Edizioni L Informatore Agrario

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2 BENEFICI AMBIENTALI DELLA DIGESTIONE ANAEROBICA Biogas da reflui zootecnici: meno emissioni e più efficienza di Francesco Maria Ciancaleoni, Roberto Jodice La produzione di biogas per la destinazione energetica rappresenta certamente una grande opportunità per le imprese zootecniche. Le notevoli potenzialità produttive di questo biocombustibile da parte del mondo agricolo sono confermate anche da un analisi di scenario riferita al 2020 promossa da Coldiretti (Bonari et al., 2009), che stima il contributo energetico dei reflui e dei residui per la produzione di biogas. Nella tabella 1 i dati ottenuti dalla ricerca sono comparati con quelli del Piano d Azione Nazionale (PAN), approvato nel giugno 2010 dal Governo italiano. La stima della produzione di biogas al 2020, nello studio Coldiretti, è circa la metà di quella del PAN, perché nell analisi di Coldiretti si è data enfasi al biogas prodotto principalmente dai reflui zootecnici e non al biogas prodotto da colture dedicate. Questa differenziazione nel trattare la filiera del biogas è oggi più che mai di grande attualità, alla luce delle modalità con cui si sta evolvendo il settore. La produzione di biogas da reflui zootecnici, rispetto a quella da colture dedicate, determina vantaggi ambientali ed energetici. Per questo è auspicabile una regolamentazione per incentivarla Serve un piano di incentivi Una cosa è certa, sia il trend dei dati attuali, sia le potenzialità evidenziate dallo scenario elaborato da Coldiretti giustificano le aspettative rispetto a una normativa dedicata al comparto del biogas. Sarebbe quanto mai opportuna, infatti, la predisposizione di un sistema di incentivazione specifico, magari attraverso la stesura di un apposito decreto ministeriale che, tra l altro, attui una differenziazione degli incentivi in funzione della taglia e della tipologia L uso di reflui zootecnici per produrre biogas ha molteplici vantaggi a carattere ambientale, tra cui la riduzione delle emissioni in atmosfera di sostanze odorigene degli impianti. Verrebbe così riconosciuta un equa redditività agli investimenti, al variare del costo della tecnologia ma, soprattutto, verrebbe assicurato un sostegno stabile alle filiere più efficienti dal punto di vista ambientale ed energetico. Anche lo schema del decreto legislativo di recepimento della diretiva 2009/28/Ce, recentemente approvato in prima lettura dal Consiglio dei ministri, considera con attenzione la produzione di biogas da reflui zootecnici e riporta l orientamento al sostegno della produzione energetica in modo differenziato rispetto alla scala di potenza. Questa necessità appare particolarmente evidente nello scenario che si sta delineando in alcune aree del territorio nazionale, caratterizzato dalla diffusione di numerosi impianti di grossa taglia, sempre meno collegati all attività agricola. Non solo redditività, anche tutela ambientale L attenzione principale per l attivazione di impianti di biogas non dovrebbe essere rivolta solo ed esclusivamente alla redditività economica dell iniziativa, ma si dovrebbero tenere in grande considerazione anche gli aspetti ambientali; in tal senso l azienda zootecnica diviene il soggetto centrale per la produzione del biocombustibile. Il legame tra la produzione di biogas e le attività zootecniche deve considerarsi imprescindibile per numerose ragioni. La produzione di biogas dai reflui zootecnici, infatti, è decisamente benefica sotto il profilo energetico e ambientale, specie in quelle aree, nelle quali è consistente la presenza di allevamenti, da tempo sottoposte a particolare attenzione per l inquinamento idrico (zona di ricarica delle falde, bacini scolanti in laguna, ecc. È noto, tra l altro, che la digestione anaerobica per la produzione di biogas, in quanto processo e tecnica energetica, è nata e si è sviluppata in tutto il mondo con l impiego di matrici zootecniche. 54 L Informatore Agrario 6/2011

3 Vantaggi del biogas da reflui zootecnici Oltre alla produzione di energia da una fonte rinnovabile (con la correlata riduzione dei consumi di combustibili fossili), si riportano benefici dovuti a: riduzione del rischio di inquinamento dei corpi idrici superficiali e profondi dovuto all apporto di nutrienti e di sostanze organiche: è possibile infatti separare con maggiore facilità la frazione solida del digestato e trasformarla in compost; riduzione delle emissioni in atmosfera di metano e altri gas climalteranti, che vengono invece raccolti e impiegati per scopi energetici; riduzione delle emissioni in atmosfera di sostanze odorigene, che vengono metabolizzate dai microrganismi nel corso del processo di digestione o raccolte nel biogas e quindi combuste nella successiva conversione energetica; riduzione della presenza nel liquame di eventuali agenti potenzialmente patogeni o parassiti (sia per gli animali, sia per l uomo), poiché il processo anaerobico li inattiva in modo permanente; riduzione della presenza di semi di erbe infestanti nel liquame con