project - EIP-AGRI Operational Group
Biochar: innovations obtained through carbonizations tested in Amiata and Maremma (BIOACTAM)
Biochar: innovazioni ottenute attraverso carbonizzazioni testate in Amiata e Maremma (BIOACTAM)
Kontext
Le attività agro-forestali dell’Amiata e della Maremma in generale, hanno registrato negli anni forti cali. Le chiavi per il rilancio economico sono strettamente legate alla gestione del territorio e risiedono in scelte sostenibili mirate alla diversificazione e qualificazione delle produzioni, anche attraverso il recupero dei residui di lavorazione. La produzione di carbone vegetale sul M. Amiata, un tempo diffusa e remunerativa, si sta riattivando grazie allo sviluppo di tecniche recenti quali l’impiego di forni mobili orizzontali e verticali. Attività a riguardo sono condotte dal PIF FOGLIE (produzione di carbonella certificata minimizzando gli input di processo) e da CarbON (carbonizzazione in continuo). Il prodotto carbone vegetale ha ancora ampi margini di valorizzazione (impieghi cosmetici, farmacologici o vivaistici). La produzione di biochar da materiali ligno-cellulosici, anche molto diversi, ha il vantaggio di poter valorizzare scarti e residui di lavorazione con minore impatto rispetto ad altre forme di smaltimento e al contempo generando energia. La necessità del settore rurale è quella di un nuovo forno in grado di far confluire semplicità di uso, duttilità e recupero termico al fine di aumentare la sostenibilità del processo. Le proprietà chimico fisiche del Biochar ne fanno un ammendante privilegiato con capacità di migliorare la fertilità del suolo agendo sulla ritenzione dei nutrienti, aumentando la porosità e la ritenzione idrica del sistema suolo e stimolando la comunità microbica indigena.
Objectives
The general objective of the project is to develop and validate a new generation of products, based on the partial pyrolysis of ligno-cellulosic biomass deriving from forestry, agri-forestry and agronomic activities.
The material coming from sustainable management will be used in the agricultural, nursery and cosmetic sectors, aiming to increase soil fertility, mitigate climate change and concretely developing green technologies. The research activities will be carried out on biochar obtained from the combination of forest, agri-forestry, olive-growing, agricultural and nursery sectors, in an innovative form for the territory.
Objectives
L’obiettivo generale del progetto è sviluppare e validare una nuova generazione di prodotti, basati sulla pirolisi parziale di biomasse ligno-cellulosiche derivanti da attività forestali, agro-forestali e agronomiche.
Il materiale proveniente da gestioni sostenibili sarà impiegato nei settori vivaistico, agricolo e cosmetico, mirando ad aumentare la fertilità dei suoli, a una mitigazione dei cambiamenti climatici e un concreto sviluppo delle green technologies. La sperimentazione sarà condotta su biochar ottenuti dal connubio tra settori forestale, agro-forestale, olivicolo, agricolo e vivaistico, in forma innovativa per il territorio.
Activities
The sharing of the experiences from all partners will be the characterizing element of the project, through specific phases summarized as follows:
- optimization and standardization of an innovative technology for discontinuous biochar production;
- use of biochar as a soil improver in the nursery and / or agricultural sector and monitoring of the fertility of the "soil system" through microbiological indicators and as a basis for cosmetics;
- dissemination of the results of the project on the territory.
Activities
La condivisione delle esperienze di tutti i partner sarà l’elemento caratterizzante del progetto, attraverso fasi specifiche così riassunte:
- ottimizzazione e standardizzazione di una tecnologia innovativa per produzione di biochar in discontinuo;
- utilizzo del biochar come ammendante nel settore vivaistico e/o agrario e monitoraggio della fertilità del “sistema suolo” mediante indicatori microbiologici e come base per cosmetici;
- divulgazione dei risultati del progetto sul territorio
Additional comments
Questa proposta trasferisce l’innovazione tecnologica del PIF FOGLIE e di CarbON, alle mutate necessità, apportando innovazioni di processo e di prodotto per rendere sostenibile la produzione di carbone/biochar, e valutarne la possibile certificazione. Sarà prototipato un forno mobile verticale discontinuo in grado di carbonizzare materiale ligno-cellulosico di pezzature medio piccole variabili, caratterizzato da riempimento e scarico meccanico, recupero percolati, parziale recupero dell’energia termica, controllo in continuo di temperatura e flussi di gas. Saranno condotte prove con gli stessi materiali anche su una caldaia pirolitica sperimentale di piccola taglia (Piro-Gassificatore) per la produzione di syngas e carbone.
This proposal transfers the technological innovation of the PIF FOGLIE and CarbON to changing needs, making process and product innovations to make the production of coal / biochar sustainable, and evaluate its possible certification. A discontinuous vertical mobile furnace capable of carbonizing ligno-cellulosic material of medium-small variable sizes will be prototyped, characterized by mechanical filling and discharge, leachate recovery, partial recovery of thermal energy, continuous control of temperature and gas flows. Tests with the same materials will also be conducted on a small experimental pyrolytic boiler (Pyro-Gasifier) for the production of syngas and coal.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014IT06RDRP010 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Toscana
Ort
- Main geographical location
- Grosseto
- Other geographical location
- Siena
EUR 363206.25
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
2 Practice Abstracts
The production of charcoal on Monte Amiata could be reactivated through the development of recent techniques such as the use of horizontal and vertical mobile kilns.
