Il progetto BiQUEEN
Progetto BiQUEEN - Biomasse di Qualità per la produzione Efficiente di Energia
Origine delle biomasse legnose, controllo di inquinanti solidi e volatili e produzione di energia mediante combustione controllata
Obiettivo generale del progetto è l'innovazione e l'ottimizzazione dello sfruttamento di energia da biomasse spontanee rinnovabili di qualità controllata, derivanti dalla manutenzione programmata dei boschi e dal re-impiego di legno derivante da attività industriali della filiera foresta-legno, con valorizzazione delle biomasse di qualità prodotte localmente allo scopo di produrre energia con risorse di caratteristiche note e legate al territorio. La tecnologia di riferimento per la produzione di energia da biomasse è la combustione, tecnologia matura e ampiamente presente sul mercato, ma che necessita di studi volti alla ottimizzazione del processo sia per quanto riguarda la resa energetica che le emissioni. Un ulteriore obiettivo qualificante, è la generazione di innovazioni concrete in grado di produrre delle ricadute applicative sul tessuto territoriale e sul contesto socio-economico trentino; a tale scopo è previsto il coinvolgimento del Consorzio "Distretto Tecnologico Trentino", così da favorire il trasferimento tecnologico e delle conoscenze tra gli enti partecipanti alla ricerca e il sistema delle imprese operanti nella filiera foresta-legno e di quelle della filiera energia-ambiente.
Per raggiungere gli obiettivi generali identificati, il progetto si basa sulle sinergie e collaborazioni tra istituti e centri di ricerca localizzati in Trentino quali IVALSA/CNR, Università di Trento e Fondazione Kessler, unitamente a una qualificata Università dell'est europeo allo scopo di condividere non solo attrezzature, ma in particolare esperienze e conoscenze specifiche.
Un ulteriore strumento per la condivisione e la diffusione di conoscenze specialistiche e per il trasferimento tecnologico è stato identificato nel coinvolgimento e nella formazione di giovani ricercatori, che rappresentano un elemento preponderante nell'economia del progetto sia in termini di risorse temporali sia in termini di investimento finanziario.
Il progetto si divide in quattro parti: 1) controllo dell'origine delle biomasse per evitare i fenomeni di trasferimento di stock inquinati o derivanti da tagli abusivi, o da stock non locali; 2) controllo di inquinanti solidi in biomasse boschive, residui di lavorazioni e manufatti a fine ciclo di vita; 3) monitoraggio di volatili (tra cui gas serra, tossici, ecc.) derivanti dalle fermentazioni nei cumuli di stoccaggio di biomasse umide; 4) trasformazione in caldaia sperimentale mediante combustione ottimizzata per la produzione di energia, e controllo emissioni.
Le metodologie di misura rispondono a requisiti di velocità e limitato impiego di risorse umane, così da rendere i controlli effettivamente applicabili, mentre le tecnologie di sfruttamento energetico delle biomasse rispondono a requisiti di ottimizzazione del processo sia per quanto riguarda la resa energetica che le emissioni. Le tecniche previste sono: 1) spettroscopia all'infrarosso vicino (NIR) per il controllo dell'origine delle biomasse; 2) la spettroscopia all'infrarosso medio (MIR-ATR) e l'assorbimento atomico (AA) per il controllo di inquinanti solidi; 3) la spettroscopia laser PA e spettrometria PTR-MS per il monitoraggio di composti volatili; 4) ottimizzazione del processo di combustione.
Compito dell'Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree (CNR IVALSA) - San Michele all'Adige (TN) è quello di effettuare studi sull'origine delle biomasse e sugli inquinanti solidi sotto la direzione scientifica di Martino Negri. L'Università di Scienze della Vita di Poznan - Polonia ha il ruolo di campionamento di biomasse di origine boschiva di differenti specie legnose centro e nord-europee e dell'Europa orientale, e di differenti qualità in termini di cariche inquinanti, sotto la coordinazione del Dott. Bartosz Palubicki. Il ruolo della Fondazione Bruno Kessler consiste nell'impiegare queste tecnologie per monitorare in tempo reale, ad alta sensibilità ed in modo selettivo le emissioni di molecole volatili di biomasse di origine boschiva durante il loro stoccaggio e/o trattamento allo scopo di caratterizzare processi di fermentazione e l'eventuale emissione di inquinanti, sotto la coordinazione del Dott. Andrea Boschetti. Il ruolo del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell'Università di Trento consiste nella modellazione degli aspetti termodinamici della combustione e nell'effettuazione di misure sperimentali del processo di combustione della biomasse stesse caratterizzando l'influenza delle diverse tipologie di biomasse di origine boschiva o di derivazione industriale utilizzate monitorando in-linea il processo di combustione in funzione del contenuto di umidità del combustibile, sotto la coordinazione del Prof. Ing. Paolo Baggio. Il ruolo del Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento consiste nell'effettuazione di misure sperimentali per il monitoraggio di sostanze volatili in stretta collaborazione con FBKessler, e sotto la supervisione del Dott. Gianni Lazzari. Infine il ruolo del Distretto Tecnologico Trentino consiste nel favorire l'insediamento sul territorio di imprese innovative operanti nei settori di pertinenza del Distretto, con l'adozione di un modello di business basato sull'integrazione di edilizia sostenibile, gestione intelligente del territorio ed energie rinnovabili.