conseguente riduzione dei trattamenti di diserbo al terreno fertilizzato con i liquami digeriti; aumento dell assimilazione dei nutrienti, essenzialmente dell azoto, da parte delle piante (dovuta alla mineralizzazione dell azoto organico) e pertanto riduzione degli apporti di fertilizzanti minerali al suolo. TABELLA 1 - Le stime della produzione di energia da biogas al 2020 Energia elettrica Energia termica Fonte Produzione di biogas da colture dedicate Preme ricordare, ancora, che la produzione di biogas da reflui non comporta ulteriori impegni di suolo, a differenza di altre filiere bioenergetiche che poggiano il processo su biomasse da colture dedicate, che potrebbero sottrarre superfici alla produzione alimentare. I reflui zootecnici, a differenza delle biomasse solide ottenute da colture dedicate (soprattutto cereali), possono essere impiegati allo stato tal quale per la fermentazione (in virtù di tenori di umidità molto elevati) e utilizzati in codigestione con altri materiali organici, immessi nel digestore anche allo stato solido. Ciò, tra l altro, è in linea con GRAFICO 1 - Distribuzione dei bovini in classi di numeri di capi per azienda Numero di capi (.000) GWh/anno percentuale sul totale fonti rinnovabili Mtep/ anno ( 1 ) percentuale sul totale fonti rinnovabili Biogas (studio Coldiretti) ( 2 ) Scenario pessimistico Scenario ottimistico ,07 Biogas (Piano d azione nazionale) ,09 0,266 2,54 Biomasse totali (Piano d azione nazionale) ,99 5,670 54,20 ( 1 ) Mtep = milioni di tonnellate equivalenti di petrolio. ( 2 ) Bonari et al., Lo studio di Coldiretti mette in evidenza principalmente il biogas prodotto da reflui zootecnici, che risulta circa la metà di quello stimato dal Piano d Azione Nazionale Classi numeriche (n. capi) >2.000 Fonte: Migliardi, Nella classe numerica che comprende le aziende che hanno un numero di bovini tra 100 e 499 si contano in totale più di capi. BIOENERGIE i consolidati e affermati processi tecnologici degli ultimi decenni, tesi proprio a trasferire gli inquinanti contenuti nella fase liquida (in questo caso i reflui zootecnici) alla fase solida (ad esempio la frazione solida separata meccanicamente al termine del processo fermentativo). I menzionati benefici non sussistono, invece, nei casi che stanno costituendo la principale tendenza attuale, vale a dire la diffusione sul territorio di impianti aventi taglie di potenza vicine a 1 MW elettrico, con l impiego pressoché esclusivo, come materia prima, di biomasse vegetali da colture dedicate (in primis cereali insilati). In questo modello si utilizzano sostanze solide che, al termine del processo, si ritrovano in un mezzo liquido. Se sotto il profilo produttivo (rendimento in biogas) la scelta risulta sicuramente efficace, occorre ricordare, tuttavia, che con questa prassi si complicano notevolmente gli aspetti ambientali connessi allo smaltimento del residuo digerito e all impatto sul territorio legato a un approvvigionamento pressoché esclusivo di cereali da colture dedicate che, in alcune aree, ha creato pericolose distorsioni: alterazioni dei valori di affitto dei terreni agricoli, difficoltà di reperimento di foraggi per le attività zootecniche, aumenti del costo di produzione del latte, ecc. Per queste e per numerose altre ragioni appare allora essenziale considerare le caratteristiche strutturali delle imprese zootecniche italiane, che, tranne in alcune specifiche aree, sono prevalentemente di medie dimensioni (grafico 1), per progettare gli impianti di produzione del biogas con tecnologie appropriate alla scala produttiva. In altre parole, occorre scegliere e adottare tecniche e tecnologie idonee per trattare i reflui di allevamenti di piccola-media taglia. 6/2011 L Informatore Agrario 55

4 GRAFICO 2 - Emissioni evitate di gas climalteranti Materia prima e impiego del biogas Biogas da: liquami zootecnici liquami zootecnici per trasporto insilato di mais insilato di mais per trasporto Emissioni evitate (t CO 2 eq.) (*) Emissioni evitate lorde Emissioni evitate nette (*) Emissioni al lordo e al netto delle emissioni dovute al processo produttivo e alla successiva conversione energetica, su base ettariale o al suo equivalente energetico. Fonte: dati rielaborati dagli autori dalla pubblicazione di Kathrine Anker Thyø e Henrik Wenzel (2007). Il biogas prodotto da liquami zootecnici risulta la tecnologia meno impattante in termini di emissioni di gas climalteranti. TABELLA 2 - Riduzione netta di emissioni di gas climalteranti delle differenti filiere Filiera Emissioni evitate (t di CO 2 eq.) Biogas da reflui 44 Biogas da reflui per trasporto 35 Biogas da mais 23 Biogas da mais per trasporto 11 Biodiesel da colza per trasporto 3 Biodiesel da colza per trasporto + stocchi combusti 7 Bioetanolo di prima generazione per trasporto 2 Bioetanolo di seconda generazione per trasporto 8 Legno da coltura dedicata (salice a breve ciclo) 20 La comparazione delle emissioni è effettuata con olio grezzo combustibile, nel caso del trasporto, e con carbone/gas naturale nel caso della cogenerazione. I valori sono riportati