Le foreste svolgono una molteplicità di funzioni e producono beni e servizi che l’uomo da sempre utilizza, direttamente o indirettamente, a proprio vantaggio, primo fra tutti il legno. Da alcuni anni è in atto una "riscoperta del legno", sia come materiale costruttivo che come fonte di energia, in particolare grazie alla quasi completa neutralità dal punto di vista delle emissioni di carbonio in atmosfera ed alla fluttuazione dei prezzi dei combustibili fossili. Il ruolo dell’energia derivante dalle biomasse e, in particolare, dalle biomasse legnose nel soddisfacimento della domanda complessiva di energia è ampiamente discusso dal punto di vista economico e politico a livello internazionale. Non vanno tuttavia trascurate le ricadute sociali e ambientali legate allo sfruttamento di queste risorse naturali e rinnovabili, che deve essere condotto il più possibile in un’ottica di sostenibilità. Solo in questo modo alla riduzione delle emissioni in atmosfera di carbonio di origine fossile si accompagnerà anche il mantenimento della multifunzionalità propria degli ecosistemi forestali.
Circa il 30% delle foreste del mondo (pari 1.2 miliardi di ettari) viene destinato principalmente alla produzione, diversificata in prodotti legnosi e prodotti non legnosi. Un ulteriore 24% della superficie forestale svolge diverse funzioni, includendo in molti casi anche la produzione di legno e prodotti non legnosi (collegamento Scheda prodotti forestali non legnosi). Dopo una riduzione avvenuta negli anni Novanta, le utilizzazioni forestali hanno iniziato a registrare un incremento. A livello globale, la massa legnosa asportata con le utilizzazioni forestale ammontano a 3.4 miliardi di metri cubi all’anno, corrispondenti allo 0.7% della biomassa legnosa totale. Considerando, tuttavia, le carenze delle statistiche ufficiali e soprattutto il fenomeno dei tagli abusivi (illegal logging), la quantità reale di legname utilizzato è indubbiamente maggiore e pertanto tale dato è largamente sottostimato.
Il legno utilizzato per scopi energetici rappresenta circa la metà del legno estratto dalle foreste a livello mondiale ogni anno. Esistono differenza significative tra le diverse regioni, con oltre due terzi del legno utilizzato per scopi energetici impiegato in Africa e Asia e meno del 20% impiegato in Europa, Nord America e Oceania. I principali produttori di legno a scopo energetico sono India (306 milioni di metri cubi), Cina (191 milioni di metri cubi) e Brasile (138 milioni di metri cubi). La produzione di legna da ardere è significativa solo in alcuni paesi industrializzati come Stati Uniti, Messico, Finlandia, Svezia, Austria.
Nelle zone rurali della maggior parte dei paesi in via di sviluppo si utilizza principalmente la legna da ardere, mentre in molte aree urbane africane, asiatiche e sud-americane il carbone vegetale rappresenta la più significativa fonte di energia.
La maggior parte del legno destinato a fini energetici viene prodotto e consumato a livello locale.
Storicamente, il legno è stato la più importante fonte di bioenergia ed è stato usato dall’uomo per riscaldarsi e cucinare fin dalla scoperta del fuoco. L’energia prodotta dalla combustione delle biomasse legnose è spesso ancora la prima, se non l’unica, fonte disponibile nelle zone rurali dei paesi meno sviluppati. In queste aree la legna ha quindi un ruolo essenziale per la copertura di bisogni primari, quali l’alimentazione (cottura dei cibi; sterilizzazione dell’acqua), l’illuminazione e il riscaldamento. Anche molti paesi sviluppati utilizzano il legno per diversi scopi, tra i quali la produzione di energia sta assumendo sempre più importanza.
L’energia prodotta dal legno costituisce il 27% del totale in Africa, il 13% in America Latina e Caraibi, il 5% in Asia e Oceania. La volontà di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili ha portato ad un uso sempre maggiore dell’energia prodotta da legno anche in paesi sviluppati; ad esempio in Europa e Nord America circa 90 milioni di persone utilizzano il legno come fonte principale per il riscaldamento domestico.
