Generatori di Calore a Biomassa: Funzionamento e Tipologie

La caldaia a biomassa è diventata una delle forme innovative di riscaldamento grazie alle sue caratteristiche tecniche e alla materia prima impiegata per il funzionamento. Il termine caldaia a biomassa indica i generatori di calore che per il loro funzionamento non richiedono combustibili fossili, ma biomasse.

Cos'è una Caldaia a Biomassa?

Una caldaia a biomassa è un generatore di calore che sfrutta l’energia delle biomasse, cioè dei materiali organici di origine vegetale, per produrre calore tramite la combustione. Riscaldare attraverso le biomasse permette di sfruttare una fonte rinnovabile per eccellenza, proteggendo il ciclo naturale dell’anidride carbonica, risparmiando sui materiali da combustione e proteggendo l’ambiente.

Come Funziona una Caldaia a Biomassa

Il meccanismo di azione di una caldaia a biomassa si avvicina molto a quello delle più diffuse caldaie a gas. La caldaia a biomassa funziona così in modo simile alla tradizionale caldaia a gas, tanto come impianto di riscaldamento quanto per la produzione di acqua calda sanitaria. A cambiare è quindi la fonte primaria e un ruolo preponderante è quello della biomassa legnosa. Il calore prodotto dalla combustione della biomassa è poi trasferito ad un sistema di riscaldamento, che si incarica di diffondere il calore all'interno dell'edificio. Questo calore è utilizzato per scaldare l'acqua che fluisce attraverso i tubi dell'impianto di riscaldamento. Il funzionamento, quindi, è basato sulla combustione della biomassa all’interno di una specifica camera di combustione. La biomassa è alimentata tramite un sistema automatico che la brucia, generando calore che viene trasferito successivamente a un circuito di riscaldamento. Tale circuito distribuisce poi il calore in tutto l’edificio. In determinati contesti, l’energia prodotta dalla caldaia può essere impiegata anche per generare energia elettrica mediante una turbina.

Tipologie di Biomasse

Le biomasse si differenziano in:

• Liquide: derivano dalla spremitura e dalla raffinazione di semi oleosi o da altre parti di piante particolari.
• Gassificate: (biogas, syngas) si ottengono a partire da biomasse solide con appositi processi. Per quanto riguarda il biogas, ad esempio, esso è ottenuto tramite un processo biologico a bassa temperatura per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in una miscela gassosa di metano e anidride carbonica.
• Solide: sono generalmente utilizzate come combustibile in impianti termici.

Tra tutte le biomasse solide, quelle legnose rivestono un ruolo significativo, grazie alla loro ampia disponibilità e alla facilità di stoccaggio e combustione. Le biomasse legnose includono materiali provenienti dal settore agro-forestale e dalle industrie del legno come:

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• Pellet: scarti di lavorazione del legno compressi in cilindretti. Questo materiale viene utilizzato nelle stufe per il riscaldamento diretto degli ambienti o nelle caldaie per riscaldare l’acqua per i termosifoni e/o i pannelli radianti a pavimento. Nel caso di una caldaia a pellet, per esempio, ci troviamo di fronte ad un materiale prodotto con la segature del legno naturale e che è facilmente reperibile.
• Cippato: legno naturale proveniente da boschi triturato con o senza corteccia.
• Segatura: derivata da scarti industriali.
• Tronchetti di legno: costituiti da residui di legno pressati.
• Legna da ardere a pezzi (ciocchi): porzioni di tronco provenienti da boschi.

Una caldaia a biomassa si contraddistingue per la possibilità di essere alimentata sia con uno dei precedenti tipi di combustibile, sia tramite una combinazione di essi. In quest’ultimo caso, ne aumenta la versatilità e l’utilità da parte degli utenti finali. La tipologia più comune consiste delle caldaie a fiamma inversa o rovesciata in cui la fiamma non si sviluppa verso l’alto, bensì verso il basso. In questo modo con la carica del combustibile presente nella parte alta della caldaia stessa, si può caricare il focolare al massimo senza che la legna bruci tutta in una volta insieme.

Tipologie di Caldaie a Biomassa

Nella scelta della caldaia, il primo aspetto da prendere in considerazione riguarda il tipo di combustibile che si vuole impiegare. Vediamo qualche esempio.