alla base ettariale o al suo equivalente energetico Fonte: Kathrine Anker Thyø, Henrik Wenzel (2007). La produzione di biogas da reflui zootecnici permette di evitare l immissione in atmosfera di 44 tonnellate di anidride carbonica equivalenti, il dato più alto tra le principali fonti di energia rinnovabile. Sempre dal punto di vista ambientale ed energetico si ricorda, inoltre, che in questa tipologia di aziende è più agevole gestire i reflui, applicare al suolo i materiali residui e utilizzare l energia termica ottenuta dalla conversione energetica del biogas (cogenerazione). Reflui zootecnici e valore ambientale A livello scientifico si confermano i valori ambientali della produzione di biogas da reflui zootecnici: utilizzando il metodo Lca (Life cycle assesment - Analisi del ciclo di vita), dalla comparazione delle possibili opzioni della produzione di combustibili e/o carburanti da biomasse, emerge senza dubbio la valenza ambientale di questa filiera rispetto a quella del biogas ottenuta da insilati di mais (grafico 2) e anche rispetto alla generazione di bioetanolo, alla produzione di biodiesel, alla produzione di legno da coltura dedicata (salicacee a breve ciclo) (tabella 2). Dall analisi del grafico 2 si riscontra, inoltre, che la riduzione delle emissioni di gas climalteranti è sempre più elevata nel caso della produzione di energia in cogenerazione rispetto a quella dell impiego del biogas per trasporto. La sintesi delle risultanze scientifiche è inequivocabile: l uso dei reflui zootecnici per la produzione di biogas si distingue, rispetto al metodo tradizionale di applicare il liquame al terreno, per la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra e per il risparmio di carburante fossile. Dal punto di vista ambientale e in termini di risparmio di risorse, il liquame zootecnico dovrebbe essere dunque utilizzato prima per la produzione di biogas e poi applicato al terreno. Per i motivi esposti, nel complesso delle possibili opzioni di sostegno pubblico alle differenti filiere di produzione di bioenergia, il biogas a base di reflui zootecnici, soprattutto quando è impiegato per la cogenerazione, merita una specifica attenzione. Il biogas è risorsa per l azienda zootecnica Si rende quindi necessario modulare il sistema di incentivazione alla produzione dell energia da biogas in relazione alla matrice della materia prima utilizzata, all efficienza della conversione energetica e alla dimensione dell impianto energetico. In questo contesto occorre risolvere i problemi legati alla sostenibilità degli impianti di grande scala alimentati con cereali che, avendo ben poco di «agricolo» e seguendo esclusivamente la logica dell economia di scala e della massimizzazione del profitto, sfuggono a ogni regola di pianificazione territoriale; inoltre risultano meno efficaci dal punto di vista ambientale e meno efficienti sotto il profilo energetico perché spesso non riescono a sfruttare l energia termica ottenuta. L introduzione di specifici bonus, quale riconoscimento degli aspetti ambientali e/o tecnologici positivi, permetterebbe di differenziare opportunamente la tipologia degli impianti da sviluppare sul territorio, premiando, ad esempio, l utilizzo del calore e la cogenerazione, l accorciamento della filiera e le aziende agricole che garantiscono una quota di autoproduzione o che introducono tecnologie complementari a quelle energetiche (come, ad esempio, quelle per l abbattimento dell azoto nei reflui zootecnici). Il completamento della regolamentazione del settore mediante un apposito decreto, oltre a differenziare le tariffe incentivanti, avrebbe senso anche nell ottica della rimozione delle numerose barriere tecniche, normative e burocratiche che, sino a ora, hanno limitato la diffusione di questa tecnologia in ambito agricolo. Francesco Maria Ciancaleoni Coldiretti - Area territorio e ambiente, Roma Roberto Jodice Cortea, Trieste Per commenti all articolo, chiarimenti o suggerimenti scrivete a: redazione@informatoreagrario.it Per consultare gli approfondimenti e/o la bibliografi a: 11ia06_5609_web 56 L Informatore Agrario 6/2011

5 ARTICOLO PUBBLICATO SU L INFORMATORE AGRARIO N. 6/2011 A PAG. 54 Biogas da reflui zootecnici: meno emissioni e più efficienza BIBLIOGRAFIA Bonari E., Jodice R., Masini S. (2009) - L impresa agroenergetica. Ruolo e prospettive nello scenario «2 volte 20 per il 2020». (a cura di) Gruppo 23 Quaderni, Edizioni Tellus, Roma. Ministero dello sviluppo economico (2010) - Piano di azione nazionale per le energie rinnovabili dell Italia. Roma. Migliardi D. (2006) - Il biogas: prospettive di produzione e di impiego per scopi energetici. In: L energia del nostro futuro, la seconda vita dell agricoltura. A cura di Roberto Jodice e Stefano Masini. Edizioni Procom, Roma. Anker Thyø K., Wenzel H. (2007) - Life cycle assessment of biogas from maize silage and from manure - for transport and for heat and power production under displacement of natural gas based heat works and marginal electricity in northern Germany. Report for Xergi A/S Sofiendalsvej Aalborg SV.