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BIO_FOR_ENERGY
MODELLI INNOVATIVI DI GESTIONE FORESTALE PER LA PRODUZIONE DI
BIOMASSE
INNOVATIVE FOREST MANAGEMENT MODELS FOR ENERGY BIOMASS PRODUCTION
Progetto finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (fondi PRIN 2005)
Project funded by the Italian Ministry of Education, University and Research (PRIN 2005 funds)
Progetto iniziato nel gennaio 2006 e da concludere entro dicembre 2007
Project started on the January 2006, and to be concluded before December 2007
Coordinatore nazionale:
Orazio Ciancio, Università di Firenze
Project leader: Orazio Ciancio, University of Florence
(Italy)
Parole chiave
GESTIONE FORESTALE SOSTENIBILE; SELVICOLTURA; PIANTAGIONI FORESTALI; BIOMASSA LEGNOSA PER ENERGIA; TECNOLOGIE FORESTALI
Keywords
SUSTAINABLE FOREST MANAGEMENT; SILVICULTURE; FOREST PLANTATIONS; ENERGY WOOD BIOMASS; FOREST TECHNOLOGIES
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The role of biomass, and specifically wood biomass, for satisfying energy demands (electrical power and heat) is a topic that has been part of the political and economic debate for two decades, involving environmental, social as well as financial issues. Energy policies tend towards stimulating the use of decentralized renewable resources that do not create negative environmental impacts. And forest biomasses fully meet these requirements. In such articulated framework, albeit in a scientific context the debate about forest biomass exploitation for energy uses is becoming increasingly targeted, the results obtained up to now are not yet satisfactory for purposes of real implementation of proactive and calibrated measures with respect to environmental and forest management situations in Italy.In the light of this, the proposed research is targeted on developing innovative methods for the definition of the current and potential role of wood biomass, from both existing forests and forest crops on former farmland, to satisfy the national energy demand. It will take into account the full range of technical (cultivation and product harvesting) and environmental issues that can contribute to the actual sustainable exploitation of these renewable resources.
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The
proposed research project takes into account the complexity of the
problem. The analyses will be conducted on several levels in
relation to the three issues outlined below, to which we shall seek
answers:
1. What are the potential wood biomass harvests from existing
forests if they can be utilised in a rigorous practice of
sustainable management?
2. What is the real possibility of increasing the availability of
energy biomass through dedicated plantations on non-forested land,
in relation to environmental, silvicultural, territorial and market
restrictions in the various parts of our country?
3. What are the possibilities of incrementing the profitability of
the available wood biomass through planning and mechanization of
harvesting and processing?
In relation to the above issues, the study will accordingly be
broken down into three workpackages configured as innovative
methodological approaches closely interrelated and verified in
relation to specific case studies:
WORKPACKAGE 1: will consist of developing models to assess the
potential wood biomass harvest, on a stand level, within the context
of sustainable management through quantification of the exploitable
biomass with silvicultural treatments. Analyses will also be
conducted in GIS environments in order to obtain a georeferenced
model for the assessment on a territorial scale of biomass
explotability sustainable with respect to the ecological potential
of the forest ecosystems and efficient from the technical-economic
standpoint;
WORKPACKAGE 2: will consist of developing management models to
increase the availability of energy biomass through forest tree
cropping on farmland (short-rotation coppices) and of developing
GIS-based models of farmland suitability for such a cropping type;
WORKPACKAGE 3: will consist of developing planning and mechanization
techniques for harvesting and processing for the creation of
effective biomass-energy chains.
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Il ruolo delle biomasse, e in particolare delle biomasse ligno-cellulosiche connesse alle risorse forestali, nel soddisfacimento della domanda complessiva di energia è un tema entrato da almeno due decenni nel dibattito tecnico, investendo questioni ambientali e sociali oltre che economiche. Il progetto di ricerca tiene conto della complessità della problematica, articolando operativamente l'analisi a diversi livelli, in funzione di tre obiettivi generali a cui cercherà di dare risposta:
1. Quali possono essere gli effettivi prelievi potenziali di biomassa legnosa dai soprassuoli boschivi esistenti qualora siano utilizzati in una rigorosa logica di gestione sostenibile?
2. Quale è l'effettiva possibilità di aumentare la disponibilità di biomasse per energia mediante piantagioni forestali specializzate su terreni non boscati, in relazione ai vincoli ambientali, colturali, territoriali e di mercato nelle diverse aree del nostro Paese?