Caldaia a Pellet

Il pellet è un combustibile a biomassa ricavato da residui di legno non trattato, di forma cilindrica e di lunghezza casuale solitamente compresa entro i 3 cm. Questi residui vengono ridotti a segatura, essiccati per ridurre l’umidità presente e sottoposti ad un successivo processo di pressatura, in cui pressione e calore permettono di dare vita alle tipiche forme a cilindretto. La qualità del pellet e l’assenza di elementi inquinanti o pericolosi per la salute umana vengono garantiti dalla normativa EN ISO 17225-2.

Caldaia a Cippato

Il cippato di legno rappresenta una biomassa ad un costo molto contenuto, facile da ottenere e semplice da produrre. Si ottiene attraverso la triturazione del legno, processo per cui si utilizza una macchina chiamata cippatrice, capace di ridurre in schegge gli scarti derivanti da tagli, potature e lavorazioni del legno per altri scopi. Queste schegge, lunghe al massimo pochi centimetri, vengono lasciate riposare per alcuni anni per perdere l’umidità assorbita, essiccarsi e diventare pronte per la combustione. Come il pellet e la legna in generale, infatti, maggiore è il livello di essiccazione del cippato, maggiore è il suo potere calorifico. Le caratteristiche del cippato di legno sono definite in funzione della norma europea EN 14961-4, che lo classifica in funzione di:

• Classe qualitativa;
• Pezzatura;
• Contenuto idrico;
• Ceneri.

Caldaia a Legna

La caldaia alimentata a legna rappresenta certamente la soluzione più valida. Tuttavia, è fondamentale assicurarsi che la legna sia adeguatamente essiccata e immagazzinata per ridurre al minimo il contenuto di umidità e che venga successivamente tagliata in pezzi utilizzabili.

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La Scelta del Biocombustibile

La scelta corretta del biocombustibile dipende da diversi fattori, tra cui:

• Densità energetica;
• Contenuto di umidità;
• Dimensione delle particelle;
• Quantità di cenere.

È fondamentale considerare che il biocombustibile deve soddisfare sia i requisiti tecnologici che quelli ambientali del generatore di calore e che la scelta ottimale del combustibile può variare da situazione a situazione, in quanto non esiste una soluzione universale. In generale, i biocombustibili di bassa qualità presentano umidità elevata, pezzatura variabile e basso punto di fusione delle ceneri. Solitamente, vengono impiegati all’interno di impianti di grandi dimensioni in grado di compensare i costi elevati associati alla gestione del combustibile e alla pulizia dei gas di scarico. Al contrario, i biocombustibili di alta qualità, più gestibili, sono spesso preferibili per impianti di piccole dimensioni.

La densità energetica è un fattore critico da considerare, in quanto influisce sulla quantità di spazio necessario per lo stoccaggio e la gestione del biocombustibile. I pellet, ad esempio, hanno una densità energetica di circa 3100 kWh/m3, mentre il cippato può variare considerevolmente a seconda della qualità e dell’umidità, con valori compresi tra 630 e 860 kWh/m3. I biocombustibili con una densità energetica elevata, come i pellet, sono più adatti per lo stoccaggio in spazi ridotti o per consegne meno frequenti, mentre il cippato è preferibile quando sono disponibili ampi spazi di stoccaggio e sono necessari carichi termici elevati.

Tuttavia, le specifiche del combustibile da utilizzare saranno fornite dal fornitore della tecnologia di combustione ed è sempre consigliabile fare riferimento alle normative tecniche europee o nazionali per garantire il rispetto dei requisiti minimi dei biocombustibili sia per parametri fisici (dimensioni, umidità, densità) che per parametri chimici (potere calorifico, densità energetica, contenuto in ceneri o altri elementi chimici).

Progettazione dei Sistemi di Riscaldamento a Biomassa

Prendendo spunto dalla “Guida Forest alla progettazione dei sistemi di riscaldamento a biomassa”, possiamo schematizzare le attività richieste per il progetto di un impianto di riscaldamento a biomassa nelle seguenti fasi:

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1. Ideazione;
2. Definizione;
3. Realizzazione;
4. Consegna;
5. Gestione.

Fase di Ideazione

Nel processo di progettazione di un sistema a biomassa, la fase iniziale comprende una valutazione preliminare della sostenibilità del progetto per un determinato sito. Un errore comune in questa fase, soprattutto quando l’esperienza dei soggetti coinvolti è limitata, è quello di basare le decisioni su soluzioni che hanno funzionato altrove.

