La maggior parte degli impianti di produzione di pellet è di piccole dimensioni, con una capacità media annua di circa 9.000 tonnellate. Dopo i problemi di carenza di pellet nel 2013, quando ne vennero prodotte solo circa 29.000 tonnellate, il settore ha registrato una crescita esponenziale, raggiungendo le 88.000 tonnellate nel 2016 e si prevede che raggiungerà almeno le 290.000 tonnellate entro il 2021.

Il Cile ricava il 23% della sua energia primaria dalla biomassa. Questa include la legna da ardere, un combustibile ampiamente utilizzato per il riscaldamento domestico, ma anche legato all'inquinamento atmosferico locale. Negli ultimi anni, nuove tecnologie e combustibili da biomassa più puliti ed efficienti, come il pellet, stanno facendo progressi a ritmo sostenuto. La Dott.ssa Laura Azocar, ricercatrice presso l'Università di La Frontera, offre approfondimenti sul contesto e sullo stato attuale dei mercati e delle tecnologie relative alla produzione di pellet in Cile.

SECONDO IL DOTTOR AZOCAR, l'uso della legna da ardere come fonte primaria di energia è una caratteristica peculiare del Cile. Ciò è legato alle tradizioni e alla cultura cilena, oltre che all'abbondanza di biomassa forestale, all'elevato costo dei combustibili fossili e agli inverni freddi e piovosi della zona centro-meridionale.

Un paese di foreste

Per contestualizzare questa affermazione, occorre ricordare che attualmente il Cile ha 17,5 milioni di ettari (ha) di foreste: l'82% è foresta naturale, il 17% piantagioni (principalmente pini ed eucalipti) e l'1% produzione mista.

Ciò significa che, nonostante la rapida crescita del Paese, con un reddito pro capite attuale di 21.000 dollari all'anno e un'aspettativa di vita di 80 anni, il Paese rimane sottosviluppato in termini di sistemi di riscaldamento domestico.

Infatti, dell'energia totale consumata per il riscaldamento, l'81 percento proviene dalla legna da ardere, il che significa che attualmente circa 1,7 milioni di famiglie in Cile utilizzano questo combustibile, raggiungendo un consumo annuo totale di oltre 11,7 milioni di m³ di legna.

Alternative più efficienti

Anche l'elevato consumo di legna da ardere è legato all'inquinamento atmosferico in Cile. Il 56 percento della popolazione, ovvero circa 10 milioni di persone, è esposto a concentrazioni annue di 20 mg per m³ di particolato (PM) inferiore a 2,5 PM2,5.

Circa la metà di questo PM2.5 è attribuibile alla combustione di legna da ardere. Ciò è dovuto a una serie di fattori, tra cui la scarsa essiccazione della legna, la bassa efficienza delle stufe e il cattivo isolamento delle abitazioni. Inoltre, sebbene la combustione di legna da ardere sia considerata neutra in termini di anidride carbonica (CO2), la bassa efficienza delle stufe ha comportato emissioni di CO2 equivalenti a quelle emesse dalle stufe a cherosene e a gas liquefatto.

Negli ultimi anni, l'aumento dei livelli di istruzione in Cile ha portato alla creazione di una società più emancipata, che ha iniziato a manifestare esigenze legate alla salvaguardia del patrimonio naturale e alla cura dell'ambiente.

A ciò si aggiunge lo sviluppo esponenziale della ricerca e la creazione di capitale umano avanzato che ha permesso al Paese di affrontare queste sfide attraverso la ricerca di nuove tecnologie e nuovi combustibili che rispondano all'attuale fabbisogno di riscaldamento domestico. Una di queste alternative è stata la produzione di pellet.

Interruttore della stufa spento

L'interesse per l'uso del pellet in Cile è nato intorno al 2009, quando è iniziata l'importazione di stufe e caldaie a pellet dall'Europa. Tuttavia, gli elevati costi di importazione si sono rivelati una sfida e la diffusione è stata lenta.