Recentemente l’energia proveniente dal legno ha quindi iniziato ad attirare l’attenzione in qualità di valida alternativa all’energia proveniente da combustibili fossili. La realizzazione di sistemi più efficienti per la produzione di energia basati sull’utilizzo del legno è stato senz’altro favorito da cambiamenti nelle politiche energetiche in molte parti del mondo. Sono stati effettuati investimenti finalizzati al miglioramento dell’efficienza nella produzione di calore ed energia elettrica, soprattutto nel campo delle applicazioni industriali, che hanno consentito lo sviluppo di nuove tecnologie. In molti paesi la produzione di energia da biomasse legnose attraverso tecnologie ad alta efficienza risulta già competitiva con l’energia prodotta da fonti fossili e può offrire tra i più alti livelli di efficienza in termini di quantità di energia ed emissioni prodotte rispetto a tutte le altri bioenergie.
L’approvvigionamento di biomassa legnosa per la produzione di energia può derivare da una varietà di sistemi di produzione esistenti, tra cui i residui delle utilizzazioni, che costituiscono una fonte estremamente vantaggiosa, considerando la loro disponibilità e il costo relativamente basso. Durante il taglio di utilizzazione in bosco solo una parte dell’albero viene convertita in prodotti destinati al mercato, mentre tra l’80 e il 90% del volume dei residui delle utilizzazioni potrebbe essere utilizzato per la produzione di energia. La maggior parte di questo materiale consiste in cimali degli alberi, ramaglie e altri scarti che solitamente vengono lasciati in bosco al termine delle operazioni di utilizzazione. E’ tuttavia importante sottolineare che tali residui legnosi, e in generale tutta la necromassa (legno morto) presente in bosco, svolgono una funzione essenziale per il mantenimento della salute dell’ecosistema, costituendo ad esempio una fonte essenziale di nutrienti, fornendo habitat a numerose specie animali e vegetali, riducendo il rischio di erosione. Parte della necromassa presente in bosco, compresa parte dei residui delle utilizzazioni, dovrebbe pertanto essere lasciata in bosco, pena la riduzione della biodiversità e delle funzionalità dell’ecosistema.
Il legno a uso energetico
Nel contesto delle fonti energetiche rinnovabili, il legno, come altre biomasse (ossia l’insieme di materie prime rinnovabili e di prodotti energetici che traggono origine da materiale organico generato da un processo biologico), svolge sempre più spesso un ruolo di primaria importanza. Le biomasse per energia includono anche residui agricoli e forestali, rifiuti solidi urbani, residui e rifiuti di processi biologici industriali e coltivazioni energetiche dedicate (erbacee ed arboree).
Tutti i boschi producono legno utilizzabile a fini energetici; nel caso dei boschi con forma di governo a ceduo la legna da ardere rappresenta tendenzialmente il prodotto principale, mentre nelle fustaie il prodotto legnoso principale è il legname da lavoro. Tuttavia anche nel corso del ciclo colturale di queste ultime possono essere prodotte biomasse legnose (es. materiale ottenuto dai diradamenti, residui dell’utilizzazione finale) che possono essere destinate ad uso energetico.
Un discorso a parte meritano poi gli impianti forestali realizzati con lo scopo di produrre energia (ad es. le produzioni forestali specializzate a turno breve o short rotation forestry-SRF), che in definite condizioni possono svolgere un ruolo complementare importante.
Ingenti quantitativi di residui e di scarti legnosi che possono essere valorizzati a fini energetici vengono inoltre prodotti dalle industrie del legno di prima e seconda lavorazione. Il riuso a livello aziendale di tale materiale è già diffuso da tempo.