Il progetto BIQUEEN si propone di rivisitare in chiave moderna ed efficiente una tecnologia antica quasi quanto l'uomo, in modo da offrire una fonte di energia rinnovabile, pulita e senza controindicazioni.
BiQUEEN project - BIomasses QUality for Efficient ENergy production
Wooden biomasses origin, check on solid and volatile pollutants, efficient combustion for energy production
The main goal of the project is exploitation of energy from renewable spontaneous biomasses in an innovative and optimized way, exploiting an high quality biomass resulted from silviculture of forests and from re-utilization of wood from wood enterprises; local biomasses linked to the territory will be enhanced producing energy with known high quality characteristics.
The main technology involved in production of energy from biomass is combustion, a mature and widely available technology already on the market, which needs to be improved in efficiency and reduction of volatile emissions. Another prestige goal is to generate real innovations that will be available for Trentino social-economic context. For this purpose Consortium "Distretto Tecnologico Trentino" is involved, in such a way to promote technology and knowledge transfer between the actors involved in the research and the enterprises operating in forest-wood and energy-environment chains.
In order to achieve these general objectives and to share not only equipment, but in particular experience and knowledge, the project is based on synergies and collaborations between Institutes and Research Centers located in Trentino, like IVALSA / CNR, University of Trento and Kessler Foundation, together with an high qualified Eastern European university. Another tool for sharing and diffusing knowledge and technology transfer has been identified in training of young researchers, which represents a primary element in project economy, both in terms of time resources and in terms of financial investment.
The project is divided into four parts: 1) verification of the origin of biomass, to avoid transfer phenomena of polluted, illegal logged or non-local stocks; 2) control of solid pollutants in biomass came from forest, waste processing and wood industry; 3) monitor of volatile emissions (including greenhouse and toxic gases etc..) resulting from fermentation of wet biomass storage; 4) transformation of biomass in energy, setting up an experimental boiler optimized for optimal combustion for power generation and emissions control.
Measurement methods are fast and need only little human control, in such a way to be easily and effectively done in industry everyday work. The technologies of biomass energy exploitation meet requirements of process optimization in energetic efficiency and volatile emissions. The chosen technologies will be: 1) near-infrared spectroscopy (NIR) to check the origin of the biomass; 2) mid-infrared spectroscopy (MIR-ATR) and atomic absorption (AA) for the control of solid pollutants; 3) the PA laser spectroscopy and PTR-MS spectrometry to monitor volatile compounds; 4) optimization of combustion process.
Task of Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree (CNR IVALSA) - San Michele all'Adige (TN) is to conduct research on the origin of the biomasses and solid pollutants, under the scientific direction of Martino Negri. The University of Life Sciences in Poznan - Poland has the role of sampling biomass among central, North and East Europe, choosing different wood species and different pollution types and quantities, under the coordination of Dr. Bartosz Palubicki. The role of Fondazione Bruno Kessler is to use these technologies for a real time high sensitivity and high selectively monitoring of volatile emission originated from woody biomass. In fact during biomass storage and/or treatment there may be an emission of pollutants, due to fermentation processes that are going to be characterized under the coordination of Dr. Andrea Boschetti. The role of the Department of Civil and Environmental Engineering - University of Trento is the modelling of the thermodynamic aspects of combustion and making the experimental measurements of the combustion processes of biomass, characterizing the influence of different types of forest or industrial biomass, using an in-line monitoring of combustion process taking into account the moisture content of the fuel, under the coordination of Prof. Ing Paolo Baggio. The role of the Department of Physics - University of Trento is to perform the experimental monitoring of volatile emissions, in close collaboration with FBKessler and under the supervision of Dr. Gianni Lazzari. Finally, the role of Trentino Technology District is to encourage settlement of innovative companies on the territory, by adopting a business model based on the integration of sustainable building, organized land management and renewable energies.
The BIQUEEN project plans to revisit in a modern and efficient way an ancient technology - the use of fire, in order to provide a source of renewable, efficient and clean energy.