3. Quali sono le possibilità di incrementare la redditività dell'utilizzo delle biomasse forestali legnose disponibili attraverso la pianificazione e la meccanizzazione delle operazioni di raccolta e lavorazione? |
In relazione alle suddette problematiche, la ricerca sarà corrispondentemente articolata in tre linee di attività (workpackages), configurate come approfondimenti metodologici interrelati e verificati in relazione a specifici casi di studio.WORKPACKAGE 1: messa a punto di modelli di valutazione dei prelievi potenziali di biomassa legnosa, a livello di soprassuolo, nel contesto di una gestione sostenibile, attraverso la quantificazione della biomassa utilizzabile con interventi selvicolturali in cedui, rimboschimenti, boschi di neoformazione e in viali tagliafuoco; modelli di valutazione georeferenziata delle biomasse forestali utilizzabili a scala territoriale compatibilmente con le potenzialità ecologiche degli ecosistemi forestali e in modo efficiente dal punto di vista tecnico economico.
WORKPACKAGE 2: messa a punto di modelli di gestione per l'aumento della disponibilità di biomasse legnose per energia mediante impianti a turno molto breve su terreni ex-agricoli; in particolare, verranno valutate e confrontate le potenzialità produttive di cloni del gen. Populus selezionati per la produzione di biomassa legnosa in cedui a turno breve; modelli di valutazione georeferenziata dei territori agricoli potenzialmente destinabili all'arboricoltura da legno con finalità energetiche.
WORKPACKAGE 3: messa a punto di tecniche di pianificazione e meccanizzazione delle operazioni di raccolta e lavorazione per la realizzazione di filiere territoriali biomassa-energia, con particolare riferimento a casi di studio relativi al recupero di: residui delle utilizzazioni di fustaie in ambiente alpino, materiale legnoso derivante da ripuliture di alvei fluviali in ambiente appenninico, biomassa di soprassuoli colpiti da problemi fitosanitari, biomassa derivante da conversione all'alto fusto di cedui montani.
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| INNOVAZIONE RISPETTO ALLO STATO
DELL’ARTE |
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Vari sono i programmi che direttamente o indirettamente hanno mirato alla valorizzazione delle biomasse legnose forestali: a esempio, a livello europeo il programma ALTENER e a livello nazionale il programma PROBIO. In varie località del nostro Paese, già sono attive iniziative indirizzate all'utilizzo di biomasse legnose per il teleriscaldamento su piccola e media scala e ciò favorisce un rinnovato interesse nei riguardi della legna da ardere e dei piccoli assortimenti ottenibili dagli interventi di coltivazione e miglioramento dei soprassuoli forestali.
La presente ricerca è indirizzata allo sviluppo di molteplici valenze della gestione forestale come fonti alternative per l'approvvigionamento di biomassa ligno-cellulosica: a esempio, la biomassa proveniente dalla realizzazione e manutenzione dei viali tagliafuoco può essere destinata a uso energetico e nello stesso tempo contribuire alla prevenzione degli incendi boschivi. Accanto all'approvigionamento dai boschi esistenti, un posto di rilievo possono occupare le coltivazioni a breve ciclo per la produzione di biomassa lignocellulosica in varie aree agricole, di pianura o collinari. |
L'effettiva realizzazione dell'insieme di potenzialità di sviluppo delineate dipende comunque dal superamento di alcuni limiti del settore, tra i quali soprattutto la frammentazione della proprietà forestale e la piccola dimensione e modesta professionalità delle imprese di utilizzazione (laddove il basso valore finanziario della biomassa
ritraibile, in forma sia di legna da ardere che di cosidetto "cippato", e i relativamente elevati costi delle utilizzazioni esigono invece una specifica competenza nella pianificazione delle operazioni e nell'organizzazione dei cantieri). È stato infatti più volte sottolineato come, al di là della disponibilità di materia prima legnosa, il suo impiego su larga scala ponga significativi problemi di organizzazione della produzione, oltre che di gestione sostenibile sotto il profilo ecologico.
Alla luce di tali considerazioni, il progetto proposto intende mettere a punto metodologie innovative per la definizione dell'attuale e potenziale ruolo delle biomasse legnose, sia da boschi esistenti che da impianti su terreni ex agricoli, per il soddisfacimento della domanda nazionale di energia, prendendo in considerazione l'insieme delle tematiche tecniche (colturali e di raccolta dei prodotti) e ambientali che possono contribuire a un effettivo utilizzo sostenibile di queste fonti rinnovabili, attraverso (i) la conoscenza puntuale delle risorse utilizzabili e dei possibili limiti a una loro valorizzazione efficiente e sostenibile dal punto di vista ecologico;
(ii) l'impiego di attrezzature moderne e adeguate alla tipologia dei soprassuoli potenzialmente interessati.
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| Unità
di ricerca (Research
units) |
1) Università di FIRENZE,
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali
Forestali.