I prodotti legnosi potenzialmente utilizzabili per scopi energetici (Figura 1) sono eterogenei per composizione, misura e forma (polvere di legno, segatura, trucioli, ramaglie, tronchi, …). A livello mondiale l’impiego di legna da ardere in forma di ciocchi da stufa o caminetti tradizionali resta molto diffuso: tale utilizzo è pero spesso caratterizzato da una bassa efficienza energetica e da una considerevole emissione di particolato ed inquinanti. Grazie anche al perfezionamento delle tecnologie e degli apparecchi di combustione, è stato possibile aumentare l’efficienza energetica fino a valori superiori all’85% e con una drastica riduzione delle emissioni inquinanti. Anche l’utilizzo di legno cippato o compresso in pellets ho favorito il raggiungimento di questi ottimi risultati. La cippatura è un’operazione meccanica che riduce assortimenti legnosi di diversa misura in scaglie (chips) di piccole dimensioni (2-10 cm di lunghezza e spessore di qualche millimetro), agevolando la movimentazione del materiale e l’alimentazione degli impianti. La densificazione dei residui legnosi di piccola granulometria (trucioli, segatura, polvere di legno, ecc.) prodotti principalmente dai diversi livelli industriali della filiera-legno produce invece un combustibile denso, in forma di cubetti, pellets (piccoli cilindri di 8-10 mm di diametro e 20-30 mm di lunghezza) e bricchette o briquettes (a forma di saponetta o di cilindro con lunghezza tra 50 e 300 mm).
figura 1 - Tipologie di biomasse legnose utilizzabili a fini energetici
Tipologie di biomasse legnose utilizzabili a fini energetici
(tratto da Regione Piemonte, 2004. L’energia del legno. Nozioni, concetti e numeri di base. http://www.regione.piemonte.it/foreste/images/files/pubblicazioni/energia_legno.pdf)
Uno dei principali benefici offerti dalle foreste dal punto di vista socio-economico è la possibilità di utilizzare il legno per produrre energia. Il valore economico mondiale dell’estrazione del legno è stimato attorno ai 100 miliardi di dollari all’anno; mentre per i prodotti non legnosi si aggira intorno ai 18,5 miliardi di dollari (tale cifra presenta un grosso margine di incertezza legato alla difficoltà nel reperire le informazioni necessario alla valutazione economica).
Se le politiche economiche e ambientali in senso lato, e quelle forestali in particolare, hanno in passato trascurato l’utilizzazione a fini energetici del legno, ritenendolo un prodotto obsoleto e non concorrenziale rispetto ad altre forme rinnovabili di energia, grazie alla crescente sensibilità verso l’ambiente, all’incremento del prezzo dei combustibili fossili e alle tecnologie che hanno migliorato l’efficienza energetica dell’utilizzo delle biomasse legnose, si sta recentemente assistendo ad una sempre maggiore diffusione di questa forma di energia.
Lo sfruttamento di queste risorse naturali deve essere tuttavia responsabile e sostenibile. Secondo alcuni autori, la gestione sostenibile delle foreste e l’impiego di biomasse legnose a fini energetici potrebbero rappresentare un rilevante contributo alla riduzione della concentrazione atmosferica di gas serra. In questo contesto appare fondamentale valutare le strategie di gestione forestale da adottare per ridurre l’effetto serra. In alcuni casi una politica di protezione delle foreste e riduzione delle utilizzazioni potrebbe contribuire a massimizzare la capacità del bosco di immagazzinare carbonio. Poiché però la capacità di agire come carbon sink di un ecosistema forestale non è costante, l’impiego delle biomasse forestali come sostituto dei combustibili fossili, tra i principali responsabili dell’aumento della concentrazione atmosferica di CO2, può in alcuni casi essere ampiamente giustificato. L’ago della bilancia nella scelta della strategia più opportuna è spesso rappresentato dall’efficienza del processo di trasformazione energetica della biomassa legnosa disponibile.
FAO, 2012. Wood energy. Rome, Italy.
FAO, 2014. State of the World’s Forests 2014. Rome, Italy.
Hellrigl B., 2006. Elementi di Xiloenergetica. Definizioni, formule, tabelle. AIEL.