The production of Biochar from ligno-cellulosic materials has the advantage of exploiting waste and processing residues with less impact than other forms of disposal and at the same time generating energy.
The general objective of the project was to develop and validate a new generation of products, based on the partial pyrolysis of ligno-cellulosic biomass deriving from forestry, agro-forestry and agronomic activities. The experimentation was conducted on Biochar obtained from the combination of forestry, agro-forestry, olive, agricultural and nursery sectors. The sharing of the experiences of all the partners was the characterizing element of the project. The innovation activated with the project was to test and develop, in systems close to labor use, a new generation of Biochar, specifically designed for use in sectors widely represented in the regional production sector. In detail, this innovation has involved:
an increase in Biochar production efficiency;
a decrease in the negative externalities of carbonization;
an increase in the fertility of the "soil system";
a diversification of the forestry and agro-forestry supply chains;
an experimentation of a traceable cosmetic and nutraceutical supply chain.
These activities have made it possible to generate an effective economic valorisation of wood residues, transforming residual wood biomass, from a critical element at a management, economic and environmental level for companies, to possible resources to produce Biochar, activating a circular economy and carbon storage.
La produzione di carbone vegetale sul Monte Amiata potrebbe riattivarsi grazie allo sviluppo di tecniche recenti quali l’impiego di forni mobili orizzontali e verticali.
La produzione di Biochar da materiali ligno-cellulosici, anche molto diversi, ha il vantaggio di poter valorizzare scarti e residui di lavorazione con minore impatto rispetto ad altre forme di smaltimento e al contempo generando energia.
La sperimentazione è stata condotta su Biochar ottenuti dal connubio tra settori forestale, agro-forestale, olivicolo, agricolo e vivaistico. La condivisione delle esperienze di tutti i partner è stato l’elemento caratterizzante del progetto. L’innovazione attivata con il progetto è stata quella di testare e mettere a punto, in sistemi prossimi alla scala di utilizzo, una nuova generazione di Biochar, specificatamente progettati per l’impiego in settori ampiamente rappresentati nel tessuto produttivo regionale. Nel dettaglio tale innovazione si è tradotta in:
un aumento dell’efficienza di produzione del Biochar;
una diminuzione delle esternalità negative della carbonizzazione;
un incremento della fertilità del “sistema suolo”;
una diversificazione delle filiere forestale e agro-forestale;
una sperimentazione di una filiera cosmetica e nutraceutica tracciabile.
Grazie a queste attività è stato possibile generare una effettiva valorizzazione economica dei residui legnosi, trasformando biomasse legnose residuali, da elemento critico a livello gestionale, economico ed ambientale per le aziende, a possibili risorse per la produzione di Biochar e attivare un’economia circolare e immagazzinamento di carbonio.
Expected final results:
1. Prototype of a vertical mobile furnace with discontinuous operation;
2. Evaluation of the effect of adding 3 types of biochar on the fertility of the soil system in terms of microbiological indicators, and field evaluation in nursery, horticultural and agronomic activities;
3. Possibility of creating a new supply chain in the territories of the project with the involvement of new companies;
4. Reduction of the negative externalities of carbonization, mainly through the collection of leachate and evaluation of their use in the production of chemical compounds and biobased materials;
5. Economic valorisation of forest, olive, agricultural and nursery wood residues, transforming them from a critical element in management, economic and environmental terms, to a possible resource (biochar, chemical compounds and bio-based materials.
Risultati finali attesi:
1. Prototipo di forno mobile verticale a funzionamento discontinuo;
2. Valutazione dell’effetto dell’aggiunta di 3 tipologie di biochar sulla fertilità del sistema suolo in termini di indicatori microbiologici, e valutazione in campo nelle attività vivaistiche, orticole e agronomiche;
3. Possibilità di creare una filiera nuova nei territori del progetto con coinvolgimento di nuove aziende;
4. Diminuzione delle esternalità negative della carbonizzazione, principalmente attraverso raccolta dei percolati e valutazione del loro impiego nella produzione di composti chimici e materiali biobased;
5. Valorizzazione economica di residui legnosi forestali, olivicoli, agricoli e vivaistici, trasformandoli da elemento critico a livello gestionale, economico ed ambientale, a possibile risorsa (biochar, composti chimici e materiali bio-based.
Contacts
Project coordinator
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Giovanni Alessandri
Project coordinator
Project partners
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Annalisa Romani
Project partner
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Catia Iacobucci
Project partner
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Enrico Vinciarelli
Project partner
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Federico Comandi
Project partner
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Filippo Trilli
Project partner
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Leonardo Savelli
Project partner
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Lorenzo Moncini
Project partner
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Luciano Giglioni
Project partner
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Marco Failoni
Project partner
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Roberta Bussolino
Project partner
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Rodolfo Picchio
Project partner
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Samuele Pii
Project partner