Vantaggi e Svantaggi di una Caldaia a Biomassa

La caldaia a biomassa è spesso considerata una valida alternativa ad altri sistemi perché aiuta a contenere i costi di riscaldamento. Dal punto di vista dell'impatto ambientale, l'energia delle biomasse proviene da fonti rinnovabili. La combustione del legno, tra l'altro, rilascia una quantità limitata di anidride carbonica. A ciò si aggiunge il costo della materia prima, come visto in precedenza, specialmente se si opta per una caldaia a pellet o una caldaia a legna.

L'energia da biomassa di per sé è giudicata pulita ed ecosostenibile, ma per diventare elemento di combustione deve essere appositamente trattata. Se quindi la caldaia a biomassa presenta un conto meno salato per il suo utilizzo, allo stesso tempo richiede un investimento iniziale cospicuo. Al prezzo del generatore di calore, vanno considerate le spese per la sua installazione. L'investimento potrebbe rivelarsi inutile e dispendioso nel caso di un'abitazione senza una adeguata efficienza termica. Sempre a proposito di installazione di una caldaia a biomassa, prima di considerare questa opzione va valutato il fatto che richiede molto spazio. Infine, lo spazio è vitale. Se non fosse possibile installare la caldaia in un locale interrato, andrebbe posta all'esterno della casa.

Aggiornamenti Normativi e Incentivi

Qualità dell’aria: Piano Nazionale per la Sostituzione degli Impianti a Biomassa

È in vigore dal 2 agosto 2025 il Piano di azione nazionale per il miglioramento della qualità dell’aria. Dispone di una dotazione finanziaria complessiva pari a 2,4 miliardi di euro ed è articolato in cinque ambiti di intervento: Misure trasversali, Agricoltura, Mobilità, Riscaldamento civile, Azioni in atto complementari.

L’ambito di intervento 4 prevede 4 diverse azioni per l’efficientamento degli impianti di riscaldamento civile, con particolare attenzione alla riduzione delle emissioni inquinanti derivanti dai generatori di calore a biomassa.

Azioni Previste dal Piano

• Azione 1: Riduzione delle emissioni inquinanti derivanti dai generatori di calore a biomassa.
• Azione 2: Protocollo di intesa con regioni e associazione di categoria.
• Azione 3: Incentivi destinati alla sostituzione degli impianti a biomassa legnosa più obsoleti. È previsto l’avvio entro centottanta giorni dall’entrata in vigore di un programma di finanziamento della durata di due anni per una quota fino a un massimo di 100 milioni di euro cumulabili al programma conto termico volti a favorire la sostituzione di vecchi impianti termici civili a biomasse 3 stelle o inferiori ai sensi del decreto n. 186/2017, con sistemi 5 stelle o superiori e pompe di calore eventualmente accoppiati con fotovoltaico.

Contributi Regione Emilia Romagna per la Sostituzione di Impianti a Biomassa

Con Delibera 52 del 20/01/2025 la Giunta della Regione Emilia Romagna ha riaperto i termini del bando per la sostituzione di impianti inquinanti per riscaldamento civile a biomassa. Sono ammissibili al contributo gli interventi che prevedono la rottamazione di un generatore di calore a biomassa legnosa e contestuale acquisto e installazione di un nuovo generatore di calore di Classe 5 Stelle. Sono escluse dalla rottamazione le cosiddette “cucine economiche” né sono ammessi contributi per casi di nuova installazione.

Possono presentare domanda le persone fisiche che siano residenti in un Comune della Regione Emilia-Romagna, ubicato nelle zone Agglomerato di Bologna, Pianura Ovest e Pianura Est. Condizione necessaria per la partecipazione al bando è che il richiedente risulti assegnatario dal GSE del contributo Conto Termico 2.0.

L’entità del contributo regionale viene determinato fino al raggiungimento del 100% della spesa ammissibile validata dal GSE per sostituzione del vecchio generatore con un nuovo impianto di Classe 5 Stelle oppure con una pompa di calore. Il contributo è concesso a fondo perduto ad integrazione di quello riconosciuto dal GSE fino ad un importo massimo di 8.000 euro.

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