendo l'agricoltura e lo sviluppo regionale. Tre le priorità:
a. mitigazione delle emissioni di gas a effetto serra,b. adattamento ai cambiamenti climatici,c. governance e informazione.
Un nuovo tipo di progetti – i progetti integrati - sarà introdotto per sostenere la promozione di azioni per il clima di tutti i settori a livello regionale. Anche strategie di mitigazione dei cambiamenti climatici locali e regionali o di adattamento specifiche o piani d'azione potranno essere finanziati.
8. Schede tecnologie di valorizzazione energeticaelenco schede:
A.1 ACQUA&SOLE: Tecnologia italiana di produzione di biogas da digestione anerobica della paglia di riso e successivo utilizzo del gas per cogenerazione, seguita dal polo ENERMY di Vercelli, con basso costo di investimento e in grado di utilizzare paglia di riso raccolata “tal quale”, in qualunque condizione di umidità. Il sistema è modulare e può essere sviluppato anche per piccole taglie di potenza(inferiore a 100 kWe)
A.2 BIO&WATT GASIFICATION: Tecnologia italiana di gassificazione di biomasse solide ad elevato rendimento e su piccola taglia (http://www.bioewatt.com/)
A.3 BIOCHEMTEX AGRO s.r.l.: Tecnologia italiana innovativa per la produzione di bioetanolo di seconda generazione (da biomasse no-food). L’impianto dimostrativo, realizzato a Crescentino (VC), si basa su tecnologia proprietaria PROESATM che, mediante un trattamento fisico-termico, rende disponibili le cellulose e le emicellulose, contenute nella biomassa vegetale di partenza, all’idrolisi di tipo enzimatico. Le successive fermentazioni alcoliche e distillazione producono l’etanolo anidro. (http://www.biochemtex.com/).
A.4 DHALMAN RENEWABLE TECHNOLOGY B.V.: tecnologia Olandese di gassificazione indiretta abbinbata a un a tecnologia di pulizia gas/rimozione tar (http://www.renewableenergy.nl/index.php?pageID=3238&n=544&itemID=358603).
A.5 ECOREL POWERS: Tecnologia italiana di pirogassificazione della paglia abbinata a combustione del gas prodotto in un motore endotermico (http://www.ecorelpower.com/)
A.6 GASCOM RENEW (Azienda aderente al Polo ENERMHY): Tecnologia italiana di pirolisi lenta ed indiretta in tamburo rotante integrata d sistemi di combustione e/o gassificazione (http://www.gascom.it/)
A.7 GATE (Azienda aderente al Polo ENERMHY): Tecnologia di gassificazione delle biomasse, in fase di sviluppo da parte di una società che ha avuto origine dall’incubatore di imprese UNIVER di Vercelli (http://www.consorziouniver.it/it-IT/incubatore/imprese-incubate-vercelli/imprese-uscite/gate-s-a-s/)
A.8 HYSYTECH (Azienda aderente al Polo ENERMHY): Tecnologia italiana di gassificazione, collegata al citato progetto MORGASS del “Club della Gassificazione” (http://www.hysytech.com/)
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A.9 UNIGE: Progetto “RISEN - from RIce Straw to Energy” focalizzato sulla gestione sostenibile dei rifiuti prodotti durante la raccolta del riso (principalmente paglia di riso) del Politecnico di Torino e dell’Università di Genova, basato sulla disponibilità di gassificatore pilota con reattore tipo “Spouted Bed” a Biella
A.10 XYLOWATT: Tecnologia Belga di pirogassificazione della paglia in un gassificatore denominato “NOTAR® gasification reactor“, caratterizzato da una tecnologia multistadio ad elevato rendimento (http://www.xylowatt.com/)
9. Schede tecnologie di utilizzo non energeticoA.11 N.O.V.A. CIVITAS NUOVI ORGANISMI DI VITA ABITATIVA srl: Tecnologia Italiana per la
realizzazione di componenti per unità abitative basata sull’utilizzo delle ballette in paglia di riso racchiuse con tecniche di compressione all’interno di telai strutturali in legno (www.novacivitas.it)
10. Considerazioni conclusive
Schematicamente il presente Documento: sarà utilizzato per incontri con Autorità Regionali e Nazionali per illustrare le azioni che a
livello locale e non solo, sono state messe in campo per garantire alternative alla bruciatura di stoppie e paglia di riso;
sarà utilizzato per supportare richieste di finanziamento per la sperimentazione dei progetti ivi presentati;
sarà base di confronto con la Regione Piemonte in sede di redazione delle nuove Misure del PSR 2014-2020, al fine di individuare azioni a favore della biodiversità in risicoltura, analogamente all’esperienza lombarda;
costituirà un veicolo promozionale per le aziende agricole che intendono “battere” nuove strade per garantire un ritorno economico della paglia (che oggi non ha);
sarà anche un veicolo promozionale per le aziende che hanno progetti di valorizzazione della paglia;
sarà un’opportunità, insieme agli utilizzi della lolla, per gli utilizzi della paglia di valorizzare il prodotto riso del tipo “non si butta via nulla”, e anche il vercellese come zona all’avanguardia nel know-how del riso e dei suoi derivati.
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