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Energia dalla biomassa residuale

Ogni combustibile possiede una determinata quantità di energia che può essere rilasciata con la combustione trasformandosi in una risorsa utile agli scopi desiderati (produzione di energia elettrica e termica).

La quantità di energia primaria disponibile viene identificata col nome di potere calorifico del combustibile.

Che cos’è il potere
calorifico

Il potere calorifico esprime la quantità di energia che può essere ricavata dalla combustione completa di un’unità di massa.

Studi di letteratura dimostrano che il potere calorifico del legno (PCm), proveniente da diverse specie, varia in un range abbastanza ristretto [tra 2,5 a 5,5 kWh/kg].

Nelle conifere è di circa il 2% superiore a quello delle latifoglie. La differenza è dovuta in particolare al maggiore contenuto di lignina delle conifere e in parte anche al maggior contenuto di resine, cere ed oli.

Nei tessuti, costituiti prevalentemente di fibra cellulosica, il potere calorifico inferiore risulta essere più elevato di quello della semplice biomassa legnosa.

Nei fanghi esausti, costituiti da elevate concentrazioni di carbonio, il potere calorifico risulta promettente e numericamente interessante purchè essiccati al 20% di umidità.

Anche il contenuto di umidità nel legno modifica il suo potere calorifico, riducendolo via via che il contenuto idrico aumenta. Questo accade perché parte dell’energia, liberata nel processo di combustione, viene spesa per l’evaporazione dell’acqua, e quindi non è più disponibile per l’uso termico desiderato.

L’evaporazione dell’acqua necessita di circa 667 Wh di energia per ogni kg di acqua evaporato.

COME SI CALCOLA IL POTERE CALORIFICO

La formula per il calcolo del potere calorifico del legno (kWh/kg) con un dato contenuto idrico {M%) è la seguente:

La variazione del potere calorifico (con PCM = 5,14 kWh/kg = 18,5 MJ/kg) in funzione di M è rappresentata dal seguente diagramma:

IL POTERe CALORIFICO
DEI PRINCIPALI COMBUSTIBILI

La variazione del potere calorifico (con PCm = 5,14 kWh/kg = 18,5 MJ/kg) in funzione di M è rappresentata dal seguente diagramma.

COMBUSTIBILE

POTERE CALORIFICO (VALORI MEDI)

MJ

kWh

1 kg di legno (M = 20%)
14,40 MJ/kg
4,00 kWh/kg
Gasolio extraleggero
36,17 MJ/I (42,5 MJ/kg)
10,00 kWh/l (11,80 kWh/kg)
Gasolio leggero
38,60 MJ/I (41,5 MJ/kg)
10,70 kWh/l (11,50 kWh/kg)
Metano*
36,00 MJ/m
10,00 kWh/m
GPL**
24,55 MJ/l (46,3 MJ/kg)
6,82 kWh/l (12,87 kWh/kg)
Carbone
27,60 MJ/kg
7,67 kWh/kg
Koke 40/60
29,50 MJ/kg
8,20 kWh/kg
Lignite (briquettes)
20,20 MJ/kg
5,60 kWh/kg
Tessuti
20,91 MJ/kg
5,91 kWh/kg
Fanghi
14,8 MJ/kg
4,11 kWh/kg
1 kWh elettrico
3,60 MJ
1,00 kWh/kg
*1 kg = 5,8 l (20°C, 216 bar) ** 1 m3 GPL = 4 l = 2 kg
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