Responsabile: Orazio CIANCIO ciancio@unifi.it
L’attività dell’Unità di Ricerca è incentrata sulla messa a punto di modelli di valutazione georeferenziata delle potenziali biomasse forestali, disponibili a scala territoriale per scopi energetici. Allo scopo saranno identificati alcuni casi di studio per la quantificazione puntuale delle biomasse effettivamente ritraibili a scala di soprassuolo, sia in fustaie di conifere in ambiente alpino che in formazioni lineari (vegetazione di alveo) in ambito appenninico. Per tali casi di studio si prevede l’elaborazione di un modello sperimentale di organizzazione dei cantieri di utilizzazione che renda economica, ergonomica e ecocompatibile la produzione di chips per scopi energetici (Workpackages 1 e 3). Questa Unità avrà anche il compito di coordinare l’intero insieme di attività previste dal Progetto.
2) Università di TORINO, Dipartimento Agronomia, Selvicoltura e Gestione del
Territorio.
Responsabile: Giovanni BOVIO giovanni.bovio@unito.it
Le linee di ricerca che verranno sviluppate dall'Unità di Ricerca rientrano nell'ambito dei Workpackages 1 e 2. Nell'ambito del Workpackage 1 si procederà alla valutazione sperimentale della biomassa per energia ottenibile dalla prevenzione antincendio: in particolare, verrà sviluppata l'analisi e la descrizione della biomassa prelevabile nella realizzazione e manutenzione di viali tagliafuoco. Nell'ambito dello stesso Workpackage si procederà inoltre all'analisi delle biomasse che possono essere ricavate da interventi di miglioramento indirizzati ad incrementare l'efficienza ecologica ed ambientale delle cenosi forestali, approfondendo in particolare gli interventi selvicolturali realizzabili in popolamenti governati a ceduo di faggio (anche sottoposti a conversione) in un’area di studio situata in Piemonte. Infine, nell'ambito del Workpackage 2, verrà condotta l'analisi della biomassa legnosa derivabile da impianti di short-rotation forestry realizzati in Pianura Padana con cloni di pioppo in fase di selezione per questo specifico modello colturale.
3) Università della TUSCIA (Viterbo), Dipartimento di Scienze dell'Ambiente Forestale e delle sue
Risorse.
Responsabile: Piermaria CORONA piermaria.corona@unitus.it
Le attività di questa Unità di Ricerca si inseriscono nell'ambito del Workpackage 2. In particolare, il compito è di mettere a punto una metodologia di classificazione dettagliata del territorio, a scala regionale, per individuare gli ambiti potenzialmente idonei a ospitare piantagioni forestali governate a ceduo con turni brevi per la produzione di biomassa lignocellulosica da destinare a impieghi prevalentemente energetici. Al fine di garantirne l'efficacia come supporto alle attività di pianificazione territoriale a livello regionale e sovra-regionale, il modello di valutazione sarà elaborato su base GIS con riferimento a una scala di rappresentazione cartografica di riconoscimento. Il protocollo metodologico sarà basato su informazioni omogeneamente disponibili a livello nazionale, in modo da risultare, oltre che trasparente e verificabile, anche omogeneamente replicabile in tutte le aree geografiche del nostro Paese.
4) Università della CALABRIA (Cosenza), Dipartimento di Difesa del
Suolo.
Responsabile: Francesco IOVINO iovino@dds.unical.it
Le attività di questa Unità di Ricerca si inseriscono nel Workpackage 1: attraverso analisi selvicolturali e dendroauxometriche, ci si prefigge di valutare l'entità della biomassa utilizzabile con gli interventi di sfollo e di diradamento da eseguire in cedui a regime e in quelli in avviamento a fustaia. Verranno prese in esame due tipologie fisionomiche dei cedui che caratterizzano significativamente il territorio forestale della Calabria nel settore collinare e montano, ma che nel contempo sono rappresentative di molte situazioni dell'Italia. In particolare, saranno studiati i cedui di castagno e i cedui di faggio.
5) Università del MOLISE (Isernia), Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio.
Responsabile: Marco MARCHETTI marchettimarco@unimol.it
Il ruolo dell'Unità di Ricerca riguarda la valutazione delle potenzialità di prelievo di biomasse forestali attraverso modalità di gestione forestale sostenibile (Workpackage 1), da effettuarsi in un'area di studio dell'Appennino molisano. Lo studio si baserà sulla creazione di un sistema informativo territoriale con una struttura caratterizzata da tre strati: gestione forestale, tipologie forestali, cartografia di base. Mediante l'applicazione di appositi approcci modellistici, il sistema su base GIS consentirà di individuare aree forestali con potenzialità ottimali di prelievo di biomasse. Saranno quindi scelti, all'interno di ogni area individuata, casi studio riguardanti boschi cedui in cui verranno effettuate analisi di ottimizzazione sostenibile di gestione ambientale ed economica per l'utilizzazione delle biomasse forestali a scopi energetici.
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