Per diffonderne l'uso, nel 2012 il Ministero dell'Ambiente ha avviato un programma di sostituzione di stufe e caldaie nei settori residenziale e industriale. Grazie a questo programma di sostituzione, nel 2012 sono state installate oltre 4.000 unità, un numero che da allora è triplicato con l'incorporazione di alcuni produttori di elettrodomestici locali.

La metà di queste stufe e caldaie si trova nel settore residenziale, il 28 per cento in enti pubblici e circa il 22 per cento nel settore industriale.

Non solo pellet di legno

In Cile, i pellet sono prodotti principalmente dal pino radiata (Pinus radiata), una specie diffusa nelle piantagioni. Nel 2017, c'erano 32 impianti di produzione di pellet di varie dimensioni distribuiti nelle zone centrali e meridionali del Paese.

- La maggior parte degli impianti di produzione di pellet è di piccole dimensioni, con una capacità media annua di circa 9.000 tonnellate. Dopo i problemi di carenza di pellet nel 2013, quando ne vennero prodotte solo circa 29.000 tonnellate, il settore ha registrato una crescita esponenziale, raggiungendo le 88.000 tonnellate nel 2016 e si prevede che raggiungerà almeno le 190.000 tonnellate entro il 2020, ha affermato il Dott. Azocar.

Nonostante l'abbondanza di biomassa forestale, questa nuova società cilena "sostenibile" ha suscitato l'interesse di imprenditori e ricercatori nella ricerca di materie prime alternative per la produzione di combustibili da biomassa densificata. Numerosi centri di ricerca nazionali e università hanno sviluppato ricerche in questo ambito.

Presso l'Università di La Frontera, il Centro di Gestione dei Rifiuti e delle Bioenergie, appartenente al Nucleo Scientifico BIOREN e associato al Dipartimento di Ingegneria Chimica, ha sviluppato un metodo di screening per l'identificazione di fonti locali di biomassa con potenziale energetico.

Mallo di nocciola e paglia di grano

Lo studio ha identificato il mallo di nocciola come la biomassa con le migliori caratteristiche per la combustione. Inoltre, la paglia di grano si è distinta per la sua elevata disponibilità e per l'impatto ambientale generato dalla consueta pratica di bruciatura di paglia e stoppie. Il grano è una coltura importante in Cile, coltivato su circa 286.000 ettari e che produce circa 1,8 milioni di tonnellate di paglia all'anno.

Nel caso dei gusci di nocciola, sebbene questa biomassa possa essere bruciata direttamente, la ricerca si è concentrata sul suo utilizzo per la produzione di pellet. Il motivo risiede nella sfida di generare combustibili solidi da biomassa che si adattino alla realtà locale, dove le politiche pubbliche hanno portato alla sostituzione delle stufe a legna con stufe a pellet, per far fronte ai problemi di inquinamento atmosferico locale.

I risultati sono stati incoraggianti: i risultati preliminari suggeriscono che questi pellet sarebbero conformi ai parametri stabiliti per i pellet di origine legnosa secondo la norma ISO 17225-1 (2014).

Nel caso della paglia di grano, sono stati effettuati test di torrefazione per migliorare alcune caratteristiche di questa biomassa, tra cui la dimensione irregolare, la bassa densità apparente e il basso potere calorifico, tra gli altri.

La torrefazione, un processo termico condotto a temperature moderate in ambiente inerte, è stata ottimizzata specificamente per questo residuo agricolo. I risultati iniziali suggeriscono un aumento significativo dell'energia trattenuta e del potere calorifico a temperature operative moderate inferiori a 150 °C.

Il cosiddetto pellet nero prodotto su scala pilota con questa biomassa torrefatta è stato caratterizzato secondo la norma europea ISO 17225-1 (2014). I risultati sono stati soddisfacenti, raggiungendo un aumento della densità apparente da 469 kg per m³ a 568 kg per m³ grazie al processo di pretrattamento tramite torrefazione.

Le sfide in sospeso mirano a trovare tecnologie per ridurre il contenuto di microelementi nei pellet di paglia di grano torrefatta, al fine di ottenere un prodotto che possa essere immesso sul mercato nazionale, contribuendo a combattere i problemi ambientali che affliggono il Paese.